[发明专利]一种激光清洗机械手

说明书

技术领域

本发明涉及激光清洗技术领域，具体地说，涉及一种激光清洗机械手。

背景技术

轮胎花纹对轮胎的耐磨性，噪音、操纵稳定性、驱动制动特性、滚动阻力、乘坐舒适 及外观美观等具有重要的作用。轮胎花纹是通过模具在轮胎硫化过程中成型的，模具的好 坏直接影响到轮胎的质量。

由于模具是在高压、高温的条件下反复使用的,它在使用过程中，模具型腔中的 花纹、沟槽等处不可避免地要受到橡胶、配合剂以及脱模剂的综合沉积污染(主要污染物是 硫化物、无机氧化物、硅油及炭黑等)，当积累到一定程度,就会影响轮胎或制品的表面形 状,从而使产品成为次品或废品,所以模具表面必须经常清洗。现有工业上轮胎模具清洗 通常采用以下方法：

A.干冰清洗法：

该方法是通过干冰制备机(造粒机)制作成一定规格的干冰球状颗粒，以压缩空气为动 力源，通过喷射清洗机将干冰球状颗粒以较高速度喷射到被清洗物体表面(其工作原理与 喷砂工艺原理相似)，干冰颗粒不但对污垢表面有磨削、冲击作用，而且更重要的是干冰颗 粒的低温效果和升华作用使污垢迅速被冷冻脆化，进而与其所接触的材质产生不同的冷收 缩效果，从而使污垢减小了在材质表面的粘附力，同时加上干冰颗粒的磨削和冲击;压缩空 气的吹扫剪切，使污垢从被清洗表面以固态形式被剥离，达到了清除污垢的目的。

该方法有如下缺点：

模具经干冰清洗后，需25分钟的预热后才可以继续硫化。现在乘用胎的模具基本都是 采用铝制模具，多次喷洗后，花筋和胎顶的尺寸精度及表面粗糙度都会受到影响，花纹易表 面出现小麻点或小气泡，影响轮胎外观质量。

存在噪音污染，可达100dBA，工作强度高，工作面局部会产生较高浓度的二氧化 碳，还需佩戴防护服。

喷吹干冰需要0.7Mpa的风压，启动干冰机后，工厂风源压力骤减，为了保证其他设备正 常运行，至少需要增开一台315KW空压机补充风量，造成能耗剧增。

B.机械清洗法

采用手工的砂布或钢丝物理研磨及干式喷砂，根据需要可以选用不同的组合清洗。机 械清洗法是一项成熟的技术，被轮胎行业广泛采用。该法具有简单易行，对设备、工具要求 不高。

但也有无法克服的缺陷：会对模具造成机械损伤，缩短模具寿命。喷砂处理容易堵 塞模具的排气孔，喷砂后疏通排气孔的工作量很大。必须拆装模具，劳动强度高，清洗周期 长。

C.湿法化学清洗法，

该方法主要是利用有机清洗剂，通过喷、淋或高频振动及化学反应除去模具表面附着 物该方法主要包括:有机溶剂法、熔融法、酸洗法、碱洗法等。这些方法使用方便，费用低。

但长期使用上述方法会造成模具腐蚀，从而直接影响产品的外观和质量；同时这 些药剂原料污染环境，损害作业者的健康，必须有完备的劳保手段和污染物处理设备。目 前，该法主要用于小型的橡胶制品企业。

D.超声波清洗法

该方法是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直 接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目。清洗介质的化学作用，可以加 速超声波清洗效果，超声波清洗是物理作用，两种作用相结合，以对物件进行充分、彻底的 清洗。

但微米级污粒的清洗无能为力，同时清洗槽的尺寸限制了加工零件的范围和复杂 程度。

综上，机械清洗法、超声波清洗法均须拆装模具，劳动强度高，清洗周期长，且超声 波清洗法所用清洗介质价格不菲。干冰清洗法对钢制模具来说优势明显，但乘用胎的模具 基本都是采用铝制模具，多次喷洗后，冷热交替会导致模具本身尺寸精度及表面粗糙度受 到影响，且模具铸造过程中的缺陷会返现出来，直接影响轮胎的质量及模具的使用寿命。化 学清洗法因其对模具的腐蚀、对环境的污染、对操作人员健康的影响，基本已退出应用，只 有小型的橡胶制品厂还在使用。

以上清洗方法在我国清洗市场中曾广泛使用，但在环境保护和高精度要求下其应 用受到越来越大的限制。市场上迫切需要一种新的环境污染小、清洗效果好的模具清洗方 法。

在此背景下，激光清洗方法逐渐进入人们的视线。与传统清洗方法相比，激光清洗 方法具有一些特有的优点：

（1）不需要清洁液或其它化学溶液，它清除的废料基本上都是固体粉末，体积小，易于 存放，对环境基本上不造成污染，是一种“绿色”清洗工艺，且清洁度远远高于上述传统的清 洗方法；