多工具部件清洁机器的制作方法

多工具部件清洁机器
1.本技术是法孚动力公司提交的名称为“多工具部件清洁机器”的中国专利申请号是201810004046.9、申请日是2018年1月3日的分案申请。
技术领域
2.本公开总体上涉及一种用于清洁部件的部件清洁机器。


背景技术：

3.包括但不限于发动机缸体、缸盖、歧管、壳体等的许多部件在其制造期间需要执行一个或多个不同的清洁操作，以准备安装。例如，发动机缸体可能有许多不同的端口、通道、过道等，对其中的每个都必须要有几个不同的清洁操作。不同的清洁操作可以包括但不限于去毛刺、清洗、冲洗、干燥等。这些不同的清洁操作中的每一个可能需要用于在部件的特定位置执行特定清洁操作的专用工具。专用工具可以包括但不限于几种不同的形状和构造的喷嘴、喷枪、刷子、歧管、旋转喷嘴或密封和冲洗装置。
4.当部件需要多个不同的清洁操作时，每个不同的清洁操作需要不同的清洁工具，通过几个不同的工位建立组装线工序。每个工位都配备有特定的清洁工具，用于执行特定的清洁操作。部件从一个工位移动到下一个工位以完成所有不同的所需清洁操作。


技术实现要素：

5.提供了一种部件清洁机器。部件清洁机器包括支撑结构。托架附接到支撑结构。托架可相对于支撑结构沿x轴线移动，并且可相对于支撑结构围绕第一托架轴线旋转。x轴线和第一托架轴线彼此垂直。部件保持器附接到托架。部件保持器可相对于托架围绕第二托架轴线旋转。第一托架轴线和第二托架轴线彼此垂直。卡盘保持器附接到支撑结构。卡盘保持器可沿着y轴线和z轴线相对于支撑结构移动。y轴线和z轴线配合以形成垂直于x轴线的工具定位平面。工具卡盘附接到卡盘保持器并可随其移动。工具保持器附接到支撑结构。工具保持器可沿着x轴线相对于卡盘保持器移动。多个工具可移除地附接到工具保持器，用于选择性地附接到工具卡盘。机器控制器可操作地连接到卡盘保持器、工具卡盘和工具保持器。机器控制器可操作以控制卡盘保持器、工具卡盘和工具保持器，以在工具卡盘与工具保持器之间转移多个工具中的选定的一个。
6.还提供了一种操作部件清洁机器的方法。该方法包括将部件可移除地附接到部件保持器。选择多个工具中的第一个来执行期望的清洁操作。多个工具中的选定的第一个从工具保持器转移到工具卡盘。通过沿着工具定位平面上的y轴线和z轴线中的至少一个移动卡盘保持器，将多个工具中的选定的第一个定位在预定义的工具清洁位置。通过沿着x轴线移动托架、围绕第一托架轴线旋转托架或者围绕第二托架轴线旋转部件保持器中的至少一个，将部件定位在预定义的部件清洁位置。使用多个工具中的选定的第一个来在部件上执行期望的清洁操作，其中部件处于预定义的部件清洁位置，并且多个工具中的选定的第一个处于预定义的工具清洁位置。
7.因此，部件清洁机器可以从几种不同的工具中进行选择，以执行几种不同的清洁操作。因此，部件不必在不同的工位之间移动，以用于需要不同清洁工具的不同清洁操作。
8.通过下面结合附图对用于实施本教导的最佳模式的详细描述，本教导的以上特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
9.图1是部件清洁机器的示意性透视图。
10.图2是部件清洁机器的卡盘保持器的示意性透视图，该部件清洁机器定位成从部件清洁机器的工具保持器接收工具。
11.图3是由卡盘保持器的工具卡盘局部接合的工具的示意性横截面图。
12.图4是由工具卡盘完全接合的工具的示意性横截面图，其中工具卡盘的锁定机构处于释放位置。
13.图5是由工具卡盘完全接合的工具的示意性横截面图，其中工具卡盘的锁定机构处于锁定位置。
14.图6是在将工具从工具保持器取下之前由工具卡盘完全接合的工具的示意性透视图。
15.图7是通过卡盘保持器将工具从工具保持器取下之后由工具卡盘完全接合的工具的示意性透视图。
具体实施方式
16.本领域的普通技术人员要认识到，术语诸如“在...之上”、“在...之下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等被描述性地用于附图，并不代表对如由所附权利要求限定的本公开的范围的限制。此外，这里可以根据功能和/或逻辑块组件和/或各种处理步骤来描述教导。应该认识到，这样的块组件可以包括配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件。
17.参考附图，其中在几个视图中相同的附图标记表示相似的部件，部件清洁机器大体上以20示出。部件清洁机器20可以用于在部件22上执行若干不同的清洁操作。部件22可以包括但不限于需要清洁操作在该部件22上执行的任何制造物品，以备将来的组装或其他制造过程。例如，部件22可以包括但不限于发动机缸体、缸盖、歧管或者一些铸造或加工部件22。部件清洁机器20能够执行几种不同的清洁操作，并且可以被编程用于清洁几个不同的部件22。因此，单个部件清洁机器20可以在几个不同的部件22上执行几个不同的清洁操作，而不必在不同的清洁工位之间移动部件22。
18.参考图1，部件清洁机器20包括支撑结构24。支撑结构24可以以任何合适的方式构造。支撑结构24支撑部件清洁机器20的各个部件。如图所示，支撑结构24包括下部26和上部28。下部26通常配置成搁置在表面比如地板上并且支撑部件清洁机器20的部件。下部26包括大致水平的结构。上部28通常配置成从支撑结构24的下部26向上延伸的竖直结构。
19.托架30附接到支撑结构24。如图所示，托架30附接到支撑结构24的下部26。托架30可沿x轴线32相对于支撑结构24移动，并且可相对于支撑结构24围绕第一托架轴线34旋转。x轴线32和第一托架轴线34彼此垂直。托架30可以以任何合适的方式附接到支撑结构24，该
方式提供或允许托架30沿x轴线32相对于支撑结构24移动。例如，托架30可以通过一个或多个导轨、滚轮等附接到支撑结构24。托架30附接到支撑结构24的具体方式与本公开的教导不相关，因此在此不再详细描述。
20.托架驱动系统36连接到托架30，并且可操作以使托架30沿着x轴线32来回移动，并且使托架30围绕第一托架轴线34旋转。托架驱动系统36可以包括能够使托架30相对于支撑结构24沿着x轴线32来回移动以及使托架30相对于支撑结构24围绕第一托架轴线34旋转的任何系统。托架驱动系统36可以包括但不限于电动机、液压装置、气动装置等以及连接托架驱动系统36和托架30所需的所有必要的连杆和连接件。托架驱动系统36的具体类型和构造与本公开的教导不相关，因此在此不再详细描述。托架30和托架驱动系统36可以包括任何部件22、连接件、连杆等，不论是否在本文中具体提及，它们都有必要将托架30相对于支撑结构24附接和移动。
21.参考图1，部件保持器38附接到托架30。部件保持器38可相对于托架30绕第二托架轴线40旋转。第一托架轴线34和第二托架轴线40彼此垂直。因此，通过使托架30围绕第一托架轴线34旋转，部件保持器38可围绕第一托架轴线34旋转。另外，部件保持器38可相对于托架30围绕第二托架轴线40旋转。应该理解的是，第一托架轴线34和第二托架轴线40限定了平面。因为部件保持器38随着托架30一起旋转，所以该平面可围绕第一托架轴线34旋转。第一托架轴线34与托架30一起沿着x轴线32移动，但是保持垂直于x轴线32而不管托架30沿着x轴线32的位置。第二托架轴线40随着托架30围绕第一轴线旋转，使得第二托架轴线40以及由第一托架轴线34和第二托架轴线40限定的平面随着托架30的旋转而围绕第一托架轴线34旋转。部件保持器38可以通过单独的驱动系统移动，或者可以连接到托架驱动系统36并且可以通过其移动。
22.部件保持器38配置成可释放地附接到部件22。因此，部件保持器38可以以任何合适的方式配置成用于部件22的特定形状或构造。部件22在清洁操作之前附接到部件保持器38，并在清洁操作完成之后从部件保持器38释放。部件保持器38相对于托架30和支撑结构24固定部件22。部件保持器38可以可释放地附接到托架30，使得多个不同构造的部件保持器38可以与部件清洁机器20一起使用，以支撑各个不同的部件22。在替代实施例中，部件保持器38可以永久地固定到托架30上。部件保持器38可以以允许部件保持器38相对于托架30围绕第二托架轴线40旋转的任何合适的方式附接到托架30。部件保持器38附接到托架30的具体方式与本公开的教导不相关，因此在此不详细描述。
23.参考图1，卡盘保持器42附接到支撑结构24。如图所示，卡盘保持器42附接到支撑结构24的上部28。卡盘保持器42可相对于支撑结构24沿着y轴线44和z轴线46移动，其中y轴线44和z轴线46协作以形成垂直于x轴线32的工具52定位平面。因此，应该理解的是，x轴线32、y轴线44和z轴线46构成笛卡尔坐标系的三个轴。y轴线44和第一托架轴线34彼此平行。此外，应当理解的是，第二托架轴线40可以定位成与z轴线46平行。然而，随着托架30围绕第一托架轴线34旋转，第二托架轴线40将与托架30一起旋转，使得第二托架轴线40不总是与z轴线46平行。卡盘保持器42可以以任何合适的方式移动地附接到支撑结构24，该方式提供或允许卡盘保持器42相对于支撑结构24沿着y轴线44和z轴线46移动。例如，卡盘保持器42可以经由一个或多个导轨、滚轮等附接到支撑结构24。卡盘保持器42附接到支撑结构24的特定方式与本公开的教导不相关，因此在此不详细描述。
24.卡盘驱动系统48连接到卡盘保持器42，并且可操作以沿着y轴线44和z轴线46来回地移动卡盘保持器42。卡盘驱动系统48可以包括能够使夹盘保持器42相对于支撑结构24沿着y轴线44和z轴线46来回移动的任何系统。卡盘驱动系统48可以包括但不限于电动机、液压装置、气动装置等。卡盘驱动系统48的具体类型和构造与本公开的教导不相关，因此在此不再详细描述。卡盘保持器42和卡盘驱动系统48可以包括用于将卡盘保持器42相对于支撑结构24附接和移动所需的任何部件22、连接件、连杆等，不管是否在本文具体提及。
25.参考图1，工具卡盘50附接到卡盘保持器42并且可与其一起移动。工具卡盘50可操作以选择性地将工具52与工具保持器54接合和脱离。工具卡盘50将在下面更详细地描述。工具保持器54附接到支撑结构24。如图所示，工具保持器54附接到支撑结构24的上部28。工具保持器54可相对于支撑结构24沿着x轴线32移动。更具体地说，工具保持器54可相对于卡盘保持器42沿着x轴线32移动。工具保持器54可以以任何合适的方式附接到支撑结构24，该方式提供或允许工具保持器54相对于支撑结构24沿着x轴线32移动。例如，工具保持器54可以经由一个或多个导轨、滚轮等附接到支撑结构24。工具保持器54附接到支撑结构24的具体方式与本公开的教导不相关，因此在此不详细描述。
26.工具保持器驱动系统(未示出)连接到工具保持器54，并且可操作以使工具保持器54沿着x轴线32来回地移动。工具保持器驱动系统可以包括能够使工具保持器54相对于支撑结构24沿着x轴线32来回移动的任何系统。工具保持器驱动系统可以包括但不限于电动机、液压装置、气动装置等。工具保持器驱动系统的具体类型和构造与本公开的教导不相关，因此在此不再详细描述。工具保持器54和工具保持器驱动系统可以包括将工具保持器54相对于支撑结构24附接和移动所需的任何部件22、连接件、连杆等，无论是否在本文具体提及。
27.工具保持器54配置成支撑多个工具52。如图1和2所示，工具保持器54配置成支撑六个单独的工具52、第一工具52a、第二工具52b、第三工具52c、第四工具52d和第五工具52e。多个工具在本文中由附图标记52共同地表示，并且在本文中通过它们各自的附图标记52a、52b、52c、52d和52e而被参考和具体在附图中被示出。工具52可释放地附接到工具保持器54，用于选择性地附接到工具卡盘50，下面将详细描述。应该理解的是，工具保持器54可以配置成或多或少地保持在附图中示出并在此描述的示例性的六个不同的工具52。此外，应该理解的是，工具52清洁机器也可以配置成具有附接到支撑结构24上的不同位置的多个工具保持器54，以提供更多数量的可用工具52。
28.参照图3-5，每个工具52包括具有凸部60的工具基部58。另外，如图1和2所示，每个工具52包括附接到工具基部58的特定工具附件62(在图2中最好地示出)，其配置为执行特定的清洁操作。例如，参照图1和图2，总体上示出了第一附件62a、第二附件62b、第三附件62c、第四附件62d和第五附件62e。多个工具附件在本文中由附图标记62共同地表示，并且通过它们各自的附图标记62a、62b、62c、62d和62e而在本文中被参考和在附图中具体地示出。如上所述，每个工具52可以包括不同的工具附件62。可替代地，一个或多个可用工具52可以与另一个相同，使得部件清洁机器20具有可用的备用或替代工具52(如果一个工具52失效或磨损)。具体的工具附件62可以包括但不限于去毛刺工具、清洗工具、冲洗工具、探测工具，刷洗工具、一个或多个不同的喷嘴等。具体类型和构造的工具附件62及其各自的操作与本公开的教导不相关，因此不在此详细描述。
29.参考图1，部件清洁机器20包括设置成与工具卡盘50流体连通的清洁流体源64。清洁流体源64可操作以向工具卡盘50提供清洁流体66。清洁流体源64可以包括向卡盘供应流体所需的任何设备，包括所有泵、管线、连接件、接头、罐等。清洁流体66可包括执行特定清洁操作所需的任何流体。例如，清洁流体66可以包括但不限于水、空气、溶剂、脱脂剂等。取决于正在执行的特定清洁操作，特定工具附件62可以从工具卡盘50接收清洁流体66，并且将清洁流体66分配到部件22上作为清洁操作的一部分。因此，工具52及其相应的工具附件62中的至少一个可操作以当附接至工具卡盘50时通过工具卡盘50接收清洁流体66，并将清洁流体66分配到部件22上。应当理解的是，部件清洁机器20可以包括多个不同的流体清洁源，其中每个根据需要而选择性地向工具卡盘50提供不同的清洁流体66，以执行特定的清洁操作。
30.参照图3-5，工具卡盘50包括基部68，其限定与工具卡盘50的中心轴线72同心的工具接收孔70。工具基部58的凸部60的尺寸被设计成配合在工具接收孔70内。因此，当工具52被工具卡盘50接合时，工具基部58的凸部60设置在工具接收孔70内。如图所示，工具卡盘50的基部68包括限定工具接收孔70的衬套74。当工具52被工具卡盘50接合时，衬套74因此布置在工具卡盘50的基部68与工具卡盘50的凸部60之间。工具基部58的凸部60因此由衬套74支撑。然而，应该理解的是，工具卡盘50的基部68可以直接形成为限定工具接收孔70，从而不需要衬套74。
31.参照图3-5，工具卡盘50的基部68包括细长杆部76。杆部76具有限定流体供应孔80的内部环形表面78。流体供应孔80设置成与工具接收孔70流体连通。另外，流体供应孔80设置成与清洁流体源64流体连通，使得清洁流体源64可以向流体供应孔80供应清洁流体66。多个工具52中的相应每一个的凸部60可以包括内部通道82，其在附接到工具卡盘50时与流体供应孔80流体连通。每个相应工具52的工具基部58的凸部60可以进一步包括密封件84，以密封细长杆部76的内部环形表面78。清洁流体66可以流过流体供应孔80和工具52的内部通道82至工具基部58的端部处的工具附件62，从而工具附件62将清洁流体66分配到部件22上。密封件84将工具接收孔70与流体供应密封，使得清洁流体66不会泄漏到工具基部58的凸部60的外周周围并进入工具接收孔70。
32.参照图3-5，工具卡盘50包括锁定机构86，其可操作以相对于工具卡盘50固定选定的一个工具52，并且将所选定的一个工具52从工具卡盘50释放。锁定机构86可以以任何合适的方式配置。参考附图中示出的工具52和工具卡盘50的示例性实施例，工具卡盘50包括可滑动地围绕工具卡盘50的基部68的细长杆部76设置的套环活塞88。套环活塞88可沿着中心轴线72在图5所示的锁定位置与在图3和4所示的释放位置之间移动。套环活塞88配置成包括围绕杆部76设置的管状部90和从管状部90径向向外延伸远离中心轴线72的凸缘92。
33.工具卡盘50包括设置在由细长杆部76限定的凹穴96内的至少一个止动球94，位于套环活塞88和细长杆部76之间。优选地，工具卡盘50包括多个止动球94，其中每个止动球94设置在相应的凹穴96内。凹穴96的尺寸确定为支撑止动球94，使得止动球94的一部分可延伸到工具接收孔70中，但整个止动球94不能通过凹穴96进入工具接收孔70。这样，止动球94位于凹穴96内，但是当没有通过套环活塞88固定就位时，其可以自由地从中心轴线72径向向外移动。
34.多个工具52中的相应每一个的凸部60包括成形为与止动球94接合的凹部98。凹部
98可以包括例如围绕工具基部58的凸部60的圆周延伸的环形凹槽。当套环活塞88设置在释放位置时，止动球94可相对于中心轴线72在径向方向上移动，而不会与工具52的凸部60中的凹部98互锁接合，以允许工具52与工具卡盘50之间的接合或分离。套环活塞88配置成当套环活塞88设置在释放位置时防止止动球94从凹穴96完全移出。当套环活塞88设置在锁定位置时，止动球94部分地设置在相应工具52的凸部60的凹部98内，在相应工具52的凸部60与套环活塞88之间形成互锁接合，并通过套环活塞88而被固定以防止相对于中心轴线72的径向移动。止动球94和凹部98之间的过盈防止工具52沿着中心轴线72的轴向移动，从而将工具52固定到工具卡盘50。
35.参照图3-5，工具卡盘50包括连接到套环活塞88的致动系统100。致动系统100可操作以沿着中心轴线72移动套环活塞88。致动系统100可包括能够在锁定位置和释放位置之间沿着中心轴线72轴向移动套环活塞88的任何系统。如在部件清洁机器20的示例性实施例中所示以及在此描述的那样，工具卡盘50包括围绕套环活塞88设置的套环102。套环102包括内套环部分104和外套环部分106。内套环部分104和外套环部分106配合以限定设置在套环活塞88的凸缘92的相对的轴向侧上的第一流体室108和第二流体室110。因此，致动系统100包括设置在套环活塞88的第一侧上并且连接到第一流体源114的第一流体室108以及设置在套环活塞88的第二侧上并且连接到第二流体源118的第二流体室110。第一流体室108中相对于第二流体室110的较高流体压力在沿着中心轴线72的第一方向上将套环活塞88偏压到释放位置。第二流体室110中相对于第一流体室108的较高流体压力在沿着中心轴线72的第二方向上将套环活塞88偏压到锁定位置。第一流体室108和第二流体室110中的流体压力可以由例如气压源或液压源提供。应该理解的是，锁定机构86和致动系统100可以不同于在此示出和描述的方式来构造。在另一示例性实施例中，例如套环活塞88可以由电磁螺线管或其他类似装置致动。因此，锁定机构86和致动系统100不应限于在此示出和描述的示例性实施例。
36.参照图3-7，多个工具52中的每一个的相应工具基部58包括凹口120。如图所示并且如本文所述，每个相应工具基部58的示例性实施例包括彼此相对设置的一对切口120，其横过中心轴线72彼此相对。工具保持器54包括多个保持销122，其中多个保持销122中的每一个可移动地附接到工具保持器54，并且尺寸设置成配合在工具52中的相应一个的凹口120内，以将工具52的工具基部58固定到工具保持器54。保持销122通过各自的弹簧板124附接到工具保持器54，最好如图6和7所示。弹簧板124将其各自的保持销122朝向中心轴线72偏压到与其各自凹口120的互锁位置。
37.参照图3-7，工具卡盘50的基部68包括一对突起126，其定位成响应于工具保持器54沿着x轴线32朝向卡盘保持器42的轴向运动而使保持销122从所选工具52的其相应凹口120移位。随着工具保持器54沿着x轴线32朝向工具卡盘50移动，突起126滑入到相应的凹口120中，由此使固定工具基部58的保持销122移位到工具保持器54。所选工具52的工具基部58从工具保持器54释放，并且一旦突起126完全设置在其相应凹口120内，工具基部58可与工具卡盘50一起移动，并且保持销122完全脱离。图3示出了设置在其相应凹口120中的保持销122，其中突起126刚好接触保持销122。图4-6示出了通过其中一个突起126而从其相应凹口120移位的保持销122。图7示出了从工具保持器54移除的工具52。
38.参照图6和图7，每个相应工具52的工具基部58包括环形主体128，其中工具保持器
54限定用于每个相应工具52的半环形接收凹穴130。每个接收凹穴130的尺寸设计成配合工具52之一的环形主体128。由于工具基部58的环形主体128，当工具52横向移动到工具保持器54的半环形接收凹穴130中时，保持销122将沿着工具基部58的环形主体行进，直到定位在突起126之一的上方或下方，如图6所示，由此工具保持器54沿着x轴线32离开卡盘保持器42的移动将突起126从凹口120中退出，从而允许保持销122移动到其相应的凹口120中并且将工具52固定在工具保持器54的半环形接收凹穴130内。另外，如图7所示，工具52的半环形接收凹穴130和环形主体128可包括相应的互锁特征，比如与半环形凹槽134配合的环形唇缘132，以在沿着x轴线32移动期间将工具52相对于工具保持器固定。
39.参考图1，工具52清洁机器包括机器控制器136。机器控制器136可操作地连接并且能够控制卡盘保持器42、工具卡盘50、清洁源、工具保持器54、托架30和部件保持器38以及部件清洁机器20的任何其他部件，无论是否具体提及。机器控制器136控制部件清洁机器20的各种操作，以便在工具卡盘50和工具保持器54之间转移工具52中所选定的一个，并执行期望的清洁操作。
40.机器控制器136可以包括控制模块，比如但不限于计算机或控制单元，以控制部件清洁机器20的部件的操作。机器控制器136可以包括计算机和/或处理器，并且包括管理和控制部件清洁机器20的操作所必需的所有软件、硬件、存储器、算法、连接、传感器等。因此，下面描述的方法可以体现为可在机器控制器136上操作的程序。应当理解的是，机器控制器136可以包括能够分析来自各个传感器的数据的任何装置，比较数据，进行控制部件清洁机器20的操作所需的必要决定以及执行控制部件清洁机器20的操作必要的所需任务。
41.机器控制器136可以体现为一个或多个数字计算机或主机，每个具有一个或多个处理器、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电可编程只读存储器(eprom)、光驱、磁驱动器等、高速时钟、模数(a/d)电路、数模(d/a)电路以及任何所需的输入/输出(i/o)电路、i/o设备和通信接口以及信号调节和缓冲电子器件。
42.计算机可读存储器可以包括参与提供数据或计算机可读指令的任何非临时性/有形介质。储存器可以是非易失性或易失性的。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其他持久性存储器。示例易失性介质可以包括动态随机存取存储器(dram)，其可以构成主存储器。用于存储器的实施例的其他示例包括软盘、软磁盘或硬盘、磁带或其他磁介质、cd-rom、dvd和/或任何其他光学介质以及其他可能的存储器设备，比如闪存。
43.机器控制器136包括其上记录有包括控制算法的计算机可执行指令的有形非暂时性存储器。控制器的处理器配置成用于执行控制算法。控制算法实现了操作部件清洁机器20的方法，下面将更详细地描述。更具体地，机器控制器136可操作以选择适于执行期望的清洁操作的多个工具52中的一个；在开始期望的清洁操作之前，将选定的一个工具52从工具保持器54转移到工具卡盘50；通过沿着工具52定位平面上的y轴线44和z轴线46中的至少一个移动卡盘保持器42，将选定的一个工具52定位在预定义的工具52清洁位置；通过沿着x轴线32移动托架30、围绕第一托架轴线34旋转托架30或者围绕第二托架轴线40旋转部件保持器38中的至少一个来将部件22定位在预定义的部件22清洁位置；在部件22上执行期望的清洁操作；以及在期望的清洁操作完成之后将多个工具52中所选的一个从工具卡盘转移到工具保持器54。
44.如上面宽泛地描述，机器控制器136执行操作部件清洁机器20的方法。该方法包括
提供部件清洁机器20，如上述示例性实施例中所述。值得注意的是，部件清洁机器20包括：托架30，其可沿着x轴线32移动，并且可围绕第一托架轴线34旋转，其中x轴线32和第一托架轴线34彼此垂直；部件保持器38，其附接到托架30并且可相对于托架30围绕第二托架轴线40旋转，其中第一托架轴线34和第二托架轴线40彼此垂直；卡盘保持器42，其可沿着y轴线44和z轴线46两者移动，其中y轴线44和z轴线46配合以形成垂直于x轴线32的工具52定位平面；工具卡盘50，其附接到卡盘保持器42并且可与卡盘保持器42一起移动，并且可操作以选择性地接合和脱离多个工具52中的选定的一个；工具保持器54，其可沿着x轴线32相对于卡盘保持器42移动；多个工具52，其可释放地附接到工具保持器54用于选择性地附接到工具卡盘50，以及清洁流体源64用于将清洁流体66供应到工具卡盘50。
45.清洁部件22的过程通过将部件22附接到部件保持器38开始。如上所述，部件22可移除地附接到部件保持器38。部件22可以以任何合适的方式可移除地附接到部件保持器38。部件22附接到部件保持器38的具体方式取决于部件22的具体构造以及要执行的清洁操作和执行清洁操作所需的部件22的位置。例如，机器人臂可以将部件22操纵到位置中并且将部件22固定到部件保持器38。可替代地，部件22可以手动地装载或附接到部件22装载器。
46.该过程还包括选择多个工具52中的一个以执行期望的清洁操作。机器控制器136基于要清洁的特定部件22和要执行的期望的清洁操作来选择适当的工具。如上所述，部件清洁机器20包括许多工具52，其中每个工具52包括用于执行特定清洁操作的特定工具附件62。特定的清洁操作将取决于部件22的具体类型和构造。执行期望的清洁操作所需的特定工具52将取决于部件22的构造和要执行的期望的清洁操作，即冲洗、刷洗、去毛刺等。
47.一旦机器控制器136已经选择适当的工具52用于期望的清洁操作，则机器控制器136然后将选定的工具52从工具保持器54转移到工具卡盘50。将选定的工具52从工具保持器54转移到工具卡盘50包括将卡盘保持器42沿着工具52定位平面上的y轴线44和z轴线46中的至少一个移动到预定义的工具52转移位置中。多个工具52中的每一个将具有用于工具卡盘50的对应的工具52转移位置。因此特定工具52转移位置将取决于机器控制器136选择用于期望的清洁操作的那一个工具52。一旦卡盘保持器42和工具卡盘50定位在用于选定的工具52的合适的工具52转移位置，机器控制器136然后使工具保持器54沿着x轴线32并且朝向卡盘保持器42移动，直到工具卡盘50与选定的工具52接合，从而选定的工具52自动地从工具保持器54释放。如上所述，随着工具保持器54朝向工具卡盘50移动，工具卡盘50上的突起126移动将选定的工具52保持到工具保持器54的保持销122。一旦选定的工具52已经与工具卡盘50接合，机器控制器136就致动锁定机构86以将选定的工具52固定到工具卡盘50。如上所述，致动锁定机构86包括将套环活塞88从释放位置移动到锁定位置。一旦工具52通过锁定机构86固定到工具卡盘50，机器控制器136就可以使工具保持器54沿着x轴线32移动并离开卡盘保持器42，从而将选定的工具52移动离开工具保持器54并与之脱离。
48.一旦选定的工具52被固定到工具卡盘50，机器控制器136就可以通过沿着工具52定位平面上的y轴线44和z轴线46中的至少一个移动卡盘保持器42来将选定的工具52定位在预定义的工具52清洁位置。机器控制器136还可以通过沿着x轴线32移动托架30、围绕第一托架轴线34旋转托架30和/或围绕第二托架轴线40旋转部件保持器38来将部件22定位在预定义的部件22清洁位置。应当理解的是，部件22清洁位置和工具52清洁位置可以是固定的位置，或者可选地可以是限定的运动路径。例如，部件22清洁位置可以将部件22的特征呈
现在相对于工具52清洁位置的固定位置，或者部件22清洁位置可以包括机器控制器136在清洁操作期间移动部件22所沿着的路径。类似地，工具52清洁位置可以是相对于部件22清洁位置的固定位置，或者可以包括机器控制器136在清洁操作期间移动卡盘保持器42并由此移动工具52所沿着的路径。
49.一旦机器控制器136已经将选定的工具52定位在工具52清洁位置并且将部件22定位在部件22清洁位置，则机器控制器136通过使用选定的工具52继续在部件22上进行或执行期望的清洁操作。如上所述，期望的清洁操作可能需要清洁流体66。因此，应当理解的是，执行期望的清洁操作可以包括向工具卡盘50供应来自清洁流体源64的清洁流体66，从而选定的工具52在期望的清洁操作期间分配清洁流体66。应当理解的是，期望的清洁操作因此可以包括引导清洁流体66通过工具卡盘50的流体供应孔80和选定的工具52的内部通道82。
50.在期望的清洁操作完成之后，机器控制器136然后可以通过沿着x轴线32移动托架30、使托架30围绕第一托架轴线34旋转或者使部件保持器38围绕第二托架轴线40旋转来将部件22移动离开预定义的工具52清洁位置中的选定的工具52。一旦选定的工具52没有部件22，机器控制器136就可以将选定的工具52从工具卡盘50转移到工具保持器54。将选定的工具52从工具卡盘50转移到工具保持器54与上述用于将选定的工具52从工具保持器54转移到工具卡盘50的过程类似。具体地，将选定的工具52从工具卡盘50转移到工具保持器54包括沿着工具52定位平面上的y轴线44将卡盘保持器42横向移动到用于选定工具52的预定义的工具52转移位置中。通过将卡盘保持器42横向移动到合适的工具52转移位置中，保持销122接合选定的工具52的环形主体128，并且因此当选定的工具52移动到合适的工具52转移位置中时被展开。一旦卡盘保持器42和工具卡盘50定位在用于选定的工具52的合适的工具52转移位置中，机器控制器136就致动锁定机构86以从工具卡盘50释放选定的工具52。如上所述，致动锁定机构86包括将套环活塞88从锁定位置移动到释放位置中。一旦选定的工具52已经从工具卡盘50释放，机器控制器136然后沿着x轴线32移动工具保持器54并离开卡盘保持器42，直到选定的工具52完全脱离工具卡盘50。如上所述，随着工具保持器54移动离开工具卡盘50，工具卡盘50上的突起126从工具52主体中的凹口120中退出，由此允许保持销122移动到凹口120中并且相对于工具保持器54固定工具52。此外，接收凹穴130与工具基部58的环形主体128(例如环形唇缘132和半环形凹槽134)之间的互锁特征彼此接合，以在工具保持器54移动离开工具卡盘50时相对于工具保持器54固定工具52。
51.在期望的清洁操作完成并且选定的工具52已经返回到工具保持器54之后，机器控制器136然后可以通过使用第二选定的工具52而继续进行第二期望的清洁操作。应当理解的是，采用第二选定的工具52进行或执行第二期望的清洁操作的过程与上述相同，其中对于不同的一个工具52重复上述步骤。应该注意的是，工具52转移位置将改变以反映第二选定的工具52在工具保持器54上的位置。
52.具体地，机器控制器136选择工具52中的第二个，用于执行第二期望的清洁操作。如上所述，特定工具52将取决于期望的清洁操作。然后如上所述将第二期望的工具52从工具保持器54转移到工具卡盘50，其中工具保持器54和工具卡盘50移动到与选定的第二工具52相关的适当的第二工具52转移位置中。机器控制器136然后将选定的第二工具52定位在第二预定义的工具52清洁位置，并且将部件22定位在第二预定义的部件22清洁位置，如上所述。机器控制器136然后在部件22上执行第二期望的清洁操作。
53.应该理解的是，部件清洁机器20可以通过使用任意数量的不同工具52和工具附件62来在部件22上执行任何数量的不同清洁操作，而无需将部件22移动到不同的机器。一旦在部件22上执行了所有期望的清洁操作，则部件22可以从部件保持器38中释放，并且过程完成。
54.具体实施方式和附图是对本公开的支持和描述，但是本公开的范围仅由权利要求书限定。尽管已经详细描述了用于实施所要求的教导的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的本公开的各种替代设计和实施例。