CN109435115A - 一种用于轮胎模具激光清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于轮胎模具的清洗设备，其包括X1、Y1平台、整机支架、Z轴加工头垂直调节、C轴加工头旋转、X轴加工头水平调节、D轴调焦机构、B轴激光管旋转、A轴光束出口调节、光路系统、除尘系统、气路系统与控制系统、冷却系统等。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。

Description

一种用于轮胎模具激光清洗设备

技术领域

本发明涉及一种用于轮胎模具激光清洗设备，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。

背景技术

轮胎模具是采用铝合金、灰铸铁或者钢制成的，本文使用术语“轮胎模具”以包括平板型、环形筒状。现有技术中缺少一种自动清洗轮胎模具的自动化设备，现有技术中经常出现加工中断的请，然而一种用于轮胎模具激光清洗设备，尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化程度高的用于轮胎模具激光清洗设备。

本发明采用的技术方案是：

一种用于轮胎模具的清洗设备，包括：X1、Y1加工平台、整机支架、A轴、B轴、C轴、D轴、X轴、Z轴、碰撞传感器、防坠落系统、光路系统、除尘系统、气路清洁系统；

X1、Y1加工平台采用成型槽钢焊接而成，齿轮齿条传动，具有滚轮结构；滚轮结构位于槽钢结构中，以便于实现滚轮结构在槽钢中移动；

加工平台两侧设有机械限位装置，通过绝对值编码器反馈，加工平台可以承载轮胎模具工件进行水平横向与纵向平移；

整机支架采用型材焊接拼接而成，外框用罩子防护，自动升降门采用气缸提拉，机床保养门采用安全开关进行保护；

Z轴为加工头垂直调节，垂向调节装置使用成套线性模组机构，皮带轮组传动，电机减速器驱动，并配套有垂向防坠保护装置；

C轴为加工头旋转调节，C轴采用框架结构，主要采用铝镁合金拼接，具有高刚度及轻质量，齿轮传动，电机减速器驱动；电机带制动；

X轴为加工头水平调节，X轴直接选用线性模组，皮带轮驱动，电机驱动；

D轴为调焦机构，D轴采用成套调节机构，电机减速器驱动，调焦机构运动稳定，可直接连接调焦镜片，尺寸紧凑，此轴平移镜头和焦点；

B轴为激光管旋转，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；

A轴为光束出口调节，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；

碰撞传感器，激光头配备一个碰撞探测系统，以防止激光头在水平和垂直方向中发生偏移；碰撞探测系统共有三个碰撞传感器；每个传感器探测出最细小的偏移；一旦发现偏移，机器的运动将被立刻停止；接着将发出一声报警声，而且在操作工位的显示屏上将显示一个出错反馈消息；每次碰撞都将被记录在案；

防坠落系统，Z轴外侧至少设有一个气动或液动抱闸防坠落系统；

光路系统，至少有一套光路系统悬挂在X轴、C轴、Z轴下方；光路系统能够响应所述X轴、C轴、Z轴相对清洗设备运动；

除尘系统,至少有一套除尘系统收集口位于加工平台上；所述加工平台底部设置有除尘收集口，加工废气由此收集；

气路清洁系统，光路系统光路出口路径中设置有正压保护气幕装置，B轴底端设置有工件灰尘吹扫装置。

本发明的优点是：

本发明轮胎模具激光清洗设备具有可靠和耐用性，减少维修和更换的成本。自动化集成度高，可以完全自动化加工，提升效率，提高加工质量。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。

附图说明

图1是轮胎模具激光清洗设备实施例的主体视图。

图2是轮胎模具激光清洗设备的X1、Y1的工作平台。

图3是轮胎模具激光清洗设备加工头部分。

图4是轮胎模具激光清洗设备光路及位姿调整部分。

图5是轮胎模具激光清洗设备光路部分的剖视图。

具体实施方式

下面结合图1-图5对发明进一步详细说明。

一种用于轮胎模具的清洗设备，包括：X1、Y1加工平台、整机支架、A轴、B轴、C轴、D轴、X轴、Z轴、碰撞传感器、防坠落系统、光路系统、除尘系统、气路清洁系统；

X1、Y1加工平台采用成型槽钢焊接而成，齿轮齿条传动，具有滚轮结构；滚轮结构位于槽钢结构中，以便于实现滚轮结构在槽钢中移动；

加工平台两侧设有机械限位装置，通过绝对值编码器反馈，加工平台可以承载轮胎模具工件进行水平横向与纵向平移；

整机支架采用型材焊接拼接而成，外框用罩子防护，自动升降门采用气缸提拉，机床保养门采用安全开关进行保护；

Z轴为加工头垂直调节，垂向调节装置使用成套线性模组机构，皮带轮组传动，电机减速器驱动，并配套有垂向防坠保护装置；

C轴为加工头旋转调节，C轴采用框架结构，主要采用铝镁合金拼接，具有高刚度及轻质量，齿轮传动，电机减速器驱动；电机带制动；

X轴为加工头水平调节，X轴直接选用线性模组，皮带轮驱动，电机驱动；

D轴为调焦机构，D轴采用成套调节机构，电机减速器驱动，调焦机构运动稳定，可直接连接调焦镜片，尺寸紧凑，此轴平移镜头和焦点；

B轴为激光管旋转，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；

A轴为光束出口调节，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；

碰撞传感器，激光头配备一个碰撞探测系统，以防止激光头在水平和垂直方向中发生偏移；碰撞探测系统共有三个碰撞传感器；每个传感器探测出最细小的偏移；一旦发现偏移，机器的运动将被立刻停止；接着将发出一声报警声，而且在操作工位的显示屏上将显示一个出错反馈消息；每次碰撞都将被记录在案；

防坠落系统，Z轴外侧至少设有一个气动或液动抱闸防坠落系统；

光路系统，至少有一套光路系统悬挂在X轴、C轴、Z轴下方；光路系统能够响应所述X轴、C轴、Z轴相对清洗设备运动；

除尘系统,至少有一套除尘系统收集口位于加工平台上；所述加工平台底部设置有除尘收集口，加工废气由此收集；

气路清洁系统，光路系统光路出口路径中设置有正压保护气幕装置，B轴底端设置有工件灰尘吹扫装置。

防坠落装置在马达控制器处于处于启用状态时，制动器处于打开状态；机器配备了一个防坠装置；防坠装置将防止整个激光头在正常运行期间突然坠落；在采用手持式操作终端在机器内进行作业且紧急停机开关被按下不放时，防坠装置将被停用。

X1轴与Y1轴为双层结构，X1轴装置能够由Y1轴装置所移动。

Z轴固定安装在所述整机支架内部；一个滑台装置位于Z轴上方，且可以沿着上下移动；C轴装置位于Z轴滑台上，Z轴滑台可载C轴装置上下移动；C轴装置至少一个啮合装置相对于整机支架可以至少旋转360°。

啮合装置至少有一个调整齿轮中心距结构，以便于便捷调整啮合程度；

回转轴至少含有一个路径，以便光纤、气管、电线等从中通过。

X轴安装于C轴装置上，且X轴装置位于回转轴底端，C轴装置可以带动X轴旋转。

光路系统置于X轴滑台上，以便于可以相对于所述整机支架上下、水平、及选装移动；

光路系统具有第一部分和第二部分，其中，第一部分至少含有一个振镜调整机构，而所述防碰撞装置用于第一部分与第二部分的连接，第二部分包含D轴调焦机构与B轴激光管、A轴光束出口。

D轴调焦机构放置在光路系统路径中，D轴调焦机构至少含有一个伸缩机构，其中至少一个凸透镜置于伸缩机构上，以便于调节出射激光的焦点位置。

B轴激光管绕B激光管轴线至少能够旋转360°；B轴激光管包括至少一个距离检测装置；工件吹扫装置位于B轴激光管底端。

A轴出口光束中至少一个啮合部件与B轴机械的耦合在一起，以便于A轴轴线与所述B轴激光管轴线垂直相交；所述A轴出口光束中至少可以绕其轴线能够旋转360°；正压气幕位于A轴出口，便于保护出口光学镜片。

实施例

轮胎模具激光清洗设备1包括可承载模具向移动的X1、Y1工作平台2，其上方是设备的基本封闭的整机支架3，在整机支架3内部固定着设备加工头部分4，以及自动升降门5。

整机支架3的主要作用是为清洗时提供一个基本密闭的空间，便于对加工产生的烟尘进行回收。其中加工头部分4采用螺栓与整机支架3连接固定。自动升降门5采用执行器5A来控制升降门的开与关，执行器5A包括例如气缸、液压缸、电动推杆等。亦可采用弹簧助力的方法，减小执行器的动力输出。

X1、Y1工作平台2大体包括可控制载台6进出的Y1轴8，Y1轴通常采用齿轮齿条、滚柱丝杠等执行元件。支撑导向通常采用线性滑轨、燕尾滑轨、滚轮及导轨等形式。载台6与Y1轴8通过X1轴7连接，X1轴7的驱动形式与Y1轴8的形式基本相同。本图例采用滚轮9的在槽钢中行走的形式。

载台6上设置有除尘器的吸尘口10，吸尘口10通过软连接及滑动板与Y1轴8上的吸尘口11在载台进入整机支架3时进行连接与密封。

设备的加工头3大体包括Z轴加工头垂直调节13，其中13与整体支架3采用螺栓连接。C轴加工头旋转16与13通过滑台14与其连接，其中加工头装有防坠落装置15用于避免设备在断电时，加工头异常坠落。

C轴加工头旋转16大体包括啮合机构17用于控制其转轴的旋转运动，且16内部具有中空路径的轴18，便于相关导线及光纤等从中穿过。C轴加工头旋转16可以控制加工过程中加工头做径向旋转运动，对工件进行环装扫描。

X轴加工头水平调节19通过螺栓与18的轴端连接，便于带动19进行旋转运动。19采用滚柱丝杠、同步带等驱动形式，带动光路系统20进行水平移动，达到精准控制出光口的位置。

光路系统20大体包括第一部分21与第二部分22，其中第一部分主要用于光路的入光准直系统与振镜扫描装置21A的固定，而21与22是通过防碰撞装置23连接的，当发生光路与工件碰撞的情况，23就会发生移位，从而使设备报警。

第二部分22中含有光路调焦装置24，采用电机齿轮齿条机构控制凸透镜24A的上下移动，从而控制光斑的焦点位置。其中B轴光管25通过伺服电机、皮带驱动，使其可以精确控制光管的位姿。所述光管26中设置有多组镜片组。与B轴光管25底部相连的激光测距传感器28，用于换装轮胎模具的自定心。

设置于B轴光管25的底部的工件吹扫装置29，内部通有压缩空气，在加工过程中实时对工件进行吹扫，消除污染物重新附着在工件上。

光束出口27与B轴光管25通过啮合装置27A连接，其中啮合装置27A通过电机驱动，使光束出口27绕与25的相交轴线旋转。

虽然已经在附图和前述说明书中详细示出和描述了本发明，应当理解这对于特征是示意性而非限制性的，应当理解，仅已经示出和描述了优选实施例，并且需要保护所有落入如权利要求中说限定的本发明的范围内的改变和修改方案。

Claims (10)

1.一种用于轮胎模具的清洗设备，其特征在于，

包括：X1、Y1加工平台、整机支架、A轴、B轴、C轴、D轴、X轴、Z轴、碰撞传感器、防坠落系统、光路系统、除尘系统、气路清洁系统；

X1、Y1加工平台采用成型槽钢焊接而成，齿轮齿条传动，具有滚轮结构；滚轮结构位于槽钢结构中，以便于实现滚轮结构在槽钢中移动；

加工平台两侧设有机械限位装置，通过绝对值编码器反馈，加工平台可以承载轮胎模具工件进行水平横向与纵向平移；

整机支架采用型材焊接拼接而成，外框用罩子防护，自动升降门采用气缸提拉，机床保养门采用安全开关进行保护；

Z轴为加工头垂直调节，垂向调节装置使用成套线性模组机构，皮带轮组传动，电机减速器驱动，并配套有垂向防坠保护装置；

C轴为加工头旋转调节，C轴采用框架结构，主要采用铝镁合金拼接，具有高刚度及轻质量，齿轮传动，电机减速器驱动；电机带制动；

X轴为加工头水平调节，X轴直接选用线性模组，皮带轮驱动，电机驱动；

D轴为调焦机构，D轴采用成套调节机构，电机减速器驱动，调焦机构运动稳定，可直接连接调焦镜片，尺寸紧凑，此轴平移镜头和焦点；

B轴为激光管旋转，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；

A轴为光束出口调节，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；

碰撞传感器，激光头配备一个碰撞探测系统，以防止激光头在水平和垂直方向中发生偏移；碰撞探测系统共有三个碰撞传感器；每个传感器探测出最细小的偏移；一旦发现偏移，机器的运动将被立刻停止；接着将发出一声报警声，而且在操作工位的显示屏上将显示一个出错反馈消息；每次碰撞都将被记录在案；

防坠落系统，Z轴外侧至少设有一个气动或液动抱闸防坠落系统；

光路系统，至少有一套光路系统悬挂在X轴、C轴、Z轴下方；光路系统能够响应所述X轴、C轴、Z轴相对清洗设备运动；

除尘系统,至少有一套除尘系统收集口位于加工平台上；所述加工平台底部设置有除尘收集口，加工废气由此收集；

气路清洁系统，光路系统光路出口路径中设置有正压保护气幕装置，B轴底端设置有工件灰尘吹扫装置。

2.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于，防坠落装置在马达控制器处于处于启用状态时，制动器处于打开状态；机器配备了一个防坠装置；防坠装置将防止整个激光头在正常运行期间突然坠落；在采用手持式操作终端在机器内进行作业且紧急停机开关被按下不放时，防坠装置将被停用。

3.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于,

X1轴与Y1轴为双层结构，X1轴装置能够由Y1轴装置所移动。

4.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于,

Z轴固定安装在所述整机支架内部；一个滑台装置位于Z轴上方，且可以沿着上下移动；C轴装置位于Z轴滑台上，Z轴滑台可载C轴装置上下移动；C轴装置至少一个啮合装置相对于整机支架可以至少旋转360°。

5.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于,

啮合装置至少有一个调整齿轮中心距结构，以便于便捷调整啮合程度；

回转轴至少含有一个路径，以便光纤、气管、电线等从中通过。

6.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于,

X轴安装于C轴装置上，且X轴装置位于回转轴底端，C轴装置可以带动X轴旋转。

7.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于,

光路系统置于X轴滑台上，以便于可以相对于所述整机支架上下、水平、及选装移动；

光路系统具有第一部分和第二部分，其中，第一部分至少含有一个振镜调整机构，而所述防碰撞装置用于第一部分与第二部分的连接，第二部分包含D轴调焦机构与B轴激光管、A轴光束出口。

8.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于,

D轴调焦机构放置在光路系统路径中，D轴调焦机构至少含有一个伸缩机构，其中至少一个凸透镜置于伸缩机构上，以便于调节出射激光的焦点位置。

9.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于,

B轴激光管绕B激光管轴线至少能够旋转360°；B轴激光管包括至少一个距离检测装置；工件吹扫装置位于B轴激光管底端。

10.根据权利要求1所述的轮胎模具的清洗设备，其特征在于,

A轴出口光束中至少一个啮合部件与B轴机械的耦合在一起，以便于A轴轴线与所述B轴激光管轴线垂直相交；所述A轴出口光束中至少可以绕其轴线能够旋转360°；正压气幕位于A轴出口，便于保护出口光学镜片。