一种基于陶瓷多瓣模的取坯机构的制作方法

1.本发明涉及陶瓷模制坯技术领域，特别涉及一种基于陶瓷多瓣模的取坯机构。


背景技术：

2.采用陶瓷模具制坯的工艺过程中，主要包括的工艺步骤为：模具推送至滚压机、产品滚压成形、模具和产品烘干、搬出模具、模具内外模分离、开模、取坯下料、合模上泥、搬回模具，依此循环往复；针对产品烘干成形后，开模取坯工序而言，传统的工艺方法是基于转盘型的开模机执行动作，参考申请号为cn202110081511.0的发明专利，由于转盘结构的设计局限性，各机构只能在产品转动至对应工位后开始执行动作，且步骤执行过程中产品在工位等待时间过长，工序间的协调性无法达到最优，进而单个陶瓷模具在开模机中执行动作的时长高达25s～27s，对整个工艺产线的效率造成极大的影响，因此本发明研制了一种基于陶瓷多瓣模的取坯机构，以解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

3.本发明目的是：提供一种基于陶瓷多瓣模的取坯机构，以解决现有技术中转盘式开模机中各工序之间无法达到最优协调，而导致开模效率低影响工艺进程的问题。
4.本发明的技术方案是：一种基于陶瓷多瓣模的取坯机构，包括模具直线搬运单元、模具定位单元、内外模拆装单元、开模摆坯单元；其中，模具直线搬运单元，包括：载台，所述载台上具有沿预设的第一方向依次设置的寻孔工位、开模工位、预留工位及合模工位；移动模组，所述移动模组对应相邻的三个工位设置，并在前三个工位与后三个工位之间交替转移；模具定位单元，对应设置于寻孔工位，包括：旋转机构，所述旋转机构用于承载模具，所述模具包括内模和外模，所述外模下端具有用于定位的第一通孔；感应器，所述感应器在模具转动过程中识别第一通孔，实现寻孔对齐；内外模拆装单元，包括：外模压紧机构，对应设置于开模工位两侧边；内模抓取机构，共设置两个，并对应设置于开模工位及合模工位上方；开模摆坯单元，共设置两组，包括：夹紧机构，所述夹紧机构夹取内模的各瓣模，完成开合动作；移动机构，所述移动机构驱动所述夹紧机构沿u型的轨迹运动，实现夹紧机构带动内模在开模工位上方与合模工位上方之间转移；坯件夹取机构，将坯件从所述内模中取出。
5.优选的，一对所述夹紧机构的运动轨迹对称设置，每条所述运动轨迹包括第一路
径、第二路径及第三路径；所述第一路径及第三路径垂直于第一方向，所述第二路径平行于第一方向；一对所述夹紧机构在对应的第二路径上始终同步反方向运动。
6.优选的，所述第一路径处于开模工位侧方，所述第三路径处于合模工位侧方；所述第一路径与第二路径相交的位置处具有取坯工位，所述第二路径与第三路径相交的位置处具有等待工位；任一所述夹紧机构处于等待工位时，另一所述夹紧机构往返于开模工位上方与取坯工位；任一所述夹紧机构处于取坯工位时，另一所述夹紧机构往返于合模工位上方与等待工位。
7.优选的，所述内模采用两瓣模，并具有一合模线，所述模具经定位后，所述合模线与第一方向平行或垂直；所述内模抓取机构具有一对夹爪a，一对夹爪a的分布方向与合模线平行；所述夹紧机构具有一对托爪，一对托爪的分布方向与合模线垂直；且一对所述托爪之间形成容置空间，供一对所述夹爪a贯穿，实现内模装拆过程中在一对夹爪a与一对托爪之间的转移。
8.优选的，一对所述夹爪a实现沿第一方向的相对运动，以及沿竖直方向的同步运动，并分别通过气缸进行驱动；一对所述托爪实现沿垂直于第一方向的相对运动，并通过气缸进行驱动；一对所述托爪沿垂直于第一方向的同步运动，以及沿第一方向的同步运动，通过所述移动机构进行驱动。
9.优选的，所述坯件夹取机构包括夹头，以及驱动夹头运动的机械臂；所述夹紧机构运动至取坯工位时，一对所述托爪驱动两瓣模分开，并供夹头取出坯件；所述取坯工位下方设置有内模清洁机构，所述内模清洁机构具有沿轴向转动的毛刷，所述毛刷的轴向与合模线平行，并通过气缸的驱动实现升降。
10.优选的，所述旋转机构包括旋转台，以及驱动旋转台转动的旋转电机；所述模具置于旋转台上，下端面外露于旋转台端面的位置处设置有第二通孔，所述第二通孔在模具下端面径向上设置两个；所述感应器采用激光测距传感器，并设置于所述第一通孔随旋转台转动路径的任意位置点正下方；所述模具定位单元还包括用于实现精定位的顶升件，所述顶升件设置于所述第二通孔随旋转台转动路径的任意位置点正下方；当所述感应器与所述第一通孔对齐时，所述顶升件与所述第二通孔对齐，并通过顶升件插入第二通孔实现精定位。
11.优选的，所述载台对应的寻孔工位设置有所述旋转机构，对应的开模工位及预留工位设置有定位座，对应的合模工位设置有皮带传送线a；所述移动模组包括三个支撑座，所述支撑座中部可供对应的旋转机构、定位座、皮带传送线a容纳；所述支撑座实现沿第一方向及竖直方向的运动，并通过气缸进行驱动；三个所述支撑座依次对应寻孔工位、开模工位、预留工位设置，或者依次对应开模工位、预留工位及合模工位设置。
12.优选的，所述载台的前端设置有入料台，所述载台的末端设置有出料台；
所述入料台与寻孔工位上方设置有搬运机构，所述搬运机构包括一对沿垂直于第一方向分布的夹爪b，驱动一对夹爪b相对运动的气缸，以及驱动一对夹爪b同步沿第一方向运动的电机、传动轮、传送带的组合；所述出料台包括皮带传送线b，所述皮带传送线b与所述皮带传送线a上端面高度相等。
13.优选的，所述入料台偏向载台的一侧设置有一对限位件，一对所述限位件可沿垂直于第一方向相对运动，并通过气缸驱动；一对所述限位件相贴近时，与模具外壁相抵实现定位；一对所述限位件相远离时，形成避让空间供所述模具穿过，并由入料台到达寻孔工位。
14.与现有技术相比，本发明的优点是：（1）本发明基于模具直线搬运单元，采用两组内模抓取机构及夹紧机构配合执行动作，使得单件陶瓷模具工作的平均时长缩减至10s左右，大大提高了工作效率；两组夹紧机构的运动轨迹对称设置，各自的往复运动不存在干扰，协同性高，为工作时长缩短提供可能。
15.（2）内模需在开模工位与合模工位之间转移，因而为保证协同动作，两组夹紧机构的运动轨迹必不相同，夹紧机构需带动内模转移至侧边完成工位转移；又因内模取出后需执行取坯、清洁操作，转移至侧边的内模又进一步便于取坯与清洁操作，充分实现结构布局与工序执行之间的相适应。
16.（3）内模的夹取、开合及清洁必须基于模具的精定位得以实现，因此在开模机前端设置一对限位件以及模具定位单元，当模具通过一对限位件定位，并通过一对夹爪b放置于旋转台上之后，能够保证轴向的定位；再基于旋转台的定轴旋转，满足合模线的定位；后者调整过程中，模具不会发生轴线偏移，相较于传统的夹取旋转，定位精度更高，定位方便性更佳。
17.（4）模具的旋转定位通过感应器实现，感应器采用激光测距传感器，通过识别第一通孔实现预定位，但由于第一通孔侧边可能会存在缺损等情况，或者模具底部存在其他缺损的情况，而使得定位存在误差，因此通过顶升件的升降插入第二通孔内，基于顶升件与第二通孔的配合实现精定位。
附图说明
18.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：图1为本发明所述的一种基于陶瓷多瓣模的取坯机构的结构示意图；图2为本发明所述直线搬运单元的结构示意图；图3为本发明所述直线搬运单元的俯视图；图4为本发明所述直线搬运单元在图2中的a处结构放大图；图5为本发明所述入料台及搬运机构的结构示意图；图6为本发明所述模具定位单元的结构示意图；图7为本发明所述内模抓取机构的结构示意图；图8为本发明所述内模抓取机构与夹紧机构的俯视图；图9为本发明所述一对夹爪a夹取内模的俯视图；
图10为本发明两组所述夹紧机构与模具直线搬运单元的俯视图；图11为本发明所述夹紧机构的结构示意图；图12为本发明一对所述夹爪a与一对所述托爪作用于内模的俯视图；图13为本发明所述夹紧机构对应的运动轨迹图；图14为本发明所述坯件夹取机构的结构示意图；图15为本发明所述内模清洁机构的结构示意图。
19.其中：01、模具，011、外模，012、内模，013、第一通孔，014、第二通孔；1、直线搬运单元；11、载台，111、寻孔工位，112、开模工位，113、预留工位，114、合模工位，115、定位座，116、皮带传送线a；12、移动模组，121、支撑座；2、入料台，21、夹爪b，22、限位件；3、出料台，31、皮带传送线b；4、模具定位单元，41、旋转机构，411、旋转台，412、旋转电机，42、顶升件；5、外模压紧机构，51、定位夹爪；6、内模抓取机构，61、夹爪a；7、夹紧机构，71、托爪；8、运动轨迹，81、第一路径，82、第二路径，83、第三路径；9、坯件夹取机构，91、夹头，92、机械臂；10、内模清洁机构，101、毛刷。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：如图1所示，一种基于陶瓷多瓣模的取坯机构，包括模具直线搬运单元1、模具定位单元4、内外模拆装单元、开模摆坯单元。
21.如图2所示，模具直线搬运单元1，包括载台11及移动模组12。
22.如图3所示，载台11上具有沿预设的第一方向依次设置的寻孔工位111、开模工位112、预留工位113及合模工位114；如图2、图4所示，载台11对应的寻孔工位111设置有模具定位单元4，对应的开模工位112及预留工位113设置有定位座115，对应的合模工位114设置有皮带传送线a116；模具定位单元4、定位座115及皮带传送线a116上端面的高度保持一致，设定该高度为h。
23.移动模组12对应相邻的三个工位设置，并在前三个工位与后三个工位之间交替转移，结合图4所示，移动模组12包括三个相同高度的支撑座121，支撑座121由四个方板构成，中间形成“十”字形的空间供对应的模具定位单元4、定位座115、皮带传送线a116容纳；支撑座121实现沿第一方向及竖直方向的运动，并通过气缸进行驱动；当支撑座121上行运动到极限位时，其上端面高度高于h，当支撑座121下行运动到极限位时，其上端面的高度低于h；三个支撑座121依次对应寻孔工位111、开模工位112、预留工位113设置，或者依次对应开模工位112、预留工位113及合模工位114设置；移动模组12每执行一次动作包括上升、平移、下降，进而实现前三个工位的模具同步移动一个工位至后三个工位；移动完成后，移动模组12
立即沿水平方向复位至前三个工位，继续执行上升、平移、下降的动作，依此往复。
24.本实施例中，如图1所示，载台11的前端设置有入料台2，载台11的末端设置有出料台3。
25.入料台2与寻孔工位111上方设置有搬运机构，用于将模具由入料台2搬运至旋转机构41上；如图5所示，搬运机构包括一对沿垂直于第一方向分布的夹爪b21，驱动一对夹爪b21相对运动的气缸，以及驱动一对夹爪b21同步沿第一方向运动的电机、传动轮、传送带的组合；入料台2偏向载台11的一侧设置有一对限位件22，一对限位件22可沿垂直于第一方向相对运动，并通过气缸驱动。一对限位件22相互靠近时，用于与模具外壁相抵，实现模具的定位，并通过一对夹爪b21的夹持，将模具转送至旋转机构41上，保证放置于旋转机构41上的模具轴线的位置精度；一对限位件22相互远离时，中间形成避让空间供模具穿过，并由入料台2到达寻孔工位111。
26.出料台3包括皮带传送线b31，皮带传送线b31与皮带传送线a116上端面高度相等，使处于合模工位114的模具能够沿着皮带传送线a116及皮带传送线b31移出。
27.模具定位单元4，对应设置于寻孔工位111，包括旋转机构41、感应器（图中未示出）及顶升件42。
28.如图6所示，旋转机构41用于承载模具，包括旋转台411，以及驱动旋转台411转动的旋转电机412；模具01包括内模012和外模011，如图3所示，外模011下端具有用于定位的第一通孔013，以及用于精定位的第二通孔014；内模012采用两瓣模，并具有一合模线013，且内模012的高度高于外模011的高度；模具置于旋转台411上，其中第一通孔013、第二通孔014处于外模011下端面外露于旋转台411端面的位置处，第二通孔014在模具01下端面径向上设置两个；感应器采用激光测距传感器，并设置于第一通孔013随旋转台411转动路径的任意位置点正下方，在模具转动过程中识别第一通孔013，实现寻孔对齐；顶升件42设置于第二通孔014随旋转台411转动路径的任意位置点正下方；当感应器与第一通孔013对齐时，顶升件42与第二通孔014对齐，但由于第一通孔013侧边可能会存在缺损等情况，或者模具底部存在其他缺损的情况，而使得感应器识别错误引发定位误差，因此设置顶升件42，通过顶升件42插入第二通孔014实现精定位，便于后续开模取坯。如图3所示，模具经定位后，合模线013与第一方向平行或垂直，本实施例中，设定合模线013与第一方向平行。
29.如图1、图2所示，内外模拆装单元，包括外模压紧机构5及内模抓取机构6。
30.如图2所示，外模压紧机构5对应设置于开模工位112两侧边，并沿垂直于第一方向分布；本实施例中，外模压紧机构5采用由气缸驱动的肘夹作用于外模011上端面边缘处，实现对外模011的压紧，方便后续内模012的取出；当然，为保证肘夹作用精度，开模工位112两侧边还设置有一对定位夹爪51，沿垂直于第一方向分布，通过气缸驱动并抵设于外模011外壁处，防止外模011轴线存在错位，便于外模压紧机构5执行压紧动作。
31.如图1所示，内模抓取机构6共设置两个，并对应设置于开模工位112及合模工位114上方；如图7、9所示，内模抓取机构6具有一对夹爪a61，一对夹爪a61的分布方向与合模线013平行；一对夹爪a61实现沿第一方向的相对运动，以及沿竖直方向的同步运动，并分别通过气缸进行驱动；工作时，一对夹爪a61用于夹持内模012凸出外模011的结构外壁处，每个夹爪a61具有两个夹持点，夹持过程中与合模线013两侧的两瓣模外壁分别相抵。
32.结合图10所示，开模摆坯单元，共设置两组，包括夹紧机构7、移动机构及坯件夹取
机构9。
33.如图11、图12所示，夹紧机构7夹取内模012的各瓣模，完成开合动作；夹紧机构7具有一对托爪71，一对托爪71的分布方向与合模线013垂直，夹取时各托爪71分别夹紧对应的各瓣模；本实施例中，针对内模012的两瓣模结构，一对夹爪a61的分布方向与一对托爪71的分布方向垂直，有效保证后续的开模操作；结合图8所示，一对托爪71之间形成容置空间，供一对夹爪a61贯穿，实现内模012装拆过程中在一对夹爪a61与一对托爪71之间的转移；在开模工位112上方，一对夹爪a61夹取内模012并转移至一对托爪71之间；在合模工位114上方，一对托爪71夹取内模012并转移至一对夹爪a61之间。本实施例中，一对托爪71沿垂直于第一方向的相对运动通过气缸进行驱动。
34.一对托爪71沿垂直于第一方向的同步运动，以及沿第一方向的同步运动，通过移动机构进行驱动，进而实现移动机构驱动夹紧机构7沿u型的轨迹运动，实现夹紧机构7带动内模012在开模工位112上方与合模工位114上方之间转移，具体如图10所示；本实施例中，一对托爪71沿垂直于第一方向的同步运动采用气缸进行驱动，沿第一方向的同步运动采用气缸，或者伺服电机与丝杠的组合，或者电机、传动轮、传送带的组合中的任意一种。
35.如图10所示，一对夹紧机构7的运动轨迹8对称设置，两条运动轨迹8分别对应图中的细实线部分（x1）与粗实线部分（x2）；每条运动轨迹8包括第一路径81、第二路径82及第三路径83；第一路径81及第三路径83垂直于第一方向，第二路径82平行于第一方向；一对夹紧机构7在对应的第二路径82上始终同步反方向运动。第一路径81处于开模工位112侧方，第三路径83处于合模工位114侧方；如图13所示，第一路径81与第二路径82相交的位置处具有取坯工位，即a1、a2对应的位置处；第二路径82与第三路径83相交的位置处具有等待工位，即b1、b2对应的位置处；第一路径81的起始端处于开模工位112上方，即c1位置处；第二路径82的末端处于合模工位114上方，即c2位置处；任一夹紧机构7处于等待工位时，另一夹紧机构7往返于开模工位112上方与取坯工位；任一夹紧机构7处于取坯工位时，另一夹紧机构7往返于合模工位114上方与等待工位。
36.再者，夹紧机构7由开模工位112转移至合模工位114的过程中，依次在取坯工位及等待工位停留；当夹紧机构7在取坯工位停留时，下方的移动模组12移动一个工位，当夹紧机构7在等待工位停留时，下方的移动模组12再移动一个工位，进而内模012被取出后，能够在移动两个工位后顺利被放入对应的外模011中；夹紧机构7由合模工位114转移至开模工位112的过程中，不发生停留，顺次沿第三路径83、第二路径82及第一路径81运动。
37.设定两组夹紧机构7为第一夹紧机构及第二夹紧机构，第一夹紧机构沿运动轨迹x1运动，第二夹紧机构沿运动轨迹x2运动，其协同动作的具体原理如下：（1）当第一夹紧机构沿运动轨迹x1的第二路径82返程运动至a1处时，第二夹紧机构沿运动轨迹x2的第二路径82运动至b2处，上述两个动作同步执行，且第一夹紧机构空载，第二夹紧机构满载；此时，第一夹紧机构直接运动至c1处，第二夹紧机构在b2处等待；（2）第一夹紧机构在c1处夹取内模012后，再运动至a1处，该过程中第二夹紧机构继续在b2处等待；等待移动模组12将寻孔工位111、开模工位112、预留工位113上的模具同步转移至开模工位112、预留工位113、合模工位114上；（3）当第一夹取机构夹取内模012在a1处停留时，内模012执行取坯、清洁操作；此时第二夹取机构往返于b2与c2之间，将夹取的内模012在c2处放置于外模011中；然后第一
夹取机构在a1处，第二夹取机构在b2处，且第一夹取机构满载，第二夹取机构空载；（4）第一夹取机构沿运动轨迹x1的第二路径82运动至b1处，第二夹取机构沿运动轨迹x2的第二路径82运动至a2处，上述两个动作同步执行；此时第一夹紧机构在b1处等待，第二夹紧机构直接运动至c1处，夹取内模012后再返回至a2处；进而实现第一夹紧机构在b1处等待时，第二夹紧机构往返于a2与c1之间；依此循环往复。
38.还需注意的是，本实施例中，预留工位113可设置外模清洁机构，当内模012取出后，外模011运动至预留工位113后，可通过外模清洁机构进行清理，方便后续内模012的放置；进而预留工位113的设置，在满足外模清洁机构设置的前提下，能够实现上述两组夹紧机构7在运动过程中的协同，保证效率到达最优，单件陶瓷模具工作的平均时长缩减至10s左右。
39.如图14所示，坯件夹取机构9用于将坯件从内模012中取出，此时内模012处于取坯工位，并通过一对托爪71被分开；坯件夹取机构9包括夹头91，以及驱动夹头91运动的机械臂92，夹头91从内部撑紧坯件，进而将坯件取出并转移。
40.当坯件从内模012中取出后，需对各瓣模的合模线013处进行清洁，因此本实施例中，取坯工位下方设置有内模清洁机构10，如图15所示，内模清洁机构10具有沿轴向转动的毛刷101，毛刷101的轴向与合模线013平行，并通过气缸的驱动实现升降。当坯件被取出后，毛刷101升至一对打开的两瓣模之间，通过毛刷101的转动实现对合模线013处的清洁。
41.基于单件模具的运动过程，其工作原理具体如下：（1）模具被放置于入料台2上，并通过一对限位件22进行限位；限位完成后，通过一对夹爪b21夹紧模具，并转运至寻孔工位111上；转运过程中，一对限位件22相远离，形成避让空间供模具穿过；（2）模具到达寻孔工位111，被放置于旋转台411上，通过旋转电机412的驱动发生旋转，过程中通过感应器识别第一通孔013，当感应器与第一通孔013对齐时，顶升件42与第二通孔014对齐；但由于感应器识别存在的误差，因此顶升件42上升运动并插设于第二通孔014内，实现模具的精定位；定位完成后通过移动模组12将模具转移至开模工位112；（3）模具到达开模工位112，通过一对定位夹爪51定位，并通过一对外模压紧机构5压紧外模011上端面；接着，内模抓取机构6的一对夹爪a61抓取内模012，并转移至夹紧机构7；夹紧机构7的一对托爪71带动内模012移动至取坯工位，并执行开模、取坯、清洁操作；（4）夹紧机构7在取坯工位时，移动模组12带动模具移动一个工位，由开模工位112到达预留工位113；当开模、取坯、清洁完成后，夹紧机构7在等待工位时，移动模组12再次移动一个工位，由预留工位113到达合模工位114；此时夹紧机构7将内模012转移至合模工位114上方的一对夹爪a61之间，并放入外模011中，至此一个模具的开模、取坯、清洁、合模动作完成。
42.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。