CN1036124C - 自动子模更换器 - Google Patents

Abstract

一种用于注塑机的两半模具的自动子模更换器，它具有用于存放多个子模的子模存放装置和在其端头部分具有所述子模可自由拆卸地固定在其上的吸盘部分的操作臂装置。这操作臂装置可在子模存放装置的存放部分与在打开状态的两半模具之间的空间之间自由地移动以自动装卸子模子模设有识别信息，存放部分或吸盘部分设有读出识别信息的读出器。在存放部分设有加热存放在那里的子模的加热装置使注塑过程在子模放入模具后可立即开始。

Description

自动子模更换器

本发明涉及一种自动子模更换器。

用于注塑机的模具通常在其分型(PL)面上设有多个模腔，以便同时生产多个模制产品。

当要求使用一个其内形成有多个模腔的模具来制造多种成型件时，必须为每一种成型件准备一个不同的模具，即必须对要求的成型件准备多个模具。这种情况使总成本增加。为了克服上述缺点，曾经提出过一种方法，即准备多个每一个都有模腔的子模，按所需成型件选择一个准备好的子模，然后将选出的子模嵌入一个共用的模具内。在这种方法中，当需要将一个子模换成另一个子模时，就要将整个模具从注塑机上卸下，用吊车或类似装置将该模具悬吊起来，将子模更换，然后将模具再装到注塑机上。

由于模具本身具有很大的重量，因此整个模具的拆卸工作很危险。此外，这种拆卸工作本身要求很长的时间和许多人手，因此这种拆卸工作有碍于一系列的注塑过程的自动化。

因此，本发明的目的在于提供一种自动的子模更换器，这种自动子模更换器能够在短时间内并且不需要许多人手的情况下在装备有子模可自由拆卸地装在其上的一对模具的注塑机上更换子模，从而可以实现一系列注塑过程的自动化。

为了达到上述目的，本发明提供的自动子模更换器跟一台装备有一对模具的注塑机相结合，多个子模在这对模具处在打开的状态下可拆卸地安装在模具内，所述自动子模更换器包含将多个子模存放在其内的子模存放装置，和在其端头部分具有子模可自由拆卸地固在其上的吸盘部分的操作臂装置，该操作臂装置在子模存放装置的存放部分与在打开状态的模具之间的空间之间可以自由地移动。

操作臂装置最好包含一个用于动侧模具的第一操作臂和一个用于定侧模具的第二操作臂。

每一个子模最好设有表示其种类的识别信息，存放部分或吸盘部分最好设有用于读出这些识别信息的读出器。这种识别信息最好是一种条形码。

存放部分最好设置有一个加热装置，用于加热存放在存放部分内的子模。

设置在操作臂装置的端头部分的吸盘部分插入在一对处在打开状态的模具之间的空间内并将子模夹持住。此后操作臂装置被驱动将吸盘部分移动到子模存放装置的存放部分，将这些子模存放在存放部分内。接着，存放在存放部分内的另外的子模由吸盘部分夹持住并由操作臂装置送到这对模具之间的空间内，将子模固定地安装在模具内。

操作臂装置包含用于动侧模具的第一操作臂和用于定侧模具的第二操作臂，这样，在动侧模具的子模和在定侧模具的子模可分别由不同的操作臂夹持住。因此，即使在模具之间的空间很窄的情况下，子模更换操作也可通过在夹持其中一个模具内的子模的一个操作臂从模具之间的空间移开之后、将另一操作臂插入该空间内而方便地完成。

另外，每一个子模都设有表示其种类的识别信息，因此，通过检测要在下一次使用的子模的识别信息就可以完全防止不正确的更换操作。

此外，存放部分还设有预热存放在存放部分内的子模的加热装置。所以，子模装入模具后就不再需要有加热时间，因而注塑过程在子模装入模具之后就可以立即开始。

下面结合附图对本发明的一个优选实施例进行详细描述。在附图中，

图1是本发明的自动子模更换器的部分破开的俯视图；

图2是图1所示的自动子模更换器的部分破开的右侧视图；

图3是从操作臂装置的侧面观察的图1中的导引装置的前视图；

图4是子模存放装置的透视图；

图5是示出图4中的夹持弹簧将子模夹持住的状态的透视图；

图6是一个子模的透视图；

图7是子模存放装置的俯视图；

图8是图2中的第二操作臂向前推进的状态的侧视图。

图1是示出本发明的自动子模更换器的结构的俯视图，图2是图1所示自动子模更换器沿x方向观察的侧视图。

自动子模更换器1设在注塑机2的附近。该自动子模更换器1包含包括有可在图1中左右方向和上下方向(以下分别称为x方向和y方向)上转动和移动的第一操作臂3和第二操作臂4的操作臂装置5，在x和y方向上可移动的子模存放装置6和后面要描述的导引装置7。第一和第二操作臂3和4在它们的端头部分分别设有吸盘8。

在这种结构的自动子模更换器中，可更换的子模的倒换操作按下列步骤进行。可自由拆卸地安装在动侧模具9a和定侧模具9b中的可更换的子模由吸盘8吸附住(通过抽吸空气可拆卸地固定到吸盘上)，随后带到并存放在子模存放装置6上。此后，另外的存放在存放装置6中的可更换的子模由吸盘8吸附住(通过抽吸空气可拆卸地固定到吸盘8上)，随后带到并固定地安装在动侧和定侧模具9a和9b内。由于操作臂3和4在向前移动(即朝图1中的向下方向)时是在其一侧不稳定地支承着(即悬臂式)，导引装置7起到稳定地支承操作臂3和4的作用。

动侧模具9a和定侧模具9b中的每一个在垂直于分型面方向上设有用于装子模(未示出)的空腔(凹陷)，四个可更换的子模可嵌入这些空腔内(以下称为“子模腔”)。为了牢固地将可更换的子模固定在动侧和定侧模具9a和9b中，还设置了通过与子模接合将可更换的子模牢固地固定在子模腔内的接合键(未示出)，其方式是使接合键插入平行于动侧和定侧模具9a和9b的分型面形成的键槽中。

操作臂装置将在下面更详细地描述。

在图2中，操作臂装置5安装在一个转台11上，该转台11可转动地和可摆动地支承在一个固定在一个固定安装台12上的固定台13上。转台11通过一个联轴器15由固定在固定台13上的转动致动器14带动使其转动。固定台13设计成向存放装置6所在的图1的左侧延伸。

一对沿图1中的x方向延伸的轨道17设置在转台11上，同时一对导轨19牢固地固定在操作臂装置的支承台16(以下称为“操作臂支承台”)的下表面上，并且轨道17和导轨19通过滑动支承18接合，由此操作臂支承台16可滑动地沿着轨道17沿图1中的x方向移动。

一对竖立着的支柱21如图1所示设在转台11上的左右侧位置上，一个悬挂着的气缸22设置在支柱21的顶端之间。此外，夹在操作臂3和4之间的导板23通过一个联接构件24牢固地固定在一个滑块25上。气缸22是一个无杆缸，用于驱动滑块25。也就是说，气缸22有一个沿其轴向伸展的空心或空腔结构，并且滑块25的一部分嵌入气缸22的空腔内。通过向滑块25的嵌入空腔内的部分吹气或其它方式使滑块25可滑动地沿着气缸22移动。无杆气缸22使导板23能够沿图1所示的x方向移动，由此使夹住导板23的操作臂3和4与导板23联动地沿x方向移动。操作臂3和4在x方向上相对于操作臂支承台16是不能移动的，这将在下面进行描述，因此，操作臂支承台16也是沿着轨道17与操作臂3和4联动地移动，即随着无杆气缸22的驱动而移动。导板23由操作臂3和4通过护板41(以后将要进行描述)夹住，从而保护住操作臂3和4，防止受到损坏。

一对沿图1所示的y方向(图2中的左右方向)伸展的气缸26牢固地固定在操作臂支承台16上，并且固定在操作臂3和4上的滑块27与气缸26接合。象气缸22一样，气缸26是一个无杆缸，用于驱动滑块27。在一个垂直于图纸并平行于x方向的平面上具有T形截面的支架28固定地设在操作臂支承台16上在图1中转台11的下侧的位置上，并且导轨31固定在支架28的上板的两侧。导轨31可分别与设在操作臂3和4上部上的轨条3a和4a自由滑动地接合。如上所述，操作臂3和4由导轨31引导通过无杆气缸26的驱动力沿图1所示的y方向可滑动地移动。

四个吸盘8设在每个操作臂3和4的端头部分的外侧。每个吸盘8在其上部和下部设有一对空气吸口8a，如图2所示。每个空气吸口8a通过一根管子(未示出)连接到一台真空泵(未示出)上。因此，通过启动真空泵从空气吸口8a抽吸空气，与吸盘接触的子模通过空气吸力被吸住。每个吸盘8在其对称角上设有一对定位销8b。

接着将对导引装置7进行详细描述。

一个安装台32整体地固定到注塑机2上，如图2所示，一个气缸33和一条轨道34沿着模具的开闭方向固定在安装台32上，如图1所示。如图2和3所示，滑块38和导轨39通过联接构件36和37固定到U形导引构件35上，滑块38和导轨39分别与气缸33和轨道34接合。气缸33是一个无杆缸，用于驱动滑块38，因此导引构件35通过无杆气缸33的驱动力可沿模具的开闭方向沿着轨道34滑动地移动。

导槽35a和35b形成在导引构件35的上下部分的内表面上。任一个操作臂3和4可插入导槽35a和35b中并在这个插入状态下被支承着。而且，护板41设在操作臂3和4的两个表面的上下端部，操作臂3和4通过护板41支撑在导槽35a和35b内，如图8所示。

下面对子模存放装置6进行描述。

如上所述，子模存放装置6配置在固定台13的左侧。在这个实施例中，一条连接转台11的旋转轴线和模具9a和9b的直线和另一条连接转台11的旋转轴线和子模存放装置6的直线基本上成90°相交。

子模存放装置6包括两个台子，即设在存放装置6的上下部位上并可分别沿x和y方向移动的x-台和y-台。气缸42和轨道43固定在固定台13的沿x方向的左部上，分别与气缸42和轨道43接合的滑块45和导轨(未示出)固定在x-台44的下表面上。气缸42是一个无杆缸，用于驱动滑块45，x-台通过无杆气缸42的驱动力可沿x方向沿着轨道43滑动。此外，无杆气缸46和轨道47同样地沿y-方向固定在x-台44的上表面上，分别与无杆气缸46和轨道47接合的滑块49和导轨(未示出)固定在y-台48的下表面上。y-台可沿y-方向沿着轨道47移动。

四根竖立着的支柱51设在y-台48的四个角上，如图4所示，一个含有三块按图4中的垂直方向排列的架板52的三层架组件悬挂着设在每对在垂直于y-台48的纵向的方向上彼此面对的相邻支柱之间。每个三层架组件的各个架板52之间形成的上部和下部空间作为上部和下部子模存放部分，每一个存放部分具有存放四个可更换子模的容量。

如图5和6所示，每个可更换的子模53在其本体53a的前表面上具有一个凸缘部分53b。在凸缘部分53b上的斜对角上形成有两个定位孔53c。对应于这样的子模53的结构，每个架板52设有台肩部分52a以容纳子模53的凸缘部分53b，并在台肩部分52a上设置定位销52b。为了防止子模53从架板52上掉下，在要存放在架板52上的各个相邻子模之间的部位上设有夹持弹簧54。如图5所示，夹持弹簧54由一块板簧弯制而成，并设计成使子模53的本体部分53a由一对夹持弹簧54的相应的端部支撑住。由于在架板端部上的子模一侧由支柱51支撑住，所以各个架板52的两端部上没有设夹持弹簧54。

如图6所示，一个条形码55附在子模53的底表面上，在各块架板52上，在子模53放置在架板52之间的空间内时条型码55所在的位置上设有一个玻璃窗口52c。用于读出各子模的条形码的条形码读出器设在各个玻璃窗口52c内，子模的类型从读出的条形码检测出来。

如图7所示，一条油路52d(油的通路)设在每块架板52内，使油在架板52的整个部分中进行循环，管子56固定到油路52d的进、出口上。三层架组件的各块架板52的管子56相互连接，最终连接到一个油加热器上(未示出)。因此，架板52通过热油通过架板52的油路52d循环而被加热。

本发明的自动子模更换器的操作在下面进行描述。

下面的描述是根据这样的情况来进行的，即，使用一种类型的子模的制造过程结束，使用另一种类型的子模的制造过程开始。

首先，响应本发明的自动子模更换器的CPU的指令，操作臂支承台16和导引装置7的导引构件35按图1中所示的x-方向移动并停止在一个预定的位置上，以便取下例如安装在定侧模具9b上的子模。此后，位于图1右侧上的第二操作臂4沿着导槽35a和35b滑动地被驱动向前(在图1中向下方移动)并停止在模具9a和9b之间的位置上，使吸盘8面对着定侧模具9b上的子模，如图8所示。操作臂支承台16和导引构件35联动地沿图1中的向右方向移动并停止在吸盘8的定位销8b与子模的定位孔53c接合的位置上。

接着，通过一个气缸(未示出)将键从键槽中拉出，同时启动真空泵将四个子模吸附到对应的吸盘8上。此后，操作臂支承台16和导引构件35沿图1中的向左方向联动地移动，以便从子模腔(凹陷)中取下子模，然后操作臂4被驱动往回走(在图1中向上方移动)。接着，为了从动侧模具9a上取下子模，按上述相同的方法，首先将被导引构件35支撑着的第一操作臂3驱动向前(在图1中向下方移动)，然后向左移动，通过抽气将动侧模具9a的四个子模固定到吸盘上。此后，第一操作臂3被驱动往回走(在图1中向上方移动)。

接着，转台11由转动致动器14驱动在图1中顺时针方向转动90°，由此使操作臂3和4被驱动到按x-方向取向。此后，操作臂3和4被驱动向前(在图1中向左方移动)到吸盘8面对子模存放装置6的空着的位置上(例如，左侧的两排)，停止操作臂3和4沿x-方向的移动。接着，操作臂支承台16被移动、例如、沿图1中的y-方向向上移动，定位孔53c与定位销52b接合，由此使子模精确地存放在对应的存放空间内。每一个存放的子模在其两端被夹持弹簧54支撑住，然后停止抽气。此后，操作臂支承台16沿图1中的y-方向向下移动，同时将吸在操作臂4上的子模存放在对应的存放空间内。

接着，操作臂支承台16稍微退回一些(在图1中向右方稍微移动)，使操作臂3和4沿x-方向移至右侧并停止在吸盘8面对子模存放装置的右侧的两排的位置上。此后，操作臂支承台16沿图1中的y-方向向下移动，以便将吸盘8的定位销8b与新子模的定位孔53c接合，并通过抽气将这些子模固定在吸盘上。在这种情况下，子模上设有条形码55，要随后装在注塑机上的子模根据CPU的指令用条形码读出器事先读出其条形码而得到确认，以确保操作臂4确实吸住所要求的子模。此后，操作臂支承台6沿图1中的y-方向向上移动，  以上述相同的方式通过抽气将子模固定到操作臂3上。当子模固定在操作臂3和4上时，操作臂支承台16稍微退回一些(沿图1中的x-方向稍微移到右侧)，操作臂3和4返回(沿x方向移到右侧)，然后转台11逆时针方向转动90°。按与取下子模的过程相反的次序，吸附在操作臂3和4上的子模安装到动侧模具9a和定侧模具9b内，并驱动操作臂3和4往回走。通过这些操作完成了子模更换操作。

子模通过加热的架板52的热传导被事先加热，因此，注塑程序可以在子模更换操作完成的同时开始。

由于本发明的操作只更换子模，所以本发明的操作臂3与4以及其他构件就不需要用为了支撑整个模具而必须使用的、具有高机械强度的材料来制造，因为这些操作臂3和4只用于支撑子模。所以，子模更换器可以小型化，并且操作工作可以得到改善。此外，由于第一和第二操作臂3和4在端头部分设有数量等于模具9a和9b上的子模数并具有与模具9a和9b上的子模相同排列的吸盘，子模可以通过操作臂3和4与模具9a或9b的接触或从其上分离的一次操作，同时吸附到模具9a或9b上或从其上分开，从而缩短子模更换操作所需的时间。

在上述实施例的子模更换操作中，子模存放装置的x-台和y-台没有移动。但是，在操作臂3和4顺时针方向转动90°之后，x-台44和y-台48可以移动，使存放装置向吸盘靠拢。另一种方式，操作臂3和4顺时针方向转动90°之后，x-台44、y-台48和操作臂3和4可以一起移动，使吸盘8跟存放装置相互靠拢。

此外，在上述实施例中，导引装置7被固定到注塑机2上，但它也可以固定到固定台13或其它的类似件上。

上述实施例的子模更换器设计成子模通过抽气由吸盘吸住，但是，子模也可以通过各种装置、诸如机械夹头、油压夹头、电磁夹头等等来夹持。

在上述实施例中，在架板52中循环的加热油用作加热介质。但是，也可采用其它的加热装置。例如，将镍铬合金线埋置在每块架板52中并使电流通过镍铬线以加热架板52。

此外，在上述实施例中，条形码读出器设在存放装置上。但是，条形码读出器也可设在吸盘8上，并设计成在吸盘8接近子模时读出子模的条形码。条形码设置的位置并不限于上述实施例，而是可以设在任何位置上，如设在子模的凸缘部位或子模的后表面上。在这种情况下，条形码读出器可以是内装型或作为分立构件设在子模存放装置内，只要面对条码就行。而且在上述实施例中条形码还用作子模的识别信息。代替条形码，可对不同种类的子模给予不同的标记并由光敏器件或类似物读出。总之，各种识别信息和读出装置都可采用。

此外，在上述实施例中，子模沿垂直于模具的分型面的方向上嵌入或取。但是，本发明也可应用到子模在平行于分型面的方向上嵌入或取出的情况。在不脱离本发明的主题精神的情况下可对上述实施例做任何其它的改进。

根据自动子模更换器，子模自动地从模具上取下存放到存放部分内，而存放部分中的另一种子模自动地装入到模具内。这种子模的自动更换操作使得注塑机能够自动地操作。此外，由于只有子模与另外的子模进行更换，因此，更换装置本身就可以微型化，而更换工作可以安全地完成。

此外，子模上设有相应的识别信息而用于读出这些识别信息的读出器装备在存放部分或夹头上，从而防止了将不正确种类的子模错误地装入模具内，因而子模的更换操作可以精确地完成。

此外，根据本发明，由于加热装置设在存放部分上，子模事先被加热，使注塑程序可以在子模装入模具的同时开始，从而可大大地减少注模程序中的损失时间。

Claims (7)

1.一种用于一个装备有一对模具的注塑机的自动子模更换器，多个子模在该对模具处在打开状态下可拆卸地安装在其内，其特征在于所述自动子模更换器包含：

用于将多个子模存放在其内的子模存放装置，该子模存放装置与该注塑机上的该对模具分隔开设置；和

在一个端头部分具有所述子模可自由拆卸地固定在其上的吸盘部分的操作臂装置，所述操作臂装置可通过在一个水平面上的旋转运动在一个跟所述子模存放装置的存放部分并列的第一位置与在所述打开状态的所述一对模具之间的第二位置之间自由地移动。

2.按权利要求1所述的自动子模更换器，其特征在于所述操作臂装置包含一个用于动侧模具的第一操作臂和一个用于定侧模具的第二操作臂。

3.按权利要求1或2所述的自动子模更换器，其特征在于每个所述子模设有表示子模种类的识别信息，所述存放部分或所述吸盘部分设有用于读出该识别信息的读出器。

4.按权利要求3所述的自动子模更换器，其特征在于所述识别信息是一个条形码。

5.按权利要求1或2所述的自动子模更换器，其特征在于所述存放部分设有用于加热存放在所述存放部分内的子模。

6.按权利要求3所述的自动子模更换器，其特征在于所述存放部分设有用于加热存放在所述存放部分内的子模。

7.按权利要求4所述的自动子模更换器，其特征在于所述存放部分设有用于加热存放在所述存放部分内的子模。

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