CN111391200B - 一种工型长桁自动脱模装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复材长桁加工技术领域，尤其涉及一种工型长桁自动脱模装置，包括支架、横移框架和脱模机构，其中：支架上具有滑轨和用于竖直放置工型长桁的放置块；横移框架可相对滑动地设置在滑轨上，横移框架上具有提模机构和制件吸取机构，提模机构用于制件的夹取，制件吸取机构用于制件的吸取固定；脱模机构固定在支架宽度方向的内侧位置处，脱模机构进一步包括顶丝机构和下顶机构，顶丝机构设用于上芯模的分离，下顶机构用于长桁制件的顶出。本发明通过脱模机构中顶丝机构和下顶机构分别实现了对上芯模和长桁制件的脱模，使用机器代替人工，提高了工型长桁的脱模效率。本发明还请求保护一种工型长桁自动脱模方法。

Description

一种工型长桁自动脱模装置及方法

技术领域

本发明涉及复材长桁加工技术领域，尤其涉及一种工型长桁自动脱模装置及方法。

背景技术

复合材料长桁主要应用于飞机尾翼零件制造，在尾翼壁板类零件上增加长桁材料用于增强壁板抗弯曲和抗拉伸的能力，提高稳定性，其中包括工型长桁。如图1所示，工型长桁的横截面为“工”字形，工型长桁芯模的脱模工作主要包括将上芯模01、长桁制件02和下芯模03进行分离。

现有技术中，工型长桁脱模过多由人工进行，然而人工操作一方面施工效率低，另一方面也容易造成对芯模的损伤。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种工型长桁自动脱模装置及方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种工型长桁自动脱模装置及方法，实现工型长桁自动化脱模。

为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种工型长桁自动脱模装置，包括支架、横移框架和脱模机构，其中：

所述支架上具有滑轨和用于竖直放置工型长桁的放置块；

所述横移框架可相对滑动地设置在所述滑轨上，所述横移框架上具有提模机构和制件吸取机构，所述提模机构用于制件的夹取，所述制件吸取机构用于制件的吸取固定；

所述脱模机构固定在所述支架宽度方向的内侧位置处，所述脱模机构进一步包括顶丝机构和下顶机构，所述顶丝机构设置于所述放置块竖直方向上的上侧，用于上芯模的分离，所述下顶机构设置于所述放置块竖直方向的下方，用于长桁制件的顶出。

进一步地，所述顶丝机构进一步包括顶丝旋转驱动件、顶丝升降驱动件、顶丝横移驱动件和横移滑轨，其中：

所述横移滑轨和顶丝横移驱动件固定在所述支架的内壁上，所述顶丝升降驱动件的本体可相对滑动地设置在所述横移滑轨上，所述顶丝横移驱动件与所述顶丝升降驱动件的本体连接，所述顶丝旋转驱动件的本体与所述顶丝升降驱动件的驱动端连接，所述顶丝旋转驱动件用于驱动与下芯模螺纹孔啮合的顶丝旋转。

进一步地，所述下顶机构进一步包括顶杆和顶杆驱动件；

所述顶杆的直径小于下芯模上设置的螺纹孔的直径，所述顶杆驱动件与所述顶杆连接，用于驱动顶杆的升降。

进一步地，所述放置块在竖直方向朝上开口设置有放置槽，所述放置块底部设置有驱动件，用于驱动所述放置块的升降。

进一步地，所述提模机构进一步包括夹爪组件、连接件和提模驱动件，其中：

所述夹爪组件由两相对设置的夹取和驱动两所述夹爪相互靠近或远离的夹爪气缸组成，用于夹持上芯模；所述连接件一端与所述夹爪组件连接，另一端与所述提模驱动件的驱动端连接；所述提模驱动件固定在所述横移框架上，用于在竖直方向上改变所述夹爪组件的高度。

进一步地，所述制件吸取机构进一步包括真空吸盘、缓冲杆和吸盘驱动件；

所述真空吸盘与所述缓冲杆连接，所述缓冲杆与所述吸盘驱动件连接，所述吸盘驱动件竖直设置，用于在竖直方向上改变所述真空吸盘的高度。

进一步地，所述横移框架上还设置有第二提模机构，所述第二提模机构进一步包括芯模承台、转角气缸和承台升降驱动件，其中：

所述芯模承台的侧面和顶部开口设置，用于放置芯模；所述转角气缸固接于所述芯模承台一侧，用于压紧芯模，所述承台升降驱动件与所述芯模承台连接，用于驱动所述芯模承台改变其在高度方向上的位置。

进一步地，所述支架的一端还设置有暂存工位，所述暂存工位进一步包括制件放置块、模具放置块和若干顶升气缸，所述顶升气缸分别与所述制件放置块、模具放置块连接。

本发明另一方面还提供了一种工型长桁自动脱模方法，包括以下步骤：

放置芯模于放置块上；

驱动提模机构夹紧上芯模；

驱动顶丝机构移动至上芯模螺纹孔处；

驱动顶丝旋转下降至上芯模顶出；

驱动提模机构抬升至上芯模完全脱离，并移动上芯模至暂存工位；

驱动下顶机构从下芯模螺纹孔中顶出长桁制件；

驱动制件吸取机构固定长桁制件，并移动长桁制件至暂存工位；

驱动第二提模机构抬升下芯模，并移动下芯模至暂存工位。

本发明的有益效果为：本发明通过脱模机构中顶丝机构和下顶机构分别实现了对上芯模和长桁制件的脱模，使用机器代替人工，提高了工型长桁的脱模效率；通过横移框架的设置实现了脱离的模具与制件的自动转移；通过提模机构和制件吸取机构的设置，保证了脱模效果，与现有技术相比，脱模质量更有保证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例中待脱模的工型长桁及其上下芯模的结构示意图；

图2为本发明实施例中工型长桁自动脱模装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中脱模机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中图2中的A处局部放大图；

图5为本发明实施例中工型长桁芯模的内部结构示意图；

图6为本发明实施例中提模机构的结构示意图；

图7为本发明实施例中制件吸取机构的结构示意图；

图8为本发明实施例中第二提模机构的结构示意图；

图9为本发明实施例中图2中的B处局部放大图；

图10~图11为本发明实施例中上芯模与长桁制件的脱模原理示意图；

图12为本发明实施例中工型长桁自动脱模方法的流程图。

附图标记：10-支架；11-滑轨；12-放置块；20-横移框架；21-提模机构；22-制件吸取机构；23-第二提模机构；30-脱模机构；31-顶丝机构；32-下顶机构；40-暂存工位；41-制件放置块；42-模具放置块；43-顶升气缸；211-夹爪组件；212-连接件；213-提模驱动件；221-真空吸盘；222-缓冲杆；223-吸盘驱动件；231-芯模承台；232-转角气缸；233-承台升降驱动件；311-顶丝旋转驱动件；312-顶丝升降驱动件；313-顶丝横移驱动件；314-横移滑轨；321-顶杆；322-顶杆驱动件 。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图2至图11所示的工型长桁自动脱模装置，包括支架10、横移框架20和脱模机构30，其中：

支架10上具有滑轨11和用于竖直放置工型长桁的放置块12；

横移框架20可相对滑动地设置在滑轨11上，横移框架20上具有提模机构21和制件吸取机构22，提模机构21用于制件的夹取，制件吸取机构22用于制件的吸取固定；

脱模机构30固定在支架10宽度方向的内侧位置处，脱模机构30进一步包括顶丝机构31和下顶机构32，顶丝机构31设置于放置块12竖直方向上的上侧，用于上芯模的分离，下顶机构32设置于放置块12竖直方向的下方，用于长桁制件的顶出。

在上述实施例中，通过脱模机构30中顶丝机构31和下顶机构32分别实现了对上芯模和长桁制件的脱模，使用机器代替人工，提高了工型长桁的脱模效率；通过横移框架20的设置实现了脱离的模具与制件的自动转移；通过提模机构21和制件吸取机构22的设置，保证了脱模效果，与现有技术相比，脱模质量更有保证。

具体地，如图3所示，顶丝机构31进一步包括顶丝旋转驱动件311、顶丝升降驱动件312、顶丝横移驱动件313和横移滑轨314，其中：

横移滑轨314和顶丝横移驱动件313固定在支架10的内壁上，顶丝升降驱动件312的本体可相对滑动地设置在横移滑轨314上，顶丝横移驱动件313与顶丝升降驱动件312的本体连接，顶丝旋转驱动件311的本体与顶丝升降驱动件312的驱动端连接，顶丝旋转驱动件311用于驱动与下芯模螺纹孔啮合的顶丝旋转。

在具体进行脱模时，如图5和图10所示，上芯模中设置有螺纹孔，通过与螺纹孔啮合的顶丝的旋转下降，使得顶丝伸入至螺纹孔中，这里，上芯模的螺纹孔底部还设置有自由放置的固定块，当顶丝底部与固定块接触时，顶丝无法继续下降，此时顶丝升降驱动件312停止下降，而顶丝旋转驱动件311继续转动，通过螺纹上力的传输，使得上芯模被顶出，顶出之后，顶丝旋转驱动件311翻转，使得顶丝从螺纹孔中退出，顶丝完成。这里需要指出的是，顶丝升降驱动件312能够将顶丝旋转驱动件311降落至横移框架20底部，从而不影响横移框架20的移动。

请继续参照图3，下顶机构32进一步包括顶杆321和顶杆驱动件322；

顶杆321的直径小于下芯模上设置的螺纹孔的直径，顶杆驱动件322与顶杆321连接，用于驱动顶杆321的升降。请继续参照图11，在具体长桁制件的脱离时，首先通过驱动顶杆进入至下芯模的螺纹孔内，由于顶杆321的直径小于螺纹孔的直径，因此可以直接伸入至螺纹孔内使得顶杆的顶部与长桁制件接触，继续驱动顶杆321上升即实现了长桁制件与下芯模之间的脱离。这里需要指出的是，顶杆驱动件322可以是气缸、液压杆或者丝杆升降机。

在本发明实施例中，放置块12在竖直方向朝上开口设置有放置槽，放置块12底部设置有驱动件，用于驱动放置块12的升降。在具体放置时，将芯模竖直放置于放置块12的放置槽中，有利于提高芯模放置的稳定性。驱动件可以是气缸、也可以是液压缸等本领域技术人员所熟知的机构，通过驱动件的设置，可以将芯模整体抬升或者降落，便于芯模的放置和抓取。

如图6所示，提模机构21进一步包括夹爪组件211、连接件212和提模驱动件213，其中：

夹爪组件211由两相对设置的夹取和驱动两夹爪相互靠近或远离的夹爪气缸组成，用于夹持上芯模；连接件212一端与夹爪组件211连接，另一端与提模驱动件213的驱动端连接；提模驱动件213固定在横移框架20上，用于在竖直方向上改变夹爪组件211的高度。通过夹爪组件211实现对上芯模的夹取，在通过提模驱动件213的提升，将上芯模完全脱离并转移，提高了脱模的可靠性。这里的提模驱动件213可以是气缸，也可以是由电机带动的丝杆结构，或者电机电动的齿轮与齿条啮合的结构等。

如图7所示，本发明实施例中，制件吸取机构22进一步包括真空吸盘221、缓冲杆222和吸盘驱动件223；

真空吸盘221与缓冲杆222连接，缓冲杆222与吸盘驱动件223连接，吸盘驱动件223竖直设置，用于在竖直方向上改变真空吸盘221的高度。

真空吸盘221与真空气源连接，在具体吸附时，通过控制真空度实现对长桁制件的有效固定，而缓冲杆222的设置，形成了柔性接触，有利于保护真空吸盘221的接触面，防止硬性接触造成的损伤，提高装置的使用寿命。吸盘驱动件223可以是直线气缸、液压缸或者其他本领域技术人员所熟知的直线驱动结构。

在本发明实施例中，为了防止夹爪组件221，对下芯模的成型面造成损伤，如图8所示，横移框架20上还设置有第二提模机构23，第二提模机构23进一步包括芯模承台231、转角气缸232和承台升降驱动件233，其中：

芯模承台231的侧面和顶部开口设置，用于放置芯模；转角气缸232固接于芯模承台231一侧，用于压紧芯模，承台升降驱动件233与芯模承台231连接，用于驱动芯模承台231改变其在高度方向上的位置。

在具体对下芯模进行转移时，先将芯模承台231移动至下芯模底部，然后再通过转角气缸232的压紧实现对下芯模的固定，然后再对下芯模进行提升和移动，实现了对下芯模移动过程中的保护。

为了实现对脱离后的上芯模、长桁制件和下芯模的暂时存储，如图2和图9所示，支架10的一端还设置有暂存工位40，暂存工位40进一步包括制件放置块41、模具放置块42和若干顶升气缸43，顶升气缸43分别与制件放置块41、模具放置块42连接。这里需要指出的是，制件放置块41上设置有用于竖直卡设工型长桁的凸块，模具放置块42上设置有用于放置模具的凹槽，实现了对模具和长桁制件的暂时存放，通过顶升气缸43的设置，可以实现将模具和长桁制件降落至滑轨11下方，以不影响横移框架20的移动。

本发明实施例还提供了上述装置的工型长桁自动脱模方法，如图12所示，包括以下步骤：

S10：放置芯模于放置块12上；这里的放置指的是将未脱模的上芯模、长桁制件和下芯模一同竖直放置于放置块12上的放置槽中。

S20：驱动提模机构21夹紧上芯模；提模机构21上的夹爪组件211在上芯模两侧实现夹紧。

S30：驱动顶丝机构31移动至上芯模螺纹孔处；这里，通过顶丝横移驱动件313的驱动，使得顶丝位于上芯模螺纹孔的上方，具体为先将顶丝旋转驱动件311顶升至上芯模上方，再对其横向位置进行调节，为下一步的脱模做好准备。

S40：驱动顶丝旋转下降至上芯模顶出；上芯模的脱模原理在上文中已经进行了详细介绍，这里不再赘述。顶出之后，将顶丝机构31恢复至最初位置，以便于下一步横移框架20的移动。

S50：驱动提模机构21抬升至上芯模完全脱离，并移动上芯模至暂存工位40；

S60：驱动下顶机构32从下芯模螺纹孔中顶出长桁制件；

S70：驱动制件吸取机构22固定长桁制件，并移动长桁制件至暂存工位40；

S80：驱动第二提模机构23抬升下芯模，并移动下芯模至暂存工位40。

此外，这里还需要指出的是，横移框架20上设置有用于驱动横移框架20移动的横移驱动机构，具体可以是丝杆结构、气缸、齿轮和齿条结构、链轮链条结构等。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种工型长桁自动脱模装置，其特征在于，包括支架（10）、横移框架（20）和脱模机构（30），其中：

所述支架（10）上具有滑轨（11）和用于竖直放置工型长桁的放置块（12）；所述横移框架（20）可相对滑动地设置在所述滑轨（11）上，所述横移框架（20）上具有提模机构（21）和制件吸取机构（22），所述提模机构（21）用于制件的夹取，所述制件吸取机构（22）用于制件的吸取固定；所述脱模机构（30）固定在所述支架（10）宽度方向的内侧位置处，所述脱模机构（30）进一步包括顶丝机构（31）和下顶机构（32），所述顶丝机构（31）设置于所述放置块（12）竖直方向上的上侧，用于上芯模的分离，所述下顶机构（32）设置于所述放置块（12）竖直方向的下方，用于长桁制件的顶出；

所述顶丝机构（31）进一步包括顶丝旋转驱动件（311）、顶丝升降驱动件（312）、顶丝横移驱动件（313）和横移滑轨（314），其中：

所述横移滑轨（314）和顶丝横移驱动件（313）固定在所述支架（10）的内壁上，所述顶丝升降驱动件（312）的本体可相对滑动地设置在所述横移滑轨（314）上，所述顶丝横移驱动件（313）与所述顶丝升降驱动件（312）的本体连接，所述顶丝旋转驱动件（311）的本体与所述顶丝升降驱动件（312）的驱动端连接，所述顶丝旋转驱动件（311）用于驱动与下芯模螺纹孔啮合的顶丝旋转；

上芯模中设置有螺纹孔，通过与螺纹孔啮合的顶丝的旋转下降，使得顶丝伸入至螺纹孔中，上芯模的螺纹孔底部还设置有自由放置的固定块。

2.根据权利要求1所述的工型长桁自动脱模装置，其特征在于，所述下顶机构（32）进一步包括顶杆（321）和顶杆驱动件（322）；

所述顶杆（321）的直径小于下芯模上设置的螺纹孔的直径，所述顶杆驱动件（322）与所述顶杆（321）连接，用于驱动顶杆（321）的升降。

3. 根据权利要求1所述的工型长桁自动脱模装置，其特征在于， 所述放置块（12）在竖直方向朝上开口设置有放置槽，所述放置块（12）底部设置有驱动件，用于驱动所述放置块（12）的升降。

4.根据权利要求1所述的工型长桁自动脱模装置，其特征在于，所述提模机构（21）进一步包括夹爪组件（211）、连接件（212）和提模驱动件（213），其中：

所述夹爪组件（211）由两相对设置的夹取和驱动两所述夹爪相互靠近或远离的夹爪气缸组成，用于夹持上芯模；所述连接件（212）一端与所述夹爪组件（211）连接，另一端与所述提模驱动件（213）的驱动端连接；所述提模驱动件（213）固定在所述横移框架（20）上，用于在竖直方向上改变所述夹爪组件（211）的高度。

5.根据权利要求1所述的工型长桁自动脱模装置，其特征在于，所述制件吸取机构（22）进一步包括真空吸盘（221）、缓冲杆（222）和吸盘驱动件（223）；

所述真空吸盘（221）与所述缓冲杆（222）连接，所述缓冲杆（222）与所述吸盘驱动件（223）连接，所述吸盘驱动件（223）竖直设置，用于在竖直方向上改变所述真空吸盘（221）的高度。

6.根据权利要求1所述的工型长桁自动脱模装置，其特征在于，所述横移框架（20）上还设置有第二提模机构（23），所述第二提模机构（23）进一步包括芯模承台（231）、转角气缸（232）和承台升降驱动件（233），其中：

所述芯模承台（231）的侧面和顶部开口设置，用于放置芯模；所述转角气缸（232）固接于所述芯模承台（231）一侧，用于压紧芯模，所述承台升降驱动件（233）与所述芯模承台（231）连接，用于驱动所述芯模承台（231）改变其在高度方向上的位置。

7.根据权利要求1所述的工型长桁自动脱模装置，其特征在于，所述支架（10）的一端还设置有暂存工位（40），所述暂存工位（40）进一步包括制件放置块（41）、模具放置块（42）和若干顶升气缸（43），所述顶升气缸（43）分别与所述制件放置块（41）、模具放置块（42）连接。

8.一种工型长桁自动脱模方法，应用如权利要求1至7任一项所述的工型长桁自动脱模装置，其特征在于，包括以下步骤：

放置芯模于放置块上；

驱动提模机构夹紧上芯模；

驱动顶丝机构移动至上芯模螺纹孔处；

驱动顶丝旋转下降至上芯模顶出；

驱动提模机构抬升至上芯模完全脱离，并移动上芯模至暂存工位；

驱动下顶机构从下芯模螺纹孔中顶出长桁制件；

驱动制件吸取机构固定长桁制件，并移动长桁制件至暂存工位；

驱动第二提模机构抬升下芯模，并移动下芯模至暂存工位。

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