自動(dòng)激光清洗設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及激光清洗技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及自動(dòng)激光清洗設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]輪胎花紋對(duì)輪胎的耐磨性，噪音、操縱穩(wěn)定性、驅(qū)動(dòng)制動(dòng)特性、滾動(dòng)阻力、乘坐舒適及外觀美觀等具有重要的作用。輪胎花紋是通過(guò)模具在輪胎硫化過(guò)程中成型的，模具的好壞直接影響到輪胎的質(zhì)量。
[0003]由于模具是在高壓、高溫的條件下反復(fù)使用的，它在使用過(guò)程中，模具型腔中的花紋、溝槽等處不可避免地要受到橡膠、配合劑以及脫模劑的綜合沉積污染(主要污染物是硫化物、無(wú)機(jī)氧化物、硅油及炭黑等)，當(dāng)積累到一定程度，就會(huì)影響輪胎或制品的表面形狀，從而使產(chǎn)品成為次品或廢品，所以模具表面必須經(jīng)常清洗?，F(xiàn)有工業(yè)上輪胎模具清洗通常采用以下方法:
A.干冰清洗法:
該方法是通過(guò)干冰制備機(jī)(造粒機(jī))制作成一定規(guī)格的干冰球狀顆粒，以壓縮空氣為動(dòng)力源，通過(guò)噴射清洗機(jī)將干冰球狀顆粒以較高速度噴射到被清洗物體表面(其工作原理與噴砂工藝原理相似)，干冰顆粒不但對(duì)污垢表面有磨削、沖擊作用，而且更重要的是干冰顆粒的低溫效果和升華作用使污垢迅速被冷凍脆化，進(jìn)而與其所接觸的材質(zhì)產(chǎn)生不同的冷收縮效果，從而使污垢減小了在材質(zhì)表面的粘附力，同時(shí)加上干冰顆粒的磨削和沖擊;壓縮空氣的吹掃剪切，使污垢從被清洗表面以固態(tài)形式被剝離，達(dá)到了清除污垢的目的。
[0004]該方法有如下缺點(diǎn):
模具經(jīng)干冰清洗后，需25分鐘的預(yù)熱后才可以繼續(xù)硫化?，F(xiàn)在乘用胎的模具基本都是采用鋁制模具，多次噴洗后，花筋和胎頂?shù)某叽缇燃氨砻娲植诙榷紩?huì)受到影響，花紋易表面出現(xiàn)小麻點(diǎn)或小氣泡，影響輪胎外觀質(zhì)量。
[0005]存在噪音污染，可達(dá)10dBA，工作強(qiáng)度高，工作面局部會(huì)產(chǎn)生較高濃度的二氧化碳，還需佩戴防護(hù)服。
噴吹干冰需要0.7Mpa的風(fēng)壓，啟動(dòng)干冰機(jī)后，工廠風(fēng)源壓力驟減，為了保證其他設(shè)備正常運(yùn)行，至少需要增開(kāi)一臺(tái)315KW空壓機(jī)補(bǔ)充風(fēng)量，造成能耗劇增。
[0006]B.機(jī)械清洗法
采用手工的砂布或鋼絲物理研磨及干式噴砂，根據(jù)需要可以選用不同的組合清洗。機(jī)械清洗法是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，被輪胎行業(yè)廣泛采用。該法具有簡(jiǎn)單易行，對(duì)設(shè)備、工具要求不尚。
[0007]但也有無(wú)法克服的缺陷:會(huì)對(duì)模具造成機(jī)械損傷，縮短模具壽命。噴砂處理容易堵塞模具的排氣孔，噴砂后疏通排氣孔的工作量很大。必須拆裝模具，勞動(dòng)強(qiáng)度高，清洗周期長(zhǎng)。
C.濕法化學(xué)清洗法，
該方法主要是利用有機(jī)清洗劑，通過(guò)噴、淋或高頻振動(dòng)及化學(xué)反應(yīng)除去模具表面附著物該方法主要包括:有機(jī)溶劑法、熔融法、酸洗法、堿洗法等。這些方法使用方便，費(fèi)用低。
[0008]但長(zhǎng)期使用上述方法會(huì)造成模具腐蝕，從而直接影響產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量；同時(shí)這些藥劑原料污染環(huán)境，損害作業(yè)者的健康，必須有完備的勞保手段和污染物處理設(shè)備。目前，該法主要用于小型的橡膠制品企業(yè)。
[0009]D.超聲波清洗法
該方法是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目。清洗介質(zhì)的化學(xué)作用，可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，以對(duì)物件進(jìn)行充分、徹底的清洗。
[0010]但微米級(jí)污粒的清洗無(wú)能為力，同時(shí)清洗槽的尺寸限制了加工零件的范圍和復(fù)雜程度。
[0011]綜上，機(jī)械清洗法、超聲波清洗法均須拆裝模具，勞動(dòng)強(qiáng)度高，清洗周期長(zhǎng)，且超聲波清洗法所用清洗介質(zhì)價(jià)格不菲。干冰清洗法對(duì)鋼制模具來(lái)說(shuō)優(yōu)勢(shì)明顯，但乘用胎的模具基本都是采用鋁制模具，多次噴洗后，冷熱交替會(huì)導(dǎo)致模具本身尺寸精度及表面粗糙度受到影響，且模具鑄造過(guò)程中的缺陷會(huì)返現(xiàn)出來(lái)，直接影響輪胎的質(zhì)量及模具的使用壽命。化學(xué)清洗法因其對(duì)模具的腐蝕、對(duì)環(huán)境的污染、對(duì)操作人員健康的影響，基本已退出應(yīng)用，只有小型的橡膠制品廠還在使用。
[0012]以上清洗方法在我國(guó)清洗市場(chǎng)中曾廣泛使用，但在環(huán)境保護(hù)和高精度要求下其應(yīng)用受到越來(lái)越大的限制。市場(chǎng)上迫切需要一種新的環(huán)境污染小、清洗效果好的模具清洗方法。
[0013]在此背景下，激光清洗方法逐漸進(jìn)入人們的視線。與傳統(tǒng)清洗方法相比，激光清洗方法具有一些特有的優(yōu)點(diǎn):
(1)不需要清潔液或其它化學(xué)溶液，它清除的廢料基本上都是固體粉末，體積小，易于存放，對(duì)環(huán)境基本上不造成污染，是一種“綠色”清洗工藝，且清潔度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述傳統(tǒng)的清洗方法；
(2)清除附著物的范圍和適用的基材范圍十分廣泛;通過(guò)調(diào)控激光工藝參數(shù)，激光清洗還可以選擇性地清洗材料表面的附著物，不損傷材料的內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)，使表面復(fù)舊如新；
(3)激光清洗是一種非接觸清洗，可以通過(guò)光導(dǎo)纖維傳輸，與機(jī)器人或者機(jī)械手聯(lián)合，能清洗傳統(tǒng)方法不易達(dá)到的部位。激光清洗有高的適應(yīng)性和柔性，可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
[0014](4)激光去污設(shè)備可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，一般只需要電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)行成本低，而且可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，利用激光實(shí)現(xiàn)對(duì)模具的清洗技術(shù)仍有很多未完善之處。例如:
(1)如何滿足對(duì)不同輪胎模具外徑跨度的模具的清洗；
(2)如何實(shí)現(xiàn)清洗頭與模具之間的角度配合，消除清洗死角；
(3)如何將所有的廢棄物將被吸走并集中除理而達(dá)到環(huán)保的要求；
(4)如何實(shí)現(xiàn)清洗設(shè)備移動(dòng)過(guò)程靈活性、便利性等。
[0015](5)如何實(shí)現(xiàn)模具的在線清洗、離線清洗、半自動(dòng)清洗、自動(dòng)清洗等不同場(chǎng)合的清洗要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為了解決目前清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供自動(dòng)激光清洗設(shè)備，其具體的技術(shù)方案如下:
自動(dòng)激光清洗設(shè)備，其包括底座I及設(shè)置于底座I上的升降立柱5、控制柜2、主柜體3;其中:
所述升降立柱5設(shè)置升降軌道，機(jī)械臂6平行連接于升降立柱5的升降軌道，連接處設(shè)置帶有旋轉(zhuǎn)軸的升降臺(tái)；機(jī)械臂6可沿升降軌道上下運(yùn)動(dòng)和沿升降臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；
機(jī)械臂6的自由端連接清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)8，所述清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)8包括清洗機(jī)械手、激光清洗頭及護(hù)罩，所述清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)8設(shè)置于主柜體3中；
所述主柜體3中還設(shè)置吸塵機(jī)12、水冷機(jī)14、激光器15，所述吸塵機(jī)12、水冷機(jī)14、激光器15均通過(guò)管線與清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)8連接，為激光清洗提供吸塵、水冷及激光束；
所述底座I下部設(shè)置萬(wàn)向輪16，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的整體移動(dòng)。
[0017]進(jìn)一步，所述主柜體3上方設(shè)置出口，清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)8由所述出口旋出。
[0018]作為優(yōu)選方案，所述機(jī)械臂6、清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)8通過(guò)遙控器或機(jī)器視覺(jué)裝置進(jìn)行定位。
[0019]進(jìn)一步，所述主柜體3內(nèi)還搭載半自動(dòng)清洗機(jī)構(gòu)，所述半自動(dòng)清洗機(jī)構(gòu)包括半自動(dòng)機(jī)械臂11與卡盤(pán)機(jī)構(gòu)10;所述半自動(dòng)清洗機(jī)構(gòu)與激光器15連接，由激光器15提供激光束。
[0020]進(jìn)一步，主柜體3內(nèi)還設(shè)置半自動(dòng)清洗機(jī)構(gòu)，所述半自動(dòng)清洗機(jī)構(gòu)包括卡盤(pán)機(jī)構(gòu)10與半自動(dòng)機(jī)械臂11，其中:
所述卡盤(pán)機(jī)構(gòu)10為圓形卡盤(pán)，用于將操作對(duì)象固定；
所述半自動(dòng)機(jī)械臂11一端與卡盤(pán)機(jī)構(gòu)10固定連接，另一端為自由端，可安裝手持槍?zhuān)凰隹ūP(pán)機(jī)構(gòu)1內(nèi)設(shè)置可變徑卡位機(jī)構(gòu)，所述可變徑卡位機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于中心的齒輪以及沿齒輪圓周分布的變徑單元;所述齒輪與電機(jī)連接；
所述變徑單元包括齒條、支架、電磁鐵，所述支架固定于卡盤(pán)機(jī)構(gòu)10上，齒條嵌置支架內(nèi)，可在支架內(nèi)平行移動(dòng)；
所述齒條一端與齒輪嚙合，另一端固定連接電磁鐵。
[0021]作為優(yōu)選方案，所述控制柜2外門(mén)體上設(shè)置有觸摸屏201;控制柜內(nèi)設(shè)置電源電纜收線器9，用于收卷設(shè)備使用的線纜。
[0022]進(jìn)一步，所述機(jī)械臂6與清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)8的連接處設(shè)置外護(hù)罩4。
[0023]進(jìn)一步，所述清洗執(zhí)行機(jī)構(gòu)8的清洗機(jī)械手包括主旋轉(zhuǎn)臂801、從旋轉(zhuǎn)臂802、小旋轉(zhuǎn)臂803和激光清洗頭804，其中:
所述主旋轉(zhuǎn)臂801設(shè)置主旋轉(zhuǎn)軸，主旋轉(zhuǎn)臂801可繞主旋轉(zhuǎn)軸8103360°旋轉(zhuǎn)；
所述從旋轉(zhuǎn)臂802垂直連接于主旋轉(zhuǎn)臂801，從旋轉(zhuǎn)臂802設(shè)置從旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8201，使從旋轉(zhuǎn)臂802可繞主旋轉(zhuǎn)臂801旋轉(zhuǎn)；
所述從旋轉(zhuǎn)臂802還設(shè)置升降機(jī)構(gòu)8202;所述升降機(jī)構(gòu)8202包括外套筒8203與內(nèi)套筒8204，所述內(nèi)套筒8204可沿外套筒8203軸向方向進(jìn)行伸縮；
所述內(nèi)套筒8204連接小旋轉(zhuǎn)臂803，所述小旋轉(zhuǎn)臂803同步從旋轉(zhuǎn)臂802旋轉(zhuǎn)；
所述小旋轉(zhuǎn)臂803連接激光清洗頭804，激光清洗頭804可以小旋轉(zhuǎn)臂803為中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0024]進(jìn)一步，所述底座I還設(shè)置有與萬(wàn)向輪16連接的剎車(chē)裝置7。
[0025]進(jìn)一步，所述主柜體3內(nèi)還設(shè)置有激光器電源13。
[0026]本發(fā)明所提供的自動(dòng)激光清洗設(shè)備，具有以下優(yōu)點(diǎn):
第一:本發(fā)明所有裝置設(shè)置于底座上，設(shè)置六自由度的機(jī)械臂與清洗裝置配合，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位;通過(guò)清洗裝置的機(jī)械手，可帶動(dòng)激光清洗頭實(shí)現(xiàn)主旋轉(zhuǎn)、從旋轉(zhuǎn)、上下升降、左右行進(jìn)、小旋轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)，解決了清洗頭與模具之間的角度配合問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)全方位、無(wú)死角清洗操作；
第二:還搭載半自動(dòng)清洗設(shè)備，該半自動(dòng)清洗設(shè)備設(shè)置了可變徑的卡位機(jī)構(gòu)，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)齒輪、齒條動(dòng)作，并通過(guò)齒條拖動(dòng)電磁鐵，改變電磁鐵的位置，可以把整個(gè)裝置固定在不同直徑的物體上。如應(yīng)用于輪胎模具下模清洗，將半自動(dòng)清洗卡盤(pán)固定在模具升降機(jī)構(gòu)膠囊盤(pán)上端面?？蛇m用于不同尺寸的輪胎膜具，適用范圍大大擴(kuò)展，為使用者提高清洗效率，降低了成本。
[0027 ]第三:主柜體內(nèi)設(shè)置吸塵機(jī)、水冷機(jī)，使清洗過(guò)程安全環(huán)保。
[0028]第四:本發(fā)明的自動(dòng)激光清洗設(shè)備自動(dòng)化程度高、定位準(zhǔn)確、滿足對(duì)不同輪胎模具外徑跨度、適用范圍廣、可移動(dòng)、安全環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)模具的在線清洗、離線清洗、半自動(dòng)清洗、自動(dòng)清洗等不同場(chǎng)合的清洗要求，具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明自動(dòng)激光清洗設(shè)備的立體圖；
圖2為本發(fā)明自動(dòng)激光清洗設(shè)備的主視圖；
圖3為本發(fā)明自動(dòng)激光清洗設(shè)備的俯視圖；
圖4為本發(fā)明自動(dòng)激光