CN114274439A - 基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构及生产方法，包括用于存放移动式智造单元的生产立体库，以及用于输送移动式智造单元的库外物流系统；移动式智造单元包括单元功能组件、模压硫化装置、坯料供料装置、送料装置、成品收集装置和取料装置，模压硫化装置包括上热板、上模具、下模具、下热板和支撑柱，上模具、下模具分别设置于上热板与下热板的内侧面，所述上热板固定于支撑柱的一端，下热板贯穿设置于支撑柱上。本发明具有自动化与柔性化程度高的优点，还具备提高产能的优点。

Description

基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构及生产方法

技术领域

本发明涉及橡胶产品加工技术领域，尤其涉及一种基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构及方法。

背景技术

橡胶产品模压硫化是将橡胶坯料置于硫化模具，提供工艺要求的温度压力环境，持续规定时间，起到提高综合使用性能的一种橡胶生产工艺方法。绝大部分橡胶产品都需要使用模压硫化工艺，为提高生产产能，行业内普遍采用增加硫化模具型腔的方法，该方法通过在模具内增设型腔，但会使得模具的结构越来越复杂，模具的整体体积也会越来越大，其加工成本也随之提升，所以出于模具成本和复杂程度的考虑，该方法的自动化和柔性化程度不高。

授权公告号CN112959568B中，公开了一种橡胶产品自动模压硫化系统及方法，其系统包括物流系统和多个相同结构的模压硫化单元；所述物流系统设置在每个模压硫化单元两端；模压硫化单元包括硫化机（1）、上料机构（2）、上料辅助机构（5）和下料机构（3）；物流系统包括上料传送带（6）、下料传送带（7）、电机A（8）、电机B（9）、成品收集箱（10）、振动筛（11）、模具传送带（12）、电机C（13）、抓取机器人（14）和模具储存库（15）。本发明的模具型腔少，尺寸小，硫化机吨位小，故硫化成本较低，可实现模具自动配套和坯料自动模压硫化，完成生产任务后自动更换模具开展下一图号生产任务，特别适用于军用特种橡胶产品模压硫化。该专利在传统技术基础上，可以大幅提高模压硫化工艺过程的自动化和柔性化程度，但是在生产产能方面与传统技术相比没有明显提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种针对中小型橡胶产品的移动式智造单元的橡胶产品模压硫化三维布局生产架构及方法，该生产架构的自动化与柔性化程度高，其产能也得到提升。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，包括：

用于存放移动式智造单元的生产立体库，以及用于输送移动式智造单元的库外物流系统；所述移动式智造单元包括单元功能组件、模压硫化装置、坯料供料装置、送料装置、成品收集装置和取料装置，所述模压硫化装置包括上热板、上模具、下模具、下热板和支撑柱，所述上模具、下模具分别设置于上热板与下热板的内侧面，所述上热板固定于支撑柱的一端，所述下热板贯穿设置于支撑柱上，所述支撑柱内还设置有固定板，所述固定板的下侧固定有硫化汽缸，所述硫化汽缸的输出端贯穿固定板与下热板连接固定。

进一步的，所述单元功能组件包括单元壳体，所述单元壳体内设置有PLC控制器、空压机和通讯模块，所述单元壳体上开设有定位孔和电源孔，所述单元壳体的一侧为可拆卸的壳体盖。

进一步的，所述上热板的中部设有用于提供热量的热管和用于提供模具吸附力的气孔通道。

进一步的，所述坯料供料装置包括通过第一电机进行驱动的坯料滑台，所述坯料滑台上滑动设置有第一滑块，所述第一滑块上固定有匣槽底座，所述匣槽底座内形成有若干匣槽，所述匣槽内放置有坯料匣，所述坯料匣内部设置有第一RFID芯片。

进一步的，所述坯料匣包括坯料匣外壳，所述坯料匣外壳开口端固定有设置有磁性盖，所述坯料匣外壳内设置有坯料匣内柱，所述坯料匣外壳与坯料匣内柱之间形成用于放置坯料的管状内腔，所述管状内腔内还设置有第一弹簧。

进一步的，送料装置包括固定于单元壳体内的送料滑台，所述送料滑台通过第二电机进行驱动，所述送料滑台上滑动设置有第二滑块，所述第二滑块上通过送料连接块连接有送料块。

进一步的，所述成品收集装置包括插拔式收集框，所述插拔式收集框上还设置有第二RFID芯片；所述取料装置包括固定于单元壳体内取料滑台，所述取料滑台通过第三电机进行驱动，所述取料滑台上滑动设置有第三滑块，所述第三滑块上通过取料连接块连接有取料组件。

进一步的，所述生产立体库包括通过横向和纵向设置的钢型材形成的货架，所述货架上形成成列的库位存放区，所述库位存放区之间形成巷道，所述库位存放区底部两侧分别设有L型导轨，所述L型导轨上分别设置有定位导柱和电源插头，所述L型导轨上滑动设置有四向穿梭车，所述巷道的两端还设置有堆垛机。

进一步的，所述库外物流系统包括入库物流装置和出库物流装置，所述入库物流装置包括并列设置的成品收集第一传送带、第一坯料匣传送带和第一硫化模具传送带，所述成品收集第一传送带、第一坯料匣传送带和第一硫化模具传送带的一端设置有单元入库传送总带，所述第一硫化模具传送带的内侧设置有单元中继传送带，所述单元入库传送总带、第一硫化模具传送带与单元中继传送带的连接处设置有第一并联机器人，所述单元入库传送总带延伸端内侧设置有若干单元巷道入库传送分带，所述单元巷道入库传送分带延伸至生产立体库内；所述出库物流装置与入库物流装置的结构一致。

基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构的生产方法，包括以下步骤：

智造单元准备阶段：

S1、移动式智造单元的壳体盖处于开启状态，供料装置的匣槽位于远离第一电机的一侧，送料装置的送料块位于靠近第二电机的一侧，取料装置的取料组件位于靠近第三电机的一侧；

S2、移动式智造单元由单元中继传送带送至第一并联机器人的工作区；

S3、根据生产需求，装好对应坯料并在第一RFID芯片中写入对应坯料信息的坯料匣由第一坯料匣传送带输送至第一并联机器人的工作区；

S4、根据生产需求，在第二RFID芯片中写入对应成品信息的成品收集装置5由成品收集第一传送带输送至第一并联机器人的工作区；

S5、根据生产需求，选取的对应模压硫化模具由第一硫化模具传送带输送至第一并联机器人的工作区；

S6、第一并联机器人根据生产指令，将对应信息的坯料匣、成品收集装置和模压硫化模具安装在移动式智造单元的指定位置，并关闭移动式智造单元上的壳体盖；

S7、第一并联机器人将组装完成的移动式智造单元转运至单元入库传送总带上；

S8、移动式智造单元通过单元入库传送总带传送到生产立体库的堆垛机上；

S9、移动式智造单元由生产立体库的堆垛机和四向穿梭车转运至空置的生产立体库的库位存放区，然后通过库位存放区上的定位导柱定位，再通过源插头通电；

橡胶产品模压硫化阶段：

S10、移动式智造单元的送料块由第二电机带动，处于工作位一，此时送料块的下表面与坯料匣外壳的顶部齐平，并与磁性盖等高；

S11、下热板由硫化汽缸带动沿支撑柱向上移动至与上热板接触，位于上热板和下热板中的气孔通道吸气，分别将上模具吸附在上热板上，下模具吸附在下热板上；

S12、下热板由硫化汽缸带动沿支撑柱向下移动至模具型腔表面与坯料匣外壳3012顶部处于同一水平面；

S13、坯料匣由第一电机带动，向靠近第一电机的方向移动；由于送料块下表面与磁性盖位置干涉，导致磁性盖向远离第一电机方向滑动，直至最靠近第一电机的坯料匣位于送料块的正下方，此时此坯料匣没有磁性盖，坯料匣中的坯料由于送料块下表面的作用仍然被卡在坯料匣中，最远离第一电机的坯料匣的磁性盖被顶出掉落；

S14、送料块由第二电机带动向靠近第二电机方向移动，至坯料可以被第一弹簧弹出，通过送料块的结构，被弹出的坯料只有一件；

S15、送料块由第二电机带动向模具方向移动，将弹出的坯料推至模具的型腔，此时送料块处于工作位二；

S16、送料块由第二电机带动向靠近第二电机方向移动至工作位一，此时坯料由于送料块下表面的作用被卡在坯料匣中；

S17、下热板由硫化汽缸带动沿支撑柱向上移动，直至与上热板接触并通过硫化汽缸施加指定压力；

S18、位于上热板和下热板中的气孔通道停止吸气，位于上热板和下热板中的热管启动，加热至指定硫化温度，然后开始橡胶产品模压硫化；

S19、持续规定硫化时间后，位于上热板和下热板中的气孔通道吸气，下热板由硫化汽缸带动沿支撑柱向下移动至S12位置；

S20、取料组件由第三电机带动向模具方向移动至取料组件的管体部分上下型腔中间，管体圆心与上下型腔圆心同轴；

S21、下热板由硫化汽缸带动沿支撑柱向上移动，带动取料组件向上移动至其与上模具抵紧；

S22、抽气装置启动，将模具型腔中的橡胶产品抽取至靠近抽气装置的一侧；

S23、下热板由硫化汽缸带动沿支撑柱向下移动，至S12位置，此时取料组件由于弹簧力的作用回复原位；

S24、取料组件由第三电机带动向第三电机方向移动至取料组件的缺口并从送料块上表面中露出，抽气装置停止工作，橡胶产品掉落至成品收集装置中；

S25、重复S14~S24步骤，直至硫化完成坯料匣中的坯料；

S26、重复S13~S25步骤，直至硫化完成所有坯料匣中的坯料；

S27、坯料供料装置的匣槽、送料装置的送料块和取料装置的取料组件位于S1中的位置；

S28、下热板由硫化汽缸带动沿支撑柱向上移动至上模具、下模具接触，上热板与下热板中的气孔通道停止吸气；

S29、下热板由硫化汽缸带动沿支撑柱向下移动，带动模具向下移动至初始位置；

智造单元出库阶段：

S30、通过出库物流装置从生产立体库内进行出库。

本发明的有益效果：

（1）本发明提出的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构及生产方法的自动化程度高，表现为移动式智造单元各部件的自动装配和分解，单元放置进库位后自动进行模压硫化；

（2）该生产架构的生产柔性化程度高，通过控制输入的模具、坯料匣数量和规格，既可以生产大批量少品种产品，又可以生产小批量多品种产品；

（3）该生产架构的生产产能高，橡胶产品的实际生产产能等同于单位面积型腔数量，与传统橡胶产品多腔模压硫化技术相比，本技术方案通过将制造单元小型化和单元三维布局，从提高单位面积型腔数量的角度出发，在根本上提高了橡胶产品的生产产能。

附图说明

图1为本发明的移动式智造单元主视图；

图2为单元壳体示意图；

图3为移动式智造单元的左视图；

图4为下热板的结构示意图；

图5为上模具的结构示意图；

图6为下模具的结构示意图；

图7为坯料供料装置的结构示意图；

图8为坯料匣结构示意图；

图9为送料装置的结构示意图；

图10为送料装置的左视图；

图11为取料组件的俯视图；

图12为取料组件的主视图；

图13为本发明的三维布局俯视图；

图14为生产立体库主视图；

图15为本生产立体库左视图；

图16为四向穿梭车的结构示意图。

图中，1-移动式智造单元、101-单元壳体、102-PLC控制器、103-定位孔、104-空压机、105-电源孔、106-通讯模块、107-壳体盖、2-模压硫化装置、201-上热板、202-气孔通道、203-热管、204-上模具、205-下模具、206-下热板、207-支撑柱、208-硫化汽缸、3-坯料供料装置、301-坯料匣、3011-磁性盖、3012-坯料匣外壳、3013-坯料、3014-坯料匣内柱、3015-第一弹簧、302-匣槽、303-匣槽底座、304-第一滑块、305-坯料滑台、306-第一电机、4-送料装置、401-送料滑台、402-第二滑块、403-第二电机、404-送料连接块、405-送料块、406-凹槽、5-成品收集装置、6-取料装置、601-取料组件、6011-取料组件前端管体、6012-取料组件抽气通道、6013-产品阻隔网、6014-产品出口、6015-固定滑块、6016-滑块滑槽、6017-第二弹簧、602-抽气装置、603-取料连接块、604-第三滑块、605-第三电机、606-取料滑台、701-堆垛机、702-货架、703-四向穿梭车、7031-横向导向轮、7032-纵向导向轮、7033-上顶机构、704-库位存放区、705-巷道、706-L型导轨、707-定位导柱、708-电源插头、801-单元入库传送总带、802-单元巷道入库传送分带、803-第一并联机器人、804-成品收集第一传送带、805-第一坯料匣传送带、806-第一硫化模具传送带、807-单元中继传送带、808-单元巷道出库传送分带、809-单元出库传送总带、810-第二并联机器人、811-第二硫化模具传送带、812-成品收集第二传送带、813-第二坯料匣传送带。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本实施例中，如图1至图16所示，基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，包括用于存放移动式智造单元1的生产立体库，以及用于输送移动式智造单元1的库外物流系统；所述移动式智造单元1包括单元功能组件、模压硫化装置2、坯料供料装置3、送料装置4、成品收集装置5和取料装置6，所述模压硫化装置2包括上热板201、上模具204、下模具205、下热板206和支撑柱207，所述上模具204、下模具205分别设置于上热板201与下热板206的内侧面，所述上热板201固定于支撑柱207的一端，所述下热板206贯穿设置于支撑柱207上，所述支撑柱207内还设置有固定板，所述固定板的下侧固定有硫化汽缸208，所述硫化汽缸208的输出端贯穿固定板与下热板206连接固定。

本实施例中，所述支撑柱207是结构相同的四根金属棒，其一端固定在单元壳体101的底部，所述硫化汽缸208固定在支撑柱207上，所述下热板206通过硫化汽缸208带动，可以沿支撑柱207上下移动。

所述下热板206中部制有与下模具205配套使用的模具安装孔，其目的是便于模具安装定位；所述下热板206模具安装孔靠近坯料匣一侧，制有与安装下模具205后，与其模腔上表面等高的凸台，凸台中部制有两个长条型凹槽，凸台的作用是便于送料块405向下模具205型腔推送坯料3013，凹槽的作用是与避免上热板201上升后，与送料块405的前端叉状部分发生干涉。

由上模具204和下模具205组成的模压硫化装置硫化模具，根据生产产品不同，具备不同型腔尺寸，但是具备其他所有相同结构尺寸，所述上模具204上表面与下模具205下表面光滑平整，其作用是便于气孔通道202吸附；所述下模具205制有与型腔等高的平台，其作用是便于送料块405向下模具205型腔推送坯料3013，下模具205中部制有排气孔；所述上模具204制有与下模具205平台配套使用的型腔定位凸台，上模具204中部制有排气孔，根据型腔尺寸参数，上模具204和下模具205上制有对应的条码标识。

本实施例进一步设置为：所述单元功能组件包括单元壳体101，所述单元壳体101内设置有PLC控制器102、空压机104和通讯模块106，所述单元壳体101上开设有定位孔103和电源孔105，所述单元壳体101的一侧为可拆卸的壳体盖107。

本实施例中，所述模压硫化装置2固定于单元壳体101底部，位于其内部的一侧；所述坯料供料装置3固定于单元壳体101底部，位于模压硫化装置2的一侧；所述成品收集装置5安装于单元壳体101底部，位于坯料供料装置3的一侧；所述送料装置4固定于单元壳体101的中部，位于坯料供料装置3和成品收集装置5的上方；所述取料装置6固定于单元壳体101的中部，位于坯料供料装置3和成品收集装置5的上方；

所述单元壳体101是由铝合金制成的金属盒，其顶部设有壳体盖107，底部设有分布于三个顶点附近的定位孔103，底部的另一顶点附近设有电源孔105，所述定位孔103与定位导柱707相适应，所述电源孔105与电源插头708相适应；将上热板201设置于壳体盖107上的目的是当壳体盖107打开后，第一并联机器人803和第二并联机器人810可以放入和取出上下放置的上模具204和下模具205；所述电源孔105的下部是定位圆孔，上部是电源连接孔，其目的是便于电源连接孔安装和延长其使用寿命。

所述PLC控制器102集成控制移动式智造单元1中的气孔通道202、热管203、硫化汽缸208、第一电机306、第二电机403、抽气装置602和第三电机605；所述PLC控制器102固定在单元壳体101内部的一侧侧壁上，由电源孔105供电，控制移动式智造单元1按预先设定的程序进行自动化橡胶产品模压硫化。

所述空压机104固定在单元壳体101底部，由电源孔105供电，所述空压机104提供的压缩空气供硫化汽缸208使用。

所述通讯模块106固定在单元壳体101内部的一侧侧壁上，由电源孔105供电，所述通讯模块106用于与生产系统进行数据交互，交互数据包括但不限于自动化生产过程启动和停止。

本实施例进一步设置为：所述上热板201的中部设有用于提供热量的热管203和用于提供模具吸附力的气孔通道202。

本实施例中，所述气孔通道202由一根主通道和多根分通道组成，分通道开口至热板表面，其作用是上下模具分别与上下热板接触后，通过气孔通道202吸气，达到利用空气压差吸附模具的效果，所述热管203均布在上下热板内，其作用是从电源孔105取电后加热，达到提供橡胶坯料硫化温度的目的。

本实施例进一步设置为：所述坯料供料装置3包括通过第一电机306进行驱动的坯料滑台305，所述坯料滑台305上滑动设置有第一滑块304，所述第一滑块304上固定有匣槽底座303，所述匣槽底座303内形成有若干匣槽302，所述匣槽302内放置有坯料匣301，所述坯料匣301内部设置有第一RFID芯片。

本实施例进一步设置为：所述坯料匣301包括坯料匣外壳3012，所述坯料匣外壳3012开口端固定有设置有磁性盖3011，所述坯料匣外壳3012内设置有坯料匣内柱3014，所述坯料匣外壳3012与坯料匣内柱3014之间形成用于放置坯料3013的管状内腔，所述管状内腔内还设置有第一弹簧3015；所述坯料滑台305固定在单元壳体101底部。第一滑块304由第一电机306驱动沿坯料滑台305长度方向前后移动，所述第一电机306由电源孔105供电，并由PLC控制器102控制。

本实施例中，所述坯料匣301是坯料匣外壳3012外形呈长方体，坯料匣301安装完成后，坯料匣外壳3012顶部与下模具205平台等高，其目的是便于送料块405向下模具205型腔推送坯料3013；装填坯料匣301时，坯料3013从坯料匣301的顶部逐件压入直至压满，压满后使用磁性盖3011盖住坯料匣301顶部，磁性盖3011的作用是压紧坯料3013；为提高移动式智造单元1产能，降低其出入生产立体库的频率，移动式智造单元1一次装填多个坯料匣301。

本实施例进一步设置为：送料装置4包括固定于单元壳体101内的送料滑台401，所述送料滑台401通过第二电机403进行驱动，所述送料滑台401上滑动设置有第二滑块402，所述第二滑块402上通过送料连接块404连接有送料块405。

本实施例中，送料块405在长度方向一端与送料连接块404连接，另一端呈叉状，叉状部位两叉头之间距离小于坯料的直径，并与下模具205凸台部分的凹槽配套使用；送料块405在厚度方向，叉状部位的下部设有凹槽406，凹槽406的厚度与单件坯料3013厚度相当；所述送料块405上表面与取料组件601配套使用，下表面与坯料匣外壳3012配套使用；送料块405的工作原理是：1、坯料匣301由坯料滑台305移动至工作位置时，送料块405向第二电机403方向移动，直至坯料3013由于第一弹簧3015的作用弹出坯料匣301；2、由于叉状部位的作用，坯料3013从坯料匣301中只会弹出一件；3、送料块405向下模具205方向移动，凹槽406推动坯料3013向下模具205移动，直至被推入下模具205的型腔；4、送料块405向第二电机403方向移动，直至叉状部位不会因下热板206上移发生干涉，同时送料块405的下表面位于坯料匣外壳3012上方，保证坯料3013不会被弹出坯料匣301。

本实施例进一步设置为：所述成品收集装置5包括插拔式收集框，所述插拔式收集框上还设置有第二RFID芯片；所述取料装置6包括固定于单元壳体101内取料滑台606，所述取料滑台606通过第三电机605进行驱动，所述取料滑台606上滑动设置有第三滑块604，所述第三滑块604上通过取料连接块603连接有取料组件601。

本实施例中，所述取料组件601前部制有取料组件前端管体6011，所述取料组件前端管体6011是上下贯穿、侧壁开孔的不规则组件，所述取料组件抽气通道6012一端与取料组件前端管体6011的侧壁开孔相连，一端与抽气装置602相连，抽气通道6012与抽气装置602之间还设有产品阻隔网6013，产品阻隔网6013的作用是放置产品抽入抽气装置602中；所述取料组件前端管体6011的管体内外径与硫化模具型腔配套使用，其目的是保证抽气装置602可以从模具型腔中抽取产品；所述取料组件抽气通道6012靠近抽气装置602的一侧，设有产品出口6014，产品出口6014用于抽气装置602不工作时，产品从中掉落至成品收集装置5中；所述取料组件抽气通道6012尺寸大于产品尺寸。

所述取料组件601通过固定滑块6015与取料连接块603连接，取料连接块603与第三滑块604连接；所述固定滑块6015沿滑块滑槽6016上下移动，由第二弹簧6017辅助定位，其作用是与上热板201配合使用，保证取料组件前端管体6011与上模具204和下模具205共同形成封闭空间；所述取料组件601由第三电机605驱动沿取料滑台606前后移动，所述取料滑台606固定在单元壳体101的中部，位于供料装置3和成品收集装置5的上方，所述第三电机605由电源孔105供电，并由PLC控制器102控制。

取料组件601的工作原理是：1、产品模压硫化完成后，下热板206向下移动至下模具205型腔与坯料匣外壳3012等高，取料组件601向下模具205方向移动至取料组件前端管体6011与上模具204和下模具205型腔同轴；2、下热板206向上移动，带动取料组件601向上移动，直至取料组件前端管体6011与上模具204、下模具205和送料块405上表面共同形成封闭空间；3、抽气装置602工作，将上模具204或下模具205型腔中的产品吸出，直至吸附到产品阻隔网6013上；4、下热板206向下移动，取料组件601因第二弹簧6017的作用复位，由第三电机605带动向成品收集装置5一侧移动，直至产品出口6014离开送料块405上表面，暴露在成品收集装置5的上方；5、抽气装置602停止工作，产品因重力掉落至成品收集装置5中。所述抽气装置602采用现有的吸气泵或抽气泵，其结构在此不再赘述。

本实施例进一步设置为：所述生产立体库包括通过横向和纵向设置的钢型材形成的货架702，所述货架702上形成成列的库位存放区704，所述库位存放区704之间形成巷道705，所述库位存放区704底部两侧分别设有L型导轨706，所述L型导轨706上分别设置有定位导柱707和电源插头708，所述L型导轨706上滑动设置有四向穿梭车703，所述巷道705的两端还设置有堆垛机701。

本实施例中，所述货架702固定在地面，各型材之间设置相互呈一定角度的加强型材以提高生产立体库承重能力；所述堆垛机701采用现有技术，其结构在此不再赘述。

所述四向穿梭车703是由横向导向轮7031、纵向导向轮7032和上顶机构7033组成的扁平状移动托举设备，其工作方式是：（1）四向穿梭车703运行至堆垛机701中且位于移动式智造单元1的下方后，四向穿梭车703的上顶机构7033向上顶出，移动式智造单元1被顶起；（2）四向穿梭车703和移动式智造单元1通过横向导向轮7031和纵向导向轮7032移动到立体生产库库位存放区704指定的合适区域，所述横向导向轮7031和纵向导向轮7032通过电机或舵机进行驱动；（3）上顶机构回位，移动式智造单元1下落，且移动式智造单元1上的定位孔103与定位导柱707配合对接、电源孔105与电源插头708配合对接，达到定位和取电的效果，所述上顶机构7033采用现有技术，其具体结构在此不再赘述。

所述堆垛机701设置于巷道705的两头，其作用是与四向穿梭车703配套使用，将移动式智造单元1转运至生产立体库制定位置或转运出生产立体库。

本实施例进一步设置为：所述库外物流系统包括入库物流装置和出库物流装置，所述入库物流装置包括并列设置的成品收集第一传送带804、第一坯料匣传送带805和第一硫化模具传送带806，所述成品收集第一传送带804、第一坯料匣传送带805和第一硫化模具传送带806的一端设置有单元入库传送总带801，所述第一硫化模具传送带806的内侧设置有单元中继传送带807，所述单元入库传送总带801、第一硫化模具传送带806与单元中继传送带807的连接处设置有第一并联机器人803，所述单元入库传送总带801延伸端内侧设置有若干单元巷道入库传送分带802，所述单元巷道入库传送分带802延伸至生产立体库内；所述出库物流装置与入库物流装置的结构一致。

本实施例中，所述单元入库传送总带801一端与第一并联机器人803连接，并与若干单元巷道入库传送分带802连接，其作用是将从第一并联机器人803转运来的移动式智造单元1转运至指定堆垛机701上，再由立体生产库转运至库位存放区704进行坯料3013的模压硫化。

所述出库物流装置包括单元巷道出库传送分带808、单元出库传送总带809、第二并联机器人810、第二硫化模具传送带811、成品收集第二传送带812和第二坯料匣传送带813。

所述单元巷道出库传送分带808用于将从立体生产库中送出的移动式智造单元1传送至单元出库传送总带809上，再由单元出库传送总带809将移动式智造单元1运输至第二并联机器人810处。

所述第二并联机器人810的作用是将坯料匣301、硫化模具、成品收集装置5从移动式智造单元1中取出，分别放置在第二坯料匣传送带813、第二硫化模具传送带811和成品收集第二传送带812上；坯料匣301、硫化模具、成品收集装置5分别由第二坯料匣传送带813、第二硫化模具传送带811和成品收集第二传送带812输送至下工序区域，完成部件分拣的移动式智造单元1被并第二联机器人810转运至单元中继传送带807上。

上述的并联机器人为多轴机械手，其采用现有技术，其结构不再赘述。

基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构的生产方法，包括以下步骤：

智造单元准备阶段：

S1、移动式智造单元1的壳体盖107处于开启状态，供料装置3的匣槽302位于远离第一电机306的一侧，送料装置4的送料块405位于靠近第二电机403的一侧，取料装置6的取料组件601位于靠近第三电机605的一侧；

S2、移动式智造单元1由单元中继传送带807送至第一并联机器人803的工作区；

S3、根据生产需求，装好对应坯料3013并在第一RFID芯片中写入对应坯料信息的坯料匣301由第一坯料匣传送带805输送至第一并联机器人803的工作区；

S4、根据生产需求，在第二RFID芯片中写入对应成品信息的成品收集装置5由成品收集第一传送带804输送至第一并联机器人803的工作区；

S5、根据生产需求，选取的对应模压硫化模具由第一硫化模具传送带806输送至第一并联机器人803的工作区；

S6、第一并联机器人803根据生产指令，将对应信息的坯料匣301、成品收集装置5和模压硫化模具安装在移动式智造单元1的指定位置，并关闭移动式智造单元1上的壳体盖107；

S7、第一并联机器人803将组装完成的移动式智造单元1转运至单元入库传送总带801上；

S8、移动式智造单元1通过单元入库传送总带801传送到生产立体库的堆垛机701上；

S9、移动式智造单元1由生产立体库的堆垛机701和四向穿梭车703转运至空置的生产立体库的库位存放区704，然后通过库位存放区704上的定位导柱707定位，再通过源插头708通电；

橡胶产品模压硫化阶段：

S10、移动式智造单元1的送料块405由第二电机403带动，处于工作位一，此时送料块405的下表面与坯料匣外壳3012的顶部齐平，并与磁性盖3011等高；

S11、下热板206由硫化汽缸208带动沿支撑柱207向上移动至与上热板201接触，位于上热板201和下热板206中的气孔通道202吸气，分别将上模具204吸附在上热板201上，下模具205吸附在下热板206上；

S12、下热板206由硫化汽缸208带动沿支撑柱207向下移动至模具型腔表面与坯料匣外壳3012顶部处于同一水平面；

S13、坯料匣301由第一电机306带动，向靠近第一电机306的方向移动；由于送料块405下表面与磁性盖3011位置干涉，导致磁性盖3011向远离第一电机306方向滑动，直至最靠近第一电机306的坯料匣301位于送料块405的正下方，此时此坯料匣301没有磁性盖3011，坯料匣301中的坯料3013由于送料块405下表面的作用仍然被卡在坯料匣301中，最远离第一电机306的坯料匣301的磁性盖3011被顶出掉落；

S14、送料块405由第二电机403带动向靠近第二电机403方向移动，至坯料3013可以被第一弹簧3015弹出，通过送料块405的结构，被弹出的坯料3013只有一件；

S15、送料块405由第二电机403带动向模具方向移动，将弹出的坯料3013推至模具的型腔，此时送料块405处于工作位二；

S16、送料块由第二电机403带动向靠近第二电机403方向移动至工作位一，此时坯料3013由于送料块405下表面的作用被卡在坯料匣301中；

S17、下热板206由硫化汽缸208带动沿支撑柱207向上移动，直至与上热板201接触并通过硫化汽缸208施加指定压力；

S18、位于上热板201和下热板206中的气孔通道202停止吸气，位于上热板201和下热板206中的热管203启动，加热至指定硫化温度，然后开始橡胶产品模压硫化；

S19、持续规定硫化时间后，位于上热板201和下热板206中的气孔通道202吸气，下热板206由硫化汽缸208带动沿支撑柱207向下移动至S12位置；

S20、取料组件601由第三电机605带动向模具方向移动至取料组件601的管体部分上下型腔中间，管体圆心与上下型腔圆心同轴；

S21、下热板206由硫化汽缸208带动沿支撑柱207向上移动，带动取料组件601向上移动至其与上模具204抵紧；

S22、抽气装置启动，将模具型腔中的橡胶产品抽取至靠近抽气装置的一侧；

S23、下热板206由硫化汽缸208带动沿支撑柱207向下移动，至S12位置，此时取料组件601由于弹簧力的作用回复原位；

S24、取料组件601由第三电机605带动向第三电机605方向移动至取料组件601的缺口并从送料块405上表面中露出，抽气装置停止工作，橡胶产品掉落至成品收集装置5中；

S25、重复S14~S24步骤，直至硫化完成坯料匣301中的坯料3013；

S26、重复S13~S25步骤，直至硫化完成所有坯料匣301中的坯料3013；

S27、坯料供料装置3的匣槽302、送料装置4的送料块405和取料装置6的取料组件601位于S1中的位置；

S28、下热板206由硫化汽缸208带动沿支撑柱207向上移动至上模具204、下模具205接触，上热板201与下热板206中的气孔通道202停止吸气；

S29、下热板206由硫化汽缸208带动沿支撑柱207向下移动，带动模具向下移动至初始位置；

智造单元出库阶段：

S30、通过出库物流装置从生产立体库内进行出库。

S30具体包括以下步骤：

S301、模压硫化完成后的智造单元1由生产立体库中的四向穿梭车703和堆垛机701转运至单元出库传送总带809；

S302、智造单元1由单元出库传送总带809输送至第二并联机器人810的工作区；

S303、第二并联机器810打开智造单元1的单元壳体101，取出硫化模具、坯料匣301和成品收集装置5分别放置于第二硫化模具传送带811、第二坯料匣传送带813和成品收集第二传送带812上；

S304、智造单元1由第二并联机器人810转运至单元中继传送带807上备用；

S305、重复S1~S30的步骤。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于，包括：

用于存放移动式智造单元（1）的生产立体库，以及用于输送移动式智造单元（1）的库外物流系统；所述移动式智造单元（1）包括单元功能组件、模压硫化装置（2）、坯料供料装置（3）、送料装置（4）、成品收集装置（5）和取料装置（6），所述模压硫化装置（2）包括上热板（201）、上模具（204）、下模具（205）、下热板（206）和支撑柱（207），所述上模具（204）、下模具（205）分别设置于上热板（201）与下热板（206）的内侧面，所述上热板（201）固定于支撑柱（207）的一端，所述下热板（206）贯穿设置于支撑柱（207）上，所述支撑柱（207）内还设置有固定板，所述固定板的下侧固定有硫化汽缸（208），所述硫化汽缸（208）的输出端贯穿固定板与下热板（206）连接固定。

2.根据权利要求1所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于：所述单元功能组件包括单元壳体（101），所述单元壳体（101）内设置有PLC控制器（102）、空压机（104）和通讯模块（106），所述单元壳体（101）上开设有定位孔（103）和电源孔（105），所述单元壳体（101）的一侧为可拆卸的壳体盖（107）。

3.根据权利要求1所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于：所述上热板（201）的中部设有用于提供热量的热管（203）和用于提供模具吸附力的气孔通道（202）。

4.根据权利要求1所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于：所述坯料供料装置（3）包括通过第一电机（306）进行驱动的坯料滑台（305），所述坯料滑台（305）上滑动设置有第一滑块（304），所述第一滑块（304）上固定有匣槽底座（303），所述匣槽底座（303）内形成有若干匣槽（302），所述匣槽（302）内放置有坯料匣（301），所述坯料匣（301）内部设置有第一RFID芯片。

5.根据权利要求4所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于：所述坯料匣（301）包括坯料匣外壳（3012），所述坯料匣外壳（3012）开口端固定有设置有磁性盖（3011），所述坯料匣外壳（3012）内设置有坯料匣内柱（3014），所述坯料匣外壳（3012）与坯料匣内柱（3014）之间形成用于放置坯料（3013）的管状内腔，所述管状内腔内还设置有第一弹簧（3015）。

6.根据权利要求2所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于：送料装置（4）包括固定于单元壳体（101）内的送料滑台（401），所述送料滑台（401）通过第二电机（403）进行驱动，所述送料滑台（401）上滑动设置有第二滑块（402），所述第二滑块（402）上通过送料连接块（404）连接有送料块（405）。

7.根据权利要求2所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于：所述成品收集装置（5）包括插拔式收集框，所述插拔式收集框上还设置有第二RFID芯片；所述取料装置（6）包括固定于单元壳体（101）内取料滑台（606），所述取料滑台（606）通过第三电机（605）进行驱动，所述取料滑台（606）上滑动设置有第三滑块（604），所述第三滑块（604）上通过取料连接块（603）连接有取料组件（601）。

8.根据权利要求1所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于：所述生产立体库包括通过横向和纵向设置的钢型材形成的货架（702），所述货架（702）上形成成列的库位存放区（704），所述库位存放区（704）之间形成巷道（705），所述库位存放区（704）底部两侧分别设有L型导轨（706），所述L型导轨（706）上分别设置有定位导柱（707）和电源插头（708），所述L型导轨（706）上滑动设置有四向穿梭车（703），所述巷道（705）的两端还设置有堆垛机（701）。

9.根据权利要求1所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构，其特征在于：所述库外物流系统包括入库物流装置和出库物流装置，所述入库物流装置包括并列设置的成品收集第一传送带（804）、第一坯料匣传送带（805）和第一硫化模具传送带（806），所述成品收集第一传送带（804）、第一坯料匣传送带（805）和第一硫化模具传送带（806）的一端设置有单元入库传送总带（801），所述第一硫化模具传送带（806）的内侧设置有单元中继传送带（807），所述单元入库传送总带（801）、第一硫化模具传送带（806）与单元中继传送带（807）的连接处设置有第一并联机器人（803），所述单元入库传送总带（801）延伸端内侧设置有若干单元巷道入库传送分带（802），所述单元巷道入库传送分带（802）延伸至生产立体库内；所述出库物流装置与入库物流装置的结构一致。

10.根据权利要求1至9的任意一项所述的基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

智造单元准备阶段：

S1、移动式智造单元（1）的壳体盖（107）处于开启状态，供料装置（3）的匣槽（302）位于远离第一电机（306）的一侧，送料装置（4）的送料块（405）位于靠近第二电机（403）的一侧，取料装置（6）的取料组件（601）位于靠近第三电机（605）的一侧；

S2、移动式智造单元（1）由单元中继传送带（807）送至第一并联机器人（803）的工作区；

S3、根据生产需求，装好对应坯料（3013）并在第一RFID芯片中写入对应坯料信息的坯料匣（301）由第一坯料匣传送带（805）输送至第一并联机器人（803）的工作区；

S4、根据生产需求，在第二RFID芯片中写入对应成品信息的成品收集装置（5）由成品收集第一传送带（804）输送至第一并联机器人（803）的工作区；

S5、根据生产需求，选取的对应模压硫化模具由第一硫化模具传送带（806）输送至第一并联机器人（803）的工作区；

S6、第一并联机器人（803）根据生产指令，将对应信息的坯料匣（301）、成品收集装置（5）和模压硫化模具安装在移动式智造单元（1）的指定位置，并关闭移动式智造单元（1）上的壳体盖（107）；

S7、第一并联机器人（803）将组装完成的移动式智造单元（1）转运至单元入库传送总带（801）上；

S8、移动式智造单元（1）通过单元入库传送总带（801）传送到生产立体库的堆垛机（701）上；

S9、移动式智造单元（1）由生产立体库的堆垛机（701）和四向穿梭车（703）转运至空置的生产立体库的库位存放区（704），然后通过库位存放区（704）上的定位导柱（707）定位，再通过源插头（708）通电；

橡胶产品模压硫化阶段：

S10、移动式智造单元（1）的送料块（405）由第二电机（403）带动，处于工作位一，此时送料块（405）的下表面与坯料匣外壳（3012）的顶部齐平，并与磁性盖（3011）等高；

S11、下热板（206）由硫化汽缸（208）带动沿支撑柱（207）向上移动至与上热板（201）接触，位于上热板（201）和下热板（206）中的气孔通道（202）吸气，分别将上模具（204）吸附在上热板（201）上，下模具（205）吸附在下热板（206）上；

S12、下热板（206）由硫化汽缸（208）带动沿支撑柱（207）向下移动至模具型腔表面与坯料匣外壳（3012）顶部处于同一水平面；

S13、坯料匣（301）由第一电机（306）带动，向靠近第一电机（306）的方向移动；由于送料块（405）下表面与磁性盖（3011）位置干涉，导致磁性盖（3011）向远离第一电机（306）方向滑动，直至最靠近第一电机（306）的坯料匣（301）位于送料块（405）的正下方，此时此坯料匣（301）没有磁性盖（3011），坯料匣（301）中的坯料（3013）由于送料块（405）下表面的作用仍然被卡在坯料匣（301）中，最远离第一电机（306）的坯料匣（301）的磁性盖（3011）被顶出掉落；

S14、送料块（405）由第二电机（403）带动向靠近第二电机（403）方向移动，至坯料（3013）被第一弹簧（3015）弹出，通过送料块（405）的结构，被弹出的坯料（3013）只有一件；

S15、送料块（405）由第二电机（403）带动向模具方向移动，将弹出的坯料（3013）推至模具的型腔，此时送料块（405）处于工作位二；

S16、送料块由第二电机（403）带动向靠近第二电机（403）方向移动至工作位一，此时坯料（3013）由于送料块（405）下表面的作用被卡在坯料匣（301）中；

S17、下热板（206）由硫化汽缸（208）带动沿支撑柱（207）向上移动，直至与上热板（201）接触并通过硫化汽缸（208）施加指定压力；

S18、位于上热板（201）和下热板（206）中的气孔通道（202）停止吸气，位于上热板（201）和下热板（206）中的热管（203）启动，加热至指定硫化温度，然后开始橡胶产品模压硫化；

S19、持续规定硫化时间后，位于上热板（201）和下热板（206）中的气孔通道（202）吸气，下热板（206）由硫化汽缸（208）带动沿支撑柱（207）向下移动至S12位置；

S20、取料组件（601）由第三电机（605）带动向模具方向移动至取料组件（601）的管体部分上下型腔中间，管体圆心与上下型腔圆心同轴；

S21、下热板（206）由硫化汽缸（208）带动沿支撑柱（207）向上移动，带动取料组件（601）向上移动至其与上模具（204）抵紧；

S22、抽气装置启动，将模具型腔中的橡胶产品抽取至靠近抽气装置的一侧；

S23、下热板（206）由硫化汽缸（208）带动沿支撑柱（207）向下移动，至S12位置，此时取料组件（601）由于弹簧力的作用回复原位；

S24、取料组件（601）由第三电机（605）带动向第三电机（605）方向移动至取料组件（601）的缺口并从送料块（405）上表面中露出，抽气装置停止工作，橡胶产品掉落至成品收集装置（5）中；

S25、重复S14~S24步骤，直至硫化完成坯料匣（301）中的坯料（3013）；

S26、重复S13~S25步骤，直至硫化完成所有坯料匣（301）中的坯料（3013）；

S27、坯料供料装置（3）的匣槽（302）、送料装置（4）的送料块（405）和取料装置（6）的取料组件（601）位于S1中的位置；

S28、下热板（206）由硫化汽缸（208）带动沿支撑柱（207）向上移动至上模具（204）、下模具（205）接触，上热板（201）与下热板（206）中的气孔通道（202）停止吸气；

S29、下热板（206）由硫化汽缸（208）带动沿支撑柱（207）向下移动，带动模具向下移动至初始位置；

智造单元出库阶段：

S30、通过出库物流装置从生产立体库内进行出库。

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