一种全自动模压定型设备.pdf

本发明公开了一种全自动模压定型设备，包括有机架，安装在机架上的供料机构，下模循环输送机构和成品储料机构，下模循环输送机构上装载有至少三个下模具；机架上位于供料机构和下模循环输送机构上方安装有用以将原料从供料机构输送到下模具上的上料机构；所述机架上位于下模具上方安装有模压机构，模压机构下方装载有与下模具配合的上模具；所述机架上位于下模循环输送机构和成品储料机构上方安装有用以将原料从下模循环输送机构输送到成品储料机构上的下料机构；所述的供料机构、上料机构、下模循环输送机构、模压机构、下料机构和成品储料机构分别与控制系统连接。该设备自动化程度高，一名工人可照看操作多台设备，大大降低了人工成本。

权利要求书
1.  一种全自动模压定型设备，其特征在于：包括有机架，安装在机架上的供料机构，下模循环输送机构和成品储料机构，所述下模循环输送机构上装载有至少三个下模具；所述机架上位于供料机构和下模循环输送机构上方安装有用以将原料从供料机构输送到下模具上的上料机构；所述机架上位于下模具上方安装有模压机构，模压机构下方装载有与下模具配合的上模具；所述机架上位于下模循环输送机构和成品储料机构上方安装有用以将原料从下模循环输送机构输送到成品储料机构上的下料机构；所述的供料机构、上料机构、下模循环输送机构、模压机构、下料机构和成品储料机构分别与控制系统连接。

2.   根据权利要求1所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述的供料机构包括有固定安装在机架下部的旋转气缸，水平安装在旋转气缸上的一个料筒支架，可拆卸安装在料筒支架上的至少两个料筒；料筒支架上位于各个料筒的侧面位置分别安装有纵向设置的丝杠，料筒支架上还固定安装有一纵向设置的导轨，各个所述丝杠上传动连接有用以推动原料上移的推料托盘，各个推料托盘与所述导轨滑动配合连接；所述料筒支架上位于各个丝杠下方分别安装有与各个丝杠传动连接的推料电机。

3.   根据权利要求2所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述机架上位于料筒上端部位置安装有用以检测料筒内顶部的原料高度位置的传感器b；所述机架上位于料筒的正下方安装有用以检测料筒内原料是否已用完的传感器a。

4.   根据权利要求1至3任一项所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述上料机构包括有一个水平安装在机架上的移料气缸a，与移料气缸a的活塞杆连接的移料板a，纵向安装在移料板a上且活塞杆朝下的上料气缸，以及连接在上料气缸活塞杆上的抓料吸盘装置；所述的抓料吸盘装置包括有一个安装板，以及以圆周阵列形式垂直连接在安装板上的至少3个真空吸附组件构成，各个真空吸附组件分别与真空发生器相连；安装板上成型有用以调整吸附组件位置的条形孔。

5.   根据权利要求4所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述真空吸附组件包括有依次连接的负压接头、过渡连接件和吸料管，所述吸料管中部位于一个缓冲套内，吸料管下部与缓冲套上部之间连接有一个缓冲弹簧。

6.   根据权利要求1至3任一项所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述的下模循环输送机构包括有一个转盘，安装在转盘上方的4个所述下模具，且下模具下方安装有下模处理单元。

7.   根据权利要求1至3任一项所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述的模压机构包括有安装在机架上的模压气缸座，纵向安装在模压气缸座上且活塞杆朝下的模压气缸，以及安装在模压气缸活塞杆下端的上模具；所述上模具上方安装有用以使成型后的原料与上模具脱离的吹气单元。

8.   根据权利要求6所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述的下料机构包括有水平安装在机架上的移料气缸b，与移料气缸b的活塞杆连接的移料板b，纵向安装在移料板b上且活塞杆朝下的下料气缸，以及连接在下料气缸活塞杆上的吸盘。

9.   根据权利要求8所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述下模具以及转盘对应下模具的位置开设有上下贯通的通孔，所述机架上位于下料机构所处工位的转盘下方安装有用以将成型后原料自下而上顶出的上顶气缸。

10.   根据权利要求2或3所述的一种全自动模压定型设备，其特征在于：所述成品储料机构包括有固定安装在机架下部的旋转气缸b，水平安装在旋转气缸b上的一个料筒支架b，可拆卸安装在料筒支架b上的至少两个成型料筒；料筒支架b上位于各个成型料筒的侧面位置分别安装有纵向设置的丝杠b，料筒支架b上还固定安装有一纵向设置的导轨b，各个所述丝杠b上传动连接有用以托住已模压成型的原料的推料托盘b，各个推料托盘b与所述导轨b滑动配合连接；所述料筒支架b上位于各个丝杠b下方分别安装有与各个丝杠b传动连接的推料电机b；所述机架上位于成型料筒上端部位置安装有用以检测成型料筒内顶部的原料高度位置的传感器d；所述机架上位于成型料筒的正下方安装有用以检测成型料筒内原料是否无原料的传感器c。

说明书一种全自动模压定型设备
技术领域
本发明属于自动化设备领域，具体涉及模压定型设备结构领域。
背景技术
模压定型工艺是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经过物理或化学处理、压合、成型结合为一体的专用工艺。在轻工业领域，模压定型工艺的实现形式主要以手工作业单机为主，一台设备至少需要一人，手工上料、启动模压开关、手工下料，周期性重复，劳动强度大，生产效率不高，定型产品质量不可控，一致性差，并存在作业安全隐患（烫伤、粉尘环境引发的呼吸道感染、模压压伤），从而导致招工难，人工成本高，市场上定型产品供不应求。因此，开发一种智能全自动模压定型设备及其方法，实现物理、化学条件可控的自动模压，自动上下料，连续模压，自动程序控制，24小时不停机工作，一人可操作多台设备，以提高生产效率和产品质量，显得尤为重要和迫切。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种结构紧凑，加工效率高的全自动模压定型设备。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种全自动模压定型设备，包括有机架，安装在机架上的供料机构，下模循环输送机构和成品储料机构，所述下模循环输送机构上装载有至少三个下模具；所述机架上位于供料机构和下模循环输送机构上方安装有用以将原料从供料机构输送到下模具上的上料机构；所述机架上位于下模具上方安装有模压机构，模压机构下方装载有与下模具配合的上模具；所述机架上位于下模循环输送机构和成品储料机构上方安装有用以将原料从下模循环输送机构输送到成品储料机构上的下料机构；所述的供料机构、上料机构、下模循环输送机构、模压机构、下料机构和成品储料机构分别与控制系统连接。
作为优选方案：所述的供料机构包括有固定安装在机架下部的旋转气缸，水平安装在旋转气缸上的一个料筒支架，可拆卸安装在料筒支架上的至少两个料筒；料筒支架上位于各个料筒的侧面位置分别安装有纵向设置的丝杠，料筒支架上还固定安装有一纵向设置的导轨，各个所述丝杠上传动连接有用以推动原料上移的推料托盘，各个推料托盘与所述导轨滑动配合连接；所述料筒支架上位于各个丝杠下方分别安装有与各个丝杠传动连接的推料电机。
作为优选方案：所述机架上位于料筒上端部位置安装有用以检测料筒内顶部的原料高度位置的传感器b；所述机架上位于料筒的正下方安装有用以检测料筒内原料是否已用完的传感器a。
作为优选方案：所述上料机构包括有一个水平安装在机架上的移料气缸a，与移料气缸a的活塞杆连接的移料板a，纵向安装在移料板a上且活塞杆朝下的上料气缸，以及连接在上料气缸活塞杆上的抓料吸盘装置；所述的抓料吸盘装置包括有一个安装板，以及以圆周阵列形式垂直连接在安装板上的至少3个真空吸附组件构成，各个真空吸附组件分别与真空发生器相连；安装板上成型有用以调整吸附组件位置的条形孔。
作为优选方案：所述真空吸附组件包括有依次连接的负压接头、过渡连接件和吸料管，所述吸料管中部位于一个缓冲套内，吸料管下部与缓冲套上部之间连接有一个缓冲弹簧。
作为优选方案：所述的下模循环输送机构包括有一个转盘，安装在转盘上方的4个所述下模具，且下模具下方安装有下模处理单元。
作为优选方案：所述的模压机构包括有安装在机架上的模压气缸座，纵向安装在模压气缸座上且活塞杆朝下的模压气缸，以及安装在模压气缸活塞杆下端的上模具；所述上模具上方安装有用以使成型后的原料与上模具脱离的吹气单元。
作为优选方案：所述的下料机构包括有水平安装在机架上的移料气缸b，与移料气缸b的活塞杆连接的移料板b，纵向安装在移料板b上且活塞杆朝下的下料气缸，以及连接在下料气缸活塞杆上的吸盘。
作为优选方案：所述下模具以及转盘对应下模具的位置开设有上下贯通的通孔，所述机架上位于下料机构所处工位的转盘下方安装有用以将成型后原料自下而上顶出的上顶气缸。
作为优选方案：所述成品储料机构包括有固定安装在机架下部的旋转气缸b，水平安装在旋转气缸b上的一个料筒支架b，可拆卸安装在料筒支架b上的至少两个成型料筒；料筒支架b上位于各个成型料筒的侧面位置分别安装有纵向设置的丝杠b，料筒支架b上还固定安装有一纵向设置的导轨b，各个所述丝杠b上传动连接有用以托住已模压成型的原料的推料托盘b，各个推料托盘b与所述导轨b滑动配合连接；所述料筒支架b上位于各个丝杠b下方分别安装有与各个丝杠b传动连接的推料电机b；所述机架上位于成型料筒上端部位置安装有用以检测成型料筒内顶部的原料高度位置的传感器d；所述机架上位于成型料筒的正下方安装有用以检测成型料筒内原料是否无原料的传感器c。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：通过上料机构将原料从供料机构送到模压机构工位进行模压成型，再通过下料机构将原料模压成型后的成品送到成品储料机构，由于上述步骤均是在控制系统操控下自动完成，加工效率高。工人只需在供料机构的所有料筒原料用完之前更换装满原料的料筒，在成品储料机构的所有成型料筒全部装满原料的成品之前更换空的成型料筒即可，大大降低了工人的工作强度，且一名工人可照看操作多台设备，大大降低了人工成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是供料机构部分的结构示意图。
图3是供料机构及上料机构部分的结构示意图。
图4是图1的A部结构放大图。
图5是抓料吸盘装置的结构示意图。
图6是真空吸附组件的剖视结构示意图。
图7是本发明另一视角的结构示意图。
图8是图7的B部结构放大图。
图9是下料机构和成品储料机构的结构示意图。
图10是抓料吸盘装置的另一种结构示意图。
图中附图标记对应的部件名称：
1、机架；
2、供料机构；20、料筒；201、料筒底盘；202、料筒上连接圈；21、旋转气缸；22、推料电机；23、传感器a；24、料筒支架；25、推料托盘；251、丝杠；252、导轨；26、传感器b；
3、上料机构；31、移料气缸a；32、移料板a；33、上料气缸；34、抓料吸盘装置；341、安装板；3411、条形孔；342、真空吸附组件；3421、负压接头；3422、过渡连接件；3423、缓冲弹簧；3424、缓冲套；3425、夹紧螺母；3426、吸料管；343、缓冲套管；344、总吸料管；345、吸嘴连接盘；346、吸嘴；
4、下模循环输送机构；41、转盘；42、下模具；43、下模处理单元；
5、模压机构；50、模压气缸座；51、模压气缸；52、上模具；53、吹气单元；
6、下料机构；61、移料气缸b；62、移料板b；63、下料气缸；64、吸盘；65、上顶气缸；
7、成品储料机构；70、成型料筒；71、旋转气缸b；72、推料电机b；73、传感器c；74、料筒支架b；75、推料托盘b；751、丝杠b；752、导轨b；76、传感器d。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1
根据图1至图9所示，本实施例所述的一种全自动模压定型设备，包括有机架1，安装在机架上的供料机构2，下模循环输送机构4和成品储料机构7，所述下模循环输送机构上装载有至少三个下模具42；所述机架上位于供料机构和下模循环输送机构上方安装有用以将原料从供料机构输送到下模具上的上料机构3；所述机架上位于下模具上方安装有模压机构5，模压机构下方装载有与下模具配合的上模具52；所述机架上位于下模循环输送机构和成品储料机构上方安装有用以将原料从下模循环输送机构输送到成品储料机构上的下料机构6；所述的供料机构、上料机构、下模循环输送机构、模压机构、下料机构和成品储料机构分别与控制系统连接。
结合图2、图3所示，所述的供料机构2包括有固定安装在机架下部的旋转气缸21，水平安装在旋转气缸上的一个料筒支架24，可拆卸安装在料筒支架上的两个料筒20；料筒支架上位于各个料筒的侧面位置分别安装有纵向设置的丝杠251，料筒支架上还固定安装有一纵向设置的导轨252，各个所述丝杠上传动连接有用以推动原料上移的推料托盘25，各个推料托盘与所述导轨滑动配合连接；所述料筒支架上位于各个丝杠下方分别安装有与各个丝杠传动连接的推料电机22。
如图3所示，位于右侧的料筒内装满原料，上料机构从右侧的料筒抓取原料；位于左侧的料筒为空，由于料筒为可拆卸的安装结构，在右侧料筒原料用完之前的时间，工人可将左侧的料筒更换为装满原料的料筒。所述的料筒可设置两个以上，比如3-4个，这样虽然设备整体体积较大，但可延长装载原料的数量，工人两次更换料筒的间隔时间加长，降低了工人的劳动强度。
所述机架上位于料筒上端部位置安装有用以检测料筒内顶部的原料高度位置的传感器b26；所述机架上位于料筒的正下方安装有用以检测料筒内原料是否已用完的传感器a23。所述传感器a、传感器b为红外传感器或光纤传感器。
所述的料筒包括有一个料筒底盘201，垂直连接于料筒底盘上的多个竖杆，以及连接于各个竖杆上端部的料筒上连接圈202。所述料筒底盘中间开设有通孔，传感器a的位置与通孔的位置对应。
结合图5、图6所示，所述上料机构3包括有一个水平安装在机架上的移料气缸a31，与移料气缸a的活塞杆连接的移料板a32，纵向安装在移料板a上且活塞杆朝下的上料气缸33，以及连接在上料气缸活塞杆上的抓料吸盘装置34；所述的抓料吸盘装置包括有一个安装板341，以及以圆周阵列形式垂直连接在安装板上的5个真空吸附组件342构成，各个真空吸附组件分别与真空发生器相连；安装板上成型有用以调整吸附组件位置的条形孔3411。
所述真空吸附组件包括有依次连接的负压接头3421、过渡连接件3422和吸料管3426，所述吸料管中部位于一个缓冲套3424内，吸料管下部与缓冲套上部之间连接有一个缓冲弹簧3423。缓冲套外壁连接有两个夹紧螺母3425，真空吸附组件342穿过条形孔3411并通过该两个夹紧螺母与安装板固定。如图5所示的安装板为圆形，条形孔沿着安装板的半径方向设置，根据所吸附的原料面积的大小，可相应调整真空吸附组件342的位置，比如原料的面积较大时则调整真空吸附组件342较为靠外，保证能够稳定地将原料吸起。
所述的原料为香皂浆固化后经过冲裁，形成多瓣片状结构，外型大径为90mm～110mm，厚度范围为0.4mm～0.6mm，重量范围为1.6g～2.5g，其上布满微孔，孔径大小范围为10μm～100μm，且分布不均匀。若采用单个吸盘吸料，在叠放的第一块原料上有负压，负压透过微孔，在第二块原料上形成类似于小号吸盘的负压，第三块、第四块依次类推。每次吸取原料时，可能会同时吸吸起多片。
相比之下，采用本发明的多个小孔径吸料管时，由于接触面积小，透过第一块原料形成二次吸盘，力量薄弱，无法吸附第二片原料，保证每次均吸起一片原料。各个吸料管的理论总吸力为吸料管下端部吸嘴总面积与真空度的乘积，实际设计为原料的重力与微孔破坏压力之和的2倍～5倍，保证稳定可靠地吸取单个原料。所述微孔破坏压力指的是从微孔穿过的气流泄漏的气压。
所述的负压接头与真空发生器相连，且负压接头与真空发生器之间的管路上依次连接有真空破坏阀。
结合图4和图8所示，所述的下模循环输送机构4包括有一个转盘41，安装在转盘上方的4个所述下模具42，且下模具下方安装有下模处理单元43。下模处理单元为物理处理单元或者化学处理单元。物理处理单元可为加热模块，对原料进行加热使之易于成型。
所述的模压机构5包括有安装在机架上的模压气缸座50，纵向安装在模压气缸座上且活塞杆朝下的模压气缸51，以及安装在模压气缸活塞杆下端的上模具52；所述上模具上方安装有用以使成型后的原料与上模具脱离的吹气单元53。
根据图9所示，所述的下料机构6包括有水平安装在机架上的移料气缸b61，与移料气缸b的活塞杆连接的移料板b62，纵向安装在移料板b上且活塞杆朝下的下料气缸63，以及连接在下料气缸活塞杆上的吸盘64。
所述下模具以及转盘对应下模具的位置开设有上下贯通的通孔，所述机架上位于下料机构所处工位的转盘下方安装有用以将成型后原料自下而上顶出的上顶气缸65。
所述成品储料机构7包括有固定安装在机架下部的旋转气缸b71，水平安装在旋转气缸b上的一个料筒支架b74，可拆卸安装在料筒支架b上的至少两个成型料筒70；料筒支架b上位于各个成型料筒的侧面位置分别安装有纵向设置的丝杠b751，料筒支架b上还固定安装有一纵向设置的导轨b752，各个所述丝杠b上传动连接有用以托住已模压成型的原料的推料托盘b75，各个推料托盘b与所述导轨b滑动配合连接；所述料筒支架b上位于各个丝杠b下方分别安装有与各个丝杠b传动连接的推料电机b72；所述机架上位于成型料筒上端部位置安装有用以检测成型料筒内顶部的原料高度位置的传感器d76；所述机架上位于成型料筒的正下方安装有用以检测成型料筒内原料是否无原料的传感器c73。
该模压定型设备的工作原理是这样的：根据图2所示，旋转气缸21驱动料筒支架24转动，使一个所述料筒20转动至位于上料机构3下方的上料工位处；传感器a23检测料筒内是否有原料，料筒为空，则旋转气缸再次动作使另一个料筒转到上料工位，若料筒为空，则控制系统发出提醒报警；若料筒中有原料，传感器b检测原料是否达到设定高度，若未达到设定高度，则推料电机驱动推料托盘向上推动原料上移，直到原料达到设定高度。处于非上料工位的没有原料的料筒可卸下，接着换上装满原料的料筒。
结合图2至图6所示，上料机构3的移料气缸a31驱动移料板a32移动，使抓料吸盘装置34至料筒上方，接着上料气缸33驱动抓料吸盘装置下行，使吸料管下端与料筒中最上方的一个原料相抵，接着真空发生器使真空吸附组件产生负压，原料被吸住；接着上料气缸驱动抓料吸盘装置上移，移料气缸a向右移动，使抓料吸盘装置移动到下模循环输送机构的一个下模具（即图4中靠左侧的处于上料工位的下模具）上方；紧接着上料气缸驱动抓料吸盘装置下移，抓料吸盘装置的各个真空吸附组件撤去负压将原料放入下模具中。
结合图4、图8所示，下模循环输送机构的转盘顺时针转动90度，上述接到原料的下模具随转盘转动至模压工位，同时下模处理单元43对原料进行物理或化学处理，接着模压机构5的模压气缸51带动上模具下行，与下模具配合将原料模压成型，原料成型之后，模压气缸带动上模具上行，同时吹气单元53吹气使原料与上模具脱离。
结合图8、图9所示，下模循环输送机构的转盘顺时针转动90度，上述装载有已成型原料的下模具随转盘转动至下料工位；下料机构的上顶气缸65的活塞杆向上动作将下模具中的原料向上顶起，使原料与下模具脱离；同时下料气缸63带动吸盘64下行，吸盘吸住成型的原料后下料气缸上行；接着移料气缸b61带动下料气缸连同吸盘及原料右行至成型料筒上方，下料气缸下行，吸盘松开原料使原料放到成型料筒70上。
如图9所示，位于左侧的成型料筒每增加一个成型的原料，则推料电机b72驱动推料托盘b75下降一段距离，至推料托盘b到达下方极限位置，且传感器d检测到成型料筒中原料已满，则旋转气缸b71转动180度，使另一个成型料筒转动至收料的工位，传感器c检测该成型料筒是否为空，若该成型料筒也已装满原料，则控制系统报警，若该成型料筒为空，则与该成型料筒70对应的推料电机b72驱动推料托盘b75上升至最上端进行接料。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：所述的上顶气缸的活塞杆上端为下顶针，所述下模具中间安装有上顶针，上顶针上端粗下端细，使上顶针不会向下脱出；上顶针下端与下模具之间安装有压缩弹簧，上顶气缸的活塞杆向上移动时通过下顶针推动上顶针上移将原料向上顶出。
安装在下料气缸下方的吸盘64结构与真空吸附组件的结构一致，即吸盘安装于一个安装套内，且吸盘与安装套之间装有弹簧，使得吸盘可以上下弹性运动，运动范围为0mm～xmm，吸盘安装在下料气缸上，升降范围为ymm。下料气缸处于上升状态时，吸盘端面距离上顶针上表面距离为zmm。其中z=y-预紧距离，预紧距离范围为0mm~xmm。
上顶气缸顶出力大于下料气缸的下推力，可以通过缸径，调压阀方式解决。
下料气缸下降ymm，吸盘64贴合于上顶针上表面，当预紧距离不为零时，吸盘对原料产生了一定的预紧力。此时，上顶气缸向上运动，先经过一段空行程，接着与上顶针下端面贴合，然后推动上顶针及吸盘弹性向上，下料气缸向上继续运动kmm。其中k<x-预紧距离+y。此时原料被顶针顶出模具kmm，在吸盘的负压吸附下，实现稳定可靠地脱模。
k的值取决于原料的材质、形状，旨在确定向上运行该距离后，原料完全脱开下模具。
此工作方式的创新点在于先对原料预紧施压，在上顶过程中，使得产品与吸盘、上顶针处于相对静止状态，避免产品被撕扯，或者沿最先脱开的方向产生相对移动，达不到完全脱模的效果。
实施例3
本实施例与实施例2的区别仅在于：上顶针下端与下模具之间不安装压缩弹簧，改为：上顶针下端部连接一永磁铁，下顶针的上端部也连接一永磁铁，上顶气缸向上运动时，先经过一段空行程，接着下顶针与上顶针上的永磁铁贴合，然后下顶针推动上顶针继续向上运动；上顶气缸回复运动时，下顶针拉动上顶针向下运动，至上顶针与下模具上表面贴合后，上顶针、下顶针上的永磁铁脱开，下顶针随着上顶气缸的活塞杆继续下移。这样上顶针的安装、维护相对实施例2更加方便。其它工作过程与实施例2相同。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于抓料吸盘装置的不同，如图10所示，本实施例的抓料吸盘装置包括有总吸料管344，套在总吸料管外的缓冲套管343，总吸料管下部与缓冲套管之间连接有缓冲弹簧b；所述的总吸料管下端连接有一个吸嘴连接盘345，吸嘴连接盘下方连接有3-6个吸嘴346，吸嘴、吸嘴连接盘及总吸料管依次连通。
尽管上面己经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。