CN111531758B - 一种模具自动选取系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复材加工技术领域，尤其涉及一种模具自动选取系统，包括：预成型装置，长度方向与待加工长桁的长度方向相同；支架，与所述预成型装置平行设置；模具，所述模具设置有多套，多套所述模具放置在所述支架上，并且可拆卸地固定在所述预成型装置上，用于长桁的成型；模具抓取装置，可相对移动地设置在所述支架上，并且移动方向与所述预成型装置的长度方向平行，用于将所述模具在所述预成型装置和支架上转移；本发明通过模具抓取装置将放置在支架上的模具取下并移动至预成型装置上，通过预成型装置上的顶升件的设置自动将模具抓取装置上的模具放置在预成型装置上，实现了模具的自动更换。本发明还请求保护一种模具自动选取系统的控制方法。

Description

一种模具自动选取系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及复材加工技术领域，尤其涉及一种模具自动选取系统及其控制方法。

背景技术

碳纤维复合材料多用于机翼长桁、机身长桁、框、等零件的制备。由于零件的尺寸大小不一，现有技术中使用模具加工复材零件时均需要对模具进行更换，以提高复材零件制备设置的利用率。

现有技术中，对于可更换模具的预成型装置的模具更换，多采用人工的方式，而且模具多存储于专用的模具库中，当需要对模具进行更换时，需要工人使用专门的工具将模具从放置架上取下、转运、吊装最后固定在预成型设备上。

然而上述模具更换方式，一方面耗费时间长，造成了人力资源的浪费，而且中间涉及较多的设备，具有损坏模具的风险。

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，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种模具自动选取系统及其控制方法，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：提供一种模具自动选取系统及其控制方法，实现模具的自动更换。

为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种模具自动选取系统，包括：

预成型装置，长度方向与待加工长桁的长度方向相同；

支架，与所述预成型装置平行设置；

模具，所述模具设置有多套，多套所述模具放置在所述支架上，并且可拆卸地固定在所述预成型装置上，用于长桁的成型；

模具抓取装置，可相对移动地设置在所述支架上，并且移动方向与所述预成型装置的长度方向平行，用于将所述模具在所述预成型装置和支架上转移；

其中，所述预成型装置具有用于接取所述模具的顶升件，所述模具抓取装置上具有升降机构和固定在所述升降机构上用于抓取所述模具的横移机构。

优选地，所述模具分段设置，且每段所述模具在高度方向预叠合地设置在所述支架上。

优选地，所述支架包括横向支架和纵向支架，所述横向支架间隔平行设置有多个，所述纵向支架垂直设置在多个所述横向支架的一端，所述纵向支架上设置有用于转运所述模具的转运装置，所述转运装置在所述纵向支架上可相对移动设置，所述模具抓取装置设置有多个，且与多个所述横向支架对应设置，所述纵向支架内部与所述横向支架连通，用于所述转运装置与多个所述模具抓取装置之间的传递。

优选地，所述模具底部设置有若干定位槽，通过若干所述定位槽定位。

优选地，所述横移机构上具有与所述定位槽对应的定位钉，所述横移机构在横移方向双向移动设置。

优选地，所述转运装置具有两固定卡板，两所述固定卡板上具有与所述定位槽对应的定位销，两所述固定卡板上具有供所述模具升降的空间。

优选地，所述转运装置还具有横向驱动装置，所述横向驱动装置与所述固定卡板连接，用于驱动两所述固定卡板互相靠近或者远离。

优选地，模具抓取装置上还具有视觉检测机构，所述视觉检测机构用于检测所述模具的固定是否到位。

本发明另一方面还提供了一种模具自动选取系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：选择模具型号；

S20：检测支架上相应位置处是否存在模具，若存在模具，则继续检测预成型装置上是否存在模具，若不存在，则继续下一步；

S30：移动模具抓取装置至支架上的选定型号模具对应的第一位置处；

S40：转运所述第一位置处的所述模具至预成型装置模具安装位置处；

S50：预成型装置接取所述模具；

S60：重复步骤S30至步骤S50，其中的第一位置处依次更改为第二位置处至第N位置处，直至选定的模具全部放置在预成型装置上，N为大于1的整数；

S70：移动模具抓取装置复位，预成型装置固定模具，更换完成。

进一步地，在步骤S20中，还包括以下情况：

检测支架上相应位置处是否存在模具，若存在模具，则继续检测预成型装置上是否存在模具，若存在，则检测所述支架上其余的位置，驱动所述移动模具抓取装置将所述预成型装置上的模具移动至空余位置处，然后再进行步骤S30；

检测支架上相应位置处是否存在模具，若不存在模具，则继续检测预成型装置上是否存在模具，若存在模具，则预成型装置上的模具即为选定的模具；若预成型装置上不存在模具，则进行报错。

本发明的有益效果为：本发明通过模具抓取装置将放置在支架上的模具取下并移动至预成型装置上，通过预成型装置上的顶升件的设置自动将模具抓取装置上的模具放置在预成型装置上，实现了模具的自动更换；通过将放置模具的支架与预成型装置放置在一起，缩短了模具的移动路径，与现有技术相比，利用聚集效应减少了模具移动所需的时间，而且无需人工参与，提高了移动效率。

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为本发明实施例中模具自动选取系统的结构示意图（中间部分省略）；

图2为本发明实施例中模具自动选取系统的俯视图；

图3为本发明实施例中预成型装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中图3中的A处局部放大图；

图5为本发明实施例中模具抓取装置的结构示意图；

图6为本发明实施例中模具的放置结构示意图；

图7为本发明实施例中支架的结构示意图；

图8~图10为本发明实施例中转运装置的结构示意图。

附图标记：100-预成型装置；101-顶升件；200-支架；201-横向支架；202-纵向支架；300-模具；301-定位槽；400-模具抓取装置；401-升降机构；402-横移机构；403-视觉检测机构；500-转运装置；501-固定卡板；502-横向驱动装置；4021-定位钉；5011-定位销。

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1至图10所示的模具自动选取系统，包括：

预成型装置100，长度方向与待加工长桁的长度方向相同；如图3所示，预成型装置100用于长桁的成型，通过机架上的涡轮丝杆升降机驱动上模具的升降，从而对放置在下模具上的层压板进行成型。

支架200，与预成型装置100平行设置；如图2所示，支架200的作用一方面作为模具库用于存放模具，另一方面也用于支撑模具抓取装置400在其上移动。

模具300，模具300设置有多套，多套模具300放置在支架200上，并且可拆卸地固定在预成型装置100上，用于长桁的成型；如图6所示，模具300搭接在支架200上，便于取放。

模具抓取装置400，可相对移动地设置在支架200上，并且移动方向与预成型装置100的长度方向平行，用于将模具300在预成型装置100和支架200上转移；如图5所示，模具抓取装置400可以沿支架200的长度方向移动，通过其下方的滑轨以及齿条电机和齿轮的作用被驱动。

其中，预成型装置100具有用于接取模具300的顶升件101，如图4所示，顶升件101的作用在于接取从模具抓取装置400上放下的模具；模具抓取装置400上具有升降机构401和固定在升降机构401上用于抓取模具300的横移机构402。在具体更换模具时，首先移动横移机构402至支架200的预定位置处，通过驱动升降机构401和朝向模具300移动横移机构402的方式使得横移机构402伸入至模具下方，再通过升降机构401的顶升，将模具此外支架200上取下；然后再通过模具抓取装置400移动至预成型装置100的预定位置处，通过升降机构401的下放以及设置在预成型装置100上的顶升件101的接取，通过顶升件101的下降，最终将模具放置在预成型装置100上，预成型装置通过抽真空的方式将模具300固定。

在上述实施例中，通过模具抓取装400置将放置在支架200上的模具300取下并移动至预成型装置100上，通过预成型装置100上的顶升件101的设置自动将模具抓取装置400上的模具300放置在预成型装置100上，实现了模具的自动更换；通过将放置模具300的支架200与预成型装置100放置在一起，缩短了模具的移动路径，利用聚集效应减少了模具移动所需的时间，而且无需人工参与，提高了移动效率。

在本发明实施例中，模具300分段设置，且每段模具300在高度方向预叠合地设置在支架200上。如图2中所示，通过将模具300在长度方向上分成三截设置，方便运输，另一方面由于模具300在加热过程中的热胀冷缩作用，将模具在长度方向上分成多段有利于减少热胀冷缩对模具造成的变形。这里的在高度方向预叠合设置是指上模具卡设在下模具上，整体的被移动。通过在高度方向叠合，整体式的移动，提高了模具的移动效率。这里需要指出的是，预成型设备通过抽真空的方式固定模具，在将模具整个放置在预成型装置机架上以后，上模具驱动机构下移至与上模具表面接触，通过抽真空的方式将上模具固定。

请继续参照图2和图7，支架200包括横向支架201和纵向支架202，横向支架201间隔平行设置有多个，纵向支架202垂直设置在多个横向支架201的一端，纵向支架202上设置有用于转运模具300的转运装置500，转运装置500在纵向支架202上可相对移动设置，模具抓取装置400设置有多个，且与多个横向支架201对应设置，纵向支架202内部与横向支架201连通，用于转运装置500与多个模具抓取装置400之间的传递。通过多条横向支架201的设置，增加了模具的放置量，而且通过纵向支架202的设置，以及在纵向支架202上移动的转运装置500的设置，实现了将不同位置处的模具300均移动至预成型装置100上，通过这种方式可以根据需求扩大支架的宽度，从而提高了系统的适应性。具体的，如图8所示，转运装置300通过滑块和滑轨在纵向支架202上可相对滑动，同样通过电机齿轮和齿条的方式驱动。

如图6所示，为了提高模具300的固定精准度，模具300底部设置有若干定位槽301，通过若干定位槽301定位。每次在移动时，均通过定位槽301进行定位，提高了模具300移动过程中的可靠性。

具体地，如图5所示，横移机构402上具有与定位槽301对应的定位钉4021，横移机构402在横移方向双向移动设置。通过定位钉4021的设置，提高了对模具300移动的可靠性。这里横移机构402的双向移动是指朝向两侧的横向支架201移动，以便于取放其两侧的模具300，通过一个模具抓取装置400抓取两个方向上的模具300，提高了模具抓取装置400的使用效率。此外，在模具抓取装置400上还具有视觉检测机构403，视觉检测机构403用于检测模具300的固定是否到位。这里的视觉检测机构403可以是工业高清相机，通过相机的拍摄与控制系统的分析判断横移机构402是否到达预定位置，提高了对模具300固定的可靠性。

如图9和图10所示，转运装置500具有两固定卡板501，两固定卡板501上具有与定位槽301对应的定位销5011，两固定卡板501上具有供模具300升降的空间。固定卡板501的形状截面为C型，通过底板来承托模具300，定位销5011设置在底板上，具体放置时，通过横移机构402将模具300移动至两固定卡板501的相对设置形成的空间内，通过升降机构401的下方使得模具300被固定在定位销5011上，同样，此时的视觉检测机构403也起到了定位作用，保证定位的准确性。

作为上述实施例的优选，转运装置500还具有横向驱动装置502，横向驱动装置502与固定卡板501连接，用于驱动两固定卡板501互相靠近或者远离。通过将固定卡板501设置为活动的方式，简化了模具300的转运难度，只需模具抓取装置400横向移动，然后再调整固定卡板501的方式就实现了对模具300的固定，提高了固定的可靠性。

本发明实施例还提供了一种模具自动选取系统的控制方法，包括以下步骤：

S10：选择模具型号；

S20：检测支架200上相应位置处是否存在模具，若存在模具，则继续检测预成型装置100上是否存在模具，若不存在，则继续下一步；

S30：移动模具抓取装置4000至支架200上的选定型号模具对应的第一位置处；这里需要指出的是，此处考虑的是当只有一排支架200的情况，若支架200有若干排，则还需要使用转运装置500进行转运。

S40：转运所述第一位置处的所述模具至预成型装置模具安装位置处；

S50：预成型装置接取所述模具；

S60：重复步骤S30至步骤S50，其中的第一位置处依次更改为第二位置处至第N位置处，直至选定的模具全部放置在预成型装置上，N为大于1的整数；在本发明实施例中，N为3。

S70：移动模具抓取装置复位，预成型装置固定模具，更换完成。

进一步地，在步骤S20中，还包括以下情况：

检测支架上相应位置处是否存在模具，若存在模具，则继续检测预成型装置上是否存在模具，若存在，则检测所述支架上其余的位置，驱动所述移动模具抓取装置将所述预成型装置上的模具移动至所述空余位置处，然后再进行步骤S30；

检测支架上相应位置处是否存在模具，若不存在模具，则继续检测预成型装置上是否存在模具，若存在模具，则预成型装置上的模具即为选定的模具；若预成型装置上不存在模具，则进行报错。

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 (2)

1.一种模具自动选取系统的控制方法，其特征在于，

该模具自动选取系统包括：预成型装置(100)，长度方向与待加工长桁的长度方向相同；

支架(200)，与所述预成型装置(100)平行设置；

模具(300)，所述模具(300)设置有多套，多套所述模具(300)放置在所述支架(200)上，并且可拆卸地固定在所述预成型装置(100)上，用于长桁的成型；

模具抓取装置(400)，可相对移动地设置在所述支架(200)上，并且移动方向与所述预成型装置(100)的长度方向平行，用于将所述模具(300)在所述预成型装置(100)和支架(200)上转移；

其中，所述预成型装置(100)具有用于接取所述模具(300)的顶升件(101)，所述模具抓取装置(400)上具有升降机构(401)和固定在所述升降机构(401)上用于抓取所述模具(300)的横移机构(402)；

所述模具(300)分段设置，且每段所述模具(300)在高度方向预叠合地设置在所述支架(200)上；

所述支架(200)包括横向支架(201)和纵向支架(202)，所述横向支架(201)间隔平行设置有多个，所述纵向支架(202)垂直设置在多个所述横向支架(201)的一端，所述纵向支架(202)上设置有用于转运所述模具(300)的转运装置(500)，所述转运装置(500)在所述纵向支架(202)上可相对移动设置，所述模具抓取装置(400)设置有多个，且与多个所述横向支架(201)对应设置，所述纵向支架(202)内部与所述横向支架(201)连通，用于所述转运装置(500)与多个所述模具抓取装置(400)之间的传递；

所述模具(300)底部设置有若干定位槽(301)，通过若干所述定位槽(301)定位；

所述横移机构(402)上具有与所述定位槽(301)对应的定位钉(4021)，所述横移机构(402)在横移方向双向移动设置；

所述转运装置(500)具有两固定卡板(501)，两所述固定卡板(501)上具有与所述定位槽(301)对应的定位销(5011)，两所述固定卡板(501)上具有供所述模具(300)升降的空间；

所述转运装置(500)还具有横向驱动装置(502)，所述横向驱动装置(502)与所述固定卡板(501)连接，用于驱动两所述固定卡板(501)互相靠近或者远离；

所述模具抓取装置(400)上还具有视觉检测机构(403)，所述视觉检测机构(403)用于检测所述模具(300)的固定是否到位；

该控制方法包括以下步骤：

S10：选择模具型号；

S20：检测支架上相应位置处是否存在模具，若存在模具，则继续检测预成型装置上是否存在模具，若不存在，则继续下一步；

S30：移动模具抓取装置至支架上的选定型号模具对应的第一位置处；

S40：转运所述第一位置处的所述模具至预成型装置模具安装位置处；

S50：预成型装置接取所述模具；

S60：重复步骤S30至步骤S50，其中的第一位置处依次更改为第二位置处至第N位置处，直至选定的模具全部放置在预成型装置上，N为大于1的整数；

S70：移动模具抓取装置复位，预成型装置固定模具，在将模具整个放置在预成型装置机架上以后，上模具驱动机构下移至与上模具表面接触，通过抽真空的方式将上模具固定，更换完成。

2.根据权利要求1所述的模具自动选取系统的控制方法，其特征在于，在步骤S20中，还包括以下情况：

检测支架上相应位置处是否存在模具，若存在模具，则继续检测预成型装置上是否存在模具，若存在，则检测所述支架上其余的位置，驱动所述移动模具抓取装置将所述预成型装置上的模具移动至空余位置处，然后再进行步骤S30；

检测支架上相应位置处是否存在模具，若不存在模具，则继续检测预成型装置上是否存在模具，若存在模具，则预成型装置上的模具即为选定的模具；若预成型装置上不存在模具，则进行报错。

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