CN109940824A - 无人状态下的模具自动搬运换模系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，包括模具库、模具搬运车、预热站、过渡平台、注塑机和控制系统，其特征在于还包括自动充电站、第一充电模块、第二充电模块、RFID电子标签、RFID读卡器、无线通讯模块、二维码、二维码识别器、行走定位读码器、单元位置传感器、第一无线通讯模块、第二无线通讯模块，本发明由于采用上述结构，使得自动换模过程只用了3分钟，显著降低了换模时间，提高了生产效率，大大节省了用工成本，具有自动化程度高、生产效率高、用工成本低、占用空间小、注塑机使用率高、升降稳定等优点。

Description

无人状态下的模具自动搬运换模系统及方法

技术领域

本发明涉及模具加工设备技术领域，具体地说是一种无人状态下的模具自动搬运换模系统及方法。

背景技术

目前，现有模具的加工通常用人工从模具库搬运模具至小车上，然后人工操作小车将模具运送至预热站，人工将模具搬运至预热站上预热，然后再操作小车将模具搬运到注塑机上进行换模，其换模流程如下：

1）注塑机生产完毕，手动操作注塑机合模夹住模具（已生产完毕的模具）；

2）开启安全门，手动断开注塑机和模具之间的水路，液压油路，电路等信号连接；

3）手动操作行车吊住模具，松开模具压板；

4）手动操作注塑机动模侧松开模具；

5）手动操作行车吊走模具，吊至模具存放区域；

6）手动操作调取新模具至注塑机旁，开启注塑机至合适距离；

7）手动操作行车吊装新模具进入并定位于注塑机；

8）手动打紧模具压板压紧新模具

9）手动连接新模具与注塑机之间的水路，液压油路，电路等信号

10）关闭安全门，开始试生产

以上过程，预计所花费的时间通常在3个小时左右，加工时间长、用工成本高、生产效率低、劳动强度大，注塑机使用率较低。

并且，传统的重型模具库一般只能一层堆放，与换模车对接，而重型模具一般形体非常大，占地面积大，在模具比较多的情况下，整体的占地面积需要非常大的模具库来容纳，导致占用面积大，浪费了不必要的空间。

另外，重型模具的升降式换模车通常采用重载螺旋式升降机，并且采用倒装的方式才能满足最小的台面高度和最大的升降幅度，因为升降式换模车在升降工作时，一般只会在一个工位台面上承载模具，这样就造成整体台面的载荷不均匀，因此导致升降机不具备较高的同步性和抗侧向力的能力。

经检索，CN108861399公开了一种无接触供电智能重载模具转运车，运模换模方法，在运模换模时，需要两辆转运车，当第一辆转运车通过其推拉机构勾住新模具，将其拉在第一辆转运车上，接着第一辆跟随第二辆空的转运车驶出模具库，在主干道上鞥带第二辆转运车完成卸模操作，第二辆转运车沿指定线路运行至需要换模的设备处，当行进路线中需要转弯时，液压提升机构将转运车本体整体提升，旋转机构旋转，使得转运车本体的运动方向发生变换，从而实现转弯操作，当第二辆转运车沿指定线路运行至需要换模的设备处时，第二辆转运车内端额推拉机构将新模具拉出至第二辆转运车内并驶出，接着第一辆转运车移动至设备处，通过推拉机构将新模推至设备内部，从而完成新旧模具的更换，这种运模换模方法的实质性不足是：需要两辆转运车，换模设备成本高；转弯时，转运车需停下来，然后整体通过液压提升机构提升，旋转机构旋转，转弯时间长，结构不合理，工作效率低，且需要人为跟踪操作，用工成本高。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种自动化程度高、工作效率高、用工成本低、占用空间小、注塑机使用率高、升降稳定的无人状态下的模具自动搬运换模系统及方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术手段是：

一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，包括模具库、模具搬运车、预热站、过渡平台、换模台车、注塑机和控制系统，其特征在于还包括自动充电站、第一充电模块、第二充电模块、RFID电子标签、RFID读卡器、无线通讯模块、二维码、二维码识别器、行走定位读码器、单元位置传感器、第一无线通讯模块、第二无线通讯模块、行走定位读码器、行走条形码、过渡平台模具到位开关、控制芯片、过渡平台控制装置、台车控制装置、信号开关、预热站控制装置，

所述第一充电模块安装在模具搬运车上，所述第一充电模块与模具搬运车上安装的电源模块电连接，所述第二充电模块安装在换模台车上，所述第二充电模块与换模台车上安装的电源模块电连接，所述第一充电模块和第二充电模块分别与控制系统相连接，所述第一充电模块和第二充电模块分别与自动充电站的充电接口相配合，当控制系统感应到模具搬运车或换模台车的电池发电量不足时，模具搬运车或换模台车在控制系统的指令下自动寻迹到充电站进行充电，达到无需人工干预的作用；

所述RFID电子标签安装在每个模具上，且所述每个模具上的RFID电子标签的标识不同，所述RFID电子标签与RFID读卡器的充电接口相配合，所述RFID读卡器安装在模具搬运车上，所述RFID读卡器与模具搬运车的控制芯片连接，

所述第一无线通讯模块安装在注塑机控制装置中，所述第二无线通讯模块安装在台车控制装置中，所述注塑机控制装置经第一无线通讯模块和第二无线通讯模块与台车控制装置无线连接，所述注塑机控制装置和台车控制装置分别经控制系统控制，本发明可以采用有线控制，也可以采用无线控制，本发明优选采用无线控制；

所述信号开关、预热控制装置安装在预热站上，所述信号开关与预热控制装置相连接，所述预热控制装置与控制系统相连接，本发明优选采用无线连接，以使控制系统统一管理并确定预热站上待预热模具到位信息并指令快插装置定位模具的作用；

所述二维码识别器安装在换模台车上，所述二维码识别器与台车控制装置相连接，所述二维码安装在注塑机上，以利于通过二维码识别器对二维码进行扫码识别注塑机位置并使换模台车与对应的注塑机进行定位；

所述行走定位读码器安装在模具搬运车上，所述行走定位读码器与模具搬运车上设有的控制芯片相连接，所述控制芯片经无线通讯模块与控制系统相连接，所述行走条形码安装在行走轨道一侧，所述行走定位读码器与行走条形码相对应，以利于通过行走定位读码器读取行走条形码的信息并上传至控制芯片，控制芯片通过无线通讯模块与控制系统无线通讯，使控制系统实时监控模具搬运车的行走位置并控制模具搬运车的动态；

所述过渡平台模具到位开关固定在过渡平台一侧，所述模具到位开关与控制系统相连接，以达到统一管理并确定已加工模具到位信息和移动模具的作用；

所述控制系统包括PLC控制器、上位机和触摸屏，所述PLC控制器与上位机和触摸屏相连接。

本发明所述模具库是由至少三个相平行的竖撑和至少两个相平行的横撑相互垂直固定连接而由单元格形成矩阵形的立体模具架，所述模具架上的每个单元格端面是由连接架、辊筒面和辊轮面组成，所述辊筒面是由相平行的辊筒两端经轴承与辊筒连接框架固定连接而成，所述辊轮面是由相平行的辊轮两端经轴承与辊轮连接框架固定连接而成，所述连接架上端面是由辊筒连接框架和辊轮连接框架固定连接而成，所述辊轮连接框架上设有定位机构，所述定位机构与模具库控制装置连接，所述模具库控制装置与控制系统连接，本发明所述定位机构优选采用定位气缸。

本发明所述模具搬运车包括行走架、升降装置、工作台、行走架驱动装置、升降定位读码器、行走定位读码器、升降条形码、RFID读卡器和控制芯片，所述行走架下端设有滚轮，所述滚轮经行走架驱动装置驱动，所述行走架驱动装置为行走电机，所述升降定位读码器、行走架驱动装置和升降装置分别与控制芯片连接，所述控制芯片与电源模块相连接，以实现无人自动搬运，所述行走架是由底架、立柱和上框架组成，所述底架经立柱与上框架固定连接，所述行走架的底架上设有升降装置，底架一侧设有行走定位读码器，所述行走架的4个立柱上分别设有升降滑道，其中，所述行走架的一个立柱上设有升降条形码，所述工作台经滑轨与升降滑道滑动连接，所述工作台上设有相平行的滑辊和推拉装置，下端与升降装置相连接，一侧安装有升降定位读码器，所述推拉装置与控制芯片相连接，所述滑辊两端经轴承与工作台相连接，所述升降定位读码器与升降条形码相对应，驱动行走架下端的滚轮在地面行走，当行走定位读码器读取到控制芯片内模具程序对应的行走条形码指定的位置时，控制芯片自动停止行走架驱动装置，启动升降装置，带动工作台上升，当升降定位读码器读取到控制芯片内模具程序对应的升降条形码制定位置时，升降装置停止，控制芯片指令推拉装置动作，将位于模具库架上的对应位置上的模具拉出并将其移动至工作台上，然后，控制芯片启动升降装置，将载有模具的工作台升降到指定位置停止，再启动行走架驱动装置，行走架沿着设定路线行走，运送至要换模的注塑机旁进行换模。

本发明所述升降装置可以采用电动推杆，所述电动推杆与控制芯片连接。

本发明所述升降装置还包括升降支撑装置，其包括左升降杆、右升降杆、铰轴和滑动滚轮，所述铰轴两端分别与左升降杆和右升降杆的中心相铰接，所述左升降杆和右升降杆上端分别与工作台底面相铰接，所述左升降杆下端与底架相铰接，所述右升降杆下端设有滑动滚轮，所述底架上设有横向滑道，所述滑道滚轮与横向滑道滑动连接，当工作台载着大型模具升降时，通过升降支撑装置使工作台始终沿着立柱上的升降滑道垂直升降，大大提高了工作台升降的稳定性。

本发明所述推拉装置包括伸缩丝杆、螺母、推拉块、电动锁销和伸缩电机，所述电动锁销和伸缩电机分别与控制芯片相连接，所述伸缩丝杆一端经轴承与工作台固定连接，另一端穿过固定在工作台上的轴承二与伸缩电机固定连接，所述伸缩丝杆上螺纹连接有螺母，所述螺母两端分别与工作台滑动连接，所述推拉块固定在螺母上，所述推拉块上设有电动锁销，当要推拉模具时，控制芯片指令伸缩电机动作，带动螺母沿着伸缩丝杆轴向移动，使螺母上的推拉块靠向模具，当推拉块到达模具下端时，电动锁销动作，插在模具上，将模具与推拉块固定，然后伸缩电机带动伸缩丝杆反向旋转，将模具拉到工作台上，通过工作台上端的滑辊稳定的移动到工作台上，达到推拉方便的作用。

本发明所述预热站的支架上端面上设有平行的导轨、导向辊和快插装置，所述支架上端两侧分别对应安装有快插装置，所述平行的导轨间设有相平行的导向辊，所述导向辊与导轨相垂直，所述导向辊经电机驱动装置驱动，所述电机驱动装置经预热站控制装置控制，当模具到位信号开关感应到模具搬运车到位信息后，预热站控制装置即指令电机驱动装置动作，将模具搬运车上的模具移动至预热站的上端面上，然后预热站控制装置指令电机驱动装置停止，同时，指令快插装置动作，将模具定位在预热站上端面，并进行快插预热。

本发明所述预热快插装置包括模具快插固定板、预热快插板、预热墙板、锁紧机构，所述模具快插固定板上设有公插头和导套，所述预热快插板上设有母插头和导向柱，所述公插头和母插头相插接、导套和导向柱相插接，所述公插头和母插头经锁紧机构锁紧，所述锁紧机构包括固定套、旋转电机、固定座、导向杆、螺杆、锁紧螺母和移动螺母，所述移动螺母固定在预热快插板上，所述锁紧螺母分别固定在模具快插固定板上，所述锁紧螺母与移动螺母相对应，所述预热墙板固定在支架上，所述固定座固定在预热墙板上，所述固定座中心设有螺纹通孔，中心两侧圆周阵列设有导向孔，所述螺杆与螺纹通孔螺纹连接后，一端与旋转电机输出轴固定连接，另一端部与移动螺母螺纹连接，所述导向杆滑动穿过导向孔，一端与旋转电机机壳固定连接，另一端与固定在预热快插板上的固定套固定插接，所述导向杆与螺杆相平行，以利于对螺杆的轴向位移进行导向，并保证预热快插板的稳定性，所述旋转电机经预热站控制装置控制，当要对模具管路连接时，预热站控制装置启动旋转电机，旋转电机带动螺杆旋转，螺杆相对固定座的螺纹通孔轴向移动，带动预热快插板前移，此时，导向杆沿着导向孔轴向移动，辅助推动注塑机插板前移，同时还有利于对螺杆进行精确导向，当螺杆继续前进并与模具快插固定板上的锁紧螺母螺纹连接时，产生锁紧力使公插头和母插头紧密结合，当连接到位后，旋转电机即停止转动，公插头和母插头内的流体开始流通，公插头和母插头产生的所有结合力全部由螺杆和锁紧螺母的锁紧力抵消，施加在模具快插固定板以及预热快插板上的力为零，保证了模具快插固定板以及预热快插板的平面度，提高了公插头和母插头连接精度，从而延长了设备的使用寿命。

本发明可在所述预热快插板上固定有快插板到位传感器，当所述模具快插固定板采用非金属材质时，可在所述模具快插固定板上设有感应块，所述快插板到位传感器与感应块相对应，所述快插板到位传感器与控制装置连接，以利于进一步感应预热快插板的到位信息，并上传至预热站控制装置，预热站控制装置再指令旋转电机动作，进一步达到精确控制的作用。

本发明还可在所述固定座内设有丝扣对接装置，其包括挡板、复位弹簧和方形螺母，所述固定座中心依次设有相连通的方形凹槽和螺杆穿孔，所述方形凹槽内滑动连接有方形螺母，所述方形螺母一侧圆周阵列设有复位弹簧，所述挡板中心设有螺杆穿孔，所述螺杆依次与螺杆穿孔活动串接、与方形螺母螺纹连接、与螺杆穿孔活动串接后，一端与旋转电机输出轴固定连接，另一端部与移动螺母螺纹连接，所述挡板固定在固定座外端，所述复位弹簧一端与方形螺母相抵触，另一端与挡板相抵触，以利于当螺杆与锁紧螺母螺纹对接丝扣时，螺杆在旋转电机带动下继续旋转，而此时螺杆并未能立即对上锁紧螺母的丝扣，螺杆前移的力被分解，一部分力驱动固定座内的方形螺母沿着方形凹槽后移压迫复位弹簧，另一部分力则会使得螺杆以锁紧螺母轴心为中心转动对接丝扣，当螺杆与锁紧螺母的丝扣找正并连接上时，方形螺母不再继续后退，且保持当前位置不变，复位弹簧的反弹力驱动方形螺母回位，使螺杆在旋转电机的带动下顺利与锁紧螺母螺纹连接，将公插头和母插头紧密对接。

本发明所述快插装置由模具快插固定板、机器侧快插板和快插控制装置组成，所述模具快插固定板安装在模具上，所述模具快插固定板上设有公插头，所述机器侧快插板位于预热墙板侧面，所述机器侧快插板上设有母插头，所述公插头和母插头的轴心在同一轴线上，且所述公插头和母插头相互配合，所述机器侧快插板和模具快插固定板的上下两端分别设有锁紧机构，所述锁紧机构包括气缸、旋转电机、螺杆、锁紧螺母，所述气缸一侧固定在预热墙板上，所述气缸的伸缩杆端部与机器侧快插板固定连接，所述机器侧快插板安装母插头的端面上下两端分别固定有旋转电机，所述旋转电机前端经输出轴与螺杆固定连接，所述气缸和旋转电机分别经快插控制装置控制，所述模具快插固定板上固定有锁紧螺母，所述锁紧螺母的内螺孔与螺杆相配合，当机器侧快插板上的母插头与模具快插固定板上的公插头需要结合时，快插控制装置指令旋转电机和气缸同时动作，驱动螺杆旋转并沿着轴向旋进，使螺杆与锁紧螺母螺纹连接，将机器侧快插板上的母插头与模具快插固定板上的公插头通过螺杆和锁紧螺母自锁，当气缸达到最大行程时，气缸传感器检测到位，气缸和旋转电机停止，此时，气缸顶出力取消，增加了气缸的寿命，接头内的液体开始流通，组合接头产生的所有结合力全部由螺杆与锁紧螺母的锁紧力抵消，施加在模具背板和模具快插固定板上的力为零，模具背板和模具快插固定板不会产生变形，从而延长了模具和快插的使用寿命。

本发明可在所述机器侧快插板和模具快插固定板间设有导向装置，其包括导柱和导向套，所述机器侧快插板上设有导柱，所述模具快插固定板上设有导向套，所述导柱和导向套相配合插接，以利于通过导柱对螺杆的行程进行导向，保证了螺杆与锁紧螺母的精确配合。

本发明所述快插控制装置可采用PLC控制器。

快插时，旋转电机和气缸分别经PLC快插控制装置控制，当模具到位后，PLC快插控制装置指令注塑机侧快插装置靠向模具旋转电机驱动螺杆旋转的同时经气缸驱动并沿着轴向旋进，螺杆沿着导柱前移，使螺杆与螺母螺纹连接，注塑机两侧的机器侧快插板上的母插头与模具快插固定板上的公插头通过螺杆和螺母自锁相结合，当注塑机机器侧快插板上的母插头与模具快插固定板上的公插头相结合后，接触传感器将信息上传至PLC快插控制装置，PLC快插控制装置即指令旋转电机和气缸同时停止动作，此时，气缸顶出力可以取消，接头内的液体开始流通，组合接头产生的所有结合力全部由螺杆与螺母的锁紧力抵消，施加在模具背板和快插固定板上的力为零，模具背板和快插固定板不会产生变形，从而延长了使用寿命。

本发明所述换模台车还可以采用车体上端面设有具有A模具工位和B模具工位的交换工作台、对交换工作台进行升降的工作台升降装置和换模控制装置，下端设有自动行走装置，所述换模控制装置与换模台车的电源模块相连接，所述自动行走装置包括四个万向轮、两个舵轮装置和转弯装置，所述四个万向轮分别安装在车架的前端和后端两侧，所述舵轮装置包括左舵轮、右舵轮、左驱动轴、右驱动轴、左舵轮支架、右舵轮支架、行走电机和转弯装置，所述左舵轮支架上端与车架固定连接，下端设有左驱动轴，所述左驱动轴经轴承固定在左舵轮支架下端，所述左驱动轴上固定有左舵轮，所述左驱动轴经车架左侧的行走电机驱动，所述右舵轮支架上端与车体固定连接，下端设有右驱动轴，所述右驱动轴经轴承固定在右舵轮支架下端，所述右驱动轴上固定有右舵轮，所述右驱动轴经车架右侧的行走电机驱动，所述转弯装置设置在所述车架中心，所述转弯装置包括回转支承、支轴、转弯齿轮、驱动齿轮和转弯电机，所述回转支承内圈与车架固定连接，外圈设有齿圈，所述回转支承外圈下端面圆周设有环形转弯齿，所述转弯电机固定在车架1上，所述转弯电机经输出轴上设有的转弯齿轮与环形转弯齿相啮合，所述转弯电机和行走电机分别经台车控制装置控制。

所述左舵轮支架和右舵轮支架相对应的内侧分别水平固定设有支轴，所述支轴上固定有转弯齿轮，所述转弯齿轮与环形转弯齿相啮合。

当搬运车上的台车控制装置感应到车辆跑偏后，台车控制装置指令转弯电机动作，驱动驱动齿轮带动回转支承旋转，回转支承带动左舵轮支架和右舵轮支架上的转弯齿轮转向，使得转弯齿轮经支轴带动左舵轮支架上的左舵轮和右舵轮支架上的右舵轮转向，进而达到了根据车架偏离的角度随时纠中正行走路线的作用。

当搬运车要转弯时，台车控制装置指令转弯电机动作，驱动驱动齿轮带动回转支承旋转，回转支承带动左舵轮支架和右舵轮支架上的转弯齿轮转向，使得转弯齿轮经支轴带动左舵轮支架上的左舵轮和右舵轮支架上的右舵轮转向，进而达到了车辆自动转弯的作用。

本发明所述注塑机控制装置、预热站控制装置、换模控制装置、台车控制装置、控制芯片和控制系统分别采用PLC控制器，以达到通过程序自动控制的作用。

一种无人状态下自动快速换模方法为：在注塑机加工模具结束前，根据控制系统预设的路径，控制系统指令模具搬运车行走机构动作，驱动模具搬运车行驶至模具库，通过搬运车行走定位读码器读取行走条形码信息并上传至控制芯片，控制芯片通过无线通讯模块与控制系统无线通讯，使控制系统得知模具搬运车的行走位置并控制模具搬运车的动态；同时，驱动升降装置动作，通过升降读码器读取升降条形码来监控工作台的升降高度，并使工作台的高度与待搬运的模具的高度一致后停止，当到达指定的搬运模具位置一侧时，模具搬运车上的RFID读卡器读取到RFID电子标签信息后，上传给控制芯片，控制芯片无线传输给控制系统，通过控制系统中的显示屏显示模具信息，根据模具信息，控制系统根据预先设定的流程，指示模具搬运台车行走到目标位置的预热站，当预热站上的模具到位信号开关检测到模具搬运车到位信息并上传至控制系统，模具搬运车载着待加工模具B下降，当模具搬运车上的工作台与预热站上端面在同一平面上时，控制系统即指令模具搬运车上的推拉装置动作，将待加工模具B推送至预热站上，然后指令预热站上的快插装置与待加工模具B连接进行预热加温；同时，控制系统指令模具搬运车再次重复上述动作，对下一待加工的模具进行搬运；

当待加工模具B预热完毕，注塑机上的模具A即将加工结束时，控制系统指令换模台车自行行驶至预热站提取已经预热完毕的待加工模具B；

控制系统指令换模台车载着待加工模具B沿着预设路径至注塑机旁定位；

当注塑机中的模具A加工完毕，注塑机上的顶杆和射嘴后退到位，注塑机控制装置指令磁力模板自动松开模具，快速换模装置自动松开注塑机与模具之间的水路、液压油路和电路信号后，注塑机自动开微距并开启安全门；

台车控制装置指令换模台车上的推拉抓手A伸进注塑机中的模具A底部钩住加工完毕的模具A并将模具A拉到换模台车的A模具工位上，换模台车前进一个工位，使模具B对应注塑机上的加工工位，同时注塑机调整开模空间；

台车推拉式抓手B将待加工模具B推入注塑机，注塑机内部模具中心定位气缸顶出定位模具B；

台车推拉式抓手B返回至换模台车；

注塑机控制装置控制注塑机自动关门、注塑机合模、磁力模板充磁，吸住待加工模具B，并自动快插至待加工模具B；

注塑机炮台前进，同时模温机开始循环；

同时，换模台车上的台车控制装置指令后定位电动推杆动作，将后定位锁销伸出并插入到已加工模具A上定位，并指令行走电机动作，驱动车体沿着指定设定路径前行至过渡平台，当换模台车上的前对接光电开关感应到过渡台车的信息后停止，然后台车控制装置指令后定位电动推杆带动后定位锁销回位，此时，过渡平台上的模具到位开关将信息上传至过渡平台控制装置中，过渡平台控制装置即指令推拉装置伸出，将已加工模具A拉到过渡平台上，等待模具搬运车将已加工模具A搬回模具库中；

此时，过渡平台控制装置将信息传递给控制系统，控制系统即指令已卸载待加工模具的模具搬运车行驶至过渡平台，模具搬运车上的RFID读卡器读取到已加工模具A的RFID电子标签信息后，上传给控制芯片，控制芯片无线传输给控制系统，通过模具库控制装置上传至控制系统中的模具库信息，控制系统控制模具搬运车的控制芯片，控制芯片指令行走架驱动装置行走，当行走定位读码器7读取到控制芯片内模具程序对应的行走条形码对应的位置时，控制芯片自动停止行走架驱动装置，启动升降装置，带动工作台上升，当升降定位读码器读取到控制芯片内模具程序对应的升降条形码对应位置时，升降装置停止，控制芯片指令工作台上的推拉装置动作，将已加工模具A推至模具库架上的对应位置上，然后，模具库控制装置指令定位机构动作，将已加工模具A定位在单元格中。同时，模具搬运车中的控制芯片启动升降装置，并启动行走架驱动装置行走到待加工模具对应的模具单元格中进行自动搬运，如此重复上述动作，对模具进行自动搬运、自动预热、自动换模、自动入库，显著提高了生产效率、节省了用工成本。

当模具搬运车中或换模台车感应到电池电量不足时，模具搬运车或换模台车在控制系统的指令下自动寻迹到充电站进行充电，达到无需人工干预的作用。

本发明由于采用上述结构，使得自动换模过程只用了3分钟，显著降低了换模时间，提高了生产效率，大大节省了用工成本，具有自动化程度高、生产效率高、用工成本低、占用空间小、注塑机使用率高、升降稳定等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明控制原理框图。

图3是本发明中模具搬运车的结构示意图。

图4是本发明中换模台车的工作台上端面的结构示意图。

图5是换模台车的结构示意图（去除车体上端的工作台和升降装置部分）。

图6是图5的自动行走装置的结构示意图。

图7是图5的左视图。

图8是本发明注塑机中的快插装置的结构示意图。

图9是模具库单元格端面的结构示意图。

图10是本发明预热站的结构示意图。

图11是本发明预热站中的快插装置的实施例的立体结构示意图。

图12是图11的主视图。

图13是图12中A-A的剖视图。

附图标记：行走架1、升降装置2、工作台3、滚轮4、行走架驱动装置5、升降定位读码器6、行走定位读码器7、升降条形码8、行走条形码9、升降滑道11、滑辊12、推拉装置13、底架14、上框架16、左升降杆17、右升降杆18、铰轴19、滑动滚轮20、模具快插固定板21、机器侧快插板22、子插头23、母插头24、气缸25、旋转电机26、螺杆27、锁紧螺母28、气缸固定板29、导向螺母30、车体31、回转支承32、支轴33、转弯齿轮34、驱动齿轮351、转弯电机36左舵轮371、右舵轮381、左驱动轴391、右驱动轴40、左舵轮支架41、右舵轮支架321和行走电机33、万向轮34、模具库35、模具搬运车361、预热站37、过渡平台38、注塑机39、框架40、辊筒面41、辊轮面42、定位机构43、控制系统44、自动充电站45、第一充电模块46、第二充电模块47、RFID电子标签48、RFID读卡器49、无线通讯模块50、二维码51、二维码识别器52、行走定位读码器53、单元位置传感器54、第一无线通讯模块55、第二无线通讯模块56、换模台车57、模具58、控制芯片59、注塑机控制装置60、换模台车控制装置61、信号开关62、预热控制装置63、快插装置64、过渡平台模具到位开关65、电源模块67、电源模块68、模具库控制装置69、导向辊70、和快插装置71，支架72、模具快插固定板81、预热快插板82、预热墙板83、固定套84、快插板到位传感器85、旋转电机86、固定座87、导向杆88、螺杆89、锁紧螺母90、移动螺母91、复位弹簧92、挡板93、方形螺母94、电机固定板85、导向柱96、导套97。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，包括模具库35、模具搬运车361、预热站37、过渡平台38、换模台车57、注塑机39和控制系统44，其特征在于还包括自动充电站45、第一充电模块46、第二充电模块47、RFID电子标签48、RFID读卡器49、无线通讯模块50、二维码51、二维码识别器52、行走定位读码器53、单元位置传感器54、第一无线通讯模块55、第二无线通讯模块56、行走定位读码器7、行走条形码9、过渡平台模具到位开关65、控制芯片59、过渡平台控制装置66、台车控制装置61、信号开关62、预热站控制装置63，

所述第一充电模块46安装在模具搬运车361上，所述第一充电模块46与模具搬运车上安装的电源模块67电连接，所述第二充电模块47安装在换模台车57上，所述第二充电模块4746与换模台车上安装的电源模块68电连接，所述第一充电模块46和第二充电模块47分别与控制系统44相连接，所述第一充电模块46和第二充电模块47分别与自动充电站45的充电接口相配合，当控制系统44感应到模具搬运车或换模台车的电池发电量不足时，模具搬运车或换模台车在控制系统的指令下自动寻迹到充电站进行充电，达到无需人工干预的作用；

所述RFID电子标签48安装在每个模具58上，且所述每个模具58上的RFID电子标签48的标识不同，所述RFID电子标签48与RFID读卡器49的充电接口相配合，所述RFID读卡器49安装在模具搬运车361上，所述RFID读卡器49与模具搬运车的控制芯片59连接，

所述第一无线通讯模块55安装在注塑机控制装置60中，所述第二无线通讯模块56安装在台车控制装置61中，所述注塑机控制装置60经第一无线通讯模块55和第二无线通讯模块56与台车控制装置61无线连接，所述注塑机控制装置60和台车控制装置61分别经控制系统44控制，本发明可以采用有线控制，也可以采用无线控制，本发明优选采用无线控制；

所述信号开关62、预热控制装置63安装在预热站37上，所述信号开关62与预热控制装置63相连接，所述预热控制装置63与控制系统44相连接，本发明优选采用无线连接，以使控制系统统一管理并确定预热站上待预热模具到位信息并指令预热快插装置定位模具的作用；

所述二维码识别器52安装在换模台车57上，所述二维码识别器52与台车控制装置61相连接，所述二维码51安装在注塑机39上，以利于通过二维码识别器52对二维码51进行扫码识别注塑机位置并使换模台车与对应的注塑机进行定位；

所述行走定位读码器7安装在模具搬运车361上，所述行走定位读码器7与模具搬运车361上设有的控制芯片59相连接，所述控制芯片59经无线通讯模块50与控制系统44相连接，所述行走条形码9安装在行走轨道一侧，所述行走定位读码器7与行走条形码9相对应，以利于通过行走定位读码器7读取行走条形码9的信息并上传至控制芯片59，控制芯片59通过无线通讯模块50与控制系统44无线通讯，使控制系统44实时监控模具搬运车的行走位置并控制模具搬运车的动态；

所述过渡平台模具到位开关65固定在过渡平台38一侧，所述模具到位开关与控制系统相连接，以达到统一管理并确定已加工模具到位信息和移动模具的作用；

所述控制系统包括PLC控制器、上位机和触摸屏，所述PLC控制器与上位机和触摸屏相连接。

本发明所述模具库是由至少三个相平行的竖撑和至少两个相平行的横撑相互垂直固定连接而由单元格形成矩阵形的立体模具架，所述模具架上的每个单元格端面是由连接架、辊筒面41和辊轮面42组成，所述辊筒面是由相平行的辊筒两端经轴承与辊筒连接框架固定连接而成，所述辊轮面是由相平行的辊轮两端经轴承与辊轮连接框架固定连接而成，所述连接架上端面是由辊筒连接框架和辊轮连接框架固定连接而成，所述辊轮连接框架上设有定位机构43，所述定位机构43与模具库控制装置69连接，所述模具库控制装置与控制系统连接，本发明所述定位机构优选采用定位气缸。

本发明所述模具搬运车包括行走架1、升降装置2、工作台3、行走架驱动装置5、升降定位读码器6、行走定位读码器7、升降条形码8、RFID读卡器49和控制芯片59，所述行走架1下端设有滚轮4，所述滚轮4经行走架驱动装置5驱动，所述行走架驱动装置5为行走电机，所述升降定位读码器6、行走架驱动装置5和升降装置2分别与控制芯片连接，所述控制芯片与电源模块67相连接，以实现无人自动搬运，所述行走架1是由底架、立柱和上框架组成，所述底架经立柱与上框架固定连接，所述行走架的底架上设有升降装置，底架一侧设有行走定位读码器7，所述行走架1的4个立柱上分别设有升降滑道11，其中，所述行走架1的一个立柱上设有升降条形码8，所述工作台3经滑轨与升降滑道11滑动连接，所述工作台3上设有相平行的滑辊12和推拉装置13，下端与升降装置2相连接，一侧安装有升降定位读码器6，所述推拉装置13与控制芯片相连接，所述滑辊12两端经轴承与工作台3相连接，所述升降定位读码器6与升降条形码8相对应，驱动行走架1下端的滚轮在地面行走，当行走定位读码器7读取到控制芯片内模具程序对应的行走条形码9指定的位置时，控制芯片自动停止行走架驱动装置5，启动升降装置2，带动工作台3上升，当升降定位读码器6读取到控制芯片内模具程序对应的升降条形码8制定位置时，升降装置停止，控制芯片指令推拉装置动作，将位于模具库架上的对应位置上的模具拉出并将其移动至工作台上，然后，控制芯片启动升降装置，将载有模具的工作台升降到指定位置停止，再启动行走架驱动装置，行走架沿着设定路线行走，运送至要换模的注塑机旁进行换模。

本发明所述升降装置2可以采用电动推杆，所述电动推杆与控制芯片连接。

本发明所述升降装置还包括升降支撑装置，其包括左升降杆17、右升降杆18、铰轴19和滑动滚轮20，所述铰轴19两端分别与左升降杆17和右升降杆18的中心相铰接，所述左升降杆17和右升降杆18上端分别与工作台3底面相铰接，所述左升降杆17下端与底架14相铰接，所述右升降杆18下端设有滑动滚轮20，所述底架14上设有横向滑道，所述滑道滚轮20与横向滑道滑动连接，当工作台载着大型模具升降时，通过升降支撑装置使工作台始终沿着立柱上的升降滑道垂直升降，大大提高了工作台升降的稳定性。

本发明所述推拉装置包括伸缩丝杆、螺母、推拉块、电动锁销和伸缩电机，所述电动锁销和伸缩电机分别与控制芯片相连接，所述伸缩丝杆一端经轴承与工作台固定连接，另一端穿过固定在工作台上的轴承二与伸缩电机固定连接，所述伸缩丝杆上螺纹连接有螺母，所述螺母两端分别与工作台滑动连接，所述推拉块固定在螺母上，所述推拉块上设有电动锁销，当要推拉模具时，控制芯片指令伸缩电机动作，带动螺母沿着伸缩丝杆轴向移动，使螺母上的推拉块靠向模具，当推拉块到达模具下端时，电动锁销动作，插在模具上，将模具与推拉块固定，然后伸缩电机带动伸缩丝杆反向旋转，将模具拉到工作台上，通过工作台上端的滑辊稳定的移动到工作台上，达到推拉方便的作用。

本发明所述预热站37的支架72上端面上设有平行的导轨、导向辊70和快插装置71，所述支架72上端两侧分别对应安装有预热快插装置，所述平行的导轨间设有相平行的导向辊70，所述导向辊70与导轨相垂直，所述导向辊经电机驱动装置驱动，所述电机驱动装置经预热站控制装置控制，当模具到位信号开关感应到模具搬运车到位信息后，预热站控制装置即指令电机驱动装置动作，将模具搬运车上的模具移动至预热站的上端面上，然后预热站控制装置指令电机驱动装置停止，同时，指令快插装置动作，将模具定位在预热站上端面，并进行快插预热。

本发明所述预热快插装置包括模具快插固定板81、预热快插板82、预热墙板83、锁紧机构，所述模具快插固定板81上设有公插头和导套97，所述预热快插板82上设有母插头和导向柱96，所述公插头和母插头相插接、导套97和导向柱96相插接，所述公插头和母插头经锁紧机构锁紧，所述锁紧机构包括固定套84、旋转电机86、固定座87、导向杆88、螺杆89、锁紧螺母90和移动螺母，所述移动螺母10固定在预热快插板82上，所述锁紧螺母90分别固定在模具快插固定板81上，所述锁紧螺母90与移动螺母相对应，所述预热墙板固定在支架72上，所述固定座87固定在预热墙板上，所述固定座87中心设有螺纹通孔，中心两侧圆周阵列设有导向孔，所述螺杆89与螺纹通孔螺纹连接后，一端与旋转电机86输出轴固定连接，另一端部与移动螺母91螺纹连接，所述导向杆88滑动穿过导向孔，一端与旋转电机86机壳固定连接，另一端与固定在预热快插板82上的固定套84固定插接，所述导向杆88与螺杆89相平行，以利于对螺杆89的轴向位移进行导向，并保证预热快插板的稳定性，所述旋转电机86经预热站控制装置控制，当要对模具管路连接时，预热站控制装置启动旋转电机86，旋转电机86带动螺杆89旋转，螺杆89相对固定座87的螺纹通孔轴向移动，带动预热快插板82前移，此时，导向杆88沿着导向孔轴向移动，辅助推动注塑机插板前移，同时还有利于对螺杆89进行精确导向，当螺杆89继续前进并与模具快插固定板81上的锁紧螺母90螺纹连接时，产生锁紧力使公插头和母插头紧密结合，当连接到位后，旋转电机86即停止转动，公插头和母插头内的流体开始流通，公插头和母插头产生的所有结合力全部由螺杆89和锁紧螺母90的锁紧力抵消，施加在模具快插固定板以及预热快插板上的力为零，保证了模具快插固定板以及预热快插板的平面度，提高了公插头和母插头连接精度，从而延长了设备的使用寿命。

本发明可在所述预热快插板82上固定有快插板到位传感器85，当所述模具快插固定板采用非金属材质时，可在所述模具快插固定板81上设有感应块，所述快插板到位传感器85与感应块相对应，所述快插板到位传感器85与控制装置连接，以利于进一步感应预热快插板的到位信息，并上传至预热站控制装置，预热站控制装置再指令旋转电机动作，进一步达到精确控制的作用。

本发明还可在所述固定座内设有丝扣对接装置，其包括挡板93、复位弹簧92和方形螺母94，所述固定座87中心依次设有相连通的方形凹槽和螺杆穿孔，所述方形凹槽内滑动连接有方形螺母94，所述方形螺母94一侧圆周阵列设有复位弹簧92，所述挡板93中心设有螺杆穿孔，所述螺杆依次与螺杆穿孔活动串接、与方形螺母螺纹连接、与螺杆穿孔活动串接后，一端与旋转电机86输出轴固定连接，另一端部与移动螺母螺纹连接，所述挡板93固定在固定座87外端，所述复位弹簧92一端与方形螺母94相抵触，另一端与挡板93相抵触，以利于当螺杆89与锁紧螺母90螺纹对接丝扣时，螺杆89在旋转电机86带动下继续旋转，而此时螺杆89并未能立即对上锁紧螺母90的丝扣，螺杆89前移的力被分解，一部分力驱动固定座87内的方形螺母94沿着方形凹槽后移压迫复位弹簧92，另一部分力则会使得螺杆89以锁紧螺母90轴心为中心转动对接丝扣，当螺杆89与锁紧螺母90的丝扣找正并连接上时，方形螺母94不再继续后退，且保持当前位置不变，复位弹簧92的反弹力驱动方形螺母94回位，使螺杆89在旋转电机86的带动下顺利与锁紧螺母90螺纹连接，将公插头和母插头紧密对接。

本发明所述注塑机上的快插装置是由由模具快插固定板21、机器侧快插板22和快插控制装置组成，所述模具快插固定板21安装在模具上，所述模具快插固定板21上设有公插头23，所述机器侧快插板22位于预热墙板侧面，所述机器侧快插板22上设有母插头24，所述公插头和母插头的轴心在同一轴线上，且所述公插头和母插头相互配合，所述机器侧快插板22和模具快插固定板的上下两端分别设有锁紧机构，所述锁紧机构包括气缸25、旋转电机26、螺杆27、锁紧螺母28，所述气缸一侧固定在预热墙板上，所述气缸的伸缩杆端部与机器侧快插板固定连接，所述机器侧快插板安装母插头的端面上下两端分别固定有旋转电机，所述旋转电机26前端经输出轴与螺杆27固定连接，所述气缸和旋转电机分别经快插控制装置控制，所述模具快插固定板21上固定有锁紧螺母28，所述锁紧螺母28的内螺孔与螺杆27相配合，当机器侧快插板22上的母插头24与模具快插固定板21上的公插头23需要结合时，快插控制装置指令旋转电机26和气缸25同时动作，驱动螺杆27旋转并沿着轴向旋进，使螺杆27与锁紧螺母28螺纹连接，将机器侧快插板22上的母插头24与模具快插固定板21上的公插头23通过螺杆27和锁紧螺母28自锁，当气缸25达到最大行程时，气缸传感器检测到位，气缸25和旋转电机26停止，此时，气缸25顶出力取消，增加了气缸的寿命，接头内的液体开始流通，组合接头产生的所有结合力全部由螺杆与锁紧螺母的锁紧力抵消，施加在模具背板和模具快插固定板上的力为零，模具背板和模具快插固定板不会产生变形，从而延长了模具和快插的使用寿命。

本发明可在所述机器侧快插板22和模具快插固定板间设有导向装置，其包括导柱和导向套，所述机器侧快插板22上设有导柱30，所述模具快插固定板上设有导向套，所述导柱和导向套相配合插接，以利于通过导柱30对螺杆的行程进行导向，保证了螺杆与锁紧螺母的精确配合。

本发明所述快插控制装置可采用PLC控制器。

快插时，旋转电机和气缸分别经PLC快插控制装置控制，当模具到位后，PLC快插控制装置指令注塑机侧快插装置靠向模具旋转电机驱动螺杆旋转的同时经气缸驱动并沿着轴向旋进，螺杆沿着导柱前移，使螺杆与螺母螺纹连接，注塑机两侧的机器侧快插板上的母插头与模具快插固定板上的公插头通过螺杆和螺母自锁相结合，当注塑机机器侧快插板上的母插头与模具快插固定板上的公插头相结合后，接触传感器将信息上传至PLC快插控制装置，PLC快插控制装置即指令旋转电机和气缸同时停止动作，此时，气缸顶出力可以取消，接头内的液体开始流通，组合接头产生的所有结合力全部由螺杆与螺母的锁紧力抵消，施加在模具背板和快插固定板上的力为零，模具背板和快插固定板不会产生变形，从而延长了使用寿命。

本发明所述换模台车的结构可以采用CN108358120的结构，此不赘述。

本发明所述换模台车还可以采用车体31上端面设有具有A模具工位和B模具工位的交换工作台、对交换工作台进行升降的工作台升降装置和换模控制装置，下端设有自动行走装置，所述换模控制装置与换模台车的电源模块相连接，所述交换工作台和工作台升降装置的结构与CN108358120的工作台面相同，此不赘述，所述自动行走装置包括四个万向轮、两个舵轮装置和转弯装置，所述四个万向轮34分别安装在车架的前端和后端两侧，所述舵轮装置包括左舵轮371、右舵轮381、左驱动轴391、右驱动轴40、左舵轮支架41、右舵轮支架321、行走电机33和转弯装置，所述左舵轮支架上端与车架固定连接，下端设有左驱动轴391，所述左驱动轴391经轴承固定在左舵轮支架41下端，所述左驱动轴391上固定有左舵轮371，所述左驱动轴391经车架左侧的行走电机驱动，所述右舵轮支架321上端与车体31固定连接，下端设有右驱动轴40，所述右驱动轴40经轴承固定在右舵轮支架321下端，所述右驱动轴40上固定有右舵轮381，所述右驱动轴40经车架右侧的行走电机驱动，所述转弯装置设置在所述车架1中心，所述转弯装置包括回转支承32、支轴33、转弯齿轮34、驱动齿轮351和转弯电机36，所述回转支承32内圈与车架1固定连接，外圈设有齿圈，所述回转支承32外圈下端面圆周设有环形转弯齿34，所述转弯电机36固定在车架1上，所述转弯电机36经输出轴上设有的转弯齿轮34与环形转弯齿34相啮合，所述转弯电机36和行走电机33分别经台车控制装置控制。

所述左舵轮支架41和右舵轮支架321相对应的内侧分别水平固定设有支轴33，所述支轴33上固定有转弯齿轮34，所述转弯齿轮34与环形转弯齿34相啮合。

当搬运车上的台车控制装置感应到车辆跑偏后，台车控制装置指令转弯电机36动作，驱动驱动齿轮351带动回转支承32旋转，回转支承32带动左舵轮支架41和右舵轮支架321上的转弯齿轮34转向，使得转弯齿轮34经支轴33带动左舵轮支架41上的左舵轮371和右舵轮支架321上的右舵轮381转向，进而达到了根据车架偏离的角度随时纠中正行走路线的作用。

当搬运车要转弯时，台车控制装置指令转弯电机36动作，驱动驱动齿轮351带动回转支承32旋转，回转支承32带动左舵轮支架41和右舵轮支架321上的转弯齿轮34转向，使得转弯齿轮34经支轴33带动左舵轮支架41上的左舵轮371和右舵轮支架321上的右舵轮381转向，进而达到了车辆自动转弯的作用。

本发明所述注塑机控制装置、预热站控制装置、换模控制装置、台车控制装置、控制芯片和控制系统分别采用PLC控制器，以达到通过程序自动控制的作用。

本发明在无人状态下自动加工模具时，在注塑机加工模具结束前（N为大于等于1的自然数），根据控制系统预设的路径，控制系统指令模具搬运车行走机构动作，驱动模具搬运车行驶至模具库，通过搬运车行走定位读码器读取行走条形码信息并上传至控制芯片，控制芯片通过无线通讯模块与控制系统无线通讯，使控制系统得知模具搬运车的行走位置并控制模具搬运车的动态；同时，驱动升降装置动作，通过升降读码器读取升降条形码来监控工作台的升降高度，并使工作台的高度与待搬运的模具的高度一致后停止，当到达指定的搬运模具位置一侧时，模具搬运车上的RFID读卡器读取到RFID电子标签信息后，上传给控制芯片，控制芯片无线传输给控制系统，通过控制系统中的显示屏显示模具信息，根据模具信息，控制系统根据预先设定的流程，指示模具搬运台车行走到目标位置的预热站，当预热站上的模具到位信号开关检测到模具搬运车到位信息并上传至控制系统，模具搬运车载着待加工模具B下降，当模具搬运车上的工作台与预热站上端面在同一平面上时，控制系统即指令模具搬运车上的推拉装置动作，将待加工模具B推送至预热站上，然后指令预热站上的快插装置与待加工模具B连接进行预热加温；在快插装置对接时，预热站控制装置启动旋转电机86，旋转电机86带动螺杆89旋转，螺杆89相对移动螺母91的螺纹通孔轴向移动，此时，导向杆88经固定套84支撑预热快插板稳步前移，螺杆89继续前进并准备与模具快插固定板81上的锁紧螺母90螺纹连接，当螺杆89与锁紧螺母90螺纹对接丝扣时，螺杆89在旋转电机带动下继续旋转，而此时螺杆并未能立即对上锁紧螺母的丝扣，螺杆前移的力被分解，其一部分力驱动固定座内的方形螺母沿着方形凹槽后移压迫复位弹簧，另一部分力则会使得螺杆89与锁紧螺母90保持一定的压紧力，持续旋转对接丝扣，使得施加在模具快插板上的力不足以使其变形，当螺杆与锁紧螺母的丝扣找正并连接上时，方形螺母94不再继续后退，且保持当前位置不变，复位弹簧的反弹力驱动方形螺母回位，使螺杆在旋转电机的带动下顺利与锁紧螺母螺纹连接，将公插头和母插头紧密对接；当快插板到位传感器感应到模具侧快插板信息后，预热站控制装置指令旋转电机停止转动，公插头和母插头内的流体开始流通，公插头和母插头产生的所有结合力全部由螺杆和锁紧螺母的锁紧力抵消，施加在模具快插固定板以及预热快插板上的力为零，保证了模具快插固定板以及预热快插板的平面度，提高了公插头和母插头连接精度，从而延长了设备的使用寿命；同时，控制系统指令模具搬运车再次重复上述动作，对下一待加工的模具进行搬运；

当待加工模具B预热完毕，注塑机上的模具A即将加工结束时，控制系统指令换模台车自行行驶至预热站提取已经预热完毕的待加工模具B；

控制系统指令换模台车载着待加工模具B沿着预设路径至注塑机旁定位；

当注塑机中的模具A加工完毕，注塑机上的顶杆和射嘴后退到位，注塑机控制装置指令磁力模板自动松开模具，快速换模装置自动松开注塑机与模具之间的水路、液压油路和电路信号后，注塑机自动开微距并开启安全门；

台车控制装置指令换模台车上的推拉抓手A伸进注塑机中的模具A底部钩住加工完毕的模具A并将模具A拉到换模台车的A模具工位上，换模台车前进一个工位，使模具B对应注塑机上的加工工位，同时注塑机调整开模空间；

台车推拉式抓手B将待加工模具B推入注塑机，注塑机内部模具中心定位气缸顶出定位模具B；

台车推拉式抓手B返回至换模台车；

注塑机控制装置控制注塑机自动关门、注塑机合模、磁力模板充磁，吸住待加工模具B，并自动快插至待加工模具B；

注塑机炮台前进，同时模温机开始循环；

同时，换模台车上的台车控制装置指令后定位电动推杆动作，将后定位锁销伸出并插入到已加工模具A上定位，并指令行走电机动作，驱动车体沿着指定设定路径前行至过渡平台，当换模台车上的前对接光电开关感应到过渡台车的信息后停止，然后台车控制装置指令后定位电动推杆带动后定位锁销回位，此时，过渡平台上的模具到位开关将信息上传至过渡平台控制装置中，过渡平台控制装置即指令推拉装置伸出，将已加工模具A拉到过渡平台上，等待模具搬运车将已加工模具A搬回模具库中；

此时，过渡平台控制装置将信息传递给控制系统，控制系统即指令已卸载待加工模具的模具搬运车行驶至过渡平台，模具搬运车上的RFID读卡器读取到已加工模具A的RFID电子标签信息后，上传给控制芯片，控制芯片无线传输给控制系统，通模具库控制装置上传至控制系统中的模具库信息，控制系统控制模具搬运车的控制芯片，控制芯片指令行走架驱动装置行走，当行走定位读码器7读取到控制芯片内模具程序对应的行走条形码9对应的位置时，控制芯片自动停止行走架驱动装置5，启动升降装置2，带动工作台3上升，当升降定位读码器6读取到控制芯片内模具程序对应的升降条形码8对应位置时，升降装置停止，控制芯片指令工作台上的推拉装置动作，将已加工模具A推至模具库架上的对应位置上，然后，模具库控制装置指令定位机构动作，将已加工模具A定位在单元格中。同时，模具搬运车中的控制芯片启动升降装置，并启动行走架驱动装置行走到待加工模具对应的模具单元格中进行自动搬运，如此重复上述动作，对模具进行自动搬运、自动预热、自动换模、自动入库，显著提高了生产效率、节省了用工成本。

当模具搬运车中或换模台车感应到电池电量不足时，模具搬运车或换模台车在控制系统的指令下自动寻迹到充电站进行充电，达到无需人工干预的作用。

本发明由于采用上述结构，使得自动换模过程只用了3分钟，显著降低了换模时间，提高了生产效率，大大节省了用工成本，具有自动化程度高、生产效率高、用工成本低、占用空间小、注塑机使用率高、升降稳定等优点。

Claims (10)

1.一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，包括模具库、模具搬运车、预热站、过渡平台、换模台车、注塑机和控制系统，其特征在于还包括自动充电站、第一充电模块、第二充电模块、RFID电子标签、RFID读卡器、无线通讯模块、二维码、二维码识别器、行走定位读码器、单元位置传感器、第一无线通讯模块、第二无线通讯模块、行走定位读码器、行走条形码、过渡平台模具到位开关、控制芯片、过渡平台控制装置、台车控制装置、信号开关、预热站控制装置，

所述第一充电模块安装在模具搬运车上，所述第一充电模块与模具搬运车上安装的电源模块电连接，所述第二充电模块安装在换模台车上，所述第二充电模块与换模台车上安装的电源模块电连接，所述第一充电模块和第二充电模块分别与控制系统相连接，所述第一充电模块和第二充电模块分别与自动充电站的充电接口相配合；

所述RFID电子标签安装在每个模具上，且所述每个模具上的RFID电子标签的标识不同，所述RFID电子标签与RFID读卡器的 充电接口相配合，所述RFID读卡器安装在模具搬运车上，所述RFID读卡器与模具搬运车的控制芯片连接，

所述第一无线通讯模块安装在注塑机控制装置中，所述第二无线通讯模块安装在台车控制装置中，所述注塑机控制装置经第一无线通讯模块和第二无线通讯模块与台车控制装置无线连接，所述注塑机控制装置和台车控制装置分别经控制系统控制；

所述信号开关、预热控制装置安装在预热站上，所述信号开关与预热控制装置相连接，所述预热控制装置与控制系统相连接，本发明优选采用无线连接；

所述二维码识别器安装在换模台车上，所述二维码识别器与台车控制装置相连接，所述二维码安装在注塑机上；

所述行走定位读码器安装在模具搬运车上，所述行走定位读码器与模具搬运车上设有的控制芯片相连接，所述控制芯片经无线通讯模块与控制系统相连接，所述行走条形码安装在行走轨道一侧，所述行走定位读码器与行走条形码相对应；

所述过渡平台模具到位开关固定在过渡平台一侧，所述模具到位开关与控制系统相连接；

所述控制系统包括PLC控制器、上位机和触摸屏，所述PLC控制器与上位机和触摸屏相连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述模具库是由至少三个相平行的竖撑和至少两个相平行的横撑相互垂直固定连接而由单元格形成矩阵形的立体模具架，所述模具架上的每个单元格端面是由连接架、辊筒面和辊轮面组成，所述辊筒面是由相平行的辊筒两端经轴承与辊筒连接框架固定连接而成，所述辊轮面是由相平行的辊轮两端经轴承与辊轮连接框架固定连接而成，所述连接架上端面是由辊筒连接框架和辊轮连接框架固定连接而成，所述辊轮连接框架上设有定位机构，所述定位机构与模具库控制装置连接，所述模具库控制装置与控制系统连接，本发明所述定位机构优选采用定位气缸。

3.根据权利要求1或2所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述模具搬运车包括行走架、升降装置、工作台、行走架驱动装置、升降定位读码器、行走定位读码器、升降条形码、RFID读卡器和控制芯片，所述行走架下端设有滚轮，所述滚轮经行走架驱动装置驱动，所述行走架驱动装置为行走电机，所述升降定位读码器、行走架驱动装置和升降装置分别与控制芯片连接，所述控制芯片与电源模块相连接，所述行走架是由底架、立柱和上框架组成，所述底架经立柱与上框架固定连接，所述行走架的底架上设有升降装置，底架一侧设有行走定位读码器，所述行走架的4个立柱上分别设有升降滑道，其中，所述行走架的一个立柱上设有升降条形码，所述工作台经滑轨与升降滑道滑动连接，所述工作台上设有相平行的滑辊和推拉装置，下端与升降装置相连接，一侧安装有升降定位读码器，所述推拉装置与控制芯片相连接，所述滑辊两端经轴承与工作台相连接，所述升降定位读码器与升降条形码相对应。

4.根据权利要求3所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述升降装置还包括升降支撑装置，其包括左升降杆、右升降杆、铰轴和滑动滚轮，所述铰轴两端分别与左升降杆和右升降杆的中心相铰接，所述左升降杆和右升降杆上端分别与工作台底面相铰接，所述左升降杆下端与底架相铰接，所述右升降杆下端设有滑动滚轮，所述底架上设有横向滑道，所述滑道滚轮与横向滑道滑动连接，当工作台载着大型模具升降时，通过升降支撑装置使工作台始终沿着立柱上的升降滑道垂直升降，大大提高了工作台升降的稳定性。

5.根据权利要求3所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述推拉装置包括伸缩丝杆、螺母、推拉块、电动锁销和伸缩电机，所述电动锁销和伸缩电机分别与控制芯片相连接，所述伸缩丝杆一端经轴承与工作台固定连接，另一端穿过固定在工作台上的轴承二与伸缩电机固定连接，所述伸缩丝杆上螺纹连接有螺母，所述螺母两端分别与工作台滑动连接，所述推拉块固定在螺母上，所述推拉块上设有电动锁销，电动锁销经控制芯片控制。

6.根据权利要求3所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述预热站的支架上端面上设有平行的导轨、导向辊和快插装置，所述支架上端两侧分别对应安装有快插装置，所述平行的导轨间设有相平行的导向辊，所述导向辊与导轨相垂直，所述导向辊经电机驱动装置驱动，所述电机驱动装置经预热站控制装置控制。

7.根据权利要求6所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述预热快插装置包括模具快插固定板、预热快插板、预热墙板、锁紧机构，所述模具快插固定板上设有公插头和导套，所述预热快插板上设有母插头和导向柱，所述公插头和母插头相插接、导套和导向柱相插接，所述公插头和母插头经锁紧机构锁紧，所述锁紧机构包括固定套、旋转电机、固定座、导向杆、螺杆、锁紧螺母和移动螺母，所述移动螺母固定在预热快插板上，所述锁紧螺母分别固定在模具快插固定板上，所述锁紧螺母与移动螺母相对应，所述预热墙板固定在支架上，所述固定座固定在预热墙板上，所述固定座中心设有螺纹通孔，中心两侧圆周阵列设有导向孔，所述螺杆与螺纹通孔螺纹连接后，一端与旋转电机输出轴固定连接，另一端部与移动螺母螺纹连接，所述导向杆滑动穿过导向孔，一端与旋转电机机壳固定连接，另一端与固定在预热快插板上的固定套固定插接，所述导向杆与螺杆相平行。

8.根据权利要求7所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述预热快插板上固定有快插板到位传感器，或者，当所述模具快插固定板采用非金属材质时，所述模具快插固定板上设有感应块，所述快插板到位传感器与感应块相对应，所述快插板到位传感器与控制装置连接。

9.根据权利要求7或8所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述固定座内设有丝扣对接装置，其包括挡板、复位弹簧和方形螺母，所述固定座中心依次设有相连通的方形凹槽和螺杆穿孔，所述方形凹槽内滑动连接有方形螺母，所述方形螺母一侧圆周阵列设有复位弹簧，所述挡板中心设有螺杆穿孔，所述螺杆依次与螺杆穿孔活动串接、与方形螺母螺纹连接、与螺杆穿孔活动串接后，一端与旋转电机输出轴固定连接，另一端部与移动螺母螺纹连接，所述挡板固定在固定座外端，所述复位弹簧一端与方形螺母相抵触，另一端与挡板相抵触。

10.根据权利要求1所述的一种无人状态下的模具自动搬运换模系统，其特征在于所述注塑机中的快插装置由模具快插固定板、机器侧快插板和快插控制装置组成，所述模具快插固定板安装在模具上，所述模具快插固定板上设有子插头，所述机器侧快插板安装在预热设备上，所述机器侧快插板上设有母插头，所述机器侧快插板上下两端设有锁紧机构，所述子插头和母插头的轴心在同一轴线上，且所述子插头和母插头相互配合，所述锁紧机构包括气缸、旋转电机、螺杆和锁紧螺母，所述旋转电机前端经输出轴与螺杆固定连接，后端与气缸的伸缩杆固定连接，所述气缸与机器侧快插板固定连接，所述模具快插固定板上固定有锁紧螺母，所述锁紧螺母的内螺孔与螺杆相配合。