单模一次成型系统和单模一次成型方法 【技术领域】
本发明涉及塑料成型加工领域， 具体涉及单模一次成型系统和单模一次成型方法。 背景技术
塑料已被广泛应用于国民经济发展的各个领域， 塑料包装制品也已渗透到工业、 农业、 商业及日常生活等各个方面， 从而， 塑料成型加工业也得到了飞速发展。
塑料成型加工业主要包括注塑、 吹塑、 吸塑和压延领域。在吸塑领域中， 目前国内 流行使用的吸塑工艺流程主要为 ：
原料→挤出→冷却制片→制片储存→制片加热→吸塑成型→裁剪
现有方案需要使用拉片机和吸塑成型机两套设备， 投资大， 能耗高， 人员投入多， 占地面积大。 此外， 由拉片机制成的制片需要先进行冷却， 并在此后使用时在吸塑成型机中 重新加热并进行吸塑成型， 因而制造工艺复杂 ； 而且， 由于吸塑过程中所需模具数量较多， 使得其相互配合复杂， 制造成本较高。 发明内容 针对上述现有技术的问题， 本发明提供一种单模一次成型系统和单模一次成型方 法， 能够解决现有技术中制造工艺复杂的问题。
本发明提供了一种单模一次成型系统， 具体包括 ：
主机， 包括模头 ；
副机， 位于所述模头的下游并包括副机控制系统、 可动机架、 传动系统 ；
其中， 所述可动机架上设置有保持上下对准的下模和上模， 并能够沿所述副机的 导轨移动。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述主机包括温度控制器 ； 和/或
所述副机控制系统包括以下中的至少一种 ： 副机启动开关 ； 传动系统转速控制 器； 吸塑定时器 ； 冷却控制器 ； 裁剪控制器 ； 位置传感器 ； 速度传感器。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述可动机架包括上压力气缸和下压力气缸， 所 述上压力气缸连接到所述上模， 所述下压力气缸连接到所述下模。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述可动机架具有能够沿所述副机的导轨移动 的滑块， 所述下压力气缸连接到所述滑块。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述传动系统包括 ：
传动轴 ；
链轮或链条， 其与所述传动轴相连 ；
具有缺口或突部的齿轮， 其与所述传动轴相连并与所述可动机架相连 ； 和
弹簧， 其连接在所述副机的固定机架与所述可动机架之间。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述可动机架的下压力气缸具有齿条， 所述齿条
与所述齿轮啮合连接。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述齿轮从包括直径不同齿轮的组中选出 ； 和/ 或
所述齿轮的缺口或突部的大小由所述可动机架的行程和 / 或所述传动轴的转速 决定。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述副机进一步包括以下中的至少一种 ：
压片机构 ；
真空泵 ；
喷雾冷却装置 ；
裁剪刀， 其安装在副机的出口处。
本发明还提供了一种单模一次成型方法， 其特征在于， 包括 ：
将制片从主机的模头引导到副机的保持上下对准的下模和上模之间 ；
在所述下模和上模与所述制片同步运动的同时使所述下模和上模合拢和分开以 使所述制片形成预定样式。
在本发明的各实施例中， 优选地， 当所述下模和上模进行所述同步运动至一结束 位置时或者当所述下模和上模分开之后预定时间时， 使所述下模和上模反向运动至一起始 位置 ； 和/或
当检测到所述下模和上模与所述制片的速度之差小于预定值时、 或当检测到所述 下模和上模进行所述同步运动至预定位移范围内时， 使所述下模和上模合拢和分开以使所 述制片形成预定样式。
通过本发明提供的单模一次成型系统和单模一次成型方法， 能够解决解决现有技 术中制造工艺复杂的问题， 极大地节省了现有生产过程中的占地面积和设备的投入， 降低 了电力和人力的消耗。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 以下将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 以下描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员而言， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图 1 为本发明单模一次成型系统一种实施例的组成部分示意图。
图 2 为本发明单模一次成型系统副机一种实施例的一部分的示意图。 具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、 完整的描述， 显然， 所描 述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例， 都属于本 发明所保护的范围。
本发明提供了一种单模一次成型系统， 具体包括 ：
主机， 包括模头 ；副机， 位于所述模头的下游并包括副机控制系统、 可动机架、 传动系统 ；
其中， 所述可动机架上设置有保持上下对准的下模和上模， 并能够沿所述副机的 导轨移动。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述主机包括温度控制器 ； 和/或
所述副机控制系统包括以下中的至少一种 ： 副机启动开关 ； 传动系统转速控制 器； 吸塑定时器 ； 冷却控制器 ； 裁剪控制器 ； 位置传感器 ； 速度传感器。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述可动机架包括上压力气缸和下压力气缸， 所 述上压力气缸连接到所述上模， 所述下压力气缸连接到所述下模。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述可动机架具有能够沿所述副机的导轨移动 的滑块， 所述下压力气缸连接到所述滑块。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述传动系统包括 ：
传动轴 ；
链轮或链条， 其与所述传动轴相连 ；
具有缺口或突部的齿轮， 其与所述传动轴相连并与所述可动机架相连 ； 和
弹簧， 其连接在所述副机的固定机架与所述可动机架之间。 在本发明的各实施例中， 优选地， 所述可动机架的下压力气缸具有齿条， 所述齿条 与所述齿轮啮合连接。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述齿轮从包括直径不同齿轮的组中选出 ； 和/ 或
所述齿轮的缺口或突部的大小由所述可动机架的行程和 / 或所述传动轴的转速 决定。
在本发明的各实施例中， 优选地， 所述副机进一步包括以下中的至少一种 ：
压片机构 ；
真空泵 ；
喷雾冷却装置 ；
裁剪刀， 其安装在副机的出口处。
本发明还提供了一种单模一次成型方法， 其特征在于， 包括 ：
将制片从主机的模头引导到副机的保持上下对准的下模和上模之间 ；
在所述下模和上模与所述制片同步运动的同时使所述下模和上模合拢和分开以 使所述制片形成预定样式。
在本发明的各实施例中， 优选地， 当所述下模和上模进行所述同步运动至一结束 位置时或者当所述下模和上模分开之后预定时间时， 使所述下模和上模反向运动至一起始 位置 ； 和/或
当检测到所述下模和上模与所述制片的速度之差小于预定值时、 或当检测到所述 下模和上模进行所述同步运动至预定位移范围内时， 使所述下模和上模合拢和分开以使所 述制片形成预定样式。
通过本发明提供的单模一次成型系统和单模一次成型方法， 能够解决现有技术中 制造工艺复杂的问题， 极大地节省了现有生产过程中的占地面积和设备的投入， 降低了电 力和人力的消耗。
在各实施例中， 所述的 “单模” 是指仅需使用单一的模具， 所述单一模具可包括处 于上方的上模和处于下方的下模， 二者可合拢和分开以将二者之间的制片吸塑成型。
在各实施例中， 所述的 “成型” 可为吸塑成型， 不过， 根据需要， 所述的单模一次成 型系统和单模一次成型方法也可应用于注塑、 吹塑等成型方式。
如图 1 所示， 在一个实施例中， 单模一次成型系统包括主机和副机。
如图 2 所示， 在一个实施例中， 单模一次成型系统的副机包括副机控制系统、 可动 机架、 传动系统。
在一个实施例中， 单模一次成型系统由主机和副机组成， 优选地， 主机包括模头， 材料在主机中加热， 并由主机的模头挤出， 得到制片。 优选地， 主机包括温度控制器， 温度控 制器主要控制制片的温度， 使得制片温度不会太低而导致在成型时不得不重新加热， 也不 要太高使制片高温变软易变形受损。
在一个实施例中， 优选地， 副机位于主机模头的下游， 包括副机控制系统、 可动机 架、 传动系统。制片的吸塑成型、 冷却定型和裁剪在副机中完成。优选地， 主机与副机不连 接， 副机位于主机模头的下方使得制片能够直接从模头被引导到副机。
在一个实施例中， 优选地， 可动机架上设置有保持上下对准的下模和上模， 优选 地， 可动机架能够沿所述副机的导轨移动。可动机架的下模和上模保持上下对准， 在上下 压力气缸的作用下 ( 并可与真空泵协作 ) 对到达成型位置的制片完成吸塑成型过程。导轨 的设置使可动机架的运动方向具有引导性， 保证可动机架上的单模与制片的相对位置不变 ( 例如保持同步运动 )。 在一个实施例中， 优选地， 副机的启动、 产品的运动、 吸塑过程、 冷却过程和裁剪过 程都由副机的控制系统控制。 优选地， 副机的控制系统包括以下中的至少一种 ： 副机启动开 关、 传动系统转速控制器、 吸塑定时器、 冷却控制器、 裁剪控制器、 位置传感器、 速度传感器。
优选地， 副机启动开关是控制电机正常工作的电源开关， 例如可避免电机在电路 故障时被烧坏的危险。
优选地， 传动系统转速控制器用来控制传动系统中传动轴的转速， 以控制传动系 统中的链轮或链条和齿轮的转速， 进而控制制片前行的速度和可动机架的前行速度。
优选地， 吸塑定时器是对每件产品进行的吸塑时间设置， 可根据原材料的不同和 所要生产的产品薄厚的不同设定吸塑时间， 例如为 4s， 这样能在塑料产品的生产中更有效 地应用本成型系统， 吸塑定时器连接在控制系统的控制面板上， 易操作。
优选地， 冷却控制器是对每件产品吸塑过程后的冷却定型时间进行控制， 可根据 原材料的不同和所要生产的产品薄厚的不同控制冷却时间， 例如为 4s， 冷却控制器连接在 控制系统的控制面板上， 易操作。
优选地， 裁剪控制器可对每件产品完成生产过程后进行的裁剪时间控制， 保证裁 剪装置进行两次裁剪过程的时间间歇， 可将时间设置为， 例如为 6s ； 或者， 裁剪控制器也可 对每件产品完成生产过程后进行位置感应控制， 当产品运动至裁剪处时， 控制裁剪刀对产 品进行裁剪。这样能在塑料产品的生产中更有效地应用本成型系统， 裁剪控制器连接在控 制系统的控制面板上， 方便操作。
优选地， 位置传感器对可动机架上的模具和制片的水平相对位置进行监测， 有助 于系统控制相邻两个产品间留有余量， 以此保证产品吸塑成型过程的有效进行。
优选地， 速度传感器对可动机架上的模具和制片的水平运动速度进行监测， 当可 动机架与制片的运动速度一致时， 有利于产品吸塑成型过程的有效进行， 整体上保证原料 经模头挤出成片和吸塑间工艺的连续。
在一个实施例中， 优选地， 所述可动机架包括上压力气缸和下压力气缸， 上压力气 缸连接到可动机架上的上模， 下压力气缸连接到可动机架上的下模 ； 优选地， 可动机架具有 能够沿所述副机的导轨移动的滑块， 所述下压力气缸连接到所述滑块上。上下压力气缸主 要控制下模和上模的上下运动。
在一个实施例中， 优选地， 传动系统包括传动轴 ； 链轮或链条， 其与所述传动轴相 连； 具有缺口或突部的齿轮， 其与所述传动轴相连并与所述可动机架相连 ； 和弹簧， 其连接 在所述副机的固定机架与所述可动机架之间。
优选地， 所述传动轴与齿轮连接， 所述传动轴与链轮或链条连接， 这样， 传动轴带 动齿轮、 链轮或链条一起转动， 齿轮克服弹簧弹力带动模具运动， 链轮或链条带动制片运 动， 从而可保证制片和模具同步运动。
优选地， 所述弹簧连接到所述副机的固定机架与所述可动机架 ( 例如， 滑块 ) 之 间， 当齿轮转动到缺口 ( 该齿轮在缺口处不设置齿 ) 处时， 由于此时齿轮与可动机架的下压 力气缸不相连 ( 例如与下压力气缸底部的齿条不啮合 )， 因而齿轮继续转动但无法带动可 动机架， 而在弹簧上所蓄的力足以快速将可动机架拉回到起始位置。 在一个实施例中， 优选地， 所述可动机架下压力气缸底部具有齿条， 优选地， 所述 齿条与所述齿轮啮合连接。齿轮转动时通过与齿条的啮合带动可动机架运动。
在一个实施例中， 优选地， 所述齿轮从包括直径不同齿轮的组中选出 ； 和 / 或， 所 述齿轮的缺口或突部的大小由所述可动机架的行程和 / 或所述传动轴的转速决定。由于生 产的产品不同， 每次生产对齿轮的大小、 齿轮的缺口或突部的大小要求不同， 齿轮应根据产 品的要求从直径不同齿轮的组中选出。由于齿轮由传动轴带动转动， 齿轮同时带动可动机 架运动， 所以缺口的大小由传动轴的转速和可动机架的行程决定。
在一个实施例中， 优选地， 副机还包括压片机构。压片机构连接在可动机架上。当 可动机架与制片同步运动时， 在吸塑成型动作之前， 压片机构可以帮助使制片相对于模具 的位置固定， 保证制片在吸塑时的稳定性， 得到的产品较优。
在一个实施例中， 优选地， 副机还包括真空泵， 真空泵安装在成型位置， 真空泵是 吸塑过程的配套装置。
在一个实施例中， 优选地， 副机还包括喷雾冷却装置， 在产品吸塑过程完成后， 使 用喷雾冷却装置对产品进行喷雾冷却， 可使产品尽快达到冷却状态。 所需的冷却时间很短， 例如 4s。
在一个实施例中， 优选地， 副机还包括裁剪刀， 优选地， 裁剪刀安装在所述副机的 出口。 例如， 裁剪刀的运动时间间歇可由控制系统设置， 可以根据产品在链条上的运动速度 设置裁剪刀运动间歇时间， 或者裁剪刀通过控制系统控制产品相对于裁剪刀的位置来控制 每次裁剪动作的完成及裁剪动作的连贯， 以准确对一系列连接的产品进行裁剪。
本发明提供一种单模一次成型方法， 包括 ：
将制片从主机模头引导到副机的保持上下对准的下模和上模之间 ；
在所述下模和上模与所述制片同步运动的同时使所述下模和上模合拢和分开以
使所述制片形成预定样式。
在一个实施例中， 优选地， 原料在主机中被加热至要求的粘流态， 并经由模头成片 状挤出形成制片， 制片被直接导入副机。 优选地， 制片的厚度可根据产品的要求通过替换模 头或调节模唇开启度达到， 以进入副机完成制品吸塑和冷却过程。制片由链轮或链条带动 其运动， 并被引导到副机中保持上下对准的下模和上模之间。 在传动轴的作用下， 具有缺口 或突部的齿轮和链轮或链条分别带动设置有模具的可动机架和制片进行同步运动。
优选地， 在副机传动系统带动可动机架上的所述模具 ( 其包括下模和上模 ) 与所 述制片同步运动的同时， 可动机架上的上下压力气缸带动所述下模和上模做上下运动， 即 合拢和分开， 从而使所述制片形成预定样式。
在一个实施例中， 优选地， 传动轴同时带动齿轮和链轮或链条运动， 保证二者运动 速度一致。当制片到达成型 ( 例如吸塑成型 ) 位置处时， 可动机架上的压片机构对制片进 行稳定， 下模和上模在分别与下模、 上模连接的上下压力气缸作用下 ( 上下压力气缸带动 下模和上模完成上下方向的运动 )， 与真空泵一起完成对制片的吸塑成型过程。 在吸塑成型 过程中， 可动机架由具有缺口或突部的齿轮带动， 并克服弹簧弹力沿导轨前行， 齿轮与下压 力气缸底部的齿条啮合连接。 例如， 当齿轮转动至缺口处时， 由于此时齿轮与可动机架下压 力气缸的齿条不啮合， 齿轮继续转动， 但无法带动可动机架。此时， 弹簧在可动机架被齿轮 带动运动的过程中已经蓄有足够的力， 可以快速将可动机架拉回到起始位置， 即完成一次 吸塑过程。 当可动机架回到起始位置时， 齿轮与齿条再次啮合， 齿轮再一次克服弹簧弹力带 动可动机架向前运动， 完成第二次吸塑成型过程。可动机架的循环往返能够保证单模成型 过程的实现。
在一个实施例中， 可替代地， 除了以上所述的机械控制外， 副机控制系统可以对吸 塑过程进行电子控制。 例如， 副机包括一位置传感器或一定时器， 当下模和上模与制片进行 同步运动至一结束位置 ( 即吸塑成型过程完成后的某一位置 ) 时， 或在同步运动中在下模 和上模合拢或分开之后预定时间时 ( 即能够保证吸塑过程完成的某一预定时间 )， 如果位 置传感器检测到下模和上模到达同步运动的结束位置， 或定时器所设定的下模和上模分开 之后的时间到达时， 由副机控制系统控制下模和上模返回 ( 例如反向运动 ) 至起始位置， 即， 完成一次吸塑过程。 然后， 副机控制系统可继续控制设置有下模和上模的可动机架再一 次向前运动， 即开始第二次吸塑过程。
在一个实施例中， 优选地， 副机包括一速度传感器或一位置传感器， 当速度传感器 检测到所述下模和上模与所述制片的速度之差小于预定值时， 即可认为下模和上模与制片 进行同步运动， 此时由副机控制系统控制下模和上模合拢以进行制片成型 ； 和 / 或当位置 传感器检测到所述下模和上模进行所述同步运动至预定位移范围内时， 即可以保证吸塑过 程完成的某一预定位移范围， 由副机控制系统控制下模和上模合拢和分开， 使所述制片形 成预定样式。 当下模和上模分开后， 由副机控制系统控制下模和上模回到起始位置， 即完成 一次吸塑过程。副机控制系统可以继续控制下模和上模再一次向前运动， 并再次合拢和分 开， 即进行第二次吸塑过程。
在一个实施例中， 优选地， 吸塑过程完成后， 即对产品进行冷却定型。喷雾冷却装 置安装在可动机架上， 使用喷雾冷却装置对产品进行喷雾冷却， 可使产品尽快达到冷却状 态。所需的冷却时间很短， 例如 4s。吸塑和冷却定型过程完成后， 将产品通过副机的出口。 优选地， 裁剪刀安装在所述 副机的出口， 裁剪刀将连接在一起的产品裁剪开， 得到独立的成品片。 裁剪刀的运动时间间 歇可设置， 裁剪刀可根据产品在链条上的运动速度或产品相对于裁剪刀的位置设置其运动 间歇时间， 以准确对一系列连接的产品进行裁剪。
通过本发明提供的单模一次成型系统和单模一次成型方法， 省却了现有技术中冷 却制片、 片材存储和片材加热等工序， 省却了拉片机的使用， 节省了大量下模的投入使用， 简化了工艺。本发明相比现有技术， 节省了 50％以上的设备投资， 节省了 30％以上的劳动 力投入， 节省了 50％以上的能耗， 节省了 60％以上的占地面积。
本发明提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合， 通过这种组合得到的 技术方案， 也在本发明的范围内。
显然， 本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神 和范围。这样， 倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内， 则本发明也包含这些改动和变型在内。