[01783295]基于短脉冲激光技术的轮胎模具环保清洗机器人研发

鉴于现有模具机械和化学清洗技术存在的重污染、高能耗、低效率、损模具的弊端,本项目研发了具有自主知识产权的新一代汽车轮胎模具清洗机器人,解决目前轮胎行业模具清洗方面的共性、关键性技术瓶颈问题,并依托厦门理工学院材料成型及模具集成技术研究进行优化改进,达到清洗机器人产业化应用的目的,从而替换目前轮胎模具采用的下线、人工清洗方式,实现高效、低成本的模具清洗技术新突破。 课题结合先进的装备制造和自动化控制技术,进行机器人结构自主设计及研发,其研究意义如下： 1)显著节约企业人工成本 五轴联动全自动控制方法,基本无需人工干预,可显著节约企业劳动力成本。并且可应用于一些高温热辐射的场合,避免操作人员在施工时处于危险工作环境中,降低风险。 2)清洗效率高、设备运行成本低 具备不停机、不下线、不磨损、无污染、综合成本低等特性,无需拆除模具进行清洗,清洗速度显著高于人工方式。 3)适应各种复杂曲面模具的清洗需要,能够进行不平整表面的全方位清洗,不仅保证了模具的使用精度和混砂质量,而且根除了化学清洗带来的种种弊端和不便,实现生产线模具清洗技术的技术飞跃。 项目主要研究开发内容： 结合先进机器人机构设计、自动化控制和激光清洗等多学科交叉技术,研发一类综合多直角坐标系和圆柱坐标系的混合式在线清洗机器人,适应汽车轮胎硫化过程的复杂工况,解决目前轮胎行业模具清洗领域的共性、关键性技术瓶颈问题。 1)多轴联动的特殊清洗机器人装备设计 可行、可靠的自动化装备设计是本项目的基础,其开发内容包括： a)高度、深度和角度均可调、可控的清洗喷头,以适应不平整的模具表面的清洗要求; b)高精度无变形的行走导轨设计,能适应高温热辐射、多尘的复杂工况。 2)适应碗状模具的多级复合控制系统设计 区别于传统的人工清洗方式,项目开发的清洗装置配套完整、高精度的自动化控制系统,可实现复杂模具的全方位清洗功能,其开发内容包括 a)采用多级复合复合闭环控制,实现实现喷头的无接触、恒距离的模具清洗功能; b)可根据不同的模具形状、曲面曲率进行参数自适应,满足不同规格模具的清洗需要。 3)智能化清洗中心识别及清洗效果监控 开发一套定位算法,实现模具清洗中心的识别,根据模具图像智能拟合模具的边缘轮廓线,从而智能地确定模具中心点。