一种全自动清洗加硬烘干系统及方法
阅读说明：本技术 一种全自动清洗加硬烘干系统及方法 (Full-automatic cleaning, hardening and drying system and method ) 是由 吴国强 于 2020-12-03 设计创作，主要内容包括：本发明属于光学镜片生产技术领域,公开了一种全自动清洗加硬烘干系统及方法,包括进料段、皂化、洗净段、脱水冷却段、第一强化段、预烘冷却段、第二强化段等。本发明能通过扫码识别产品,自动选择加工工艺,使不同类型及尺寸的产品能在系统内连续自动加工。本发明能够减少电能损耗,提高电能利用率。本发明设置智能检测并控制,如加热、超声波、水循环、烘干等,只有在产品需要加工时开启,空闲时间则关闭,能达到节电功能；能减少水消耗,冲洗工位利用内循环的流量对产品进行冲洗,只有在有产品加工时,才会补充少量的新鲜水。此外,冲洗水采用溢流的方式,只在后段补充新鲜水,后段依次向前段溢流,使清洗段的水消耗量大大减少。(The invention belongs to the technical field of optical lens production, and discloses a full-automatic cleaning, hardening and drying system and method. The invention can identify products by scanning codes and automatically select processing technology, so that products of different types and sizes can be continuously and automatically processed in the system. The invention can reduce the electric energy loss and improve the electric energy utilization rate. The invention sets intelligent detection and control, such as heating, ultrasonic wave, water circulation, drying and the like, and is started only when the product needs to be processed, and is closed in idle time, thereby achieving the function of saving electricity; the water consumption can be reduced, the product is washed by the washing station by utilizing the flow of the internal circulation, and only when the product is processed, a small amount of fresh water can be supplemented. In addition, the flushing water adopts an overflow mode, fresh water is supplemented only at the rear section, and the rear section overflows to the front section in sequence, so that the water consumption of the cleaning section is greatly reduced.)
技术领域
本发明属于光学镜片生产技术领域，尤其涉及一种全自动清洗加硬烘干系统及方法。
背景技术
目前，光学镜片是用高纯度硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙、钡等的氧化物按特定配方混合，在白金坩埚中高温融化，用超声波搅拌均匀，去气泡，然后经长时间缓慢地降温，以免镜片块产生内应力。冷却后的镜片块，必须经过光学仪器测量，检验纯度、透明度、均匀度、折射率和色散率是否合规格。合格的镜片块经过加热锻压，成光学透镜毛胚。化学成分和光学性质相近的镜片，在阿贝图上也分布在相邻的位置。肖特镜片厂的阿贝图有一组直线和曲线，将阿贝图分成许多区，将光学镜片分类；列如冕牌镜片K5、K7、K10在K区,燧石镜片F2、F4、F5在F区。镜片名称中的符号:F 代表燧石 K 代表冕牌 B 代表硼 BA 代表钡 LA 代表镧 N 代表无铅 P 代表磷。光学镜片在生产过程中，自动光学镜片生产系统起着关键性的作用。目前市面上的镜片的后处理工艺仅为清洗，烘干生产工艺，效率较低下，产品质量没有得到有效保障；清洗仅简单重复清洗，指定精细清洗工艺清洗，烘干工艺粗糙，易造成镜片细微变形。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
（1）清洗工艺简单，未有效清洗工艺残留；
（2）烘干工艺粗糙，温度未精准控制，局部高温烘烤，造成镜片变形；
（3）无对镜片进行强化处理；
（4）现有技术不能自动识别产品类型，以及不能对整个过程进行跟踪；
（5）现有技术节水，节电效果差。现有技术空气洁净度差，烤箱不能提供稳定均衡的温度；
（6）现有技术维护成本高。
解决以上问题及缺陷的难度为：制订精细清洗工艺，制订精准控制烘干温度，实现高效无损烘干；引进镜片加硬工艺，产品质量再次升级。
解决以上问题及缺陷的意义为：引进自动化控制，实现自动化精细清洗镜片，自动化精细烘干镜片，自动化加硬镜片，实现保证产品质量达到工艺要求，生产效率明显提升，降低生产成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种全自动清洗加硬烘干系统及方法。
本发明是这样实现的，一种全自动清洗加硬烘干方法包括：
步骤一，采用伺服电机为驱动源的机械臂，按制定的程序，抓取上料段推车上的镜片治具，放在上料段的传动链条上，传送机构依序将镜片治具送达至洗净段前端的衔接工位上；
步骤二，在传动链条上方的条形码或二维码识别装置，识别产品上的条形码或二维码，调用相应的工艺程序，并存储到控制器内，将跟踪产品在整个加工过程中工艺，传送机构依序将镜片治具送达至洗净段前端的衔接工位上；
步骤三，利用第一组机械臂从皂化段或洗净前置段的衔接工位上抓取镜片治具，放在洗净段内进行洗净脱水；
步骤四，利用洗净段的第四组机械臂，将脱水好的镜片抓取至脱水冷却段的前置工位上，传送系统依序将镜片传送，进行干燥和冷却处置；
步骤五，利用第一组机械臂将前段冷却好的镜片，抓取至强化第一槽进行强化前清洗，利用第二组机械臂将清洗好的镜片，抓取至强化槽进行干燥；
步骤六，利用第一段强化的机械臂将前段干燥好的镜片，抓取至强化槽的其中一槽进行浸涂底膜，强化槽的选择及各项辅助设施按照设定程序进行运行；
步骤七，利用第一段强化的机械臂将已涂底膜的镜片，抓取放置在预烘冷却段的传送链条上，传送系统按照程序依序将镜片进行自流静置、预烘处置；
步骤八，利用第二段强化的机械臂将前段冷却好的镜片，抓取至强化槽的其中一槽进行浸涂强化膜处理；强化槽的选择及各项辅助设施按照设定程序进行运行；
步骤九，利用第二段强化的机械臂将强化好的镜片，抓取放置在预烘冷却段的传送链条上，传送系统按照程序依序将镜片进行自流静置、预烘处置，预烘好的镜片将直接传送至烘干段；
步骤十，镜片在传送链条上依序进行烘干处置，烘干好的镜片传送至烘干出料冷却工位，各辅助系统按要求运行，达到烘干要求标准；
步骤十一，由机械臂将烘干好的镜片，从传送机构上依序抓取放置在出料车台上。
进一步，所述步骤二中，皂化段内进行皂化的时间可调，可跳过不使用或者使用其中一个工位。
进一步，所述步骤三中，放在洗净段内进行洗净脱水时，放在洗净段的第一槽内进行超声波清洗，利用第二三四组机械臂将镜片依序进行第2-9 槽的超声波清洗，第 10 槽将清洗好的镜片进行脱水处置。
进一步，所述步骤四中，脱水冷却全程时间为30 分钟。
进一步，所述步骤六中，预烘预冷段的预烘时间为20 分钟，温度可调可控，预冷时间 为20 分钟，气可调可控，预烘预冷全程时间为50 分钟。
进一步，所述步骤八中，强化二在在对镜片强化 30-300″内完成后即传送至自流平工位，自流静置时间为10 分钟；预烘时间为50 分钟，温度可调可控。
本发明的另一目的在于提供一种全自动清洗加硬烘干系统，所述全自动清洗加硬烘干系统包括：
进料段，包括推车定位系统、洗净前置传送系统和机械臂系统；
皂化、洗净段，包括2 个皂化槽、机械臂、无超声波装置、过滤装置、加热 3KW装置、液位检测控制装置、PH 值检测控制装置；
超声波清洗段，包括9 个清洗槽、1 个脱水槽、4 组机械臂、纯净水系统；
第一强化段，包括IPA清洗、强化机一段、强化系统二组、冰水机系统二组、恒温恒湿系统、2 组机械臂、强化槽；
预烘冷却段，包括强化液自流 2 工位、预烘 4 工位、冷却 4 工位、红外线预烘 3 组、3KW/组；冷却源外置，冷风循环冷却；
第二强化段，包括强化系统二组、冰水机系统二组、恒温恒湿系统、2 组机械臂、强化槽由槽体、冷却系统、旋升系统、过滤循环系统；冰水机系统、恒温恒湿系统、过滤循环系统外置；冷冻机系统与强化二共用；
预烘段，包括强化液自流静置 2 工位、预烘 8 工位、检查口、过渡衔接 1 工位、红外线预烘 8 组、3KW/组、链条传送，检查窗口；
烘干段，包括烘干前置衔接 1 工位、烘干 46 工位、烘干出料衔接 1 工位、控温系统、循环系统、净化系统、机械臂系统、传送系统；
自动下料段，包括推车定位系统、下料段传送系统和机械臂系统；链条轨道平行移动，采用伺服机械手衔接接送料至推手。
进一步，所述进料段中的推车设置有5层10挂；洗净前置10挂，链条轨道平行移动，与洗净段采用伺服机械手衔接送料。
进一步，所述超声波清洗段中的1-8 槽各配置 40K1200W 超声波装置、加热 3KW装置、液位检测控制装置、1-3 槽配置水质检测控制装置。
进一步，所述强化槽由槽体、冷却系统、旋升系统、过滤循环系统组成；冰水机系统、恒温恒湿系统、过滤循环系统外置，冷冻机系统与强化二共用。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明采用预烘、预冷采用封闭式箱体，加盖，两者完全隔离开，避免冷热相互抵消损耗，能达到节电功能。传统的都是做在一起的、敞开的，这是非常耗能的地方。本发明能够减少损耗，提高电能利用率。本发明设置智能检测停止如：加热、超声波、冷气循环等，转换为较低能耗的自恒定，或确定完成工作，先行关机，能达到节电功能。本发明通过设置有烤箱，由于烤箱具有净化功能，高效过滤器能稳定通风量，确保烤箱温度均匀，有效的确保烘烤时间；不会因为烤箱温度不均匀，有的烘烤不到位，而增加烘烤时间的现象，达到节电功能。本发明具有自溢水功能，能将原本排掉的有较高温度的溢流水重新利用，减少再加热的耗能行为。一般刚开机时一起加热，到达温度后，前面的几个槽体由于使用溢流水，所以槽体就不用再加热。本发明设置的自动给水措施，可以减少人工给水不稳定造成设备长期给水的弊端，达到节水功能。本发明具有自溢水功能，设备运行中，只有一个槽体间歇性给水，达到节水功能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的全自动清洗加硬烘干方法流程图。
图2是本发明实施例提供的全自动清洗加硬烘干系统结构示意图。
图中：1、进料段；2、皂化、洗净段；3、脱水冷却段；4、第一强化段；5、预烘冷却段；6、第二强化段；7、预烘段；8、烘干段；9、下料段。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种全自动清洗加硬烘干系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的全自动清洗加硬烘干方法，包括：
S101，采用伺服电机为驱动源的机械臂，按制定的程序，抓取上料段推车上的镜片治具，放在上料段的传动链条上，传送机构依序将镜片治具送达至洗净段前端的衔接工位上；
S102，在传动链条上方的条形码或二维码识别装置，识别产品上的条形码或二维码，调用相应的工艺程序，并存储到控制器内，将跟踪产品在整个加工过程中工艺，传送机构依序将镜片治具送达至洗净段前端的衔接工位上；
S103，利用第一组机械臂从皂化段或洗净前置段的衔接工位上抓取镜片治具，放在洗净段内进行洗净脱水；
S104，利用洗净段的第四组机械臂，将脱水好的镜片抓取至脱水冷却段的前置工位上，传送系统依序将镜片传送，进行干燥和冷却处置；
S105，利用第一组机械臂将前段冷却好的镜片，抓取至强化第一槽进行强化前清洗，利用第二组机械臂将清洗好的镜片，抓取至强化槽进行干燥；
S106，利用第一段强化的机械臂将前段干燥好的镜片，抓取至强化槽的其中一槽进行浸涂底膜，强化槽的选择及各项辅助设施按照设定程序进行运行；
S107，利用第一段强化的机械臂将已涂底膜的镜片，抓取放置在预烘冷却段的传送链条上，传送系统按照程序依序将镜片进行自流静置、预烘处置；
S108，利用第二段强化的机械臂将前段冷却好的镜片，抓取至强化槽的其中一槽进行浸涂强化膜处理；强化槽的选择及各项辅助设施按照设定程序进行运行；
S109，利用第二段强化的机械臂将强化好的镜片，抓取放置在预烘冷却段的传送链条上，传送系统按照程序依序将镜片进行自流静置、预烘处置，预烘好的镜片将直接传送至烘干段；
S110，镜片在传送链条上依序进行烘干处置，烘干好的镜片传送至烘干出料冷却工位，各辅助系统按要求运行，达到烘干要求标准；
S111，由机械臂将烘干好的镜片，从传送机构上依序抓取放置在出料车台上。
本发明实施例提供的S101中，推车定位：独立控制停时间不计；自动上料：独立控制时间不计。
本发明实施例提供的S102中，皂化段： 二槽 1200″（20分钟）。时间可调，选择使用。
本发明实施例提供的S103中，超声波清洗（10工位）：机械臂行走 10″+ 清洗时间（可调） + 等待时间（可调）= 300″；第一槽 至 第十槽全程时间（含脱水）：3000″（50分钟）。
本发明实施例提供的S104中，脱水冷却（6工位）：脱水前置 300″+ 预烘（可调可控）+ 预冷（可调可控）；脱水冷却全程时间：1800″（30分钟）。
本发明实施例提供的S105中，IPA 清洗、强化一（2工位）：独立控制时间不计；机械臂行走 10″+ 强化浸泡旋升时间 = 30-300″（可调）；强化在 30-300″内完成后即传送至自流工位，所以不计时间。
本发明实施例提供的S106中，预烘预冷（10工位）：自流时间 2工位：600″（10分钟）；预烘时间 4 工位：1200″（20分钟）（温度可调可控）；预冷时间 4工位：1200″（20 分钟）（冷气可调可控）；预烘预冷全程时间：3000″（50分钟）。
本发明实施例提供的S108中，强化二（1工位）：独立控制时间不计；机械臂行走10″+ 强化浸泡旋升时间 = 30-300″（可调）；强化在 30-300″内完成后即传送至自流平工位，所以不计时间；预烘（10工位）：自流时间 2工位：600″（10分钟）；预烘时间 8 工位：2400″（50分钟）（温度可调可控）；预烘全程时间：3000″（50分钟）。
本发明实施例提供的S109中，烘干（48工位）：4小时；自动下料（6工位）：独立控制时间不计；自动放置在推车：独立控制时间不计。
本发明实施例提供的全自动清洗加硬烘干系统包括：
进料段1包括：进料段由推车定位系统（1台推车）、洗净前置传送系统（5 工位）和机械臂系统。推车进入自动上料，其中，推车设置有5层10挂；洗净前置10挂，链条轨道平行移动，与洗净段采用伺服机械手衔接送料。
皂化、洗净段2包括：皂化段和超声波清洗段；皂化段包括2个皂化槽、机械臂、无超声波装置、过滤装置、加热 3KW装置、液位检测控制装置、PH 值检测控制装置。
超声波清洗段包括：9个清洗槽、1个脱水槽、4 组机械臂、纯净水系统、1-8 槽各配置 40K1200W 超声波装置、加热 3KW装置、液位检测控制装置、1-3 槽配置水质检测控制装置，具有报警功能；10槽由四个旋升机构执行上下左右移动，从机械手前置段接料，第10槽脱水后送达脱水冷却段。10槽配置：40k/200W 超声波9台，加热3KW/槽；自动控制水位、自动循环过滤、按水质给排水；给水源采用纯净水；其它配置：洗净段无寸动功能，设置有送排风功能。
脱水冷却段3包括：预烘前置 1工位、红外线预烘 2工位、冷却 3工位、传送系统、冷却系统、红外线预烘 2组、3KW/组、冷却源外置、冷风循环冷却。链条平行移动，由强化段执行机构传送至强化段。
第一强化段4包括：IPA清洗、强化机一段、强化系统二组、冰水机系统二组、恒温恒湿系统、2 组机械臂、强化槽；强化槽由槽体、冷却系统、旋升系统、过滤循环系统组成；冰水机系统、恒温恒湿系统、过滤循环系统外置，冷冻机系统与强化二共用。
预烘冷却段5包括：强化液自流 2工位、预烘 4工位、冷却 4工位、红外线预烘 3组、3KW/组；冷却源外置，冷风循环冷却，利用机械手从前后强化槽接料，链条传送。
第二强化段6包括：强化系统二组、冰水机系统二组、恒温恒湿系统、2 组机械臂、强化槽由槽体、冷却系统、旋升系统、过滤循环系统；冰水机系统、恒温恒湿系统、过滤循环系统外置；冷冻机系统与强化二共用。
预烘段7包括：强化液自流静置2工位、预烘8工位、检查口、过渡衔接1工位、红外线预烘8组、3KW/组、链条传送，检查窗口；利用机械手从前强化槽接料，从衔接段送入烤箱，链条传动。
烘干段8包括：烘干前置衔接1工位、烘烘干46工位、烘干出料衔接1工位、控温系统、循环系统、净化系统、机械臂系统、传送系统；利用机械手从前预烘段接料，从烤箱后衔接送入出料段，链条传动。
自动下料段９包括：推车定位系统（1台推车）、下料段传送系统（5工位）和机械臂系统；链条轨道平行移动，采用伺服机械手衔接接送料至推手。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
全程时间
烘干时间4小时，镜片进入第一槽清洗至完成烘干全程时间：7.42小时。
烘干时间3小时，镜片进入第一槽清洗至完成烘干全程时间：5.56小时。
烘干时间2小时，镜片进入第一槽清洗至完成烘干全程时间：3.71小时。
各工位配置
主要技术参数：
设备的使用
1、设备设计原则：自动化程度高，员工操作越简单越好。
2、设备功能段：（1）自动进料（2）皂化（3）超声波清洗（4）脱水预烘（5）IPA 槽（6）强化一槽（7）预烘预冷（8）强化二（9）预烘（10）烘干（11）自动下料。
3、设备功能段组合：（5 组功能段，其中 B 和 B1、C 和 C1 可分离或组合）
A 自动进料 B 皂化 B1 超声波清洗/脱水预烘 C IPA 槽 C1 强化一槽 E 预烘预冷/强化二 F 预烘/烘干/自动下料。
4、设备功能段组合使用：（内部程序选择）
(1) A 自动进料 B 皂化 B1 超声波清洗/脱水预烘 C IPA 槽 C1 强化一槽 E 预烘预冷/强化二 F 预烘/烘干/自动下料。
(2) A 自动进料 B 皂化 B1 超声波清洗/脱水预烘 C IPA 槽 C1 强化一槽 F预烘/烘干/自动下料。
设备重要系统描述
1、设备皂化槽、洗净123槽设置有水质检测功能，提供水质警报。
2、设备强化槽设置有电子比重计，提供药水比重警报。
3、设备强化槽可整体拆卸，可单独在低温空间进行自循环。
4、设备设置有给水自溢流功能，可选择9槽至1槽进行溢流。
5、烤箱分5段恒温，系统可根据开始和结束指令，进行开启和关闭加热。
6、洗净槽可根据开始和结束指令，自动进行开启和关闭加热。
7、洗净槽可根据开始和结束指令，自动进行开启和关闭超声波。
8、洗净槽根据液位指令，进行自动给水。
9、预烘、预冷工位可根据开始和结束指令，自动进行开启和关闭预烘预冷。
10、各功能段组合使用功能。
11、自动上下料功能。
12、加热曲线显示功能。
13、恒温恒湿控制系统。
设备装机容量
设备启动阶段：总功率约 136 KW/380VAC，最大工作电流约245A；
设备运行阶段：总功率约 95 KW/380VAC，最大工作电流约170A
安全装置
1、紧急按钮开关； 2、马达超载保护；
3、漏电保护装置； 4、自动给水装置；
5、缺水警报装置； 6、PH 值、比重警报装置；
7、温度检知警报装置； 8、防撞功能装置；
9、安全防护装置； 10、控制盘加锁装置。
设备效率：
（一） 设计要求：
1、24小时产量30000副；
2、烘干时间2-4小时。
（二） 效率设计参数依据：
A 烘干时间4小时的生产量；
1、工位时间 = 行走时间 + 浸泡、旋升时间 + 等待时间 = 300 秒为基数；
2、24小时产量：86400 秒 ÷ 300 = 288 次 × 110 副/次 = 31680副；
3、烘干时间：烘干48 工位 × 300 秒 = 14400 秒，即44小时；
B 烘干时间3小时的生产量；
4、工位时间 = 行走时间 + 浸泡、旋升时间 + 等待时间 = 225 秒为基数。
5、24小时产量：86400 秒 ÷ 225 = 384 次 × 110 副/次 = 42240副。
6、烘干时间：烘干48 工位 × 225 秒 = 10800 秒，即33小时。
C 烘干时间2小时的生产量；
7、工位时间 = 行走时间 + 浸泡、旋升时间 + 等待时间 = 150 秒为基数。
8、24小时产量：86400 秒 ÷ 150 = 576 次 × 110 副/次 = 63360副。
9、烘干时间：烘干48 工位 × 150 秒 = 7200 秒，即22小时。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。