一种在线式轮胎模具激光清洗设备制造技术

本发明专利技术公开一种在线式轮胎模具激光清洗设备，其包括冷水机、移载小车、Z轴升降单元、六轴机器人、机器人控制柜、除尘系统、X轴半径调节装置、防碰撞机构、光路系统、D轴调焦机构、B轴激光管、A轴光束出口调节装置、气路系统与控制系统、自定心系统等。该设备主要用于全部或部分清除各类轮胎模具中因轮胎制造流程（硫化）缘故堆积在模具上的残留物，也可用于清理锈迹、油污、油漆等。该设备可进行在线或线下轮胎模具的激光清洗。胎模具的激光清洗。胎模具的激光清洗。

【技术实现步骤摘要】
一种在线式轮胎模具激光清洗设备

：
[0001]本专利技术属于激光清洗设备
，涉及一种在线式轮胎模具激光清洗设备。

技术介绍
：
[0002]在汽车轮胎的制作过程中，模具是很重要的机械设备。在轮胎生产中，轮胎模具内雕的凹槽内会留存橡胶或其他残留物，可能导致生产出来的产品成为次品。因此，保持轮胎模具的清洁尤其重要。而以往常用的喷砂法、化学清洗法、干冰清洗等技术，都不能从根本上解决轮胎模具清洗的问题。激光清洗技术是利用高能量的激光束照射到物体的表面，使其表面的锈斑、涂漆层或污渍层等发生瞬间剥离或汽化等物理化学反应，从而达到非接触清洗目的的一种先进清洗技术。因此，行业内企业将激光清洗技术应用于模具清洗就成为必然选择之一。
[0003]在轮胎生产企业中，需清洁的轮胎模具通常是采用铝合金、灰铸铁或者钢制成的。本专利技术使用的术语“轮胎模具”包括平板型、环形筒状。轮胎清洗时常需要停止生产，将模具拆卸、清洗后再组装；这种做法不仅耗费大量的人力物力，中断生产的时间代价也非常昂贵。然后，能够实现在线清洗轮胎模具的设备未见报道。
[0004]2018年11月15日公开的公告号为CN109435115A的专利一种用于轮胎模具的清洗设备，虽然也是在整机支架上安装了激光清洗头，但是整体支架只能带动激光清洗头进行升降的操作，而水平移动需要额外的X1、Y1加工平台进行水平横向与纵向平移，操作繁琐，且容易产生偏移误差。

技术实现思路
：
[0005]专利技术目的：
[0006]本专利技术的主要目的是提供一种在线式轮胎模具激光清洗设备，用于在轮胎硫化生产线上多角度清洗轮胎模具；在清洗过程中避免拆卸轮胎模具，进一步降低工人劳动强度、节省拆卸时间、提升清洗效率。
[0007]技术方案：
[0008]一种在线式轮胎模具激光清洗设备，其特征在于：所述清洗设备的主体为移载小车，Z轴升降单元的底部固定在移载小车的中部，六轴机器人第1轴的底座倒挂安装在Z轴升降单元的滑台底部，六轴机器人的第六轴与模具清洗头连接；
[0009]移载小车左边安装有供设备冷却的冷水机和机器人控制柜，后边安装有用于发射激光的激光器和用于清洗产生废气收集的除尘系统。
[0010]所述Z轴升降单元的主体框架设置有导向凹槽，导向框架的复合轴承在导向凹槽中沿上下滑动，主体框架与导向框架之间安装有控制导向框架升降运动的液压缸，导向框架上设置链轮与滑台，主体框架与滑台通过链轮链条相连。
[0011]所述模具清洗头中，X轴半径调节装置的滑台通过螺栓与光路上支架连接，光路上支架与光路下支架通过3个防碰撞机构相连；B轴激光管安装在在光路下支架下方，通过轴
承过渡连接，B轴激光管采用伺服电机+齿轮或伺服电机+同步带驱动，可旋转角度最少为360度；B轴激光管的管壁外侧设置有激光测距传感器，激光测距传感器的下方安装有气幕吹扫装置，气幕吹扫装置的头部具有多组狭小缝隙；A轴光束出口调节装置与B轴激光管通过啮合装置连接，其中啮合装置通过电机驱动，A轴光束出口调节装置绕与B轴激光管的相交轴线进行旋转，旋转角度范围至少为360度；
[0012]模具清洗头的光路系统置于X轴半径调节装置的滑台上，其中扫描振镜安装在光路上支架上，燕尾滑台安装在光路下支架的内部并通过伺服电机驱动进行上下移动，燕尾滑台的上方连接有可移动凸透镜，可移动凸透镜随着燕尾滑台移动，燕尾滑台与可移动凸透镜组成D轴调焦机构；在B轴激光管的内部设置有固定凸透镜，固定凸透镜与可移动凸透镜同轴，固定凸透镜的正下方安装有聚焦镜，反射镜一安装在B轴激光管的底端，与B轴激光管的轴线成45度角；
[0013]在A轴光束出口调节装置内部倾斜的安装有反射镜二，反射镜二与反射镜一成90度夹角；反射镜二的上方安装有用于隔离光路内部镜片与外界的接触的窗口镜片，窗口镜片的边缘压装有气保护座，气保护座与窗口镜片间具有一周狭小缝隙；气路接口设置于B轴激光管的管壁上，至少有一路通道通入到B轴激光管的内部。
[0014]所述Z轴升降单元，采用复合轴承与轨道做导向，利用液压缸作为升降动力源，配合链轮链条提供双倍升降行程，为六轴机器人提供升降运动；所述除尘系统，至少有一套除尘系统收集口位于模具清洗头上，加工废气由此收集；所述六轴机器人为六轴工业机器人。
[0015]所述X轴半径调节装置，安装于六轴机器人第六轴底端，采用线性模组，皮带轮驱动，电机驱动，用于模具清洗时的清洗半径控制；所述燕尾滑台与可移动凸透镜组成的D轴调焦机构至少含有一个伸缩机构，至少一个凸透镜置于伸缩机构上，采用成套调节机构，电机减速器驱动；所述B轴激光管和A轴光束出口调节装置，均采用皮带轮组传动，电机减速器驱动，电机带编码器控制，半闭环控制；设置于B轴激光管侧方的激光测距传感器，多点检测传感器与模具表面的距离，进行模具清洗头圆心的检测，六轴机器人的第六轴与模具同轴。
[0016]所述模具清洗头的光路系统的光路出口路径中设置有正压保护气幕装置，设备B轴底端设置有气幕吹扫装置。
[0017]所述A轴光束出口调节装置中至少一个啮合部件与B轴激光管耦合在一起，A轴光束出口调节装置的轴线与B轴激光管轴线垂直相交。
[0018]所述B轴激光管包括至少一个激光测距传感器。
[0019]所述A轴光束出口调节装置与B轴激光管内部连通，A轴光束出口调节装置的气保护座与窗口镜片之间存在狭小缝隙，B轴激光管内部的压缩空气从缝隙喷出形成气幕，保护出口光学镜片。
[0020]气幕吹扫装置位于B轴激光管底端，其中至少一个通入B轴激光管内部，一个通往狭小缝隙。
[0021]优点及效果：
[0022]本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0023]1、该设备自动化程度高，可在线清洗，提高清洗效率。
[0024]2、采用六轴工业机器人，为模具清洗头提供多自由度调节，有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作，可以自由编程，完成全自动化的工作提高生产效率，可控制
的错误率。具有很高的可达性，可以进入封闭空间内作业，而直角坐标式机器人不能进行此类作业。
[0025]3、主要用于在生成线上全部或部分清除各类轮胎模具中因轮胎制造流程(硫化)缘故堆积在模具上的残留物，也可用于清理锈迹、油污、油漆等。
[0026]4、该设备可进行线下激光清洗轮胎模具。
附图说明：
[0027]图1是在线式轮胎模具激光清洗设备的主体视图；
[0028]图2是在线式轮胎模具激光清洗设备的模具清洗头；
[0029]图3是在线式轮胎模具激光清洗设备的模具清洗头剖视图。
[0030]附图标记说明：
[0031]1—移载小车，2—冷水机，3—激光器，4—机器人控制柜，5—除尘系统，6—Z轴升降单元，6A—主体框架，6B—导向框架，6C—液压缸，6D—滑台，7—六轴机器人，8—模具清洗头，9—X轴半径调节装置，10—光路上支架，11—防碰撞机构，12—光路下支架，13—B轴激光管，14—A轴光束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线式轮胎模具激光清洗设备，其特征在于：所述清洗设备的主体为移载小车(1)，Z轴升降单元(6)的底部固定在移载小车(1)的中部，六轴机器人(7)第1轴的底座倒挂安装在Z轴升降单元(6)的滑台(6D)底部，六轴机器人(7)的第六轴与模具清洗头(8)连接；移载小车(1)左边安装有供设备冷却的冷水机(2)和机器人控制柜(4)，后边安装有用于发射激光的激光器(3)和用于清洗产生废气收集的除尘系统(5)。2.根据权利要求1所述的在线式轮胎模具激光清洗设备，其特征在于：所述Z轴升降单元(6)的主体框架(6A)设置有导向凹槽，导向框架(6B)的复合轴承在导向凹槽中沿上下滑动，主体框架(6A)与导向框架(6B)之间安装有控制导向框架(6B)升降运动的液压缸(6C)，导向框架(6B)上设置链轮与滑台(6D)，主体框架(6A)与滑台(6D)通过链轮链条相连。3.根据权利要求1所述的在线式轮胎模具激光清洗设备，其特征在于：所述模具清洗头(8)中，X轴半径调节装置(9)的滑台通过螺栓与光路上支架(10)连接，光路上支架(10)与光路下支架(12)通过3个防碰撞机构(11)相连；B轴激光管(13)安装在在光路下支架(12)下方，通过轴承过渡连接，B轴激光管(13)采用伺服电机+齿轮或伺服电机+同步带驱动，可旋转角度最少为360度；B轴激光管(13)的管壁外侧设置有激光测距传感器(15)，激光测距传感器(15)的下方安装有气幕吹扫装置(16)，气幕吹扫装置(16)的头部具有多组狭小缝隙；A轴光束出口调节装置(14)与B轴激光管(13)通过啮合装置连接，其中啮合装置通过电机驱动，A轴光束出口调节装置(14)绕与B轴激光管(13)的相交轴线进行旋转，旋转角度范围至少为360度；模具清洗头(8)的光路系统置于X轴半径调节装置(9)的滑台上，其中扫描振镜(17)安装在光路上支架(10)上，燕尾滑台(18)安装在光路下支架(12)的内部并通过伺服电机(18a)驱动进行上下移动，燕尾滑台(18)的上方连接有可移动凸透镜(19)，可移动凸透镜(19)随着燕尾滑台(18)移动，燕尾滑台(18)与可移动凸透镜(19)组成D轴调焦机构；在B轴激光管(13)的内部设置有固定凸透镜(20)，固定凸透镜(20)与可移动凸透镜(19)同轴，固定凸透镜(20)的正下方安装有聚焦镜(21)，反射镜一(22)安装在B轴激光管(13)的底端，与B轴激光管(13)的轴线成45度角；在A轴光束出口调节装置(14)内部倾斜的安装有反射镜二(23)，反射镜二(23)与反射镜一(22)成90度夹角；反射镜二(23)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟军，王静，罗焕佐，李强，卞宏友，张凯，王蔚，蔡清华，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：