CN110193902A - 一种橡胶塞子除边装置及除边方法 - Google Patents

一种橡胶塞子除边装置及除边方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种橡胶塞子除边装置及除边方法，装置部分包括位于冲床滑块上的除边模具阳冲件和位于除边模具阳冲件下方的阴冲板，所述除边模具阳冲件的阳冲内孔和橡胶塞子的颈部定位配合；另外本发明还提供与上述装置相应的除边方法；本发明最终能够解决硫化胶片除边操作中存在橡胶塞子冠部定位时必须通过外力作用将橡胶塞子挤入阴冲内孔中的问题和因橡胶收缩积累导致橡胶塞子与阴冲内孔出现一定错位的问题。

Description

一种橡胶塞子除边装置及除边方法
技术领域
本发明涉及橡胶塞子生产技术领域，具体地指一种橡胶塞子除边装置及除边方法。
背景技术
药用橡胶塞子是药物封装的封口件和导出件，我国每年使用的注射橡胶塞子、口服液橡胶塞、预灌封塞子等总量近1000亿只。药用橡胶生产的工艺国内外基本相同，其工艺流程如下：材料配合工序、橡胶混炼工序、胶料预成型工序、硫化成型工序、除边工序、清洗工序、包装工序。由于橡胶塞子产量巨大，因而国内外生产企业均采用 “群模硫化”方法。所谓的“群模硫化”法是指在一套橡胶塞子硫化模具上开出成百乃至上千个橡胶塞子模腔，然后采用大吨位、大热板面积的模压硫化机进行硫化的方法；又为方便这成百上千橡胶塞子从硫化模具中取出，在硫化模具设计时专门设计了用于连接单一塞子的、厚度在0.7mm左右的“工艺胶边”，如图1所示，我们将由工艺胶边5连接橡胶塞子3的胶片称之谓硫化胶片。
由于采用“群模硫化”工艺，必然产生工艺胶边5，因此必须将橡胶塞子3从“硫化胶片”上“脱”下来，使得橡胶塞子3和工艺胶边5互相分离，国际通行方法是采用冷冲除边原理，该生产过程又被称之谓“除边工序”。如图3和4所示，除边工序是由冲床提供动力、通过除边模具上的阳冲1.2和阴冲内孔2.1实现冲边目的的。所以，除边工序就是利用冲切原理将硫化胶片上的橡胶塞子3冲切下来变成一个个独立的完整的橡胶塞子的过程。
国际上通行的硫化胶片除边方式为机械冲切除边法，其原理是利用安装于冲床上的除边模具来实现的，除边模具结构见图3，其由模架及安装于模架上的阳冲、阴冲、弹簧11、压板10等组成，模架固定于冲床机座上，阳冲部件则通过模具模柄固定于冲床移动的滑块上。具体操作方式：操作人员拾取待除边的、与除边模具排布一致的硫化胶片，将硫化胶片的橡胶塞子3冠部向下放入阴冲内孔2.1中，然后，阳冲1.2随冲床滑块13冲下，由弹簧11提供压力的压板10先接触塞子并将未入阴冲内孔2.1的橡胶塞子3压入阴冲内孔2.1后，阳冲1.2冲下将橡胶塞子3从硫化胶片上冲离下来，被冲离硫化胶片的橡胶塞子3通过阳冲内孔1.1中提供的压缩空气吹落至阴冲内孔2.1下方的收集容器中；尔后，冲床滑块13携带阳冲1.2上升、模具打开，操作工再用手取出工艺胶边，一个冲切周期完成。
需要说明的是：为了保证橡胶塞子3尺寸精度和美观，橡胶塞子3的冠部直径与阴冲内孔2.1都采用过盈配合，因此，由于橡胶塞子3冠部直径大于阴冲内孔2.1直径，因此，橡胶塞子3冠部是不能自然进入阴冲内孔2.1的，必须通过外力作用将橡胶塞子3 “挤入”阴冲内孔2.1中的；也由于橡胶制品收缩率不同，作为群模硫化胶片，其收缩积累导致硫化胶片上的橡胶塞子3相对位置与阴冲内孔2.1会产生一定的误差，即硫化胶片上的橡胶塞子3与阴冲内孔2.1会有一定“错位”，解决这种“错位”是利用橡胶的柔性和工艺胶边薄而易于变形的特点强制“挤入”阴冲内孔来实现的，同时，橡胶塞子3结构设计时也充分考虑这一因素，冠部高度方向设计了锥面与过渡圆弧以利于塞子冠部导入阴冲内孔2.1中（见图2和4）。
上述通行的硫化胶片除边方式操作较为复杂，始终存在橡胶塞子冠部定位时必须通过外力作用将橡胶塞子 “挤入”阴冲内孔中的问题和因橡胶收缩积累导致橡胶塞子与阴冲内孔出现一定“错位”的问题，而这正是导致橡胶塞子出现大边和切肉等质量问题的根源所在。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种橡胶塞子除边装置及除边方法，能够解决硫化胶片除边操作中存在橡胶塞子冠部定位时必须通过外力作用将橡胶塞子 挤入阴冲内孔中的问题和因橡胶收缩积累导致橡胶塞子与阴冲内孔出现一定错位的问题。
本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种橡胶塞子除边装置，包括位于冲床滑块上的除边模具阳冲件和位于除边模具阳冲件下方的阴冲板，所述除边模具阳冲件的阳冲内孔和橡胶塞子的颈部定位配合。
优选地，所述阴冲板内设有阴冲内孔，除边模具阳冲件的阳冲与阴冲内孔冲压配合。
优选地，所述除边模具阳冲件与阴冲板之间还设有端拾器，端拾器驱动端与机械手或机器人输出端连接。
优选地，所述端拾器上、下表面均设有负压吸附盘，负压吸附盘上设有多个真空吸嘴，负压吸附盘通过抽风管道与抽真空泵连接；端拾器上还设有CCD相机，CCD相机通过微处理器与机械手或机器人控制端连接。
优选地，所述阳冲内孔顶部还分别与负压吸气管和吹气管连接，负压吸气管与抽真空泵连接，吹气管与空气压缩机连接。
另外，本发明还提供上述除边装置的除边方法，它包括以下步骤：
步骤1）：将硫化胶片中橡胶塞子的颈部向上插入到除边模具阳冲件的阳冲内孔内；
步骤2）：冲床滑块下移后带动除边模具阳冲件下移，阳冲下移并进入到阴冲板的阴冲内孔内；
步骤3）：阳冲和阴冲内孔冲压配合将硫化胶片中的工艺胶边和橡胶塞子分离，橡胶塞子进入到阴冲内孔内，工艺胶边留在阴冲板上。
优选地，步骤1）具体为：机械手驱动端拾器移动到待除边的硫化胶片上方，端拾器的抽真空泵开启后，端拾器的负压吸附盘将硫化胶片吸附拾取，端拾器翻转使得硫化胶片中橡胶塞子的颈部朝上，端拾器移动到除边模具阳冲件下方，然后向上将硫化胶片中橡胶塞子的颈部顶入到阳冲内孔内，这时阳冲内孔与橡胶塞子的颈部过盈配合，然后端拾器下移并离开除边模具阳冲件下方。
更为优选地，将步骤1）完成后还包括以下操作过程：开启抽真空泵，使得阳冲内孔底部产生负压，将硫化胶片吸紧在除边模具阳冲件底部。
更为优选地，步骤3）完成的同时还包括以下操作过程：开启空气压缩机，空气压缩机通过吹气管向阳冲内孔吹入压缩气体，压缩气体从阳冲内孔底部喷出，将橡胶塞子从阴冲内孔内吹入到下方的塞子收集器中。
更为优选地，步骤3）完成后还包括以下操作过程：机械手驱动端拾器回到起始位置重新拾取待除边的硫化胶片，然后移入到除边模具阳冲件下方，按照步骤1）将硫化胶片中橡胶塞子的颈部向上插入到除边模具阳冲件的阳冲内孔后，机械手驱动端拾器下行到阴冲板上方，端拾器的抽真空泵开启后，负压吸附盘将留在阴冲板上的工艺胶边吸附拾取，然后端拾器离开阴冲板上方后，将工艺胶边释放即可。
本发明的有益效果：
1、本发明通过小直径塞径定位、即只需朝上将橡胶塞子的颈部插入阳冲内孔即可解决硫化胶片除边操作中，存在橡胶塞子冠部定位时必须通过外力作用将橡胶塞子 挤入阴冲内孔中的问题和因橡胶收缩积累导致橡胶塞子与阴冲内孔出现一定错位的问题，从根本上解决除边过程中橡胶塞子出现大边和切肉等质量问题。
2、橡胶塞子的颈部与阳冲内孔可采取过盈配合定位方式，也可以采用负压吸附硫化胶片方式实现定位；两种定位方式均操作简单、高效。
3、本发明装置省去了压板、弹簧等部件，精简了结构，但是达到了更好的效果，有利于工业推广。
附图说明
图1 为硫化胶片中橡胶塞子和工艺胶边的连接结构示意图；
图2为橡胶塞子的结构示意图；
图3为传统除边装置的结构示意图；
图4为传统除边装置中阳冲、阳冲内孔、阴冲内孔及橡胶塞子配合的结构示意图；
图5为本发明中一种橡胶塞子除边装置对硫化胶片定位前的结构示意图；
图6为本发明中一种橡胶塞子除边装置对硫化胶片定位后的结构示意图；
图7为图6中阳冲、阳冲内孔、阴冲内孔及橡胶塞子配合的结构示意图；
图8为机械手或机器人驱动端拾器吸附拾取硫化胶片的结构示意图；
图9为本发明涉及冲床的具体结构示意图；
图10为本发明除边装置与传统除边装置除边后的效果对比图；
图中，除边模具阳冲件1、阳冲内孔1.1、阳冲1.2、阴冲板2、阴冲内孔2.1、橡胶塞子3、颈部3.1、冠部3.2、端拾器4、工艺胶边5、塞子收集器6、颈部定位面7、冠部定位面8、颈部导入面9、压板10、弹簧11、模具模柄12、冲床滑块13、模具底座14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图5至9所示，一种橡胶塞子除边装置，包括位于冲床滑块13上的除边模具阳冲件1和位于除边模具阳冲件1下方的阴冲板2，所述除边模具阳冲件1的阳冲内孔1.1和橡胶塞子3的颈部3.1定位配合。本实施例中，除边模具阳冲件1包括阳冲1.2和其内部的阳冲内孔1.1，除边模具阳冲件1通过模具模柄12安装于冲床滑块13上，阴冲板2固定安装在模具底座14上。
优选地，所述阴冲板2内设有阴冲内孔2.1，除边模具阳冲件1的阳冲1.2与阴冲内孔2.1冲压配合。在本实施例中，是阳冲1.2的外径部分与阴冲内孔2.1内径部分冲压配合将橡胶塞子3从硫化胶片中的工艺胶边5冲离下来。
优选地，所述除边模具阳冲件1与阴冲板2之间还设有端拾器4，端拾器4驱动端与机械手或机器人输出端连接。在本实施例中机械手或机器人可以控制端拾器4平移、翻转、上升、下降等动作。
优选地，所述端拾器4上、下表面均设有负压吸附盘，负压吸附盘上设有多个真空吸嘴，负压吸附盘通过抽风管道与抽真空泵连接；端拾器4上还设有CCD相机，CCD相机通过微处理器与机械手或机器人控制端连接。在本实施例中，CCD相机可以识别并定位待除边的硫化胶片，然后通过微处理器给机械手或机器人发送指令，机械手或机器人引导端拾器4准确拾取硫化胶片，本实施例中微处理器可采用型号为TMS320C32的DSP。
优选地，所述阳冲内孔1.1顶部还分别与负压吸气管和吹气管连接，负压吸气管与抽真空泵连接，吹气管与空气压缩机连接。这样设计后，阳冲内孔1.1底部既可以形成负压将待除边的硫化胶片吸紧，也可以向下吹出压缩空气，将分离的橡胶塞子3从阳冲内孔1.1内吹入到塞子收集器6内。
另外，本发明还提供上述除边装置的除边方法，它包括以下步骤：
步骤1）：将硫化胶片中橡胶塞子3的颈部3.1向上插入到除边模具阳冲件1的阳冲内孔1.1内；步骤1）具体为：机械手驱动端拾器4移动到待除边的硫化胶片上方，端拾器4的抽真空泵开启后，端拾器4的负压吸附盘将硫化胶片吸附拾取，端拾器4翻转使得硫化胶片中橡胶塞子3的颈部3.1朝上，端拾器4移动到除边模具阳冲件1下方，然后向上将硫化胶片中橡胶塞子3的颈部3.1顶入到阳冲内孔1.1内，这时阳冲内孔1.1与橡胶塞子3的颈部3.1过盈配合，由于橡胶塞子3颈部固有的锥度，因此，橡胶塞子3颈部很好导入阳冲内孔1.1，为确保入孔效果，端拾,4可向上顶1-3次，然后端拾器4下移并离开除边模具阳冲件1下方。具体地，以图8中所示，有9块待除边的硫化胶片冠部朝上码放于指定存料处，机械手驱动端拾器4每次按照A、B、C、D、E、F、G、H、I的顺序吸附拾取相应的硫化胶片进行除边操作，例如吸附拾取A区域的硫化胶片后，驱动端拾器4旋转至A2所在区域，然后端拾器4翻转180°后使得硫化胶片中橡胶塞子3的颈部3.1朝上，然后端拾器4移动到冲床内，即除边模具阳冲件1下方，端拾器4进入后先上升将硫化胶片中橡胶塞子3的颈部3.1顶入到阳冲内孔1.1内，然后下降后退出冲床；
将步骤1）完成后还包括下述操作过程：开启抽真空泵，使得阳冲内孔1.1底部产生负压，将硫化胶片吸紧在除边模具阳冲件1底部。由于橡胶塞子3的颈部3.1顶部与阳冲内孔1.1过盈配合，可以通过过盈配合产生的摩擦力防止硫化胶片从除边模具阳冲件1底部掉落，如果其摩擦力较小，不足以定位和防止硫化胶片从除边模具阳冲件1底部掉落时，可以开启抽真空泵，使得阳冲内孔1.1底部产生负压，将硫化胶片吸紧在除边模具阳冲件1底部，即也可采用负压吸附硫化胶片方式实现定位。
步骤2）：冲床滑块13下移后带动除边模具阳冲件1下移，阳冲1.2下移并进入到阴冲板2的阴冲内孔2.1内；
步骤3）：阳冲1.2和阴冲内孔2.1冲压配合将硫化胶片中的工艺胶边5和橡胶塞子3分离，橡胶塞子3进入到阴冲内孔2.1内，工艺胶边5留在阴冲板2上。
步骤3）完成的同时还包括以下操作过程：开启空气压缩机，空气压缩机通过吹气管向阳冲内孔1.1吹入压缩气体，压缩气体从阳冲内孔1.1底部喷出，将橡胶塞子3从阴冲内孔2.1内吹入到下方的塞子收集器6中。
步骤3）完成后还包括以下操作过程：机械手驱动端拾器4回到起始位置重新拾取待除边的硫化胶片，然后移入到除边模具阳冲件1下方，按照步骤1将硫化胶片中橡胶塞子3的颈部3.1向上插入到除边模具阳冲件1的阳冲内孔1.1后，机械手驱动端拾器4下行到阴冲板2上方，端拾器4的抽真空泵开启后，负压吸附盘将留在阴冲板2上的工艺胶边5吸附拾取，然后端拾器4离开阴冲板2上方后，将工艺胶边5释放即可。
在本实施例中，如图2所示，橡胶塞子3的颈部3.1直径小，但是颈部定位面7高度高，通常是冠部定位面8高度的2.5倍以上，而且颈部结构本身就有锥度较大、长度且长的颈部导入面9，这样很好地解决了原先冠部3.2插入阴冲内孔2.1内因尺寸过盈存在的“挤入”问题和因橡胶收缩积累面导致的“错位”问题，同时省去了压板10和弹簧11，本发明只需朝上将橡胶塞子3的颈部3.1插入阳冲内孔1.1即可解决上述所有问题。
另外当携有硫化胶片的阳冲内孔1.1冲下时，由于橡胶塞子3的冠部3.2存在3°左右的预留锥度和圆弧过渡，这利于橡胶塞子3的冠部3.2导入阴冲内孔2.1并被冲落。
如图10所示，左边一列为本发明除边装置将橡胶塞子除边后效果图，而中间一列为传统除边装置将橡胶塞子除边后出现的大边质量问题，右边一列为传统除边装置将橡胶塞子除边后出现的切肉质量问题。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种橡胶塞子除边装置，包括位于冲床滑块（13）上的除边模具阳冲件（1）和位于除边模具阳冲件（1）下方的阴冲板（2），其特征在于：所述除边模具阳冲件（1）的阳冲内孔（1.1）和橡胶塞子（3）的颈部（3.1）定位配合。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶塞子除边装置，其特征在于：所述阴冲板（2）内设有阴冲内孔（2.1），除边模具阳冲件（1）的阳冲（1.2）与阴冲内孔（2.1）冲压配合。
3.根据权利要求1所述的一种橡胶塞子除边装置，其特征在于：所述除边模具阳冲件（1）与阴冲板（2）之间还设有端拾器（4），端拾器（4）驱动端与机械手或机器人输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种橡胶塞子除边装置，其特征在于：所述端拾器（4）上、下表面均设有负压吸附盘，负压吸附盘上设有多个真空吸嘴，负压吸附盘通过抽风管道与抽真空泵连接；端拾器（4）上还设有CCD相机，CCD相机通过微处理器与机械手或机器人控制端连接。
5.根据权利要求1所述的一种橡胶塞子除边装置，其特征在于：所述阳冲内孔（1.1）顶部还分别与负压吸气管和吹气管连接，负压吸气管与抽真空泵连接，吹气管与空气压缩机连接。
6.一种权利要求1至5任一项所述除边装置的除边方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤1）：将硫化胶片中橡胶塞子（3）的颈部（3.1）向上插入到除边模具阳冲件（1）的阳冲内孔（1.1）内；
步骤2）：冲床滑块（13）下移后带动除边模具阳冲件（1）下移，阳冲（1.2）下移并进入到阴冲板（2）的阴冲内孔（2.1）内；
步骤3）：阳冲（1.2）和阴冲内孔（2.1）冲压配合将硫化胶片中的工艺胶边（5）和橡胶塞子（3）分离，橡胶塞子（3）进入到阴冲内孔（2.1）内，工艺胶边（5）留在阴冲板（2）上。
7.根据权利要求6所述的除边方法，其特征在于：步骤1）具体为：机械手驱动端拾器（4）移动到待除边的硫化胶片上方，端拾器（4）的抽真空泵开启后，端拾器（4）的负压吸附盘将硫化胶片吸附拾取，端拾器（4）翻转使得硫化胶片中橡胶塞子（3）的颈部（3.1）朝上，端拾器（4）移动到除边模具阳冲件（1）下方，然后向上将硫化胶片中橡胶塞子（3）的颈部（3.1）顶入到阳冲内孔（1.1）内，这时阳冲内孔（1.1）与橡胶塞子（3）的颈部（3.1）过盈配合，然后端拾器（4）下移并离开除边模具阳冲件（1）下方。
8.根据权利要求6所述的除边方法，其特征在于：将步骤1）完成后还包括以下操作过程：开启抽真空泵，使得阳冲内孔（1.1）底部产生负压，将硫化胶片吸紧在除边模具阳冲件（1）底部。
9.根据权利要求6所述的除边方法，其特征在于：步骤3）完成的同时还包括以下操作过程：开启空气压缩机，空气压缩机通过吹气管向阳冲内孔（1.1）吹入压缩气体，压缩气体从阳冲内孔（1.1）底部喷出，将橡胶塞子（3）从阴冲内孔（2.1）内吹入到下方的塞子收集器（6）中。
10.根据权利要求6所述的除边方法，其特征在于：步骤3）完成后还包括以下操作过程：机械手驱动端拾器（4）回到起始位置重新拾取待除边的硫化胶片，然后移入到除边模具阳冲件（1）下方，按照步骤1）将硫化胶片中橡胶塞子（3）的颈部（3.1）向上插入到除边模具阳冲件（1）的阳冲内孔（1.1）后，机械手驱动端拾器（4）下行到阴冲板（2）上方，端拾器（4）的抽真空泵开启后，负压吸附盘将留在阴冲板（2）上的工艺胶边（5）吸附拾取，然后端拾器（4）离开阴冲板（2）上方后，将工艺胶边（5）释放即可。
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