CN107053552A - 硫化机模具自动清洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硫化机模具自动清洗系统，特别适用于轮胎加工行业，属于自动清洗系统结构技术领域。包括行走及支撑机构，行走及支撑机构上安装有用于清洁硫化机模具的机器人机构、安装于机器人机构端部的清洗工装、用于将清洗工装调整至标准执行位置的机器人控制箱、与清洗工装相连接的干冰喷射装置、用于采集位置信息的视觉镜头系统、供电装置、总控系统。本发明使用方便，可替代人工操作，工作效率高，大大降低工人劳动强度，大幅降低企业的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫化机模具自动清洗系统，特别适用于轮胎加工行业，属于自动清洗系统结构技术领域。
背景技术
目前，我国庞大的汽车需求量促进了轮胎行业的快速增长，2007年1-8月中国轮胎产量为3.3836亿条，同比增长23%。
轮胎硫化是轮胎生产的过程中的一项重要工艺。硫化用的模具在使用5-10次以后就要对上面附着的橡胶进行清理，清理工作一般是在将轮胎取出后进行的，此时模具温度高，并伴有刺鼻气味。对模具的清理要用干冰在压缩空气的作用下对模具进行清理，将附着的橡胶打成粉末，从而达到清理的目的。在此清理过程中，环境温度高，干冰温度低，橡胶粉末等环境恶劣，同时，劳动强度大，工作效率低，且有一定的危险性。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种使用方便，可替代人工操作，工作效率高，大大降低工人劳动强度，大幅降低企业的生产成本的硫化机模具自动清洗系统。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种硫化机模具自动清洗系统，其特殊之处在于包括行走及支撑机构，行走及支撑机构上安装有用于清洁硫化机模具的机器人机构16、安装于机器人机构端部的清洗工装13、用于将清洗工装13调整至标准执行位置的机器人控制箱27、与清洗工装13相连接的干冰喷射装置15、用于采集位置信息的视觉镜头系统25、供电装置、总控系统17；
所述行走及支撑机构包括AGV本体14及安装于AGV本体14上的AGV车架24，AGV本体14的下方安装有轮子总成21，AGV车架24上安装有起支撑及将整个系统调至水平作用的液压调平装置；
所述液压调平装置包括安装于AGV车架24四角上的四个液压缸23，液压缸23的顶部固定于AGV车架24上，AGV本体14上还安装有用于带动液压缸23工作的液压站18，AGV车架24上安装有倾角仪31；
所述机器人机构16包括安装于AGV本体14上方的底座26，底座26上安装有法兰支撑架1，法兰支撑架1上安装有用于带动其转动的一轴驱动机构2，法兰支撑架1上还设有二轴驱动机构3，二轴驱动机构3的减速机固定端安装于法兰支撑架1上，二轴驱动机构3的减速机输出端安装于二轴臂4的一端，二轴臂4的一端还设有三轴驱动机构5，三轴驱动机构5的减速机固定端安装于二轴臂4上，三轴驱动机构5的减速机输出端与三轴臂12相连接，三轴臂12上还设有四轴驱动机构6、五轴驱动机构7、六轴驱动机构8，四轴驱动机构6、五轴驱动机构7、六轴驱动机构8分别通过传动机构带动四轴臂9转动、带动五轴10摆动、带动六轴11转动，清洗工装安装于六轴11上；
所述清洗工装13包括与干冰喷射装置15相连接的干冰喷嘴34、用于夹紧干冰喷嘴34的喷嘴夹紧机构32、安装于喷嘴夹紧机构32上的激光测距仪33；
所述总控系统17内设有工控机，工控机内设有主控制器，主控制器通过信号线与视觉镜头系统25、激光测距离33、倾角仪31、机器人控制箱27通讯连接；
所述机器人控制箱27内有工控机、PMAC板，PMAC板通过信号线与一轴驱动机构2、二轴驱动机构3、三轴驱动机构5、四轴驱动机构6、五轴驱动机构7、六轴驱动机构8的伺服驱动器相连接；
所述干冰喷射装置上安装有用于输送压缩空气的进气管28以及用于连通干冰喷嘴34的管路；
所述供电装置包括电池组22以及充电装置，充电装置通过电源电缆29与外部电源相连接。
本发明的硫化机模具自动清洗系统结构设计巧妙，使用时，通过工人操作AGV遥控器控制AGV本体移动，通过液压站与视觉镜头系统配合使用，使机器人机构达到修正后的位置，按照预定程序开始清洁硫化机模具，清理完毕后，工人通过操作AGV遥控器将整个清洗系统移动到下一个清理工位，无需人工清洁硫化机模具。综上所述，本发明能大大降低工人劳动强度，完全替代人工进行清理，提高工作效率，人工成本降低一半，为以后实现无人工厂做准备，具有很好的应用前景。
附图说明
图1：本发明硫化机模具自动清洗系统的结构示意图；
图2：本发明机器人机构的放大结构示意图；
图3：本发明行走及支撑机构的结构示意图；
图4：本发明清洗工装的结构示意图。
图中：1、法兰支撑架； 2、一轴驱动机构； 3、二轴驱动机构； 4、二轴臂； 5、三轴驱动机构；6、四轴驱动机构；7、五轴驱动机构；8、六轴驱动机构；9、四轴臂； 10、五轴；11、六轴12、三轴臂；13、清洗工装；14、AGV本体；15、干冰喷射装置；16、机器人机构； 17、总控系统；18、液压站； 20、AGV遥控器；21、轮子总成； 22、电池组； 23、液压缸；24、AGV车架； 25、视觉镜头系统；26、底座； 27、机器人控制箱； 28、进气管； 29、电源电缆； 30、标记点； 31、倾角仪；32、喷嘴夹紧机构；33、激光测距仪；34、干冰喷嘴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：参考附图1-4。本实施例的硫化机模具自动清洗系统，包括以下结构：法兰支撑架1、一轴驱动机构2、二轴驱动机构3、二轴臂4、三轴驱动机构5、四轴驱动机构6、五轴驱动机构7、六轴驱动机构8、四轴臂9、五轴10、六轴11、三轴臂12、清洗工装13、AGV本体14、干冰喷射装置15、机器人机构16、总控系统17、液压站18、AGV遥控器20、轮子总成21、电池组22、液压缸23、AGV车架24、视觉镜头系统25、底座26、机器人控制箱27、进气管28、充电装置29、标记点30、倾角仪31、喷嘴夹紧机构32、激光测距仪33、干冰喷嘴34。
安装及连接关系：本实施例的自动清洗系统固定在AGV车架24上；液压调平装置包括安装于AGV本体14上的液压站18以及与液压站18联动的四个液压缸23，四个液压缸23安装于AGV车架24上，AGV车架24上安装有倾角仪31；机器人机构16包括安装于AGV本体14上方的底座26，底座26上安装有法兰支撑架1，法兰支撑架1上安装有用于带动其转动的一轴驱动机构2，法兰支撑架1上还设有二轴驱动机构3，二轴驱动机构3的减速机固定端安装于法兰支撑架1上，二轴驱动机构3的减速机输出端安装于二轴臂4的一端，二轴臂4的一端还设有三轴驱动机构，三轴驱动机构5的减速机固定端安装于二轴臂4上，三轴驱动机构5的减速机输出端与三轴臂12相连接，三轴臂12上还设有四轴驱动机构6、五轴驱动机构7、六轴驱动机构8，四轴驱动机构6、五轴驱动机构7、六轴驱动机构8分别通过传动机构带动四轴臂9转动、带动五轴10摆动、带动六轴11转动，六轴11上安装有用于清理模具的清洗工装13，清洗工装13包括用于夹紧干冰喷嘴34的喷嘴夹紧机构32以及用于测量距离的激光测距仪33；总控系统17内设有工控机，工控机内设有主控制器，主控制器通过信号线与视觉镜头系统25通讯连接，主控制器与机器人控制箱27相连接，机器人控制箱27还连接有PMAC板，PMAC板通过信号线与一轴驱动机构2、二轴驱动机构3、三轴驱动机构5、四轴驱动机构6、五轴驱动机构7、六轴驱动机构8的伺服驱动器相连接；所述供电装置包括用于供电的电池组22以及相应的充电装置29。
工作原理：起始时，工人操作AGV遥控器20，控制AGV本体 14，利用电池组22内的电源，将整个系统移动到预先设置的标记点30上方，工人关闭AGV系统。工人将进气管28和电源电缆29分别插入硫化机旁边的气源和电源中，此时系统的动力由电源电缆29提供，并向电池组22充电，为下一次移动做准备。下一步，视觉镜头系统25开始工作，取得地面标记点30的图像，并通过总控系统17内的软件进行分析，计算出AGV 本体14停放的位置与标准位置的偏差距离和角度并传送给总控软件。液压站18开始工作，液压缸23开始伸出，根据液压站18内的传感器的反馈信号，确定液压缸23已经与地面接触，同时，倾角仪31也将反馈AGV车架24的倾斜信号给总控系统17，总控系统17通过控制液压站18来分别控制4个液压缸23伸出和缩回，来调整AGV车架24的水平度。当由视觉镜头系统25测得的数据经由总控系统17传递给机器人机构16后，机器人机构16根据所得到的数据，调整自己的坐标系，找到模具的中心，并调整激光测距仪33向下，测得此时清洗工装13与模具的高度距离，经由总控系统17分析后，将需要调整的坐标告诉机器人控制箱27，机器人控制箱27调整干冰喷嘴34到标准执行位置，此时总控系统17与客户公司的MES系统通信，取得当前硫化机上模具的型号，开始根据型号执行示教好的机器人动作，同时干冰喷射装置15开始工作，开始清理模具。
当清理工作结束后，机器人机构16回到开始位置，然后液压站18控制液压缸23收回，将整个系统落到车间地面，然后液压站18停止工作。工人分别撤掉进气管28和充电装置29，此时电池组22开始为整个系统供电，然后控制遥控器20让AGV本体14移动到下一个工作位。
本系统可以代替工人，对整个模具进行清理，工人只需要用遥控器20将整个系统移动到工作位置，然后为干冰喷射机添加干冰即可。该系统能大大降低工人劳动强度，提高工作效率，节省企业生产成本，为以后实现无人工厂做准备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.硫化机模具自动清洗系统，其特征在于包括行走及支撑机构，行走及支撑机构上安装有用于清洁硫化机模具的机器人机构（16）、安装于机器人机构端部的清洗工装（13）、用于将清洗工装（13）调整至标准执行位置的机器人控制箱（27）、与清洗工装（13）相连接的干冰喷射装置（15）、用于采集位置信息的视觉镜头系统（25）、供电装置、总控系统（17）。
2.按照权利要求1所述的硫化机模具自动清洗系统，其特征在于所述行走及支撑机构包括AGV本体（14）及安装于AGV本体（14）上的AGV车架（24），AGV本体（14）的下方安装有轮子总成（21），AGV车架（24）上安装有起支撑及将整个系统调至水平作用的液压调平装置。
3.按照权利要求1或2所述的硫化机模具自动清洗系统，其特征在于所述液压调平装置包括安装于AGV车架（24）四角上的四个液压缸（23），液压缸（23）的顶部固定于AGV车架（24）上，AGV本体（14）上还安装有用于带动液压缸（23）工作的液压站（18），AGV车架（24）上安装有倾角仪（31）。
4.按照权利要求1所述的硫化机模具自动清洗系统，其特征在于所述机器人机构（16）包括安装于AGV本体（14）上方的底座（26），底座（26）上安装有法兰支撑架（1），法兰支撑架（1）上安装有用于带动其转动的一轴驱动机构（2），法兰支撑架（1）上还设有二轴驱动机构（3），二轴驱动机构（3）的减速机固定端安装于法兰支撑架（1）上，二轴驱动机构（3）的减速机输出端安装于二轴臂（4）的一端，二轴臂（4）的一端还设有三轴驱动机构（5），三轴驱动机构（5）的减速机固定端安装于二轴臂（4）上，三轴驱动机构（5）的减速机输出端与三轴臂（12）相连接，三轴臂（12）上还设有四轴驱动机构（6）、五轴驱动机构（7）、六轴驱动机构（8），四轴驱动机构（6）、五轴驱动机构（7）、六轴驱动机构（8）分别通过传动机构带动四轴臂（9）转动、带动五轴（10）摆动、带动六轴（11）转动，清洗工装安装于六轴（11）上。
5.按照权利要求1或4所述的硫化机模具自动清洗系统，其特征在于所述清洗工装（13）包括与干冰喷射装置（15）相连接的干冰喷嘴（34）、用于夹紧干冰喷嘴（34）的喷嘴夹紧机构（32）、安装于喷嘴夹紧机构（32）上的激光测距仪（33）。
6.按照权利要求4所述的硫化机模具自动清洗系统，其特征在于所述总控系统（17）内设有工控机，工控机内设有主控制器，主控制器通过信号线与视觉镜头系统（25）、激光测距离（33）、倾角仪（31）、机器人控制箱（27）通讯连接。
7.按照权利要求1所述的硫化机模具自动清洗系统，其特征在于所述机器人控制箱（27）内有工控机、PMAC板，PMAC板通过信号线与一轴驱动机构（2）、二轴驱动机构（3）、三轴驱动机构（5）、四轴驱动机构（6）、五轴驱动机构（7）、六轴驱动机构（8）的伺服驱动器相连接。
8.按照权利要求5所述的硫化机模具自动清洗系统，其特征在于所述干冰喷射装置（15）上安装有用于输送压缩空气的进气管（28）以及用于连通干冰喷嘴（34）的管路。
9.按照权利要求1所述的硫化机模具自动清洗系统，其特征在于所述供电装置包括电池组（22）以及充电装置，充电装置通过电源电缆（29）与外部电源相连接。
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