CN104492759B - 轮胎硫化模具干冰清洗机械手 - Google Patents

Abstract

本发明属于清洗装置，具体涉及一种轮胎硫化模具在线干冰清洗机械手。本发明包括在轨道通道上移动的轨道小车，轨道小车上固连有控制柜、安装架，安装架上通过滑槽和固定螺钉连接有固定座；一级臂与固定座、二级臂与一级臂之间分别通过关节驱动装置铰接，组成可折叠的机械手臂；二级臂上安装有干冰喷头；所述干冰喷头为上、下两对共4个，并通过转臂旋转装置铰接于二级臂上，转臂旋转装置驱动干冰喷头与二级臂相对转动；所述干冰喷头与喷头摆动装置连接，使干冰喷头在一定角度范围内来回摆动。本发明结构简单、能适应多台轮胎硫化机交替、快速在线自动化清洗轮胎硫化模具。

Description

轮胎硫化模具干冰清洗机械手

技术领域

本发明属于清洗装置，具体涉及一种轮胎硫化模具在线干冰清洗机械手。

背景技术

在轮胎硫化成型生产时，硫化模具上不可避免的会粘附有残余橡胶、硫化物等杂质，如不及时清洗，将会严重影响轮胎的表面质量和精度，因此，模具的清洗是轮胎硫化生产的主要工序之一。清洗模具的传统方法有机械法和化学法，机械法主要是采用物理性研磨、颗粒撞击的原理清洗，技术成熟，简单可行，但会给模具造成机械性的损伤，缩短寿命，另外部分方法还需折装模具，清洗效率低；化学法是利用某些工业溶剂对模具的污染物进行腐蚀性的清洗，方便实用，但会腐蚀模具，污染环境。

新型清洗方法有超声波法、激光法和干冰清洗法，尤其是干冰清洗以对模具无损伤、对环境无污染、对人员无毒害、可清洗细小排气孔、对模具无冷却要求的优势，在轮胎生产行业迅速发展，但大都是手工操作，效率低下，环境恶劣，目前虽已有如“自动干冰清洗轮胎模具的装置”(CN103240242A)的清洗设备，但由于该设备机构多、喷头少，操作较繁杂，效率较低下，尤其是在多台轮胎硫化机交替清洗时，该设备伸缩滑道较长，导致整体结构较大而移动困难，且移动滚轮难以快速准确确定清洗设备的工位。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，提供一种结构简单、能适应多台轮胎硫化机交替、快速在线自动化清洗模具的轮胎硫化模具干冰清洗机械手。

本发明目的是通过如下的技术方案来实现的：该轮胎硫化模具干冰清洗机械手，它包括在轨道通道上移动的轨道小车，轨道小车上固连有控制柜、安装架，安装架上通过滑槽和固定螺钉连接有固定座；一级臂与固定座、二级臂与一级臂之间分别通过关节驱动装置铰接，组成可折叠的机械手臂；二级臂上安装有干冰喷头；所述干冰喷头为上、下两对共4个，并通过转臂旋转装置铰接于二级臂上，转臂旋转装置驱动干冰喷头与二级臂相对转动；所述干冰喷头与喷头摆动装置连接，使干冰喷头在一定角度范围内来回摆动。

具体的，所述关节驱动装置包括固连于固定座或一级臂上的步进电机，步进电机通过键与关节转轴联结并驱动关节转轴；关节转轴通过端盖、轴承、密封毡圈铰接于固定座或一级臂的端部凹槽的上、下安装孔内；一级臂或二级臂通过定位螺钉固结于关节转轴位于固定座或一级臂端部凹槽的杆部上，关节转轴带动一级臂相对固定座或二级臂相对一级臂转动，以控制机械手臂折叠收缩或伸展。

具体的，所述转臂旋转装置包括固连于二级臂端部凹槽内、带蜗轮蜗杆减速器的双向孔输出步进电机，双向孔输出步进电机通过键与转臂转轴联结；转臂转轴通过端盖、轴承铰接于二级臂端部凹槽的上、下安装孔内；转臂转轴伸出上、下安装孔外的两端部分别固连有一根与转臂转轴垂直的转臂，转臂转轴端部通过键与转臂的中心孔联结，其外端面设有端盖及紧定螺钉紧固；所述两对干冰喷头分别安装于上、下两根转臂的两端，所述双向孔输出步进电机通过转臂转轴驱动上、下两根转臂同步旋转，工作时转臂的转角≧180度。

具体的，所述喷头摆动装置包括分别通过电机座固连于上、下两根转臂中部的两台伺服电机；电机座固定于转臂中部，伺服电机固定于电机座上，伺服电机与过渡轴固连，过渡轴通过轴承与电机座上的安装孔铰接，过渡轴与所述转臂转轴垂直；过渡轴连接曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构两端的摇杆转轴通过轴承与转臂两端的安装孔铰接，所述两对干冰喷头分别安装于上、下两个曲柄摇杆机构两端的摇杆转轴上；伺服电机驱动曲柄摇杆机构的曲柄转动，带动摇杆在一定角度范围内来回摆动，干冰喷头随摇杆同步摆动，干冰喷头的摆动角度与轮胎模具内表面的横截线相适应。

本发明通过调整安装架的安装高度，可适应不同规格的轮胎硫化机；通过调整二级臂、转臂和摇杆的长度，可适应不同规格轮胎模具的清洗；通过调整伺服电机和双向孔输出步进电机的速度，可在一定范围内调节本发明机械手的清洗效率。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是图1中关节驱动装置的纵剖结构示意图。

图3是图1中转臂旋转装置的纵剖结构示意图。

图4是图1中喷头摆动装置的俯视图。

图5是图1中喷头摆动装置的右视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

参见图1，本实施例包括在轨道通道1上移动的轨道小车2，轨道小车2上固连有控制柜3、安装架4，安装架4上通过滑槽和固定螺钉6连接有固定座5；一级臂8与固定座5、二级臂9与一级臂8之间分别通过关节驱动装置7铰接，组成可折叠的机械手臂；安装架4可根据硫化机的规格，调整机械手的安装高度，控制柜3安装机械手自动运行的电器控制设备。参见图2，是关节驱动装置7的纵剖结构示意图；从图2可见，关节驱动装置7包括固连于固定座5或一级臂8上的步进电机76，步进电机76通过键77与关节转轴78联结并驱动关节转轴78；关节转轴78通过端盖71、轴承72、轴承73、密封毡圈74等部件铰接于固定座5或一级臂8的端部凹槽的上、下安装孔内；一级臂8或二级臂9通过定位螺钉75固结于关节转轴78位于固定座5或一级臂8端部凹槽的杆部上，关节转轴78带动一级臂8相对固定座5或二级臂9相对一级臂8转动，以控制机械手臂折叠收缩或伸展。

参见图1，本实施例设有的干冰喷头11为上、下两对共4个，并通过转臂旋转装置10铰接于二级臂9上，转臂旋转装置10驱动干冰喷头11与二级臂9相对转动；参见图3，是转臂旋转装置10的纵剖结构示意图；从图3中可见，转臂旋转装置10包括固连于二级臂9端部凹槽内、带蜗轮蜗杆减速器的双向孔输出步进电机1012，双向孔输出步进电机1012通过键(图中未画出)与转臂转轴1013联结；转臂转轴1013通过端盖109、轴承1010、轴承1011等部件铰接于二级臂9端部凹槽的上、下安装孔内；转臂转轴1013伸出上、下安装孔外的两端部分别固连有一根与转臂转轴1013垂直的转臂108，转臂转轴1013端部通过键107与转臂108的中心孔联结，其外端面设有端盖106及紧定螺钉105紧固；两对干冰喷头11分别安装于上、下两根转臂108的两端(图3中看不出)，双向孔输出步进电机1012通过转臂转轴1013驱动上、下两根转臂108同步旋转，工作时转臂108的转角≧180度。

参见图1，本实施例的干冰喷头11与喷头摆动装置12连接，使干冰喷头11在一定角度范围内来回摆动；参见图3、图4、图5，喷头摆动装置12包括分别通过电机座101固连于上、下两根转臂108中部的两台伺服电机104；电机座101固定于转臂108中部，伺服电机104固定于电机座101上，伺服电机104与过渡轴103固连，过渡轴103通过轴承102与电机座101上的安装孔铰接，过渡轴103与转臂转轴1013垂直；过渡轴103连接曲柄摇杆机构；曲柄摇杆机构包括与过渡轴103连接的曲柄124，曲柄124与摇杆121之间通过连杆123、连杆125连接，摇杆121的转轴通过轴承122与转臂108的安装孔铰接；两对干冰喷头11分别安装于上、下两个曲柄摇杆机构两端的摇杆转轴上；伺服电机104驱动曲柄摇杆机构转动，带动摇杆121在一定角度范围内来回摆动，干冰喷头11随摇杆121同步摆动，实现干冰喷头11在轮胎模具的内表面，在横截线上来回单自由度线性喷扫，干冰喷头11的摆动角度与轮胎模具内表面的横截线相适应；两个喷头摆动装置12整体固定在上、下转臂108上，随着转臂108的旋转，四个干冰喷头11将分别对上、下轮胎模具的内表面同时进行双自由度平面式喷扫，只要转臂108旋转角度大于180度，即可完成上、下模具的清洗。

本实施例的轮胎硫化模具干冰清洗机械手的工作过程如下：

轨道小车2在多台轮胎硫化机的轨道通道1上移动，并由轨道预设、人工操作的挡车器控制在需清洗的硫化机前快速准确定位，通过控制柜3控制机械手顺序动作，启动二个关节驱动装置7的步进电机76，将折叠收缩的一级臂8、二级臂9快速伸展，并由转动关节装置7的限位装置(图中未画出)使一级臂8、二级臂9与固定座5保持成直线，机械手臂达到最大伸展长度，且转臂旋转装置10的转动中心与轮胎模具的外圆尺寸中心重合，关节驱动装置7停止工作，同时启动喷头摆动装置12的二个伺服电机104、转臂旋转装置10的双向孔输出步进电机1012和干冰输送装置(图中未画出)，干冰喷头11在两个自由度上对轮胎模具的内表面高速喷洒干冰颗粒，实现自动、快速干冰清洗轮胎模具。当转臂108的转角≧180度，清洗结束，二个伺服电机104、双向孔输出步进电机1012和干冰输送装置停止运行，再次启动二个关节驱动装置7的步进电机76和转臂旋转装置10的双向孔输出步进电机1012，使机械手臂的一级臂8、二级臂9快速折叠收缩、转臂108保持与轨道小车2运行方向平行的位置，停止全部动作，准备清洗下一台硫化机的模具。

本实施例通过调整安装架4的安装高度，可适应不同规格的轮胎硫化机；通过调整二级臂9、转臂108和摇杆121的长度，可适应不同规格轮胎模具的清洗；通过调整伺服电机104和双向孔输出步进电机1012的速度，可在一定范围内调节本发明机械手的清洗效率。

Claims (4)

1.一种轮胎硫化模具干冰清洗机械手，其特征在于：它包括在轨道通道上移动的轨道小车，轨道小车上固连有控制柜、安装架，安装架上通过滑槽和固定螺钉连接有固定座；一级臂与固定座、二级臂与一级臂之间分别通过关节驱动装置铰接，组成可折叠的机械手臂；二级臂上安装有干冰喷头；所述干冰喷头为上、下两对共4个，并通过转臂旋转装置铰接于二级臂上，转臂旋转装置驱动干冰喷头与二级臂相对转动；所述干冰喷头与喷头摆动装置连接，使干冰喷头在一定角度范围内来回摆动。

2.根据权利要求1所述轮胎硫化模具干冰清洗机械手，其特征在于：所述关节驱动装置包括固连于固定座或一级臂上的步进电机，步进电机通过键与关节转轴联结并驱动关节转轴；关节转轴通过端盖、轴承、密封毡圈铰接于固定座或一级臂的端部凹槽的上、下安装孔内；一级臂或二级臂通过定位螺钉固结于关节转轴位于固定座或一级臂端部凹槽的杆部上，关节转轴带动一级臂相对固定座或二级臂相对一级臂转动，以控制机械手臂折叠收缩或伸展。

3.根据权利要求1或2所述轮胎硫化模具干冰清洗机械手，其特征在于：所述转臂旋转装置包括固连于二级臂端部凹槽内、带蜗轮蜗杆减速器的双向孔输出步进电机，双向孔输出步进电机通过键与转臂转轴联结；转臂转轴通过端盖、轴承铰接于二级臂端部凹槽的上、下安装孔内；转臂转轴伸出上、下安装孔外的两端部分别固连有一根与转臂转轴垂直的转臂，转臂转轴端部通过键与转臂的中心孔联结，其外端面设有端盖及紧定螺钉紧固；所述两对干冰喷头分别安装于上、下两根转臂的两端，所述双向孔输出步进电机通过转臂转轴驱动上、下两根转臂同步旋转，工作时转臂的转角≧180度。

4.根据权利要求3所述轮胎硫化模具干冰清洗机械手，其特征在于：所述喷头摆动装置包括分别通过电机座固连于上、下两根转臂中部的两台伺服电机；电机座固定于转臂中部，伺服电机固定于电机座上，伺服电机与过渡轴固连，过渡轴通过轴承与电机座上的安装孔铰接，过渡轴与所述转臂转轴垂直；过渡轴连接曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构两端的摇杆转轴通过轴承与转臂两端的安装孔铰接，所述两对干冰喷头分别安装于上、下两个曲柄摇杆机构两端的摇杆转轴上；伺服电机驱动曲柄摇杆机构的曲柄转动，带动摇杆在一定角度范围内来回摆动，干冰喷头随摇杆同步摆动，干冰喷头的摆动角度与轮胎模具内表面的横截线相适应。