自动化的橡胶模塑和脱模的制作方法
【专利说明】自动化的橡胶模塑和脱模
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]不适用。
技术领域
[0003]本发明涉及橡胶的工艺过程。更特别地，本发明涉及用于橡胶零件，特别是在鞋子生产中使用的零件的自动模塑和脱模的系统和方法。
【背景技术】
[0004]用于形成例如鞋子外底的鞋子零件的橡胶传统上一直由将橡胶片切割为近似的大小和形状并且然后被模塑以将该橡胶零件固化为接近其最终期望形式的物品来准备。
【发明内容】
[0005]本发明的方面提供自动制造用于例如鞋子的产品的橡胶部件的系统和方法。在根据本发明的方面的系统和方法中，可以提供具有在其中的腔室的模具，该腔室界定期望的橡胶零件的接近的期望的最终形式，例如，橡胶零件的期望的形状和大小，以及在最终橡胶零件中期望的任何纹理、轮廓或其它表面变化。腔室还可以界定从橡胶零件的期望的最终形式延伸的至少一个翼片(tab)。这样的翼片可以从界定模塑的零件的期望的最终形式的腔室的任何部分延伸，并且从而创建在任何部分处从产生的模塑的橡胶物品延伸的翼片。腔室和/或翼片可以形成在模具的一个或多个部分中，例如在模具底部中、在模具顶部中，在模具的顶部和底部两者中、在模具的中间层中、模具的外侧部分等。翼片可以相对于界定期望的橡胶零件的腔室和/或界定该腔室的模具以各种角度、方向等延伸。例如，根据本发明的方面形成的橡胶零件可以以大体上平面的共面方式、相对于该大体上平面的零件成锐角、成直角或成钝角延伸。在特定的示例中，腔室可以界定具有长形形状的期望的最终形式，并且至少一个翼片可以定位在长形形式的一端处或一端附近。例如，用于橡胶模塑物品的长形形式可以用于产生例如鞋子外底的橡胶零件。
[0006]与由腔室界定的橡胶物品的最终形式的形状无关，翼片可以从其中两个模具部分在模塑过程中彼此接触的模具部分延伸，该模具部分经常对应于模塑橡胶物品的具有在模塑过程中在施加热和/或压力期间形成在模具的相邻部分之间的“飞边(flash) ” (即附接到橡胶物品的过量的橡胶)的部分。通过将翼片定位在可能具有与其相关联的飞边的零件部分中，翼片可以与零件被修边同时地并且以相同的方式从模塑的橡胶零件移除。
[0007]界定期望的零件的最终形式和从期望的零件的最终形式延伸的至少一个翼片的腔室可以通过从模具底部移除模具顶部是可接近的。模具顶部、模具底部和模具的任何另外的部分可以部分或全部是可分离的以允许进入腔室。例如，可以提供模具顶部和底部之间的铰链或其它可移动的连接部以允许模具被部分地分离以允许进入界定期望的橡胶零件的腔室。
[0008]分配器可以将橡胶颗粒分配在模具的腔室内。分配器可以可移动地定位在对应于腔室内的第一位置的第一位置。在腔室内的第一位置处，分配器可以将预定量的橡胶颗粒分配到腔室中。此后，分配器可以可选择地移动到对应于腔室内的第二位置的第二位置。在腔室内的第二位置处，分配器可以分配第二预定量的橡胶颗粒。橡胶颗粒的分配可选择地可以在包含在根据本发明的方面的模具内的一个或多个腔室内的任何数量的位置处重复。在根据本发明的方面的一个或多个腔室内的第一位置、第二位置或任何其它位置处被分配的橡胶颗粒的量可以在各个位置处相同或不同。由于橡胶物品的形状对于橡胶物品的不同部分需要不同体积的橡胶，因此在腔室内的不同的位置处可能期望不同量的橡胶颗粒。例如，鞋子外底的鞋前部可能需要比鞋子外底的鞋跟部更多的橡胶，并且因此，可以在腔室的鞋前部位置处比腔室的鞋跟位置处分配更多量的橡胶。在任何给定的位置处分配的预定量的橡胶颗粒可以通过重量、体积、分配所用的时间或任何其它方式来确定。在一个方面，根据颗粒的重量来分配颗粒可能是优选的。分配器可以使用X-Y工作台、六轴机器人臂或任何其它的机械装置来定位。
[0009]在所有期望的橡胶颗粒已经分配在模具的一个或多个腔室内的适当位置之后，模具可以被闭合。热和/或压力可以施加到模具以引起一个腔室或多个腔室内的橡胶颗粒填充界定橡胶物品的近似最终的期望的形状和从物品延伸的至少一个翼片的腔室。在预定量的时间已经过去之后，可以例如通过将模具顶部与模具底部分离来打开模具以方便移除模塑的橡胶物品。
[0010]在模具已经打开之后，夹持设备可以定位在橡胶物品的翼片上方。夹持设备可以使用例如六轴臂来定位以将夹持设备放置在对应于作为模塑橡胶物品的一部分形成的翼片的位置处。夹持设备可以然后用于夹持翼片。在夹持从橡胶物品延伸的翼片之后，夹持设备可以从模具底部以不垂直于并且也不平行于模具底部的方向移走。以该方式，夹持设备可以使用翼片将橡胶物品从腔室“脱落”出来。可以随后使用剪刀、大剪刀、刀和/或作为标准移除修边工艺的一部分从橡胶物品移除翼片。可选择地，翼片可以作为使用橡胶物品形成的物品的一部分来利用。
【附图说明】
[0011]本发明在下文参考附图进行详细描述，在附图中:
[0012]图1-5示意性示出了根据本发明的方面的系统的示例；
[0013]图6-7示出了用于相对于示例性模具定位的橡胶颗粒分配器的X-Y工作台的示例；
[0014]图8-9示出了示例性橡胶颗粒分配器；
[0015]图10-12示出了示例性模具和热压器；
[0016]图13-16示出了用于在从模具移除橡胶物品时使用的夹持设备和臂的示例；
[0017]图17-25示出了翼片相对于橡胶物品的各种方向和位置的示例；
[0018]图26-32示出了可用于形成具有相对于橡胶物品的各种方向和位置的翼片的模具的示例；
[0019]图33示出了根据本发明的方面的方法的示例；
[0020]图34示出了根据本发明的方面的示例性系统的示意图；
[0021]图35示出了适合于根据本发明的方面使用的打开的模具的示例的顶视图；
[0022]图36示出了适合于根据本发明的方面使用的示例模具的侧视图；
[0023]图37示出了适合于根据本发明的方面使用的闭合的模具的示例的侧视图；
[0024]图38示出了当热和压力施加到模具时的适合于根据本发明的方面使用的模具的示例的侧视图；
[0025]图39示出了适合于根据本发明的方面使用的正在打开的模具的示例的侧视图；
[0026]图40示出了适合于根据本发明的方面使用的打开的模具的示例的顶视图；
[0027]图41示出了根据本发明的方面定位成从模具移除橡胶物品的夹持设备的示例；
[0028]图42示出了根据本发明的方面从模具移除橡胶物品的夹持设备的示例；
[0029]图43示出了根据本发明的方面从模具移除橡胶物品的夹持设备的示例；
[0030]图44示出了根据本发明的方面已经通过夹持设备从模具移除的橡胶物品的示例；
[0031]图45示出了根据本发明的方面在橡胶物品已经从模具移除之后的橡胶物品的示例；
[0032]图46示出了根据本发明的方面从橡胶物品移除翼片的示例；
[0033]图47示出了根据本发明的方面在翼片已经从橡胶物品移除之后的橡胶物品的示例；
[0034]图48示出了根据本发明的方面在翼片已经从橡胶物品移除之后的橡胶物品的示例；
[0035]图49示出了根据本发明的方面的机械臂、分配器和夹持设备的示例；以及
[0036]图50-58示出了根据本发明的方面在模塑和脱模系统内的协调运动。
【具体实施方式】
[0037]本发明提供用于制造特别是用于在鞋子生产中使用的橡胶零件的系统和方法。系统和方法可以形成例如用于并入产品中的零件的橡胶物品。本发明的方面可以利用具有界定期望的零件的大小和形状的腔室并且还提供界定从期望的零件延伸的翼片的至少一个间隙的模具。模具可以被设计成使得翼片从对应于模具部件的接合部(junct1n)的零件部分(例如零件的周边)延伸，其将很可能具有围绕该边缘的飞边。例如，虽然形成翼片的腔室可以位于腔室内和最终的模塑橡胶物品的任何地方，但是对应于期望的翼片的腔室可以设置在当闭合时两个或多个模具部分(例如，顶部和基部)的面相遇的地方处或该地方附近模具的一个或多个部分中。例如，翼片可以部分或全部定向在物品的内部之内。此外，形成翼片的多于一个的腔室可以设置在模具腔室中以产生相应的模塑物品上的多于一个的翼片，在这种情况下不同的翼片可以相对于形成的模塑物品不同地定位。
[0038]从模塑橡胶物品延伸的翼片可以大体上小于模塑的橡胶物品的厚度。例如，从模塑的橡胶物品延伸的翼片可以不大于模塑的橡胶物品本身的厚度的20%，或甚至不大于模塑的橡胶物品本身的厚度的10%。虽然不同的橡胶配方和不同模塑零件形式将具有不同的性质，但是翼片可以足够厚以抵抗当用于在模塑之后从腔室脱落模塑橡胶物品时的断裂或撕裂，同时足够薄以如果需要移除翼片时从模塑橡胶物品轻易移除。此外，翼片厚度可以最小化以减少材料用量，同时还是足够厚以允许橡胶在热和/或压力下进入界定翼片的腔室。翼片可以以相对于模塑橡胶物品的任何角度延伸，在该角度，翼片可以被用于从模具移除模塑橡胶物品的夹具夹持。一般地，翼片可以从翼片邻近的模塑橡胶物品部分垂直地凸出。在一些示例中，翼片可以大体上垂直于模塑橡胶物品的顶部表面延伸，但是其它的角度可以用于翼片，并且形成的橡胶物品不需要具有平坦的顶部表面。从模塑橡胶物品延伸的翼片的长度可以例如基于将用于作为关于模塑橡胶物品的脱模工艺的一部分来夹持翼片的任何夹持设备的大小而变化。
[0039]现在参考图1，在透视图中示出了用于自动模塑橡胶零件的橡胶模塑和脱模系统100。系统100包括由橡胶分配站126供应的两组模塑站。橡胶分配站126沿着轨道120移动以将橡胶颗粒从料斗124分配到与模塑站中的每个相关联的模具。示出的模塑站包括模塑站102、模塑站104、模塑站106、模塑站108、模塑站111、模塑站113、模塑站114和模塑站116。模塑站可以各自具有相同的模具或不同的模具。例如，每个模塑站可以具有用于相同型号的鞋但是不同尺寸的鞋外底的模具。示例性模塑站的功能将在后面进行更加详细的说明。
[0040]系统还包括机械臂132，机械臂132从模塑站移除固化的橡胶物品140和142并且将它们放置在运输机械装置160上。运输机械装置160将固化的橡胶物品140和142运送到后续的工艺(例如，包装、装配、抛光、修边)。运输机械装置160可以包括传送带、推进器和滚轴的系统、链条或带驱动系统。机械臂132沿着轨道130移动以接近模塑站中的每个。
[0041]现在转向图2，在透视图中示出了根据本发明的方面的分配站126和示例性模塑站108的近视图。模具底部110可以提供对应于完成的模塑零件的近似的期望的尺寸和形状的至少一个腔室112。模具底部110可以搁置于热压器的下部部分170上，该热压器是模塑站108的一部分。模具底部110和下部部分170可以在托盘装置138上从模塑站108的内部滑出以从分配器122接纳橡胶颗粒。
[0042]在模具底部110处于分配器下方的合适的位置中之后，分配站126可以将预定量的橡胶颗粒分配到模具底部110内的腔室112中。分配器122可以在分配站126处在至少两个维度上是可定位的。分配器122可以是使用例如X-Y工作台、机械臂或其它机械装置的机械装置可定位的。
[0043]被分配器122在分配站126处分配的橡胶颗粒可以包括未固化的或部分固化的橡胶件，每个橡胶件大体上小于用于模塑的腔室112。橡胶颗粒可以是球形、圆柱形、立方体形、矩形、不规则形或任何其它的形状。橡胶颗粒可以通过例如切割、挤压等工艺形成。以粉末、液体或其它形式的防粘材料可以作为在分配站126处分配的橡胶颗粒的一部分被包含。分配站126可以包含容器(未示出)或可操作地连接到容器(未示出)，该容器向料斗124提供橡胶颗粒的供应。料斗124以允许橡胶颗粒从料斗124传送到分配器122的方式连接到分配器122。一旦橡胶颗粒已经被分配，模具底部110和下部部分170滑动返回到模塑站108内的