模具的洁净程度决定轮胎质量的好坏,所以模具的清洗至关重要。激光清洗是利用能量高度集中的激光束辐照基体表面,使待除污物发生振动、燃烧、蒸发,从基体表面脱离的过程,已逐渐成为轮胎模具除污中的主流方式。因此,探究激光清洗轮胎模具的最优清洗工艺参数及机理,结合机器人构建自动化模具清洗系统具有重要意义,本文主要研究工作如下:首先,分析材料与激光的相互作用机理,在理论基础上建立铝合金轮胎模具激光清洗橡胶涂层模型,进行数值模拟仿真。研究不同功率激光作用后的模具表面温度分布规律,发现作用后表面温度远超橡胶熔化、汽化温度,可以有效清除表面橡胶,但温度随深度的下降骤降,须减少清洗速度或增加清洗次数,以保证橡胶的清除,但同时要避免损伤模具表面。选用激光功率、激光频率、激光清洗次数三种参数开展清洗实验,观察清洗后的表面形貌以探究不同参数对试样的影响,发现低能量密度的激光无法有效去除铝合金表面的橡胶污垢,清洗次数过多将导致二次氧化发生,并通过实验找到最佳清洗工艺参数,为后续机器人加持激光枪清洗轮胎模具研究提供参考。分析激光清洗机理。然后,为提高清洗效率和质量,降低劳动强度,实现清洗自动化,将机器人与模具激光清洗相结合。针对轮胎模具大小规格不同及花纹块清洗面多的特点构建7R模具激光清洗机器人,对其进行运动学分析。使用D-H参数法建立坐标系并得到相应连杆参数,构建机器人末端工具激光枪相对于机器人基座的变换矩阵,推导运动学公式,分析机器人工作空间及本身的奇异点。对模具激光清洗任务进行笛卡尔和关节空间的混合规划。保持清洗速度恒定,对花纹块进行不同形状轨迹的优选分析,选用圆弧规划。观察模具清洗仿真得到的位移速度加速度图,整体来说运行相对平稳,精确清洗的同时可保证效率。构造插值轨迹,使用粒子群算法对不同工位间的过渡段进行最大速度约束下的时间最优轨迹规划,优化后的时间明显缩短。将模具的尺寸参数化,设计模具清洗系统,为实现不同规格模具的自动化清洗提供可能。