CN101076437A - 模制后冷却和部件修复设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种压板安装的、模制后冷却设备和方法，其包括用于操作注塑机内的模制部件的结构及/或步骤，所述注塑机具有固定压板、移动压板、型芯半体和型腔半体。耦接到所述固定压板的取出装置经配置以从所述型芯半体或型腔半体移除模制部件。耦接到所述移动压板的冷却装置经配置以冷却由所述取出装置携载的所述模制部件。较佳地，所述取出装置从模具的型芯半体抽取刚模制的部件且然后直线移动到所述模具半体的外侧。所述移动压板随后在下一个模制周期中闭合所述模具的移动导致所述冷却装置的销啮合所述取出装置部件托板中的模制部件。当所述移动压板再次打开时，外部夹紧装置从所述部件托板中抽取所述模制部件。当所述移动压板完全打开时，所述冷却装置旋转以从所述机器推出经冷却的部件。

Description

模制后冷却和部件修复设备

技术领域

本发明涉及一种用于在模制操作完成后从取出板移除模制塑料物件的方法和设备。具体而言，本发明涉及用于配备有模制后装置的注塑机的方法和设备，所述模制后装置安装在移动压板上，所述移动压板与多位置机械手取出板配合，以使用抓紧物件的外表面的夹具选择性地卸载所述多位置取出板上的一些模制件托板。所述方法和设备尤其良好地适用于模制热塑性聚酯聚合物材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)塑坯。

背景技术

目前，在注塑机上使用多种模制后塑坯传递方法来优化所述注塑机的周期时间。某些部件(如塑料塑坯)通常使用PET树脂注塑模制，且可具有从约2.00mm变化到大于4.00mm的壁厚，且需要延长的冷却周期来固化为大体上无缺陷的部件。厚壁部件(例如那些由具有高耐传热性能的材料(如塑料树脂)制成的部件)可表现出“再热”现象，此现象可在从模具推出部件后产生缺陷部件。

使用多种技术来实施模制后冷却功能，其中部分冷却的塑坯在已形成初始冷却的表面层后从注塑模中推出，以使部件在推出后无变形。然后，将所述部分冷却的塑坯交给下游装置，其继续固定所述塑坯，同时除去余热，以便随后对所述塑坯进行操作而不使其受到损坏。通常，塑坯表面温度需降低到约70℃，以确保安全操作。

提前推出部分冷却的塑坯可在模制周期提早释放注塑设备，由此大大地提高所述设备的生产效率。用于从所述取出板移除热塑模部件的设备必须在不损坏热塑坯的情况下对其进行操作。

美国第Re.33,237号专利揭示用于从注塑模的型芯侧移除部分冷却的注塑模制件的机械手控制多位置取出板。部件从模具直接顶入冷却的托板，如美国第4,729,732号专利所揭示，且由所述机械手输送到外侧位置，在该处将某些部件推到载送器上。所述板具有多组托板，每一组的数量足以固定来自所述多型腔模具的型芯中的每一者的一个部件。在所述板上有多组托板，以使多组模制部件可被固定并冷却，被推出的组是在所述板的管中已冷却最长时间的组。所揭示的推出部件的方法取决于将所述部件固定在所述托板中的真空的结束，由此使重力能够导致所述部件在所述取出板已旋转90度到取出位置时脱落。在没有正向推出力的情况下，部件可能粘滞在所述管中并导致所述机器卡涩。

美国第5,447,426号专利论述了通过使用脱模器杆来解锁塑坯。

美国第6,171,541号专利揭示将一冷却销插入部分冷却的部件的内部以释放其中的冷却液体来协助冷却。另外，所述专利还揭示通过所述同一冷却销施加真空的程序，以使在将所述销移离固定所述部件的托板时，所述部件保持附接在所述销上，由此将所述部件移离所述托板。然后，将固定在构架上的所述销旋转90度至排出位置且将真空终止，以使所述部件能够下落离开所述销。该专利未揭示用于抓紧部件的外表面以固定并支撑部件的抓爪。

美国第4,836,767号专利揭示一种安装在所述移动压板上的可旋转台架，在所述移动压板上安装有用于模具的两个型芯组。尽管一个型芯组位于闭合的模具位置以用于注塑部件，另一个则定位在外侧以将部件推出到安装在可转位的四边转盘上的冷却的托板内，所述转盘安装在所述机器的固定压板上。在所述转盘上可承载四组模制部件，以实现延长的冷却时间。所述部件在型芯上保留一个额外的周期时间顺序，其使所述部件在传递到所述转盘上之前可提供冷却时间的短时延长。

美国第3,804,568号专利揭示一种安装在注塑机的移动压板上的机械手，其中所述机械手驱动取出板进和出敞开的模具区域以移除被推出的部件。然后，第二传递板在所述取出板处于外侧位置时将其卸下。通过凸轮和连杆来使用所述移动压板的运动，以致动所述取出板的竖直运动，且使其在机械上同步，从而在其运行期间没有与所述模具发生碰撞的风险。

美国第5,354,194号专利揭示安装在所述固定压板的侧面的模制件移除单元。

早期的Husky塑坯使用具有单一位置取出板和托板的机械手来卸下PET塑坯。所述机械手安装在固定压板上，且竖直移动所述取出板。在所述模具上方的外侧位置，传递板的真空管托板与所述传递板对齐，且通过向模制部件的内部施加真空来将所述模制部件移离所述传递板。所述传递板移动到机器的非操作人员侧的第二外侧位置且进行旋转，以使部件能够在真空终止时从管上落下。

于2004年9月23日发布的Husky同在申请中的2004/0185136美国申请公开案描述了一种模制部件操作设备，其用于具有固定压板和移动压板的注塑机。取出装置耦接在所述固定压板上且经配置以从所述固定压板和所述移动压板之间移除模制部件。一冷却装置耦接在所述移动压板上，且经配置以冷却由所述取出装置携载的模制部件。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供用于具有固定压板、移动压板、型芯半体和型腔半体的一注塑机的模制部件操作设备的结构及/或步骤。一取出装置耦接在所述固定压板上，且其经配置以从所述型芯半体和所述型腔半体中的一者移除模制部件。一冷却装置耦接在所述移动压板上，且其经配置以冷却由所述取出装置所携载的模制部件，且通过抓紧所述模制部件的外表面将其从所述取出装置移除。

根据本发明的另一方面，提供用于具有型芯半体和型腔半体的注塑机的模制部件传递设备的结构及/或步骤。一取出装置经配置以从所述型芯半体和所述型腔半体中的一者移除模制部件。一冷却装置经配置以冷却由所述取出装置所携载的模制部件。位移控制结构经配置以促使：(i)所述型芯半体朝所述型腔半体及所述冷却装置朝所述取出装置同时发生相对位移；及(ii)所述型芯半体远离所述型腔半体，及所述冷却装置远离所述取出装置同时发生相对位移，且由夹具通过抓紧所述取出装置内某些部件的外表面来从所述取出装置移除某些部件。

本发明还提供用于将模制部件从模具取出板传递到冷却板的设备。所述设备包括用于夹紧部件的外表面的夹紧装置及用于防止所述夹紧装置夹紧所述部件的装置。

本发明进一步提供用于夹紧模制塑坯的夹紧装置。所述夹紧装置具有多个柔性指状件。所述柔性指状件具有至少部分与所述塑坯的外表面的一部分相符合的内表面。所述指状件弯曲到敞开位置以接纳所述塑坯，且当所述塑坯被接纳到指状件内时释放以塌陷成在所述表面处与所述塑坯夹紧啮合。

本发明进一步提供用于夹紧模制塑坯的夹紧装置，所述夹紧装置包括一对实心管。每一管在每一塑坯夹紧位置具有一切口部分。一可充气气囊沿每一管的内部延伸。每一气囊当充气时在在每一夹紧位置处可膨胀至所述管的外侧，以在每一夹紧位置抓紧每一塑坯的外表面。

因而，本发明有利地提供模制后冷却方法和设备，以有效地冷却并传递模制塑料件。

附图说明

现在，参考附图来介绍本发明的示例性实施例，所述附图中：

图1是本发明的一实施例的平面图，其中显示处于外侧位置的多位置取出板及具有部件夹具的多冷却装置。

图2a、2b和2c包括图1实施例的平面图，其中显示处于三个外侧位置中的第一个位置的多位置取出板及显示在以下三个位置中的多冷却装置：啮合前：2a；啮合后：2b；脱离且所选的部件移除：2c。

图3a、3b和3c包括图1实施例的平面图，其中显示处于三个外侧位置中的第二个位置的多位置取出板及显示在以下三个位置中的多冷却装置：啮合前：3a；啮合后：3b；脱离且所选的部件移除：3c。

图4a、4b和4c包括图1实施例的平面图，其中显示处于三个外侧位置中的第三个位置的多位置取出板及显示在以下三个位置中的多冷却装置：啮合前：4a；啮合后：4b；脱离且所选的部件移除：4c。

图5A是部件组装的多传递装置的平面图。

图5B是图5A中的装置沿剖面线B-B的剖视图。

图6A是夹紧部件的塑坏夹具机构的较佳实施例的侧视图。

图6B是图6A中的较佳实施例的侧视图，其中所述夹具机构处于释放或打开位置。

图7是图5A中的部分组装的装置的等视图，其中显示用于对图6A和6B中所示的所述夹紧装置在打开位置和闭合位置之间进行移位的机构。

图8是图6A和图6B中的所述夹紧装置在夹持有塑坯时和没有夹持塑坯时的等视图。

图9A和图9B是处于关闭位置和打开位置的塑坯夹具机构的一替代实施例的剖视图。

图10是塑坯夹具机构的第三实施例的局部剖视图的侧视图。

图11是夹具机构的第三实施例的平面图。

图12是夹具机构的所述第三实施例的修改的局部剖视图的侧视图。

图13是图12中所示实施例的平面图。

具体实施方式

现在，结合多个实施例来介绍本发明，其中塑料注塑机具有固定到所述移动压板上的冷却装置和固定到所述固定压板上的取出装置。在一较佳实施例中，所述冷却装置具有多根冷却管和较少数量的外部夹具，且所述取出装置具有多个塑坯托板。在所述移动压板移动以打开模具后，所述取出装置在两个模具半体间直线移动，以将刚模制的塑坯从所述模具型芯抽取到塑坯托板上。然后，所述取出装置直线移动到所述两个模具半体之外的位置。然后，当所述移动压板朝所述固定压板移动以闭合模具且模制一组新塑坯时，所述冷却装置同时移动以将所述取出装置托板与所述冷却销和传递夹具啮合。当所述移动压板再次移动以打开模具时，夹紧构件将一组塑坯从所述托板抽取到所述冷却装置上。在所述移动压板已到达其完全打开的位置时，所述冷却装置已绕水平轴旋转以将模制并冷却后的部件脱落到载送器上。

较佳地，所述冷却装置包括冷却销，当冷却装置每次接近所述取出装置时，所述冷却销便插入所述取出装置上的每一塑坯。冷却空气注入所述塑坯的内部端部，并沿所述塑坯的内表面流至外侧。

参考图1，其中显示包括注塑单元11、夹紧单元12、机械手单元13和传递装置14的注塑机10的俯视图。还包括注塑模具，所述注塑模具包括两个半体：(i)型腔半体35，其包括模具型腔(未显示)，附装在机器10的固定压板16上；及(ii)型芯半体17，其附装在机器10的移动压板41上。

机械手单元13安装在固定压板16上且包括一水平“Z”形梁20，梁20伸出到所述机器的非操作人员侧，且其上安放有滑架21，滑架21(通常)由伺服电动皮带驱动设备(未显示)沿所述梁移动。多位置板107附装在滑架21上。多组托板108安装在板107上且可经冷却用于输送从内侧(装载)位置(未显示)从模具推出的多批注射模制部件。

传递装置14包括冷却板100，其上安装有多个冷却销112。空心结构45将板100附装到空心圆柱体40上，且其使服务能够从所述机器通过结构45携载到板100。凭藉此轻重量结构和所述传递装置在任何一个时间仅输送一批注射模制部件的事实，板100可由任何适用的构件极快地旋转90度圆弧。例如，可通过安装到空心结构45上的电动驱动设备(未显示)来实施板100的旋转。

在运行中，当模具打开且多位置取出板107经定位以使空托板与模具型芯上的部件对齐时，一批注射的模制部件传递到托板108中。在图1所示的实例中，一32型腔模具将32个部件传递到三位置取出板107上的32个托板中。然后，多位置取出板107由机械手13移动到其外侧位置，如图1中所示。然后，模具闭合且夹紧以用于下一个模制循环。同时，当模具闭合时，传递装置14移动板100和其夹具111，以便抓紧固定在托板108中的部件109的1/3或32个。同时，冷却销112进入托板108所固定的96个部件109中的每一者。

当模制周期结束且模具打开时，所述夹具从板107上的托板108上抽取部件109的1/3或(在这种情况下)32个。然后，将板100旋转90度，且由所述夹具固定的部件落到下面的载送器(未显示)上。剩余的部件继续由真空固定在托板108中。

多位置取出板107较佳地具有安装在其上的多组托板108，托板108通过真空固定模制部件。较佳地，有三组托板(在本实施例中，每组中共有32个托板)，以便在任何一个时间可在多位置取出板107上携载来自所述32型腔模具的三批注射模制的部件(共96个)。

传递装置14安装在移动压板41侧的空心圆柱体40上。传递装置14可绕水平轴(较佳仅单根轴)旋转90度。板107采用轻重量铝或类似材料制造，且携载足够数量的冷却销，以便以相当于两行托板108的数量超过多位置托板107上托板108的数量。

图1显示其上已额外安装两行冷却销112的调节板100。每三行冷却销112提供有一行夹紧装置111。此管布置的实例适用于使用三位置多位置取出板107的运行。

图2a、2b、2c；3a、3b、3c；和4a、4b、4c组合显示多位置取出板冷却并移除托板108中的部件109的完整操作顺序。图2a显示多位置取出板107的三个外侧位置中的第一位置，其中模制部件109与板100上的夹具111对齐。每三个位置具有一夹具111，以夹紧并从取出板107移除部件109。板100上的每一冷却管112均较佳地连续排放冷却液体，即使当管112未如图2b、3b和4b所示在部件内时。模制部件109中的每一者与相应的冷却管112对齐。图2b显示板100与部件109进行啮合，以便能够进行冷却。图2c显示板100与取出板107脱离，夹具111(将在下文中更全面介绍)从托板108中移除所选的部件109。被移除的部件包括已在所述托板中滞留时间最长的模制组。夹具111随后释放这些部件。夹具111抓紧部件109的外表面且管112继续冷却固定在夹具111中的部件109。

图3a显示多位置取出板107的第二外侧位置，其中，已在托板108上滞留时间最长的模制部件组与相同的夹具111对齐。图3b和3c显示所述完整顺序部分中的剩余步骤，其中对部件进行冷却和传递。

图4a显示多位置取出板107的第三外侧位置，其中下一批、第三批注射模制部件再次与相同的夹具111对齐。图4b和4c显示剩余步骤，其中已在所述顺序的前两段中滞留在所述托板内的部件接收进一步冷却，然后从其管108中移除，如图4c所示。因而，在所述完整顺序中，部件109在由夹具111从其托板108移除之前冷却三次。

显然，可提供具有数量更多或更少的托板的多个多位置取出板配置，所述取出板的数量对应于由各种各样的多次注塑所产生的部件的数量，且相应地，所述多个冷却和夹紧装置可经配置以匹配这些变化，从而使对所述部件提供的冷却和移除过程最佳化。

现在，参考图5A、5B、6A、6B、7和8来描述所述夹紧装置的第一较佳实施例。如图5A中所示，板100包括用于接收并冷却模制部件的多个列和行；在本配置中，每三列包括夹紧装置96(仅显示一个)。每一列包括一冷却管98(仅显示2根)但仅那些具有夹紧装置96的列才会实际抓紧并固定部件。如前文中所述，冷却管98始终携载冷却液体，但是，仅当模具闭合且具有板100的传递装置14将冷却管98定位在模制部件109内侧(模制部件109固定在托板108内)或者当夹紧装置96正夹紧模制部件109时，冷却管98才会有效地冷却所述模制部件。当所述模具打开时，夹具96抓紧与夹具96对齐的那些列中的部件109，如前文中参考图2a至图4c进行的更详细的描述。冷却和抓取板100由12列和8行组成。这使得当4行夹具96对齐并夹紧32个模制部件以随后将其从多位置板107上的托板移除时，板100能够冷却多位置板107上的96个部件109。当冷却空气与板100的位置无关地连续流经管98时，夹具96抓紧的部件继续由与夹具96相关联的冷却管98进行冷却。

如图6A和6B中所示，锁销构件50与每一夹具96相关联且其可动作以根据杆52的运动来打开和闭合夹具96。杆52可由气动气缸54或其他合适的机构进行操作。

在图6A中，夹具96显示为闭合位置。杆52的位移导致锁销构件50在夹具96内的滑动轴承54中滑动。当锁销构件50如图6A中所示向上运动时，锁销构件50上的肩部58与夹具96上的内表面60完全啮合，使得弹簧62和夹具指状件64的自然弹性能够闭合指状件64并抓紧部件109。回缩锁销构件50将肩部58移动到与内表面60的凸起部件相接触且强迫弹性指状件64进入打开或部件释放位置，如图6B中所示。

弹簧62确保所述夹具的指状件64不能过度延伸到相邻的区域内且干扰相邻部件的传递或冷却。

板100内的滑动轴承54使锁销50能够前后滑动。每一锁销50紧紧附装在杆52上。如图7中所示，活塞56连接到气缸58上以驱动每一杆52。图7显示处于凸起位置的杆52，以导致锁销50闭合部件109周围的夹具96。

万一当板100移动到多位置板107的位置时夹具96不能打开，则锥形表面74将啮合部件109的唇部且由此强迫指状件64打开。当所述板与板107完全啮合时，指状件64并恢复到闭合位置夹紧部件109，如图6A中所示。当然，如果锁销构件50不能打开夹具96，则将不得不在所述夹具能够用于夹紧另一部件之前将部件109从夹具96手动移除。然而，所述故障不会干扰模具的运行且不能导致模制操作的任何灾难性故障。

如图8中所示，夹具96的较佳结构具有6个柔性指状件64，指状件64是通过沿夹具96的长度形成长狭缝66来成形。位于每一指状件64的根部的成形开口68进一步增大指状件64的柔韧性。

已发现夹具96的合适材料是Du Pont de Nemours销售的商标为Delrin的合成树脂塑料材料。该材料具有耐受许多次弯曲操作且保持其柔韧性的强度，以使所述夹具可长时间满意地工作。

应注意，对于夹具96的该设计，如果发生故障，则所述夹具将夹持部件且不会不适当地将其释放，因为夹具96在闭合而不是打开位置是故障安全的。

图9A和9B图解说明夹具的再一实施例。在本实施例中，夹具96与参考图6至图8所述的夹具相比没有发生变化。然而，对夹具96的实际操作进行了修改。在本实施例中，气囊70充气以打开夹具96。在充气后，气囊70使夹具96在部件抓紧位置以沿支撑凸缘114抓紧部件109。盖72环绕夹具96的根部。盖72防止夹具96在气囊70因通往气囊70的空气供应管线中发生故障而过度充气时延伸到其部件捕获区域的外侧及进入相邻的部件区域。

气囊70由衬套102和104抵靠冷却管98固定到位。沿冷却管98的空气通道106(以虚线表示)从如箭头110所示的支撑板接收空气。当空气供应给通道106时，气囊70充气，且当空气压力消除时，夹具96的指状件64的自然弹性将气囊70放气。如果指状件64的柔韧性变小，则弹簧62可协助气囊70放气。

盖72还确保即使当气囊70不均匀充气时所述指状件也对称打开，因为盖72限制所述气囊的膨胀，使其不能延伸到超过盖72的内表面。

在夹具96的顶部提供的斜面74使夹具96能够在万一气囊70爆裂且当板100接近取出板107时不能打开夹具96的情况下从托板108抓紧部件109。

图10和11显示用于抓紧部件的外表面并将其从取出装置移除的一替代实施例。在本实施例中，铝管116沿一行部件109的两侧延伸。管116支撑在定位托架122中，托架122使用螺栓连接在板100上。将管116在块体122的界限内的部分压扁，以与槽124内的扁平表面匹配且防止管116旋转。可充气管118沿管116的内部延伸。在沿管116的拾取或抓紧位置，将部分120从铝管壁116除去，以暴露出可充气管118。为抓紧部件109，将空气注入可充气管118并使管118在切口部分120处充气，以抓紧相关联的部件109。然后，可将部件109从所述取出装置取出并传输到接收站，在所述接收站处，通过将管118放气来释放部件109。

本实施例具有其可与不同尺寸的部件109共同使用的优点。为适应更宽的部件，只须将块体122定位得相距更远。因而，不需要新部件来拾取新的及不同的部件，因为块体122和管116对所有部件而言是标准的。

在图10和图11所示的实施例中，管118与部件109的凸缘114啮合。为确保管118与部件可靠地啮合，管118稍微定位在凸缘114的上方，以使其具有将部件109朝向板100而不是远离它移动的趋势，从而避免过早地推出所述部件的可能性。为防止塑坯109不对齐且可能接触冷却管98，提供软柔性垫块126。这些垫块126为塑坯109提供软支撑且使其稳定，以使其在被可充气管118夹紧时保持竖直。

图12和图13所示的实施例与图10和图11所示的实施例实质上相同。在本实施例中，管118抓紧部件109上的螺纹150而不是凸缘114。

尽管已结合目前被视为较佳实施例的实施例介绍了本发明，但应了解，本发明并不限于所揭示的实施例。相反，本发明旨在涵盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效布置。对上文中的权利要求的范围给予最广泛的解释，从而包涵所有上述修改和等效结构和功能。

Claims (10)

1、一种用于夹紧模制塑坯的夹紧装置，所述夹紧装置包括：

一对实心管，每一所述管均在每一塑坯夹紧位置具有一切口部分；及

可充气气囊，其沿每一所述管的内部延伸，每一所述气囊在充气时在每一夹紧位置处膨胀至所述管外侧，以藉此在每一夹紧位置抓紧每一塑坯的外表面。

2、一种用于注塑机的模制部件操作设备，其中一冷却装置用于冷却由取出装置携载的模制部件并从所述取出装置移除所述模制部件，所述冷却装置包括：

多个冷却管；及

多个夹紧装置，在单次模制操作期间为模制的每一部件提供一夹紧位置，每一所述夹紧装置包括：

一对实心管，每一所述实心管在沿每一管的每一塑坯夹紧位置处具有一切口部分；及

可充气气囊，其沿每一所述管的内部延伸，每一所述气囊在充气时在每S一夹紧位置处膨胀至所述管外侧，以藉此在每一夹紧位置抓紧每一塑坯的外表面。

3、如权利要求1所述的模制部件操作设备，其中每一所述部件是具有凸缘和螺纹的塑坯，且所述气囊夹紧塑坯上的所述螺纹。

4、如权利要求1所述的模制部件操作设备，其中每一所述部件是具有凸缘和螺纹的塑坯，且所述气囊夹紧塑坯上的所述凸缘。

5、如权利要求2所述的模制部件操作设备，其中每一所述部件是具有凸缘和螺纹的塑坯，且所述气囊夹紧塑坯上的所述螺纹。

6、如权利要求2所述的模制部件操作设备，其中每一所述部件是具有凸缘和螺纹的塑坯，且所述气囊夹紧塑坯上的所述凸缘。

7、如权利要求5或权利要求6所述的模制部件操作设备，其中所述气囊在所述凸缘的最远离所述螺纹的侧面上夹紧所述凸缘。

8、如权利要求1至7中任一权利要求所述的模制部件操作设备，其中所述管是铝管。

9、如权利要求1至7中任一权利要求所述的模制部件操作设备，其中所述管包括安装在定位托架内的压扁端。

10、如权利要求1至7中任一权利要求所述的模制部件操作设备，其中所述管是压扁端安装在定位托架内的铝管。

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