CN110561594A - 机用陶瓷工艺品石膏模 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机用陶瓷工艺品石膏模，包括：上模片、下模片以及四个侧模片，每一模片之间采用榫卯结构相配合连接，所述侧模片进一步包括通风干燥带、连接器以及定位装置，利用镶衬式插件结构，使每一模片具有一定的强度和刚度与机器人手臂连接。通过采用机器的智能化和自动化生产，从而提高陶瓷工艺品的生产效率。

Description

机用陶瓷工艺品石膏模

技术领域

本发明涉及一种石膏模，尤其是适于自动化注浆和自动开模-合模用的陶瓷工艺品石膏模。

背景技术

目前，国内外陶瓷灌浆制坯，尤其是陶瓷工艺品灌浆成坯生产过程主要包括搅拌备桨→合模→灌浆→干燥→清桨→固化→脱模取件等主要工艺环节，其基本生产方法仍然停留在手工操作的状态，采用的是劳动力密集型，工人劳动强度高；生产率低下、成本高；且制件质量不稳定，同一性差；制坯品质主要依赖工人的经验和技能，不适合现代生产与组织管理，不能适应和满足日益增长的市场需求。

发明内容

本发明提供了一种，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种机用陶瓷工艺品石膏模，其特征在于，包括：

上模片，所述上模片的下端圆形阵列设置有四个第一上榫；

下模片，所述下模片的外形尺寸与所述上模片相同，在其上端圆形阵列设置有四个第一下卯；以及

位于所述上模片和所述下模片之间、与所述上模片和所述下模片榫卯结构配合的四个侧模片；每一侧模片进一步包括与所述上模片配合的第一上卯、与所述下模片配合的第一下榫、与其他侧模片配合的侧卯和侧榫、设置于所述第一上卯下方的通风干燥带、设置于所述通风干燥带下方的连接器以及设置于所述连接器下方的定位装置。

作为进一步改进的，所述第一上榫、所述第一下榫以及所述侧榫均呈尺寸大小相同的凸台结构，且所述凸台结构的嵌入斜角为15°。

作为进一步改进的，所述第一下卯、所述第一上卯以及所述侧卯均呈尺寸大小相同的凹槽结构，且所述凹槽结构的嵌入斜角为15°，与所述第一上榫、所述第一下榫以及所述侧榫相配合。

作为进一步改进的，所述侧模片沿水平方向开合运动，所述上模片和所述下模片沿垂直方向开合运动。

作为进一步改进的，所述定位装置与所述连接器之间通过削边销、辅助支承销以及定位销连接，并通过螺钉紧固连接在一起。

本发明的有益效果是：每一组石膏模的外形统一且标准，根据型腔需求制作不同的胚件。每一石膏模设计为六个模片的形式，通过在每一模片上设置镶衬式的插件结构，使石膏模具有一定的强度与刚度，能够与机器人手臂相连接而不受损坏。通过机器人手臂朝上下左右不同方向的运动，控制每一模片朝不同方向移动而不会相干涉，进而提高石膏模的寿命。通过同一石膏模制作出的工艺品，达到质量稳定，同一性好。利用机器人的智能化和自动化生产，从而使提供陶瓷工艺品的生产效率、降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供一种机用陶瓷工艺品石膏模的结构示意图。

图2是本发明实施例提供一种机用陶瓷工艺品石膏模的模片组成模式的示意图。

图3是本发明实施例提供一种机用陶瓷工艺品石膏模的模片连接定位方法与技术的结构示意图。

图4是本发明实施例提供一种机用陶瓷工艺品石膏模的侧模片结构形态的示意图。

图5是本发明实施例提供一种机用陶瓷工艺品石膏模的侧模片与机械手连接的结构示意图。

图6是本发明实施例提供一种机用陶瓷工艺品石膏模的脱模与复原的结构示意图。

图中：1.上模片 2.下模片 3.侧模片

11.第一上榫 21.第一下卯 31.侧榫

32.侧卯 33.第一上卯 34.第一下榫

35.通风干燥带 36.连接器 37.定位装置

371.螺钉 372.削边销 373.辅助支承销

374.定位销 375.定位销套 376.弹性体

377.辅助支承套 378.削边销套 41.支臂

42.步进电机 43.丝杠螺母机构 44.底板

45.定位固定爪 51.工作板 52.第一位置传感器

53.第二位置传感器 54.压缩弹簧 55.机器人手臂

56.电磁铁 57.推杆 58.弹性工作边

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，本发明实施例提供一种机用陶瓷工艺品石膏模，其特征在于，包括：

上模片1，所述上模片1的下端圆形阵列设置有四个第一上榫11；

下模片2，所述下模片2的外形尺寸与所述上模片1相同，在其上端圆形阵列设置有四个第一下卯21；以及

位于所述上模片1和所述下模片2之间、与所述上模片1和所述下模片2榫卯结构配合的四个侧模片3；每一侧模片3进一步包括与所述上模片1配合的第一上卯33、与所述下模片2配合的第一下榫34、与其他侧模片3配合的侧卯32和侧榫31、设置于所述第一上卯33下方的通风干燥带35、设置于所述通风干燥带35下方的连接器36以及设置于所述连接器36下方的定位装置37。

进一步地，所述第一上榫11、所述第一下榫34以及所述侧榫31均呈尺寸大小相同的凸台结构，且所述凸台结构的嵌入斜角为15°。

进一步地，第一下卯21、所述第一上卯33以及所述侧卯32均呈尺寸大小相同的凹槽结构，且所述凹槽结构的嵌入斜角为15°，与所述第一上榫11、所述第一下榫34以及所述侧榫31相配合。

进一步地，所述侧模片3沿水平方向开合运动，所述上模片1和所述下模片2沿垂直方向开合运动。

进一步地，所述定位装置37与所述连接器36之间通过削边销372、辅助支承销373以及定位销374连接，并通过螺钉371紧固连接在一起。

具体地，所述石膏模继承传统工艺、融入现代先进技术方法、运用创新型的榫卯连接方式，由具有所述第一上榫11的上模片1、具有所述第一下卯21的下模片2以及四个具有所述榫31/34以及所述卯32/33的侧模片3组成榫卯结构的石膏模；榫卯结构咬合好，结合面石膏相互渗透，保证足够的吸水功能；所述榫11/31/34以及所述卯21/32/33的嵌入斜角设置为15度，同时控制每一模片1/2/3的开合顺序，并使用弹性固定套固定每一模片1/2/3，保证所述石膏模可以机用，并且保证所述石膏模的可靠性及使其寿命显著提高。

请参照图2所示，所述石膏模可以形成球体结构、立方体结构、或是圆柱体结构等多种几何结构要素；以球体结构为例，以球心为原点，沿射线运动为所述石膏模的开合基本运动状态；以立方体结构和圆柱体结构为例，构建六片式通用型石膏模；由所述上模片1、所述下模片2以及四个所述侧模片3组成的石膏模，所述上模片1和所述下模片2可以沿垂直方向上做开合运动，所述侧模片3可以沿水平方向上向前后左右四个方向分别做开合运动。保证每一模片的开合运动过程中安全可靠不干涉，减小每一模片1/2/3之间的摩擦，从而提供模具的使用寿命。

请参照图3所示，所述石膏模采用镶衬式插件结构，通过所述定位装置37将所述连接器36与机器人手臂55连接；所述定位装置37设置有定位销374、辅助支承销373以及削边销372；定位销套375套设在所述定位销374上，见图3a；所述辅助支承销373的外径上圆形阵列设置有四个弹性体376，辅助支承套377套设在所述弹性体376外侧，见图3b；削边销套378套设在所述削边销372上，见图3c；通过采用强度高、轻而耐磨的合金板料作为连接器来嵌入到所述石膏模片内，确保石膏模与所述机器人手臂55连接的牢固且可靠，从而使石膏模在做机械运动时的接触强度、刚度能够与金属驱动件相匹配；所述连接器36与所述石膏模通过镶衬使插件结构连接牢固的同时，所述连接器36部分与外界开放，保证与所述机器人手臂55有效而可靠连接。

请参照图4所示，在保持石膏模外形不变的基础上，欲制多种胚件进行分组，形成有限的若干个组，每一组包括尺寸和形态相近的若干个胚件；再按组选定所述模片的基本外形几何要素和厚度尺寸进行设计制作工作型腔，可完成同组内不同胚件的石膏模设计与制作。

在欧几里得实数域N维空间内，对于m个不同胚件，可以将不同胚件分为K组，K≤m；如果坯件的基本特征(包括尺寸和形状)可以用

Fij＝{fi1，fi2，...，fij，...，fim},i＝1,2...m,j＝1,2...K (1)

表示，并且有

Frk＝{fr1，fr2,...,frk,...,frK},k＝1,2...K, (2)

表示某一组内的假设标准特征向量，则范数

式中，ε是一个比较小的正数。满足式(3)的Fij即成为一组。在同一组内，改变石膏模的工作型腔，不改变外形尺寸和其他结构参数，便可实现每一组内的胚件的设计与制作。

每一组石膏模的外形是统一的、标准的，并且与所述机器人手臂55的定位与连接是统一的、标准的、具有通用性；不同组别的石膏模外径和高度有差别，所述机器人手臂55的位置和线性移动距离不同，通过PLC软件调整和设定；减少所述机器人手臂55的连接件个数和形态，具有互换性；节约工装材料，显著提高设备的可靠性和可维护性。所述石膏模片上设置的所述通风干燥带35，形成有效热干风通道，可人工干燥所述石膏模，显著提高制坯效率。

请参照图5所示，本发明实施例通过所述连接器36与机器人手臂55相配合，实现所述侧模片36的准确运动，包括以下步骤：

S1，所述侧模片3上的所述连接器36与机器人手臂55相配合连接，通过所述机器人手臂55的水平向内运动带动所述侧模片3闭合运动，通过所述机器人手臂55的垂直运动带动所述侧模片3闭合运动；

S2，所述侧模片3上的所述连接器36与所述机器人手臂55相配合连接，通过所述机器人手臂55的水平向外运动带动所述侧模片36开启运动，通过所述机器人手臂55的垂直运动带动所述侧模片3开启运动。

以下将详细说明S1和S2。

S1，所述侧模片3上的所述连接器36与机器人手臂55相配合连接，通过所述机器人手臂55的水平向内运动带动所述侧模片3闭合运动，通过所述机器人手臂55的垂直运动带动所述侧模片3闭合运动。

S11,电磁铁56带电使与线圈相固联的推杆57水平向左运动，抵紧所述连接器36的弹性工作边58，使压缩弹簧54压缩，当第一位置传感器52发出信号提示所述连接器36水平运动已到位，则水平运动停止；

S12,所述连接器36开始向上，当第二位置传感器53发出信号提示所述连接器36垂直运动已到位，则垂直运动停止，所述电磁铁56断电，所述推杆57缩回，所述压缩弹簧54伸展，推动所述弹性工作边58绕铰链从β角位置转为α角位置，所述弹性工作边58与所述连接器36的工作板51相抵紧，在两者结构配合中连接为一体。

S2，所述侧模片3上的所述连接器36与所述机器人手臂55相配合连接，通过所述机器人手臂55的水平向外运动带动所述侧模片36开启运动，通过所述机器人手臂55的垂直运动带动所述侧模片3开启运动。

S21,所述电磁铁56接到指令通电，所述推杆57抵紧所述弹性工作边58，使所述压缩弹簧54压缩，造成所述弹性工作边58与所述工作板51相分离；

S22,所述连接器36向下移动至指定位置，垂直运动停止，所述连接器36向右水平移动至指定位置，水平运动停止。

所述机器人手臂55按径向方向上做线性运动，实现所述石膏模的开模与合模，解决每一模片在开模与合模过程中的干涉问题，保证每一模片相互间不干涉而又精确配合。基于六点定位原理，采用完全定位，实现每一模片在所述机器人手臂55上的准确定位。

请参照图6所示，机器人手臂55包括六个支臂41、六个步进电机42、六个丝杠螺母机构43、底板44以及定位固定爪45，在所述机器人手臂55侧面上的四个方位以一定角度设置四个所述支臂41，所述支臂41分别连接所述侧面片3，另外两个所述支臂41与所述上模片1相连接，所述下模片2设置于所述底板44上，形成具有完整的封闭型腔的石膏模。以型腔为中心，所述下模片2在机构的作用下向下移动、实现开模；取出制件，所述下模片2复位，所述上模片1与四个所述侧模片3沿径向球心射线向心移动，到达指定位置后停止运动，实现合模。

机器人手臂组包括若干组所述机器人手臂55，所述底板44包括定位装置和固定石膏模装置，在PLC系统控制下，实现所述机器人手臂组的同步动作，从而提高灌浆制坯的生产率。

开模与合模动作由PLC系统控制，开模保证每一模片顺序移离至指定位置，所述位置传感器52/53发出信号，所述丝杠螺母机构43停止动作；经过延时，预留取件时间，经光栅检验制件全部取走，开始合模。在合模的最后阶段，所述位置传感器52/53发出信号，六个所述支臂41完成一次合模动作。

通过所述机器人手臂55的径向线性运动和六个所述支臂41的顺次动作、结合每一模片按榫卯结构搭建和拆分，保证每一模片间不干涉；每一所述支臂41依次动作，确保每一模片间摩擦与磨损最小，从而保证所述石膏模开模与合模的高效，延长所述石膏模的使用寿命。所述机器人手臂组具有柔性化和标准化，与所述石膏模结合，通过PLC编程将二者相连接，从而将所述机器人手臂组和各组石膏模融为一体。并且所述石膏模基于六点定位原理，采用一面两孔和辅助支承组合实现完全定位，保证每一模片在所述机器人手臂55上的准确而可靠的连接，确保每一模片在所述定位固定爪45定位与固定。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种机用陶瓷工艺品石膏模，其特征在于，包括：

上模片(1)，所述上模片(1)的下端圆形阵列设置有四个第一上榫(11)；

下模片(2)，所述下模片(2)的外形尺寸与所述上模片(1)相同，在其上端圆形阵列设置有四个第一下卯(21)；以及

位于所述上模片(1)和所述下模片(2)之间、与所述上模片(1)和所述下模片(2)榫卯结构配合的四个侧模片(3)；每一侧模片(3)进一步包括与所述上模片(1)配合的第一上卯(33)、与所述下模片(2)配合的第一下榫(34)、与其他侧模片(3)配合的侧卯(32)和侧榫(31)、设置于所述第一上卯(33)下方的通风干燥带(35)、设置于所述通风干燥带(35)下方的连接器(36)以及设置于所述连接器(36)下方的定位装置(37)。

2.根据权利要求1所述的机用陶瓷工艺品石膏模，其特征在于，所述第一上榫(11)、所述第一下榫(34)以及所述侧榫(31)均呈尺寸大小相同的凸台结构，且所述凸台结构的嵌入斜角为15°。

3.根据权利要求1所述的机用陶瓷工艺品石膏模，其特征在于，所述第一下卯(21)、所述第一上卯(33)以及所述侧卯(32)均呈尺寸大小相同的凹槽结构，且所述凹槽结构的嵌入斜角为15°，与所述第一上榫(11)、所述第一下榫(34)以及所述侧榫(31)相配合。

4.根据权利要求1所述的机用陶瓷工艺品石膏模，其特征在于，所述侧模片(3)沿水平方向开合运动，所述上模片(1)和所述下模片(2)沿垂直方向开合运动。

5.根据权利要求1所述的机用陶瓷工艺品石膏模，其特征在于，所述定位装置(37)与所述连接器(36)之间通过削边销(372)、辅助支承销(373)以及定位销(374)连接，并通过螺钉(371)紧固连接在一起。