KR20180043372A - 몰드의 세정 시스템 - Google Patents

Abstract

복잡한 형상의 성형면을 갖는 몰드라도 일손을 들이지 않고 성형면의 손상을 방지하면서 오물을 효율 좋게 제거할 수 있는 몰드의 세정 시스템을 제공한다. 몰드(11)를 세정할 때 카메라(3)에 의해 이 몰드(11)의 성형면(12)의 3차원 화상 데이터를 취득하고, 취득한 화상 데이터에 기초하여 아암(6a, 6b)의 움직임을 제어 장치(7)에 의해 제어하여, 레이저 헤드(4)를 그 성형면(12)을 따라 이동시키면서 레이저 발진기(2)로부터 공급되는 레이저 광(L)을 조사하여 그 성형면(12)에 부착된 오물(X)을 제거하고, 특정 부위에 대해서는 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)를 이용하여, 또는 추가로 상대적으로 큰 레이저 헤드(4a)를 더하여 세정을 행하고, 또는 레이저 조사 폭이 가변인 레이저 헤드(4)를 이용하여, 세정하는 부위마다 적절한 레이저 조사 폭으로 하여 세정을 행한다.

Description

몰드의 세정 시스템

본 발명은 몰드의 세정 시스템(mold cleaning system)에 관한 것이고, 보다 상세하게는 복잡한 형상의 성형면을 갖는 몰드라도 일손을 들이지 않고 성형면의 손상을 방지하면서 오물을 효율 좋게 제거할 수 있는 몰드의 세정 시스템에 관한 것이다.

타이어 등의 고무 제품을 가황하기 위한 몰드의 성형면에는 가황할 때마다 적지만 고무 성분이나 배합제에 유래하는 오물이 부착한다. 몰드의 반복 사용에 의해 이 오물이 서서히 누적하기 때문에, 그대로 오물을 방치하면, 가황하는 제품의 품질에 악영향이 발생한다. 그 때문에 적절히 성형면을 세정하여 오물을 제거할 필요가 있다. 몰드를 세정하는 방법으로서는, 쇼트 블라스트 세정 방법(shot blasting cleaning method), 레이저 광 세정 방법(laser beam cleaning method), 플라즈마 세정 방법(plasma cleaning method) 등이 알려져 있다.

쇼트 블라스트 세정 방법에서는, 성형면이 손상되기 쉽기 때문에, 세정에 의한 성형면의 손상을 방지하기 위해서는, 레이저 광을 성형면에 조사하여 그 충격파에 의해 오물을 제거하는 레이저 광 세정 방법이나, 발생시킨 플라즈마에 의해 오물을 화학 반응시켜 제거하는 플라즈마 세정 방법이 바람직하다. 단, 플라즈마 세정 방법은 단위 시간에 세정할 수 있는 면적이 작기 때문에, 효율성을 고려하면 레이저 광 세정 방법이 보다 바람직하다.

레이저 광을 이용한 몰드의 세정 방법은 여러 가지 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2참조). 특허문헌 1에 기재된 세정 방법에서는, 레이저 발진기(laser oscillator)로부터 공급되는 레이저 광(CO2 레이저 광)을 레이저 헤드로부터 몰드의 성형면에 조사하여 오물을 제거한다. 이때, 레이저 헤드를 이동시키는 아암(매니퓰레이터(manipulator))은 몰드의 원형상 데이터(original shape data)(캐드 데이터(CAD data) 등)와 레이저 헤드의 위치 보정 수단에 의해 제어되어 레이저 헤드를 성형면의 요철에 따라 이동시킨다(특허문헌 1의 단락 0011, 0021∼0025 등 참조).

그러나 몰드의 성형면은 동일한 형상으로 형성되어 있다고는 할 수 없으며, 다양한 형상으로 형성되어 있다. 그 때문에, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 성형면이 다른 형상의 몰드를 세정하기 위해서는 몰드의 세정을 행할 때마다 제어 장치에 기억되어 있는 이 몰드의 원형상 데이터를 호출하는 작업이 필요해진다. 성형면의 형상이 방대한 종류로 되는 타이어 가황용 몰드의 경우는, 세정 시마다 세정하는 몰드와 원형상 데이터가 대응하고 있는 것을 확인할 필요가 있어서, 작업이 번잡해진다는 문제가 있다.

특허문헌 2에 기재된 세정 방법에서는, 레이저 조사기를 소정 위치에 고정하고, 몰드를 이동시켜, 몰드 표면이 레이저 광의 광축에 대해 수직한 자세로부터 경사진 자세가 되도록 몰드를 회동시킨다. 몰드를 이와 같이 회동시키기 위해서는 이 움직임을 사전에 티칭(teaching)하는 등의 공정이 필요해진다.

일본 공개특허공보 제2008-62633호 일본 공개특허공보 제2004-167744호

본 발명의 목적은, 복잡한 형상의 성형면을 갖는 몰드라도 일손을 들이지 않고 성형면의 손상을 방지하면서 오물을 효율 좋게 제거할 수 있는 몰드의 세정 시스템을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 몰드의 세정 시스템은, 레이저 발진기와, 이 레이저 발진기로부터 공급되는 레이저 광을 몰드의 성형면에 조사하는 레이저 헤드와, 이 레이저 헤드를 3차원으로 자유자재로 이동시키는 아암과, 이 아암의 움직임을 제어하는 제어 장치를 구비한 몰드의 세정 시스템에 있어서, 세정하는 몰드의 성형면의 3차원 화상 데이터를 취득하는 카메라를 설치하고, 몰드를 세정할 때 상기 카메라에 의해 취득된 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 아암의 움직임을 제어함으로써, 상기 레이저 헤드를 그 성형면을 따라 이동시키면서 레이저 광을 조사하여 그 성형면을 세정하고, 상기 레이저 헤드로서 헤드의 크기가 다른 복수의 레이저 헤드를 구비하고, 미리 설정되어 있는 특정 부위에 대해서는 상대적으로 작은 레이저 헤드를 이용하여, 또는 상대적으로 큰 레이저 헤드와 함께 상대적으로 작은 레이저 헤드를 이용하여 세정을 행하는 설정으로 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 별도의 몰드의 세정 시스템은, 레이저 발진기와, 이 레이저 발진기로부터 공급되는 레이저 광을 몰드의 성형면에 조사하는 레이저 헤드와, 이 레이저 헤드를 3차원으로 자유자재로 이동시키는 아암과, 이 아암의 움직임을 제어하는 제어 장치를 구비한 몰드의 세정 시스템에 있어서, 세정하는 몰드의 성형면의 3차원 화상 데이터를 취득하는 카메라를 설치하고, 몰드를 세정할 때 상기 카메라에 의해 취득된 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 아암의 움직임을 제어함으로써, 상기 레이저 헤드를 그 성형면을 따라 이동시키면서 레이저 광을 조사하여 그 성형면을 세정하고, 상기 레이저 헤드로서 레이저 조사 폭이 가변인 레이저 헤드를 구비하고, 세정하는 부위마다 적절한 레이저 조사 폭을 미리 설정하고, 각각의 세정하는 부위를 미리 설정된 레이저 조사 폭으로 하여 세정을 행하는 설정으로 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 몰드를 세정할 때, 세정하는 몰드의 성형면의 3차원 화상 데이터를 카메라에 의해 취득한다. 그 때문에, 세정하는 시점에 있어서의 몰드의 성형면의 형상을 정확하게 파악할 수 있다. 따라서 세정할 때마다 세정 대상이 되는 몰드의 성형면의 형상 데이터를 데이터베이스로부터 호출하며, 또한 몰드 실물과 형상 데이터와의 대응 관계를 확인하는 일손을 거친 작업이 불필요하게 된다. 그리고 취득한 화상 데이터에 기초하여 레이저 헤드를 그 성형면을 따라 이동시키면서 레이저 광을 조사하여 그 성형면을 세정하기 때문에, 복잡한 형상의 성형면을 갖는 몰드라도 일손을 들이지 않고 성형면의 손상을 방지하면서 오물을 효율 좋게 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 성형면의 형상이 경시 변화하고 있어도 세정하는 시점의 성형면의 화상 데이터를 취득하고 있기 때문에, 사전에 기억되어 있는 성형면의 형상 데이터를 이용하는 경우에 비하여 오물을 남기지 않고 깨끗이 세정하기에는 유리해진다.

본 발명의 전자(前者)의 몰드 세정 시스템에서는, 예를 들어 성형면의 좁은 범위에 요철이 복잡하게 뒤섞인 특정 부위에 대해서는 상대적으로 작은 레이저 헤드를 이용함으로써 몰드 등에 간섭하지 않고 레이저 헤드를 최적인 위치에 배치할 수 있다. 이에 따라, 복잡한 형상의 부분에도 불균일 없이 레이저 광을 조사할 수 있기 때문에, 오물을 깨끗이 제거하기에는 유리해진다. 또는 이러한 특정 부위에 대해서는 상대적으로 큰 레이저 헤드를 이용하여 전체를 개략적으로 세정하고, 거기에다가 상대적으로 작은 레이저 헤드를 이용하여 세정을 행할 수도 있다. 상대적으로 큰 레이저 헤드라면 레이저 조사 폭을 크게 할 수 있기 때문에, 세정 시간을 단축하여 효율적으로 세정하는 것도 가능해진다.

본 발명의 후자(後者)의 몰드 세정 시스템에서는, 레이저 조사 폭이 가변인 레이저 헤드를 이용함으로써, 예를 들어 성형면의 좁은 범위에 요철이 복잡하게 뒤섞인 부위에 대해서는 레이저 조사 폭을 상대적으로 작게 하여 세정을 행한다. 이에 의해 복잡한 형상의 부분이라도 불균일 없이 레이저 광을 조사할 수 있기 때문에, 오물을 깨끗이 제거하기에는 유리해진다. 또한, 의도한 범위에만 레이저 광을 조사할 수 있고, 의도하지 않은 범위에 레이저 광을 조사하는 경우가 없어진다. 한편, 비교적 평탄하고 넓은 부위에 대해서는 레이저 조사 폭을 상대적으로 크게 하여 세정을 행한다. 이에 의해 필요한 범위를 단시간에 세정할 수 있다.

여기서, 예를 들어 상기 카메라에 의해 취득된 세정 후의 몰드의 성형면의 3차원 화상 데이터에 기초하여 그 성형면의 세정 상태를 파악하고, 이 파악한 세정 상태 및 그 성형면의 위치 정보를 상기 제어 장치에 기억하고, 상기 파악한 세정 상태가 미리 설정되어 있는 기준에 못 미치는 성형면의 위치에 대해 다시 상기 레이저 헤드로부터 상기 레이저 광을 조사하여 세정을 행하는 설정으로 할 수도 있다. 이 설정으로 하면, 특히 오염되어 있는 위치(범위)만을 나중에 재세정하기 때문에, 오물을 효율 좋게 깨끗이 제거하기에는 유리해진다.

상기 레이저 광이 조사되어 있는 상기 성형면의 온도를 순차 검지하는 온도 센서를 구비하고, 이 온도 센서에 의한 검지 온도가 미리 설정되어 있는 허용 온도를 초과한 경우에는 상기 레이저 광의 조사를 중단하는 설정으로 할 수도 있다. 이 설정의 경우에는 조사하는 레이저 광에 의해 성형면이 과도하게 가열되는 것을 회피할 수 있다. 즉, 성형면이 레이저 광에 의해 열 변형하는 불량을 방지할 수 있다.

스터드레스 타이어 가황용 몰드(studless tire vulcanization mold)는 성형면이 복잡한 형상이며, 공기입 타이어 가황용 주조 이음 몰드(cast splicing mold for pneumatic tire vulcanization)는 성형면에 미소한 틈새가 형성되어 있지만, 본 발명을 적용함으로써 성형면의 손상을 방지하면서 오물을 효율 좋게 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 몰드의 세정 시스템을 평면시(平面視)로 예시하는 설명도이다.
도 2는 스터드레스 타이어 가황용 몰드의 성형면을 평면시로 예시하는 설명도이다.
도 3은 주조 이음 몰드의 성형면을 확대하여 단면시(斷面視)로 예시하는 설명도이다.
도 4는 카메라와 세정하는 몰드를 정면시(正面視)로 예시하는 설명도이다.
도 5는 카메라와 세정하는 몰드를 측면시(側面視)로 예시하는 설명도이다.
도 6은 레이저 헤드와 세정하는 몰드를 측면시로 예시하는 설명도이다.
도 7은 레이저 헤드와 세정하는 몰드를 정면시로 예시하는 설명도이다.
도 8은 세정 시스템의 다른 실시형태를 이용하여, 몰드의 성형면의 복잡한 형상의 부분에 레이저 광을 조사하고 있는 상태를 정면시로 예시하는 설명도이다.
도 9는 도 8의 세정 시스템을 이용하여, 몰드의 성형면의 비교적 평탄하고 넓은 부분에 레이저 광을 조사하고 있는 상태를 정면시로 예시하는 설명도이다.

본 발명의 몰드의 세정 시스템을 도면에 나타낸 실시형태에 기초하여 설명한다.

이하의 설명에서는 타이어 가황용 몰드를 세정 대상으로 하고 있지만, 본 발명은 타이어에 한정되지 않고 고무 제품을 가황하기 위한 몰드 세정에 이용할 수 있다.

도 1에 예시하는 본 발명의 몰드의 세정 시스템(1)은, 레이저 발진기(2)와, 레이저 헤드(4)와, 레이저 헤드(4)가 부착되는 아암(6)과, 아암(6)의 움직임을 제어하는 제어 장치(7)와, 카메라(3)를 구비하고 있다. 카메라(3)는 몰드(11)의 성형면(12)의 3차원 화상 데이터를 취득한다. 이 실시형태에서는, 추가로 레이저 광(L)이 조사되어 있는 성형면(12)의 온도를 순차 검지하는 온도 센서(8)를 구비하고 있다. 카메라(3) 및 온도 센서(8)는 아암(6)의 선단부에 부착되어 있고, 카메라(3)가 취득한 화상 데이터 및 온도 센서(8)가 검지한 온도 데이터는 제어 장치(7)에 입력된다.

레이저 발진기(2)를 제외하고 세정 시스템(1)의 주된 구성 요소는 폐공간으로 되는 세정 부스(9)의 내부에 배치되어 있다. 세정 부스(9)에는 입구 문(9a)과 출구 문(9b)이 설치되어 있고, 입구 문(9a) 및 출구 문(9b)이 닫히면 폐공간으로 되어 레이저 광(L)을 차폐할 수 있는 구조로 되어 있다.

입구 문(9a)에는 반입용 컨베이어 장치(10a)가 접속되고, 출구 문(9b)에는 반출용 컨베이어 장치(10c)가 접속되어 있다. 반입용 컨베이어 장치(10a)와 반출용 컨베이어 장치(10c) 사이는 세정 부스(9)의 내부 공간으로 되고, 이 위치에는 처리용 컨베이어 장치(10b)가 배치되어 있다. 이 실시형태에서는, 처리용 컨베이어 장치(10b)는 원호상으로 굴곡되어 연장 설치되어 있다. 반입용 컨베이어 장치(10a)에는 세정되는 몰드(11)가 재치(載置)되고, 반출용 컨베이어 장치(10c)에는 세정된 몰드(11)가 재치된다. 처리용 컨베이어 장치(10b)는 몰드(11)를 세정할 때의 처리대(處理台)로서 기능한다.

레이저 발진기(2)와 레이저 헤드(4)는 광섬유 케이블(2a)에 의해 접속되어 있다. 레이저 발진기(2)에 의해 공급된 레이저 광(L)은 광섬유 케이블(2a)을 통해 레이저 헤드(4)에 보내진다. 본 발명에서 사용하는 레이저 광(L)으로서는 YAG 레이저 광이 바람직하다.

레이저 헤드(4)에 의해 레이저 광(L)이 몰드(11)의 성형면(12)에 조사된다. 아암(6)은 아암 베이스(5)에 회전 자유자재로 부착되어 있고, 복수의 아암부(6a, 6b)를 회전 자유자재로 접속하여 구성되어 있다. 아암(6)의 선단부에 레이저 헤드(4)가 탈착 자유자재로 장착된다. 따라서 아암(6)의 움직임을 제어함으로써 레이저 헤드(4)를 3차원으로 자유자재로 이동시킬 수 있다.

이 실시형태에서는, 헤드의 크기(체적)가 다른 복수의 레이저 헤드(4a, 4b)를 구비하고 있다. 한쪽은 상대적으로 큰 레이저 헤드(4a)이고, 다른 쪽은 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)이다. 상대적으로 큰 레이저 헤드(4a)는 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)에 비해 레이저 조사 폭이 커지고 있다. 상대적으로 큰 레이저 헤드(4a)는 갈바노 미러(Galvano mirror)를 내장하고 있어서 레이저 광(L)을 폭 방향으로 스캔하여 광폭으로 조사할 수 있는 구성으로 되어 있다. 그 레이저 조사 폭은, 예를 들어 4 mm이상 70 mm 이하 정도이다. 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)는 핀 포인트(pin point)에 레이저 광(L)을 조사한다. 레이저 발진기(2)의 발진 주파수는, 예를 들어 10 ㎑ 이상 40 ㎑ 이하이다. 레이저 헤드(4a)로부터 레이저 광(L)을 폭 방향으로 스캔하는 주파수는, 예를 들어 20 ㎐∼150 ㎐이다. 또한, 각각의 레이저 헤드(4a, 4b)의 레이저 조사 폭을 동일하게 할 수도 있다.

각각의 레이저 헤드(4a, 4b)의 레이저 조사 폭을 불변(소정 폭으로 고정)한 사양으로 할 수도 있다. 또는, 어느 한쪽의 레이저 헤드(4a, 4b)의 레이저 조사 폭을 가변으로 한 사양으로 할 수도 있고, 각각의 레이저 헤드(4a, 4b)의 레이저 조사 폭을 가변으로 한 사양으로 할 수도 있다.

세정 대상이 되는 몰드(11)는 통상 타입의 몰드뿐만 아니라, 예를 들어 도 2에 나타내는 스터드레스 타이어 가황용 몰드이다. 이 몰드(11)는 성형면(12)에 홈 성형 돌기(13), 사이프 성형 돌기(sipe molding projection)(14)가 돌출 설치되어 있다. 홈 성형 돌기(13)는 몰드(11)의 모재(母材)와 일체적으로 주조된 것이며, 사이프 성형 돌기(14)는 별체(別體)로서 성형면(12)에 설치된 것이다. 몰드(11)의 모재의 재질은 주로 알루미늄, 사이프 성형 돌기(14)의 재질은 강(鋼) 등이다.

사이프 성형 돌기(14)의 두께는 0.4 mm 이상 1.2 mm 이하 정도이다. 홈 성형 돌기(13)는 타이어의 트레드 패턴에 의해, 예를 들어 복잡한 트레드 패턴의 경우에는 얇아지는 것이 있다. 그 때문에, 사이프 성형 돌기(14)나 얇은 두께의 홈 성형 돌기(13)는 몰드 세정 시에는 손상되기 쉬운 부분이 된다. 또한, 도 2, 도 4∼도 9에 기재되어 있는 C 화살표, R 화살표, W 화살표는 각각 몰드(11)에 삽입하여 가황하는 타이어의 원주 방향, 반경 방향, 폭 방향을 나타낸다.

기타 세정 대상이 되는 다른 종류의 몰드(11)로서는, 예를 들어 도 3에 나타내는 공기입 타이어 가황용 주조 이음 몰드이다. 이 몰드(11)는 제1 주조부(15)를 주조한 후에 제2 주조부(16)를 주조하는, 이른바 주조 이음(cast splicing)에 의해 제조된 것이다. 주입된 용융 금속의 응고 수축에 의해 제1 주조부(15)와 제2 주조부(16)와의 주조 이음부(M)에는 미소 틈새(g)가 형성되어 있다. 이 미소 틈새(g)의 크기는, 예를 들어 5 μm∼80 μm이다. 미소 틈새(g)에 연통시켜 배기 구멍(17)이 형성되어 있다. 이 몰드(11)에서는, 타이어 가황 시의 불필요한 에어(air)나 가스는 성형면(12)으로부터 미소 틈새(g)를 통해 배기 구멍(17)으로 배출되고, 배기 구멍(17)을 통해 몰드(11)의 외부로 배출된다. 이 미소 틈새(g)는 몰드 세정 시에는 손상되기 쉬운 부분이 된다.

다음에, 이 세정 시스템(1)을 이용하여 몰드(11)의 성형면(12)을 세정하는 순서를 설명한다.

먼저, 세정하는 몰드(11)를 반입용 컨베이어 장치(10a)에 재치한다. 그 다음에, 입구 문(9a)을 열고, 반입용 컨베이어 장치(10a) 및 처리용 컨베이어 장치(10b)를 가동하여 세정하는 몰드(11)를 처리용 컨베이어 장치(10b) 위로 이동시켜 소정 위치에 위치 결정한다. 그 후, 입구 문(9a)을 닫아 세정 부스(9)를 폐공간으로 한다. 세정 부스(9)가 폐공간으로 되지 않으면 레이저 발진기(2)가 작동하지 않는 인터록(interlock) 구조로 되어 있다.

그 다음에, 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 아암(6)을 이동시킴으로써 카메라(3)를 적절한 위치에 배치하여 몰드(11)의 성형면(12)의 3차원 화상 데이터를 취득한다. 이 실시형태에서는 하나의 카메라(3)를 아암(6)에 의해 소망의 위치(성형면(12)의 상방 위치, 측방 위치 등)로 이동시켜 성형면(12)의 형상 데이터를 취득하는 구성으로 되어 있다. 카메라(3)는 복수 대 설치할 수도 있고, 고정한 복수의 카메라(3)에 의해 각각 성형면(12)의 평면 형상 데이터, 측면 형상 데이터를 촬상하여 성형면(12)의 3차원 화상 데이터를 취득할 수도 있다.

그 다음에, 취득한 그 몰드(11)의 성형면(12)의 3차원 화상 데이터(형상 데이터)에 기초하여 아암(6)의 움직임을 제어하여, 도 6, 도 7에 예시하는 바와 같이, 레이저 헤드(4)를 그 성형면(12)을 따라 이동시킨다. 이와 같이 레이저 헤드(4)를 이동시키면서 레이저 발진기(2)로부터 공급된 레이저 광(L)을 성형면(12)에 조사한다. 조사한 레이저 광(L)에 의해 성형면(12)에 부착되어 있던 오물(X)은 제거되어 세정된다.

여기서, 레이저 광(L)의 조사 불균일을 억제하기 위해, 레이저 헤드(4)의 선단과 이에 대향하는 성형면(12)과의 간격이 가능한 한 일정해지도록 유지하면서 레이저 헤드(4)의 이동 방향 및 레이저 광(L)의 조사 방향을 제어한다. 레이저 헤드(4)의 이동 속도는 가능한 한 일정한 속도로 하여 세정 대상 범위를 망라하도록 이동시킨다.

세정 시스템(1)은 복수 개의 아암(6)을 갖는 사양으로 할 수도 있고, 하나의 아암(6)을 갖는 사양으로 할 수도 있다. 도 6에 예시하는 실시형태에서는 독립적으로 가동하는 2개의 아암(6)을 갖고 있기 때문에, 2개의 레이저 헤드(4a, 4b)를 함께 사용하여 레이저 광(L)을 조사하고 있지만, 하나의 아암(6)을 갖는 사양의 경우는 어느 한쪽의 레이저 헤드(4)를 사용한 후에 다른 쪽의 레이저 헤드(4)를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 상대적으로 큰 레이저 헤드(4a)를 세정 대상 범위를 망라하도록 이동시켜 상대적으로 레이저 조사 폭이 큰 레이저 광(L)을 조사한 후에, 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)를 이용하여 레이저 광(L)을 조사한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 몰드(11)를 세정할 때 세정 대상의 몰드(11)의 성형면(12)의 3차원 화상 데이터를 카메라(3)에 의해 취득한다. 그 때문에, 세정하는 시점에 있어서의 성형면(12)의 형상을 정확하게 파악할 수 있다. 이에 의해, 성형면(12)의 다른 다수의 몰드(11)가 세정 대상이었더라도 세정할 때마다 세정 대상이 되는 몰드(11)의 성형면(12)의 형상 데이터를 호출하며, 또한 몰드 실물과 형상 데이터와의 대응 관계를 확인하는 일손을 거친 작업이 불필요해진다.

그리고 취득한 화상 데이터에 기초하여 레이저 헤드(4)를 그 성형면(12)을 따라 이동시키면서 레이저 광(L)을 조사하기 때문에, 스터드레스 타이어 가황용 몰드나 공기입 타이어 가황용 주조 이음 몰드와 같은 복잡한 형상의 성형면(12)을 갖는 몰드(11)라도 일손을 들이지 않고 성형면(12)의 손상을 방지하면서 오물(X)을 효율 좋게 제거하는 것이 가능해진다.

또한, 성형면(12)의 형상이 경시 변화하고 있어도 세정하는 시점의 성형면(12)의 화상 데이터를 취득하고, 이 화상 데이터를 레이저 헤드(4)의 이동에 이용하기 때문에, 사전에 기억되어 있는 성형면(12)의 형상 데이터를 이용하는 경우에 비해 오물을 남기지 않고 깨끗이 세정하기에는 유리해진다.

이 실시형태에서는 세정한 성형면(12)의 화상 데이터를 다시 카메라(3)에 의해 취득하고, 이 취득한 화상 데이터에 기초하여 그 성형면(12)의 세정 상태를 파악한다. 파악한 세정 상태 및 그 성형면의 위치 정보는 제어 장치(7)에 기억해 둔다. 성형면(12)의 모든 범위에 레이저 광(L)을 조사한 후에, 파악한 세정 상태가 미리 설정되어 있는 기준에 못 미치는 성형면(12)의 위치에 대해서는, 다시 레이저 헤드(4)를 그 위치로 이동시켜 레이저 광(L)을 조사하여 세정을 행한다.

제어 장치(7)에는 세정 상태가 적절(오물(X)이 제거되어 있는)한지 부적절(오물(X)이 남아 있는)한지를 판단하는 기준이 미리 입력, 설정되어 있다. 따라서 제어 장치(7)에 의해, 파악한 세정 상태가 미리 설정되어 있는 기준을 충족하고 있는지 여부를 판단한다.

세정 상태를 판단하는 기준은, 예를 들어 카메라(3)에 의해 취득한 성형면(12)의 화상 데이터의 색의 농담(濃淡)에 기초하여 설정된다. 어떤 일정 이상의 농도의 경우는 오물(X)이 남아 있는 것으로 설정한다. 또는, 레이저 광(L)이 조사되기 직전과 조사된 직후의 성형면(12)의 화상 데이터를 취득하고, 양 화상 데이터를 비교하여 색의 농담의 변화에 기초하여 기준을 설정할 수도 있다. 색의 농담이 변화하고 있지 않은, 또는 변화의 정도가 작은 경우는 오물(X)이 남아 있다고 설정한다. 이러한 설정으로 하면, 특히 오염되어 있는 위치(범위)만을 나중에 재세정하기 때문에, 오물(X)을 효율 좋게 깨끗이 제거하기에는 유리해진다.

미리 특정 부위를 제어 장치(7)에 입력, 설정해 두고, 이 설정되어 있는 특정 부위에 대해서는 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)를 이용하여, 또는 상대적으로 큰 레이저 헤드(4a)와 함께 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)를 이용하여 세정을 행할 수도 있다. 특정 부위로서는, 예를 들어 도 2에 예시한 사이프 성형 돌기(14)의 근원(根元) 주변 범위 등의 복잡한 형상의 범위나 도 3에 예시한 주조 이음부(M)의 미소 틈새(g)의 내주면으로 한다.

이 설정으로 하면, 성형면(12)의 좁은 범위에 요철이 복잡하게 뒤섞인 특정 부위에 대해서는 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)를 이용함으로써, 몰드(11) 등에 간섭하지 않고 레이저 헤드(4b)를 최적인 위치에 배치할 수 있다. 이에 따라, 복잡한 형상의 부분에도 불균일 없이 레이저 광(L)을 조사할 수 있기 때문에, 오물을 깨끗이 제거하기에는 유리해진다. 또는, 이러한 특정 부위에 대해, 상대적으로 큰 레이저 헤드(4a)를 이용하여 전체를 개략적으로 세정하고, 거기에다가 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)를 이용하여 세정을 행할 수도 있다. 상대적으로 큰 레이저 헤드(4a)라면, 상대적으로 작은 레이저 헤드(4b)에 비해 레이저 조사 폭을 크게 할 수 있기 때문에, 세정 시간을 단축하여 효율적으로 세정하는 것도 가능해진다.

레이저 광(L)이 조사되어 있는 성형면(12)의 온도를 온도 센서(8)에 의해 순차 검지할 수도 있다. 제어 장치(7)에는 허용 온도를 미리 입력, 설정해 둔다. 이 허용 온도는 몰드(11)의 용융 온도에 못 미치는 소정 온도로 한다. 온도 센서(8)에 의한 검지 온도가 미리 설정되어 있는 허용 온도를 초과한 경우에는 레이저 광(L)의 조사를 중단한다. 예를 들어, 의도하지 않은 요인에 의해 레이저 헤드(4)의 이동 속도가 늦어지는, 정지하는 등의 불량이 있었던 경우라도 이 설정으로 해 두면, 조사하는 레이저 광(L)에 의해 성형면(12)이 과도하게 가열되는 경우가 없어진다. 즉, 성형면(12)이 레이저 광(L)에 의해 열 변형이나 손상하는 불량을 방지할 수 있다.

몰드(11)의 세정이 완료한 후는 출구 문(9b)을 개방하고, 처리용 컨베이어 벨트(10b) 및 반출용 컨베이어 벨트(10c)를 가동시켜 세정이 완료한 몰드(11)를 세정 부스(9)의 내부로부터 외부로 이동시킨다. 이때, 입구 문(9a)을 개방하고, 반입용 컨베이어 벨트(10a)를 가동시켜 다음에 세정하는 몰드(11)를 세정 부스(9)의 외부로부터 내부로 이동시켜 처리용 컨베이어(10b) 상의 소정 위치에 위치 결정한다. 이렇게 하여, 순차 연속적으로 몰드(11)를 세정한다.

도 8, 도 9에 예시하는 몰드의 세정 시스템의 다른 실시형태에서는, 하나의 레이저 헤드(4)가 구비되어 있다. 이 레이저 헤드(4)는 레이저 조사 폭이 가변으로 되어 있다. 제어 장치(7)에는, 세정하는 부위마다 적절한 레이저 조사 폭이 미리 설정되어 입력되어 있다. 예를 들어, 성형면(12)의 좁은 범위에 요철이 복잡하게 뒤섞인 부위에 대해서는, 상대적으로 작은 레이저 조사 폭이 설정되고, 비교적 평탄하고 넓은 부위에 대해서는, 상대적으로 큰 레이저 조사 폭이 설정된다.

도 8에 예시하는 바와 같이, 성형면(12)의 좁은 범위에 요철이 복잡하게 뒤섞인 부위에 대해서는 상대적으로 작은 레이저 조사 폭으로 레이저 광(L)을 조사하여 세정을 행한다. 그 때문에, 복잡한 형상의 부분이라도 불균일 없이 레이저 광(L)을 조사할 수 있고, 오물(X)을 깨끗이 제거하기에는 유리해진다. 또한, 의도한 범위에만 레이저 광(L)을 조사할 수 있고, 의도하지 않은 범위에는 레이저 광(L)이 조사되지 않기 때문에, 레이저 광(L)의 조사가 필요 없는 범위에 레이저 광(L)을 조사하여 몰드(11)를 손상시키는 불량을 회피할 수 있다.

한편, 비교적 평탄하고 넓은 부위에 대해서는, 도 9에 예시하는 바와 같이, 레이저 조사 폭을 절환하여, 상대적으로 큰 레이저 조사 폭으로 레이저 광(L)을 조사하여 세정을 행한다. 이에 의해, 필요한 범위를 단시간에 세정할 수 있다.

이와 같이, 하나의 레이저 헤드(4)라도 세정하는 부위의 형상 등에 따라 적절한 레이저 조사 폭으로 절환하여 세정할 수 있기 때문에 범용성이 높아진다. 또한, 이 실시형태에 있어서도 이전의 실시형태에서 예시한 다양한 구성, 사양을 적용할 수 있다.

1: 세정 시스템
2: 레이저 발진기
2a: 광섬유 케이블
3: 카메라
4, 4a, 4b: 레이저 헤드
5: 아암 베이스
6: 아암
6a, 6b: 아암부
7: 제어 장치
8: 온도 센서
9: 세정 부스
9a: 입구 문
9b: 출구 문
10a: 반입용 컨베이어 장치
10b: 처리용 컨베이어 장치(처리대)
10c: 반출용 컨베이어 장치
11: 몰드
12: 성형면
13: 홈 성형 돌기
14: 사이프 성형 돌기
15: 제1 주조부
16: 제2 주조부
17: 배기 구멍
M: 주조 이음부
L: 레이저 광
X: 오물
ｇ: 미소 틈새

Claims (5)

1. 레이저 발진기와, 이 레이저 발진기로부터 공급되는 레이저 광을 몰드의 성형면에 조사하는 레이저 헤드와, 이 레이저 헤드를 3차원으로 자유자재로 이동시키는 아암과, 이 아암의 움직임을 제어하는 제어 장치를 구비한 몰드의 세정 시스템에 있어서,
   세정하는 몰드의 성형면의 3차원 화상 데이터를 취득하는 카메라를 설치하고, 몰드를 세정할 때 상기 카메라에 의해 취득된 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 아암의 움직임을 제어함으로써, 상기 레이저 헤드를 그 성형면을 따라 이동시키면서 레이저 빛을 조사하여 그 성형면을 세정하고, 상기 레이저 헤드로서 헤드의 크기가 다른 복수의 레이저 헤드를 구비하고, 미리 설정되어 있는 특정 부위에 대해서는 상대적으로 작은 레이저 헤드를 이용하여, 또는 상대적으로 큰 레이저 헤드와 함께 상대적으로 작은 레이저 헤드를 이용하여 세정을 행하는 설정으로 한 것을 특징으로 하는 몰드의 세척 시스템.
2. 레이저 발진기와, 이 레이저 발진기로부터 공급되는 레이저 광을 몰드의 성형면에 조사하는 레이저 헤드와, 이 레이저 헤드를 3차원으로 자유자재로 이동시키는 아암과, 이 아암의 움직임을 제어하는 제어 장치를 구비한 몰드의 세정 시스템에 있어서,
   세정하는 몰드의 성형면의 3차원 화상 데이터를 취득하는 카메라를 설치하고, 몰드를 세정할 때 상기 카메라에 의해 취득된 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 아암의 움직임을 제어함으로써, 상기 레이저 헤드를 그 성형면을 따라 이동시키면서 레이저 광을 조사하여 그 성형면을 세정하고, 상기 레이저 헤드로서 레이저 조사 폭이 가변인 레이저 헤드를 구비하고, 세정하는 부위마다 적절한 레이저 조사 폭을 미리 설정하고, 각각의 세정하는 부위를 미리 설정된 레이저 조사 폭으로 하여 세정을 행하는 설정으로 한 것을 특징으로 하는 몰드의 세정 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 카메라에 의해 취득된 세정 후의 몰드의 성형면의 3차원 화상 데이터에 기초하여 그 성형면의 세정 상태를 파악하고, 이 파악한 세정 상태 및 그 성형면의 위치 정보를 상기 제어 장치에 기억하고, 상기 파악한 세정 상태가 미리 설정되어 있는 기준에 못 미치는 성형면의 위치에 대해 다시 상기 레이저 헤드로부터 상기 레이저 광을 조사하여 세정을 행하는 설정으로 한 몰드의 세정 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 레이저 광이 조사되어 있는 상기 성형면의 온도를 순차 검지하는 온도 센서를 구비하고, 이 온도 센서에 의한 검지 온도가 미리 설정되어 있는 허용 온도를 초과한 경우에는 상기 레이저 광의 조사를 중단하는 설정으로 한 몰드의 세정 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몰드가 스터드레스 타이어 가황용 몰드 또는 공기입 타이어 가황용 주조 이음 몰드인 몰드의 세정 시스템.

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