CN111958509B - 一种金属砂轮自动拆模机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属砂轮模具的自动拆模机构，包括工作台，所述工作台上设置有拆模机架，所述拆模机架下方的工作台上设置有拆模工位，所述拆模机架上设置有横向转运模组，所述横向转运模组上设置有纵向提升模组，所述横向转运模组与纵向提升模组滑动连接，所述纵向提升模组上设置有拆模夹爪，所述工作台的台面下方且与拆模工位对应的位置处设置有拆模顶爪，具有节约人力，减少拆模时间，为金属砂轮的自动化生产提供支持的有益效果。

Description

一种金属砂轮自动拆模机构

技术领域

本发明属于金属砂轮生产技术领域，具体涉及一种金属砂轮模具的自动拆模机构。

背景技术

当前的磨削加工多采用陶瓷树脂结合剂砂轮片进行磨削，但随着工业、生活水平的提高对于一些硬度高、脆性大的材料如陶瓷、玻璃、宝石等已不能满足新的加工要求，而金属结合剂砂轮片因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等优异特性而得到广泛的应用。目前金属砂轮片应用较多的烧结型是以金属如青铜等金属作为结合剂，用高温烧结法制造而成，其具有结合强度高、成型性好、耐高温、导热性耐磨性好、使用寿命长和可承受较大负荷等更多优异的特性。

烧结型金属砂轮片主要制造工艺流程为混料、压制成型、热压烧结、磨削加工和检测包装，其中压制成型工艺为其关键工艺，而冷压成型后的金属砂轮模具需要进行拆模工序，通常为人工进行金属砂轮模具的拆模，人工拆模时较为费力费时，且人工拆模时容易将压制成型的金属砂轮生坯损坏，使得良品率不高，生产效率较低，此外，而且随着自动化生产的需求越来越强烈，砂轮模具的自动拆解也越来越迫切。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种金属砂轮片智能化冷压成型生产线及流程控制方法，具有自动化程度高、产品合格率高、生产效率快和节约人工成本的特点。

一种金属砂轮模具的自动拆模机构，包括工作台，所述工作台上设置有拆模机架，所述拆模机架下方的工作台上设置有拆模工位，所述拆模机架上设置有横向转运模组，所述横向转运模组上设置有纵向提升模组，所述横向转运模组与纵向提升模组滑动连接，所述纵向提升模组上设置有拆模夹爪，所述工作台的台面下方且与拆模工位对应的位置处设置有拆模顶爪。

所述拆模工位的数量为两个，两个拆模工位在工作台上对称设置，所述拆模工位包括第一拆模工位和第二拆模工位，所述第一拆模工位和第二拆模工位并列设置于工作台上。

所述第二拆模工位上设有多个拆模夹爪扇形通过孔。

第一拆模工位上设置有拆模夹爪扇形通过孔和拆模顶爪通过孔，所述拆模顶爪通过孔包括圆心过孔和顶爪扇形过孔,所述圆心过孔位于拆模夹爪扇形通过孔的中心位置，所述拆模夹爪的扇形通过孔的数量为三个且呈120°角间隔分布，所述拆模夹爪扇形通过孔与顶爪扇形过孔交错设置。

所述拆模顶爪设置在于第一拆模工位所在位置的工作台的台面下，所述拆模顶爪下还设置有拆模电缸，所述拆模电缸的输出轴与拆模顶爪固定连接。

所述拆模顶爪包括圆形连接板、扇形顶块和柱形顶块，所述拆模电缸的输出轴上固定设置有圆形连接板，所述圆形连接板上的中心位置处设置有柱形顶块，所述扇形顶块的数量为三个且所述扇形顶块以柱形顶块为中心间隔120°均匀设置在圆形连接板上。

所述拆模夹爪包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板的一端与纵向提升模组固定连接，所述第一固定板的另一端和第二固定板垂直设置，所述第二固定板上设置有夹爪气缸，所述夹爪气缸的输出轴上设置有夹爪，所述夹爪上设置有防滑块。

所述夹爪的数量为三个且呈120°均匀分布，所述夹爪气缸的轴线方向上且位于三个夹爪的中心位置处设置有套筒，所述套筒内设置有真空吸盘，所述真空吸盘连接有真空泵，所述套筒上设置有多个套筒支撑架，所述套筒支撑架与第二固定板固定连接。

所述横向转运模组和纵向提升模组为直线电机。

本发明公开了一种金属砂轮模具的自动拆解机构，所述自动拆解机构中拆模夹爪在纵向提升模组合横向转运模组的作用下将压制完成的金属砂轮模具夹持并转运至拆模工位上，在拆模工位上金属砂轮模具同时受到拆模夹爪的下压力和拆模顶爪的上推力，拆模夹爪和拆模顶爪共同作用于金属砂轮模具上完成金属砂轮模具的自动拆解工作，具有节约人力，减少拆模时间，为金属砂轮的自动化生产提供支持。

附图说明

图1是金属砂轮片智能化冷压成型生产线的示意图；

图2是刮平旋转抬升机构的示意图；

图3是模具冷压输送机构的示意图；

图4是模拟具冷压输送机构的俯视图；

图5是模具找正推送机构的示意图；

图6是模具找正机构的示意图；

图7是自动拆模机构的示意图；

图8是上夹爪结构示意图；

图9是图8的左视图；

图10是第一拆模工位的结构示意图；

图11是下顶爪结构示意图；

图12是生坯推送机构的示意图；

图13是金属砂轮模具结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，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，而不是全部的实施，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做、出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种金属砂轮片智能化冷压成型生产线，包括工作台1和控制单元，所述生产线为对称结构，所述对称结构的对称轴两侧对称设置有刮平旋转抬升机构3、模具冷压输送机构5、模具推送机构6、冷压机7和自动拆模机构9，其中，所述刮平旋转抬升机构3用于进行模具的旋转抬升和模具内物料的刮平，所述模具冷压输送机构5用于将经过刮平旋转抬升机构3的模具输送至冷压机7，所述冷压机7对模具进行冷压，所述模具推送机构6用于将模具从冷压机7中推出，所述自动拆模机构9用于对模具进行拆模，所述刮平旋转抬升机构3、模具冷压输送机构5、模具推送机构6、冷压机7和自动拆模机构9均与控制单元电连接，所述控制单元为PLC。

如图2所示，一种金属砂轮模具，包括模环14、下压环15、上压环16和型芯17，其中，所述模环14为上下开口的空心圆柱筒，所述模环14上下边缘所在的圆周上设置有加强边19。所述模环14的上开口处设置有上压环16，所述模环14的下开口处设置有下压环15，所述上压环16和下压环15的中心位置均设置有圆柱孔，所述型芯17为实心圆柱，所述型芯17的高度与模环14的高度相同，所述型芯17通过上压环16和下压环15的圆柱孔套接在上压环16和下压环15之间。

所述下压环15下设置有下垫板13、所述上压环16上设置有上垫板18，所述下垫板13和上垫板18均为实心圆盘结构，所述上垫板18的上下圆盘盘面边缘的圆周上设置有加强边19。所述下垫板13上设置有拆模接口，所述拆模接口包括通孔11和限位槽12，所述通孔11为圆形通孔且所述通孔11设置在下垫板13的中心位置，所述通孔11和型芯17位于同一轴线上。所述限位槽12为多个均匀设置在下垫板13的边缘上，所述限位槽12为扇形限位槽。

对称设置的刮平旋转抬升机构3之间设置有人工操作位，所述人工操作位包括模具预组装人工操作位10和模具刮平组装人工操作位4，所述模具刮平组装人工操作位4对称设置在模具预组装人工操作位10两侧，所述模具预组装人工操作位10设置在对称结构的对称轴位置处。

所述金属砂轮模具的组装包括预组装和完整组装，金属砂轮模具的预组装是在模具预组装人工操作位10进行的，将模环14放置于下垫板13上，而后将下压环15放置于模环14内，最后将型芯17放置于下压环15上的圆柱孔内完成金属砂轮模具的预组装。

预组装完成后，将金属砂轮模具转运至模具刮平组装人工操作位4，并在预组装后的下压环15上进行投料、投料完成后将金属砂轮模具放置于刮平旋转抬升机构3上，进行摊料和刮平，刮平完成后，人工将上压环16放置在型芯17上，将上垫板18放置在所述上压环16上以完成金属砂轮模具的完整组装。

如图3所示，所述刮平旋转抬升机构3包括调速盒301和防护罩302，所述防护罩302内设置有抬升机构303和旋转机构304，所述抬升机构303包括抬升气缸305、支撑柱306、放置架307和第一导向轴308，所述放置架307的下端面上固定有支撑柱306和抬升气缸305，所述支撑柱306固定于放置架307的边缘，用于支撑放置架307，所述抬升气缸305固定于放置架307的中心位置，所述支撑柱306与放置架307共同作用以承载抬升气缸305以及与抬升气缸305输出轴固定连接的旋转机构304，所述放置架307的上端面固定有第一导向轴308，所述第一导向轴308为多个且均匀固定在放置架307的上端面的边缘处，所述第一导向轴308与旋转机构304滑动连接，所述旋转机构304通过放置架307与抬升气缸305的输出轴固定连接。

所述旋转机构304包括电机311、联轴器310、转盘313、U型限位架309和紧固板312，所述抬升气缸305的输出轴与U型限位架309固定连接，所述U型限位架309与紧固板312固定连接且所述U型限位架309和紧固板312之间固定设置有电机311，所述紧固板312与第一导向轴308滑动连接，所述紧固板312上设置有通孔，所述电机311的输出轴通过通孔与联轴器310刚性连接，所述联轴器310与转盘313固定连接，所述转盘313与工作台的台面活动连接，所述工作台的下台面上固定设置调速盒301，所述调速盒301与电机311电连接。

所述刮平旋转抬升机构3实现金属砂轮模具的抬升和旋转动作，将预组装完成的金属砂轮模具放置于刮平旋转抬升机构3上的转盘313上，并进行投料，控制单元控制抬升气缸305抬升，抬升气缸305的输出轴做向上伸出运动，从而带动旋转机构304沿第一导向轴308做抬升运动，旋转机构的抬升有利用工作人员进行刮平操作，而后，人工设置调速盒301使得电机311以合适的转速启动，电机311通过联轴器310带动转盘313转动，转盘313带动预组装完成的金属砂轮模具转动以方便人工进行摊料和刮平的工序。

摊料和刮平的工序完成后，人工进行金属砂轮模具的完整组装，并将组装完成后的金属砂轮模具转运至模具冷压输送机构5上，所述模具冷压输送机构5包括启动开关、第一输送机构、升降装置和第二输送机构，所述第一输送机构和第二输送机构并列平行设置于工作台上，且所述第二输送机构通过升降装置与第一输送机构升降接触连接，所述启动开关、第一输送机构、升降装置和第二输送机构均与控制单元电连接。

如图4至5所示，所述第一输送机构包括第一输送电缸、滑道504和托盘505，所述第一输送电缸设置于工作台1的台面下，所述第一输送电缸的输出轴与托盘505固定连接，所述托盘505与滑道504滑动连接；所述升降装置包括升降电缸、支撑盘503和第二导向轴502，所述第二导向轴502设置于工作台面上且与支撑盘503滑动连接，所述支撑盘503的下盘面与升降电缸的输出轴固定连接，所述支撑盘503的上盘面上固定有第二输送机构，所述第二输送机构包括第二输送电缸501和输送架506，所述第二输送电缸501设置于支撑盘503的上盘面上，第二输送电缸501的输出轴与输送架506刚性连接，所述输送架506与所述托盘505可升降接触连接，所述输送架506包括上L形支架507和下L形支架508，且所述上L形支架507所在平面与下L形支架508所在平面相互垂直，所述上L形支架507的一端与第二输送电缸501的输出轴固定连接，所述上L形支架507的另一端与下L形支架508的一端固定连接，所述下L形支架508的另一端固定设置有第一仿形垫块509，所述第一仿形垫块509与所述托盘505可升降接触连接，所述第一输送电缸、升降电缸和第二输送电缸501均与控制单元电连接。

所述模具冷压输送机构5保证了金属砂轮模具传输的稳定性，由于电缸的输出轴越长价格越昂贵且控制精度会降低，所述采用第一输送电缸和第二输送电缸接力传送的技术手段以节约生产成本和提高控制精度；所述第一仿形垫块509在输送模具的过程中具有对模具进行限位的作用，保证了金属砂轮模具在传输过程中的稳定性。

将金属砂轮模具放置于模具冷压输送机构5中的托盘505上后，人工打开启动开关，而后控制单元控制第一输送电缸工作，第一输送电缸的输出轴将托盘505沿滑道504进行推送，控制单元检测到第一输送电缸输出轴推送到位后，升降装置中的升降电缸使得支撑盘503沿第二导向轴502做下降运行，支撑盘503带动第二输送机构下降，升降装置降低到最低位置时，第二输送机构中第一仿形垫块509恰好与托盘505相接触，此时，控制单元控制第一输送电缸的输出轴做回缩动作，同时，第二输送电缸工作，即控制第二输送电缸的输出轴带动输送架506做水平运动，从而使得托盘505上的金属砂轮模具在第一仿形垫块509的推力做用下推送至冷压机7中。

模具被推送至冷压机7中后，控制单元检测到第二输送电缸的输出轴输送到位后，控制第二输送电缸的输出轴回缩复位至初始位置，同时启动冷压机7开始对金属砂轮模具进行冷压，冷压完成后，控制单元控制冷压机抬升复位至初始位置，同时控制升降装置复位至初始高度。冷压机抬升复位完成后，控制单元控制模具推送机构6工作。

如图6所示，所述模具推送机构6包括机架601、推送电缸防护罩603、调整螺杆602和推送电缸604，所述机架601通过调整螺杆602与推送电缸防护罩603活动连接，所述推送电缸防护罩603内设置有推送电缸604，推送电缸604上的活塞缸末端设置有第二仿形垫块605。

所述控制单元控制模具推送机构6工作，推送电缸604上的活塞杆做伸出运动到冷压机7上，并将冷压完成后的金属砂轮模具推送至模具找正机构2上。推送电缸604推送到位后，控制单元控制推送电缸做回缩复位运动至初始位置，同时控制单元控制模具找正机构2开始工作。

如图7所示，所述模具找正机构2包括找正电机、找正转盘201和模具找正红外传感器202，所述工作台的下台面上设置有找正电机，找正电机的输出轴通过工作台台面与找正转盘201刚性连接，所述找正转盘201的一侧设置有模具找正红外传感器202。

所述模具找正机构2开始工作，找正电机带动找正转盘201转动，找正转盘上的金属砂轮模具随之转动，模具找正红外传感器202识别金属砂轮模具上缺口，所述缺口为金属砂轮模具上设置的缺口，表明金属砂轮模具的正向位置，检测到金属砂轮模具缺口后，找正电机停止运动，完成金属砂轮模具的找正。

金属砂轮模具找正完成后，控制单元控制自动拆模机构9进行金属砂轮的拆模工序。

如图8至图12所示，所述自动拆模机构9包括拆模机架902、横向转运模组901、纵向提升模组907和拆模工位905，其中，所述拆模机架902设置在工作台上，所述拆模机架902下方的工作台上对称设置有拆模工位905，所述拆模工位905包括第一拆模工位903和第二拆模工位904，所述第一拆模工位903的工作台下设置有拆模顶爪921，所述拆模顶爪921下设置有拆模电缸922，所述拆模电缸922与拆模顶爪921固定连接，所述纵向提升模组907上设置有与拆模顶爪921配合的拆模夹爪906，所述拆模夹爪906固定设置于纵向提升模组907上，所述纵向提升模组907与横向转运模组901滑动连接，所述横向转运模组901固定设置于拆模机架902上且与所述对称轴的方向垂直。

所述横向转运模组901和纵向提升模组907均为直线电机。所述直线电机包括定子和动子，在磁场作用下动子可沿定子做直线运动，所述横向转运模组901中的直线电机动子与直线电机定子滑动连接，纵向提升模组907中的直线电机动子与直线电机定子滑动连接，横向转运模组901中的直线电机动子与纵向提升模组907中的直线电机定子固定连接，纵向提升模组907中的直线电机动子与拆模夹爪906固定连接。

如图9至10所示，所述拆模夹爪906包括第一固定板914和第二固定板908，所述第一固定板914的一端与纵向提升模组907固定连接，所述第一固定板914的另一端和第二固定板908垂直设置，所述第二固定板上设置有夹爪气缸909，所述夹爪气缸909的输出轴上设置有夹爪910，所述夹爪910上设置有防滑块912，所述夹爪910的数量为三个且呈120°均匀分布，所述夹爪气缸909的输出轴的轴线方向上且位于多个夹爪的中心位置处设置有套筒911，所述套筒911内设置有真空吸盘，所述真空吸盘连接有真空泵，所述套筒911上设置有多个套筒支撑架913，所述套筒支撑架913与第二固定板908固定连接。

如图11所示，第一拆模工位903上设置有拆模夹爪扇形通过孔915和拆模顶爪通过孔，所述拆模顶爪通过孔包括圆心过孔916和顶爪扇形过孔917,所述圆心过孔916位于拆模夹爪扇形通过孔915的中心位置，所述拆模夹爪扇形通过孔915与顶爪扇形过孔917交错设置；所述拆模夹爪的扇形通过孔915的数量为三个且呈120°角间隔分布。所述第二拆模工位上设置有拆模夹爪扇形通过孔915。

所述拆模夹爪906上的夹爪穿过拆模夹爪扇形通过孔915将金属砂轮模具紧压在工作台上，所述拆模顶爪921可同时穿过圆心过孔916和顶爪扇形通过孔917将紧压在工作台上的金属砂轮模具中的芯模顶出已完成拆模。

如图12所示，所述拆模顶爪921包括圆形连接板920、扇形顶块919和柱形顶块918，所述拆模电缸922的输出轴上固定设置有圆形连接板920，所述圆形连接板920上的中心位置处设置有柱形顶块918，所述扇形顶块919的数量为三个且所述扇形顶块919以柱形顶块918为中心间隔120°均匀设置在圆形连接板上。

自动拆模机构9中的拆模夹爪906移动至模具找正转盘201上并夹持金属砂轮模具，拆模夹爪906将金属砂轮模具转运至第一拆模工位903上，而后拆模夹爪906将金属砂轮模具的上垫板18夹取放置于第二拆模工位904上，放置完成后，拆模夹爪906再次移动至第一拆模工位903上，所述夹爪910穿过拆模夹爪扇形通过孔915并通过套筒911将金属砂轮模具紧压在工作台上，而后控制器控制拆模电缸922动作，拆模电缸922上的输出轴驱动拆模顶爪921上升，使得扇形顶块919和柱形顶块918分别穿过顶爪扇形过孔917和圆心过孔916，扇形顶块919继续上升至下垫板13上的限位槽12内，此时金属砂轮模具在拆模夹爪906的压力下和扇形顶块919的限位作用下保持为稳固状态，柱形顶块918继续上升至下垫板13上的通孔11内将型芯17顶出，同时套筒911内的吸盘将顶出的型芯17吸附在套筒911内，最后夹爪910夹持模环14，拆模夹爪906将模环14和型芯17转运至第二拆模工位904上的上垫板18上，而下垫板13、上压环16、下压环15、上压环16和下压环15之间的生坯则保留在第一拆模工位903上，至此完成金属砂轮模具的拆解。

拆接完成后的金属砂轮模具由生坯推送机构8将拆解后的金属砂轮模具推送至预组装人工操作台，由人工取出上压环16和下压环15之间的生坯。

如图1所示，所述自动拆模机构9下方的工作台上设置有生坯推送机构8，所述生坯推送机构8在工作台上对称设置。

如图13所示，所述生坯推送机构8包括支撑机架801、高度调整螺杆802、电缸防护罩803、生坯推送电缸804和第三仿形垫块805，所述支撑机架801通过高度调整螺杆802与电缸防护罩803活动连接，所述电缸防护罩803内设置有生坯推送电缸804，所述生坯推送电缸804与控制单元电连接，所述生坯推送电缸804的活塞杆末端设置有安装板，所述安装板上对称设置有第三仿形垫块805。

调整高度调整螺杆802使得生坯推送电缸804的活塞杆与工作台相接触，对称设置的第三仿形垫块805与第一拆模工位903和第二拆模工位904的位置相对应。生坯推送电缸904的活塞杆驱动第三仿形垫块805运动，第三仿形垫块805将第一拆模工位903上拆解的金属砂轮模具和第二拆模工位904上拆解的金属砂轮模具同时推送至预组装人工操作台上。

人工将拆解的金属砂轮模具进行预组装以进行下次金属砂轮模具的冷压工序。

本发明所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种金属砂轮模具的自动拆模机构，包括工作台，其特征在于：所述工作台上设置有拆模机架（902），所述拆模机架（902）下方的工作台上设置有拆模工位（905），所述拆模机架（902）上设置有横向转运模组（901），所述横向转运模组（901）上设置有纵向提升模组（907），所述横向转运模组（901）与纵向提升模组（907）滑动连接，所述纵向提升模组（907）上设置有拆模夹爪（906），所述工作台的台面下方且与拆模工位（905）对应的位置处设置有拆模顶爪（921）；

所述拆模工位（905）的数量为两个，两个拆模工位（905）在工作台上对称设置，所述拆模工位（905）包括第一拆模工位（903）和第二拆模工位（904），所述第一拆模工位（903）和第二拆模工位（904）并列设置于工作台上；

第一拆模工位（903）上设置有拆模夹爪扇形通过孔（915）和拆模顶爪通过孔，所述拆模顶爪通过孔包括圆心过孔（916）和顶爪扇形过孔（917），所述圆心过孔（916）位于拆模夹爪扇形通过孔（915）的中心位置，所述拆模夹爪的扇形通过孔（915）的数量为三个且呈120°角间隔分布，所述拆模夹爪扇形通过孔（915）与顶爪扇形过孔（917）交错设置；

所述拆模顶爪（921）设置在于第一拆模工位（903）所在位置的工作台的台面下，所述拆模顶爪（921）下还设置有拆模电缸（922），所述拆模电缸（922）的输出轴与拆模顶爪（921）固定连接；

所述拆模夹爪（906）包括第一固定板（914）和第二固定板（908），所述第一固定板（914）的一端与纵向提升模组（907）固定连接，所述第一固定板（914）的另一端和第二固定板（908）垂直设置，所述第二固定板上设置有夹爪气缸（909），所述夹爪气缸（909）的输出轴上设置有夹爪（910），所述夹爪（910）上设置有防滑块（912）；

所述夹爪（910）的数量为三个且呈120°均匀分布，所述夹爪气缸（909）的轴线方向上且位于三个夹爪的中心位置处设置有套筒（911），所述套筒（911）内设置有真空吸盘，所述真空吸盘连接有真空泵，所述套筒（911）上设置有多个套筒支撑架（913），所述套筒支撑架（913）与第二固定板（908）固定连接。

2.根据权利要求1所述的金属砂轮模具的自动拆模机构，其特征在于：所述第二拆模工位（904）上设有多个拆模夹爪扇形通过孔（915）。

3.根据权利要求1所述的金属砂轮模具的自动拆模机构，其特征在于：所述拆模顶爪（921）包括圆形连接板（920）、扇形顶块（919）和柱形顶块（918），所述拆模电缸（922）的输出轴上固定设置有圆形连接板（920），所述圆形连接板（920）上的中心位置处设置有柱形顶块（918），所述扇形顶块（919）的数量为三个且所述扇形顶块（919）以柱形顶块（918）为中心间隔120°均匀设置在圆形连接板上。

4.根据权利要求1所述的金属砂轮模具的自动拆模机构，其特征在于：所述横向转运模组（901）和纵向提升模组（907）为直线电机。

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