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CN112893329A - 一种激光清洗轮胎模具的装置 - Google Patents

一种激光清洗轮胎模具的装置 Download PDF

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CN112893329A CN202110300354.8A CN202110300354A CN112893329A CN 112893329 A CN112893329 A CN 112893329A CN 202110300354 A CN202110300354 A CN 202110300354A CN 112893329 A CN112893329 A CN 112893329A
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CN202110300354.8A
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李卫华
姜耀亮
谢小柱
孙军晖
刘超凡
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Weihai Photon Information Technology Industry Research Institute Co ltd
Guangdong University of Technology
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Weihai Photon Information Technology Industry Research Institute Co ltd
Guangdong University of Technology
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Abstract

本发明提供一种激光清洗轮胎模具的装置，包括回转平台、四轴自动化控制装置、光纤激光清洗头结构、轮胎模具，所述回转平台上方设置有轮胎模具，所述回转平台一侧连接有四轴自动化控制装置，所述四轴自动化控制装置上方一侧连接有光纤激光清洗头结构，本发明可以同时实现手持和自动化清洗双操作，针对轮胎模具的内部花纹复杂的情况，可以随机调整激光线束的角度、宽度，实现最高效的清洗，同时本发明还可以扩展到多个激光清洗工位，实现效率的成倍提升，针对实际生产中出现需要加强特定清洗的位置，可以人工将光纤激光清洗头取下，用手工清洗，大大方便了现场的灵活操作和使用。

Description

一种激光清洗轮胎模具的装置
技术领域
本发明属于轮胎模具清洗技术领域，尤其涉及一种激光清洗轮胎模具的装置。
背景技术
国内轮胎制造厂当前所使用的清洗方法绝大部分为喷砂清洗法、化学溶剂清洗法以及干冰清洗法。喷砂清洗法对模具磨损严重，且费时费力；化学溶剂清洗法会使模具金属表面受腐蚀，且化学药剂会污染环境，对操作人员产生毒害作用，因此需要相应污染物处理设备与之配合；干冰清洗法操作中噪声达110dB以上，严重超标，且操作人员需要穿戴厚重的防护服和面具作业，并有烫伤风险。
公开专利申请号为CN202010438904.8，名称为《用于轮胎模具的激光清洗装置及方法》，该专利所采用的机械臂自动化机构进行轮胎清洗，存在着制造成本高、运维复杂等问题。
公开专利申请号为CN202010924430.8，名称为《一种在线激光清洗轮胎模具的装置及方法》，该专利为自动对轮胎进行清洗，但针对实际生产中出现需要加强特定清洗的位置难以清洗。
相比较于上述的两个公开专利，本发明具有高效、快捷、成本低、运维简单、无环境污染、不会损伤模具表面、不会危害操作人员健康的优点，且可以同时实现手持和自动化清洗双操作，灵活变通，更加符合实际生产。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光清洗轮胎模具的装置，包括回转平台、四轴自动化控制装置、光纤激光清洗头结构、轮胎模具，所述回转平台上方设置有轮胎模具，所述回转平台一侧连接有四轴自动化控制装置，所述四轴自动化控制装置上方一侧连接有光纤激光清洗头结构，所述回转平台包括定位装置、回转支架、连接法兰、回转驱动装置、联轴器、固定支架、变频调速电机，所述固定支架上方设置有回转支架，所述回转支架一侧固定设置有定位装置，所述回转支架下方通过连接法兰与回转驱动装置连接，所述回转驱动装置下方设置在固定支架上，所述回转驱动装置一端通过联轴器与变频调速电机连接，所述变频调速电机设置在固定支架内部。
优选的，所述四轴自动化控制装置包括可移动式支架、PLC控制箱、燕尾槽、伺服电机一、升降模组、伺服电机二、横向丝杠螺母座、伸缩模组、叉形支架，所述可移动式支架上方设置有PLC控制箱，所述可移动式支架上方还设置有燕尾槽，所述燕尾槽上设置有伺服电机一，所述伺服电机上方设置有升降模组，所述升降模组上方设置有横向丝杠螺母座，所述横向丝杠螺母座上方设置伸缩模组，所述伸缩模组一端设置有伺服电机二，所述伸缩模组另一端安装有叉形支架。
优选的，所述光纤激光清洗头结构包括光纤激光清洗头转角模组、伺服电机三、光纤激光清洗头俯仰模组、伺服电机四、清洗头固定板、光纤激光清洗头，所述光纤激光清洗头转角模组设置在伸缩模组远离伺服电机二的一端内部，所述光纤激光清洗头转角模组由伺服电机三和叉形支架构成，所述伺服电机三设置在叉形支架上方，所述叉形支架一侧设置有光纤激光清洗头俯仰模组，所述光纤激光清洗头俯仰模组上设置有伺服电机四，所述光纤激光清洗头俯仰模组前端设置有清洗头固定板，述清洗头固定板端部通过快拆式卡扣固定有光纤激光清洗头。
优选的，所述回转支架与所述固定支架均由型钢焊接而成。
优选的，所述光纤激光清洗头结构发出的激光的平均功率为80W，中心波长为1064nm，最大单脉冲能量为1.5mj，光斑直径为6±0.5mm，重频调节范围为1-2000khz，脉宽调节范围为2-350ns。
优选的，所述回转驱动装置为封闭式轴承齿轮副组合。
优选的，所述PLC控制箱分别与伺服电机一、伺服电机二、伺服电机三、伺服电机四电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明通过设置定位装置、回转支架、轮胎模具，将待清洗的轮胎模具吊装在回转支架上，并通过定位装置对轮胎模具进行定位，确保待清洗的轮胎模具与回转支架同轴，便于后续对轮胎模具进行清洗。
2、本发明的回转驱动装置为封闭式轴承齿轮副组合，具有承载大、转动灵活平稳，启动力矩小的特点，且回转驱动装置由变频调速电机驱动，使得回转平台的转速能够根据实际工况进行无级调速。
3、本发明通过设置光纤激光清洗头转角模组、伺服电机三、光纤激光清洗头俯仰模组、伺服电机四、清洗头固定板、光纤激光清洗头，通过伺服电机三驱动光纤激光清洗头转角模组运作，伺服电机四驱动光纤激光清洗头俯仰模组运作，实现了光纤激光清洗头各个方向的转动，进而满足光纤激光清洗头针对轮胎模具各个方向的清洗要求。
4、本发明的激光清洗头为便携式结构，通过快拆式卡扣固定在设备端部，实现手持和自动化清洗双操作，对于实际生产中出现需要加强特定清洗的位置，可以人工将激光清洗头取下，用手工清洗，极大的方便了现场的灵活操作和使用，且本发明还可以扩展到多个激光清洗工位，实现效率的成倍提升。
5、本发明的四轴自动化控制装置具有结构紧凑，外形体积小，自动化程度高，移动灵活，易于操作，清洗效率高，生产成本低，防护等级高的优点，完全满足轮胎生产车间布局复杂、环境较恶劣的使用条件，且四轴自动化控制装置全程可由单人进行操作，极大的节省了人工成本。
6、本发明的伺服电机一、伺服电机二、伺服电机三、伺服电机四具有动作灵活准确、控制精度高、运行平稳、操作方便、可通过PLC控制箱进行集成控制，自动化程度高的特点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的回转平台的结构示意图；
图3是本发明的回转平台的结构分解示意图；
图4是本发明的四轴自动化控制装置和光纤激光清洗头结构的结构示意图；
图5是本发明的四轴自动化控制装置和光纤激光清洗头结构的结构分解示意图。
图中：
1.回转平台；2.四轴自动化控制装置；3.光纤激光清洗头结构；4.轮胎模具；11.定位装置；12.回转支架；13.连接法兰；14.回转驱动装置；15.联轴器；16.固定支架；17.变频调速电机；21.可移动式支架；22.PLC控制箱；23.燕尾槽；24.伺服电机一；25.升降模组；26.伺服电机二；27.横向丝杠螺母座；28.伸缩模组；29.叉形支架；30.光纤激光清洗头转角模组；31.伺服电机三；32.光纤激光清洗头俯仰模组；33.伺服电机四；34.清洗头固定板；35.光纤激光清洗头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：
如附图1-3所示，一种激光清洗轮胎模具的装置，包括回转平台1、四轴自动化控制装置2、光纤激光清洗头结构3、轮胎模具4，所述回转平台1上方设置有轮胎模具4，所述回转平台1一侧连接有四轴自动化控制装置2，所述四轴自动化控制装置2上方一侧连接有光纤激光清洗头结构3，所述回转平台1包括定位装置11、回转支架12、连接法兰13、回转驱动装置14、联轴器15、固定支架16、变频调速电机17，所述固定支架16上方设置有回转支架12，所述回转支架12一侧固定设置有定位装置11，所述回转支架12下方通过连接法兰13与回转驱动装置14连接，所述回转驱动装置14下方设置在固定支架16上，所述回转驱动装置14一端通过联轴器15与变频调速电机17连接，所述变频调速电机17设置在固定支架16内部。
如附图4、5所示，所述四轴自动化控制装置2包括可移动式支架21、PLC控制箱22、燕尾槽23、伺服电机一24、升降模组25、伺服电机二26、横向丝杠螺母座27、伸缩模组28、叉形支架29，所述可移动式支架21上方设置有PLC控制箱22，所述可移动式支架21上方还设置有燕尾槽23，所述燕尾槽23上设置有伺服电机一24，所述伺服电机23上方设置有升降模组25，所述升降模组25上方设置有横向丝杠螺母座27，所述横向丝杠螺母座27上方设置伸缩模组28，所述伸缩模组28一端设置有伺服电机二26，所述伸缩模组28另一端安装有叉形支架29，所述光纤激光清洗头结构3包括光纤激光清洗头转角模组30、伺服电机三31、光纤激光清洗头俯仰模组32、伺服电机四33、清洗头固定板34、光纤激光清洗头35，所述光纤激光清洗头转角模组30设置在伸缩模组28远离伺服电机二26的一端内部，所述光纤激光清洗头转角模组30由伺服电机三31和叉形支架29构成，所述伺服电机三31设置在叉形支架29上方，所述叉形支架29一侧设置有光纤激光清洗头俯仰模组32，所述光纤激光清洗头俯仰模组32上设置有伺服电机四33，所述光纤激光清洗头俯仰模组32前端设置有清洗头固定板34，所述清洗头固定板34端部通过快拆式卡扣固定有光纤激光清洗头35。
具体的，所述回转支架12与所述固定支架16均由型钢焊接而成。
具体的，所述光纤激光清洗头结构3发出的激光的平均功率为80W，中心波长为1064nm，最大单脉冲能量为1.5mj，光斑直径为6±0.5mm，重频调节范围为1-2000khz，脉宽调节范围为2-350ns。
具体的，所述回转驱动装置14为封闭式轴承齿轮副组合。
具体的，所述PLC控制箱22分别与伺服电机一24、伺服电机二26、伺服电机三31、伺服电机四33电性连接。
工作原理：一方面，通过定位装置11将轮胎模具4与回转支架12同轴定位，接着驱动变频调速电机17运作，变频调速电机17通过联轴器15驱动回转驱动装置14，回转驱动装置14通过连接法兰13驱动回转支架12转动，从而实现轮胎模具4按照指定轴线转动；另一方面，通过PLC控制箱22控制伺服电机一24运作，进而伺服电机24驱动升降模组25升降，进而使得横向丝杠螺母座27升降，使得伸缩模组28升降，接着通过伺服电机三31驱动光纤激光清洗头转角模组30运作，实现了光纤激光清洗头35左右方向的转动，通过伺服电机四33驱动光纤激光清洗头俯仰模组32运作，实现了光纤激光清洗头35俯仰方向转动，进而实现了光纤激光清洗头35各个方向的转动，进而满足光纤激光清洗头针对轮胎模具各个方向的清洗要求。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种激光清洗轮胎模具的装置，其特征在于，包括回转平台(1)、四轴自动化控制装置(2)、光纤激光清洗头结构(3)、轮胎模具(4)，所述回转平台(1)上方设置有轮胎模具(4)，所述回转平台(1)一侧连接有四轴自动化控制装置(2)，所述四轴自动化控制装置(2)上方一侧连接有光纤激光清洗头结构(3)，所述回转平台(1)包括定位装置(11)、回转支架(12)、连接法兰(13)、回转驱动装置(14)、联轴器(15)、固定支架(16)、变频调速电机(17)，所述固定支架(16)上方设置有回转支架(12)，所述回转支架(12)一侧固定设置有定位装置(11)，所述回转支架(12)下方通过连接法兰(13)与回转驱动装置(14)连接，所述回转驱动装置(14)下方设置在固定支架(16)上，所述回转驱动装置(14)一端通过联轴器(15)与变频调速电机(17)连接，所述变频调速电机(17)设置在固定支架(16)内部。
2.如权利要求1所述的一种激光清洗轮胎模具的装置，其特征在于，所述四轴自动化控制装置(2)包括可移动式支架(21)、PLC控制箱(22)、燕尾槽(23)、伺服电机一(24)、升降模组(25)、伺服电机二(26)、横向丝杠螺母座(27)、伸缩模组(28)、叉形支架(29)，所述可移动式支架(21)上方设置有PLC控制箱(22)，所述可移动式支架(21)上方还设置有燕尾槽(23)，所述燕尾槽(23)上设置有伺服电机一(24)，所述伺服电机(23)上方设置有升降模组(25)，所述升降模组(25)上方设置有横向丝杠螺母座(27)，所述横向丝杠螺母座(27)上方设置伸缩模组(28)，所述伸缩模组(28)一端设置有伺服电机二(26)，所述伸缩模组(28)另一端安装有叉形支架(29)。
3.如权利要求2所述的一种激光清洗轮胎模具的装置，其特征在于，所述光纤激光清洗头结构(3)包括光纤激光清洗头转角模组(30)、伺服电机三(31)、光纤激光清洗头俯仰模组(32)、伺服电机四(33)、清洗头固定板(34)、光纤激光清洗头(35)，所述光纤激光清洗头转角模组(30)设置在伸缩模组(28)远离伺服电机二(26)的一端内部，所述光纤激光清洗头转角模组(30)由伺服电机三(31)和叉形支架(29)构成，所述伺服电机三(31)设置在叉形支架(29)上方，所述叉形支架(29)一侧设置有光纤激光清洗头俯仰模组(32)，所述光纤激光清洗头俯仰模组(32)上设置有伺服电机四(33)，所述光纤激光清洗头俯仰模组(32)前端设置有清洗头固定板(34)，所述清洗头固定板(34)端部通过快拆式卡扣固定有光纤激光清洗头(35)。
4.如权利要求1所述的一种激光清洗轮胎模具的装置，其特征在于，所述回转支架(12)与所述固定支架(16)均由型钢焊接而成。
5.如权利要求1所述的一种激光清洗轮胎模具的装置，其特征在于，所述光纤激光清洗头结构(3)发出的激光的平均功率为80W，中心波长为1064nm，最大单脉冲能量为1.5mj，光斑直径为6±0.5mm，重频调节范围为1-2000khz，脉宽调节范围为2-350ns。
6.如权利要求1所述的一种激光清洗轮胎模具的装置，其特征在于，所述回转驱动装置(14)为封闭式轴承齿轮副组合。
7.如权利要求2所述的一种激光清洗轮胎模具的装置，其特征在于，所述PLC控制箱(22)分别与伺服电机一(24)、伺服电机二(26)、伺服电机三(31)、伺服电机四(33)电性连接。
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