一種激光清洗機(jī)械手的制作方法
【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，涉及一種激光清洗機(jī)械手。
【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。輪胎花紋是通過模具在輪胎硫化過程中成型的，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。現(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)鋼制模具來說優(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，且模具鑄造過程中的缺陷會(huì)返現(xiàn)出來，直接影響輪胎的質(zhì)量及模具的使用壽命?；瘜W(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。其中最主要的問題是如何實(shí)現(xiàn)清洗頭與模具之間的角度配合，消除清洗死角，這依賴于高精度機(jī)械手的配合，這也是本發(fā)明的研發(fā)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]為了解決目前激光清洗裝置存在的問題，本發(fā)明提供一種激光清洗機(jī)械手，其具體的技術(shù)方案如下: 一種激光清洗機(jī)械手，其包括主旋轉(zhuǎn)臂1、從旋轉(zhuǎn)臂2和小旋轉(zhuǎn)臂3，其中:
所述主旋轉(zhuǎn)臂I設(shè)置主旋轉(zhuǎn)軸103，主旋轉(zhuǎn)臂I可繞主旋轉(zhuǎn)軸103沿主旋轉(zhuǎn)方向1360°旋轉(zhuǎn)；
所述從旋轉(zhuǎn)臂2垂直連接于主旋轉(zhuǎn)臂I，從旋轉(zhuǎn)臂2設(shè)置從旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)201，使從旋轉(zhuǎn)臂2可繞主旋轉(zhuǎn)臂I沿從旋轉(zhuǎn)方向Π旋轉(zhuǎn)；
所述從旋轉(zhuǎn)臂2還設(shè)置升降機(jī)構(gòu)202;所述升降機(jī)構(gòu)202包括外套筒203與內(nèi)套筒204，所述內(nèi)套筒204可沿外套筒203升降方向ΙΠ進(jìn)行伸縮；
所述內(nèi)套筒204連接小旋轉(zhuǎn)臂3，所述小旋轉(zhuǎn)臂3同步從旋轉(zhuǎn)臂2旋轉(zhuǎn)。
[0016]進(jìn)一步，所述主旋轉(zhuǎn)臂I包括前臂和后臂，其中:
所述前臂與后臂內(nèi)分別設(shè)置內(nèi)導(dǎo)軌107與外導(dǎo)軌101;
所述內(nèi)導(dǎo)軌107上設(shè)置伸縮套筒105，外導(dǎo)軌101上設(shè)置行進(jìn)機(jī)構(gòu)108;
所述行進(jìn)機(jī)構(gòu)108與前臂連接，帶動(dòng)前臂與后臂相對(duì)運(yùn)動(dòng)及伸縮套筒105的伸縮，可實(shí)現(xiàn)主旋轉(zhuǎn)臂I沿左右行進(jìn)方向IV的伸縮。
[0017]進(jìn)一步，所述前臂與后臂分別由固定套106與行進(jìn)套104進(jìn)行密封。
[0018]進(jìn)一步，所述固定套106上設(shè)置有消音降壓裝置102。
[0019]進(jìn)一步，所述行進(jìn)機(jī)構(gòu)為螺桿或齒輪齒條或同步帶行進(jìn)機(jī)構(gòu)。
[0020]進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)201為齒輪、同步帶旋轉(zhuǎn)裝置，所述齒輪、同步帶旋轉(zhuǎn)裝置由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)從旋轉(zhuǎn)臂2旋轉(zhuǎn)。
[0021]進(jìn)一步，所述內(nèi)套筒204包括外壁2041和內(nèi)壁2042，所述外壁2041和內(nèi)壁2042之間由分隔板2045連接兩端；外壁2041和內(nèi)壁2042中間為布線單元2043;所述外壁2041還設(shè)有進(jìn)線窗口 2044，所述進(jìn)線窗口 2044與布線單元2043連通。
[0022]進(jìn)一步，所述主旋轉(zhuǎn)臂1、從旋轉(zhuǎn)臂2和小旋轉(zhuǎn)臂3內(nèi)部設(shè)置激光傳導(dǎo)通路。
[0023]進(jìn)一步，小旋轉(zhuǎn)臂3連接激光清洗頭4，小旋轉(zhuǎn)臂3與激光清洗頭4連接處設(shè)置旋轉(zhuǎn)齒輪，所述激光清洗頭4可相對(duì)小旋轉(zhuǎn)臂3沿小旋轉(zhuǎn)方向V旋轉(zhuǎn)。
[0024]本發(fā)明所提供的一種激光清洗機(jī)械手，具有以下優(yōu)點(diǎn):
第一、本發(fā)明著眼于解決清洗頭與模具之間的角度配合，消除清洗死角的問題，提供一種搭載激光清洗頭的多自由度機(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)，實(shí)現(xiàn)對(duì)模具全方位無死角清洗；
第二、解決線纜與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的同步旋轉(zhuǎn)問題。實(shí)現(xiàn)了整個(gè)裝置的布線與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn)，避免了線纜旋轉(zhuǎn)不一致，易發(fā)生的卡位問題，且節(jié)省了線纜的占用空間，使整個(gè)裝置更緊湊，操作、使用更方便。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明一種激光清洗機(jī)械手的立體圖；
圖2為本發(fā)明一種激光清洗機(jī)械手的主視圖；
圖3為本發(fā)