CN115042380A - 一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，包括模具固定机构、图像识别机构、抬升机构及运动机构及控制器；所述图像识别机构安装在运动机构前方，识别运动路线及主动避障，所述抬升机构及模具固定机构分别固定在运动机构上，模具固定机构用于对模具进行固定，并通过抬升机构能够对模具固定机构进行高度抬升，所述控制器安装在抬升机构的侧面，所述模具固定机构、图像识别机构、抬升机构及运动机构分别与控制器电信号连接。该装置实现了将模具库中模具架上的模具取出，平稳的搬运到固定的地点，并且可以向上抬升到合适位置进行安装，整个过程实现了全自动搬运。

Description

一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置

技术领域

本发明涉及及注塑生产设备领域，具体涉及一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置。

背景技术

注塑成型作为塑料加工中重要的成型方法之一，广泛应用于家用电器、通讯器械、日用品、医疗产品、汽车等领域。注塑成型技术是一种自动化程度高、生产速度快的技术，应用于大批量、高效率的生产方式。目前，工程塑料每年均以较快速度增长，以其为原料制备的80%以上制品是采用注塑成型方式的，由此可见注塑成型制备方法在塑料加工行业中起到了重要的作用。

适用于注塑成型生产的模具也会随着科技与市场进步不断发展，在有些注塑生产活动中需要频繁更换模具来进行生产加工。模具的搬运一般是通过行车或者叉车进行搬运，行车吊装效率低下且存在安全隐患，叉车搬运则易造成模具掉落损坏，同时两者均需要通过人工的方式去进行搬运，浪费人力资源。总的来讲，现有的模具搬运装置存在安全隐患，同时效率低下。

发明内容

本发明针对现有产品存在的不足，提出了一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，实现了将小型模具自动固定在装置上以及搬运抬升到固定位置的功能。

本发明的技术方案如下：

一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，包括模具固定机构、图像识别机构、抬升机构及运动机构及控制器；所述图像识别机构安装在运动机构前方，识别运动路线及主动避障，所述抬升机构及模具固定机构分别固定在运动机构上，模具固定机构用于对模具进行固定，并通过抬升机构能够对模具固定机构进行高度抬升，所述控制器安装在抬升机构的侧面，所述模具固定机构、图像识别机构、抬升机构及运动机构分别与控制器电信号连接。

进一步的，所述模具固定机构包括固定器、滑行杆、抬升器、固定器电机、液压动力装置、模具固定底座及底座；所述模具固定底座安装在底座的上，所述滑行杆分别安装在模具固定底座的四个侧面，滑行杆的一端连接着模具固定底座，另一端连接着固定器；所述固定器底部安装着一根与固定器平行的传动轴，所述固定器电机与传动轴传动连接所述传动齿轮穿设在传动轴上，所述传动齿条固定在底座上，且传动齿条与传动齿轮啮合进行传动；所述抬升器安装在模具固定底座的上面，通过液压动力装置来带动四根抬升杆进行抬升。

进一步的，所述底座包括上底座及下底座，所述下底座呈U型，底座两侧分别有滑槽，所述滑槽内设有螺杆，所述螺杆上配合设置螺母，且所述螺母与上底座固定连接，通过螺杆电机运作来实现上、下底座之间的相对滑动。

进一步的，所述固定器上面安装着感应器，用于感应固定器是否收紧到位。

进一步的，所述抬升机构包括链条、链轮、固定轴、传动轴、液压驱动装置及外侧板，所述固定轴架设在外侧板上部，所述链轮安装在固定轴的两侧，所述链条安装在链轮上，所述链条一端通过连接件连接传动轴，另一端通过连接件连接模具固定机构；所述液压驱动装置与传动轴相连，通过带动传动轴进行上下抬升移动，从而带动模具固定机构上下抬升移动；

进一步的，所述外侧板包括上侧板、左侧板、右侧板与底板，所述外侧板将整个抬升机构包围。

进一步的，所述运动机构包括麦克纳姆轮、动力电机及运动底座，四个所述麦克纳姆轮分别通过四个动力电机驱动着进行运动；四个所述动力电机分别安装在运动底座的下方。

进一步的，所述图像识别机构包括摄像头、转动装置及驱动电机，所述摄像头固定在转动装置的上，并可随转动装置进行旋转；所述转动装置安装在运动机构的运动底座上，两个驱动电机分别安装在运动底座上的内侧面。

进一步的，所述控制器内部包含可充电电源。

进一步的，所述模具固定底座的每一侧面上平行安装着两根滑行杆。

本发明的有益效果：

1）该装置实现了将模具库中模具架上的模具取出，平稳的搬运到固定的地点，并且可以向上抬升到合适位置进行安装，整个过程实现了全自动搬运；

2）通过设置的模具固定机构能够将模具牢牢地固定住，可以有效地保护模具；

3）通过设置的运动机构，可以使该小型模具搬运装置移动行驶到任何固定的位置，更好的搬运模具；

4）通过设置的抬升机构可以抬升模具，把模具抬升到一定高度，从而使得可以更方便的安装在注塑机上；

5）通过设置的图像识别机构可以识别模具搬运装置运动路线，同时实现避障功能；

6）本发明实现了小型模具的全自动搬运，并且搬运方式简便高效，有助于将模具安装在注塑机上的操作，减少人们的体力与时间消耗，可以进行推广运用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明模具固定机构的结构示意图；

图3为本发明螺杆安装结构示意图；

图4为本发明模具固定机构底面的结构示意图；

图5为本发明图像识别机构的结构示意图；

图6为本发明抬升机构的结构示意图；

图7为本发明运动机构的结构示意图；

图中：1、模具固定机构；2、图像识别机构；3、抬升机构；4、运动机构；5、控制器；11、固定器；111、感应器；112、转轴；113、传动齿轮；114、传动齿条；12、滑行杆；13、抬升器；131、抬升杆；15、液压动力装置；16、模具固定底座；17、底座；171、滑槽；172、螺杆；173、螺母；174、上底座；175、下底座；18、螺杆电机；21、摄像头；22、转动装置；23、电机；31、链条；311、连接件；32、链轮；33、固定轴；34、传动轴；35、液压动力装置；36、外侧板；361、上侧板；362、左侧板；363、右侧板；364、底板；41、麦克纳姆轮；42、动力电机；43、运动底座。

具体实施方式

以下结合说明书附图及实施例对本发明做进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-7所示，一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置包括模具固定机构1、图像识别机构2、抬升机构3、运动机构4和控制器5，图像识别机构1安装在运动机构4上，抬升机构3和模具固定机构1固定在运动机构4上，控制器5安装在抬升机构3的侧面。

运动机构4包括麦克纳姆轮41、动力电机42和运动底座43，每一个麦克纳姆轮41根据功能可以进行独立的运动，因此都需要一个动力电机42来进行驱动；在运动底座43底侧分布安装着四个动力电机42；四个动力电机42分别连接着四个麦克纳姆轮41和运动底座43；麦克纳姆轮41可以依靠各自的方向和速度来合成一个合力矢量，从而保证整个模具搬运装置在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向，因此可以在狭小的区域灵活移动。

抬升机构3包括链条31、链轮32、固定轴33、传动轴34、液压动力装置35与外侧板36，外侧板36又可以分为上侧板361、左侧板362、右侧板363与底板364，外侧板36将整个抬升机构3包围起来，底板364与运动机构4中的运动底座43进行固定；固定轴33两侧分别固定在左侧板362与右侧板363两侧偏高的位置，两个链轮32又分别安装在固定轴33的两侧，两条链条31分别安装在两个链轮32上面；链条31两侧又固定着连接件311，一侧连接着传动轴34，另一侧连接着模具固定机构1；液压动力装置35延伸侧固定着固定轴，液压动力装置35带动传动轴34进行升降运动，同时传动轴34带动链条31进行运动，从而带动着模具固定机构1进行抬升或者下降，起到了一个抬升下降的作用。

模具固定机构1包括了固定器11、滑行杆12、抬升器13、固定器电机（固定器电机设置在固定器11上，图中未画出）、液压动力装置15、模具固定底座16、底座17和螺杆处电机18，底座17分为上底座174和下底座175，下底座175为一个U型的形状，开口向外，两侧分别有滑槽171；模具固定底座16安装在底座17的上面，底座17的上底座174与下底座175通过安装在滑槽171中的螺杆172与螺母173来进行螺杆螺母传动连接，是一种将螺旋运动转化为直线运动的平稳传动方式，具有传动平稳，传动比大的优点，通过螺杆处电机18运作可以使得模具固定底座16可以向外侧进行平移；模具固定底座16上面可以放置小型模具；滑行杆12安装在模具固定底座16的侧面上，每一侧都安装着两根滑行杆12；四组滑行杆12中的每一组两根滑行杆12一侧连接着模具固定底座16，另一侧连接着固定器11；固定器11上面安装着感应器111，通过感应器111来感应得到小型模具的位置，固定器11底部槽安装着一根与固定器11平行的转轴112，转轴112穿过传动齿轮113，传动齿条114在上底座174上固定，同时传动齿条114与传动齿轮113啮合进行传动，四个固定器11通过四个固定器电机驱动转轴112来进行运动；固定器11可以沿着滑行杆12方向进行移动，从而对小型模具进行固定；抬升器13安装在模具固定底座16的上面，通过液压动力装置15来带动四根抬升杆131来进行抬升，从而可以使小型模具进行抬升；固定器电机、液压动力装置15和螺杆式电机18均安装在上底座174的底面上。

图像识别机构2包括摄像头21、转动装置22与电机23，摄像头21固定在转动装置22的上面，并可随转动装置22的中心进行旋转，可以观察前方180度的周遭情况；转动装置22安装在运动机构4的运动底座的斜前方，两个电机23分别安装在运动底座43上的内侧面，通过电机23来驱动转动装置22进行旋转。

控制器5固定在抬升机构3的右侧板363的外侧上方，控制器5输入和输出电信号，具体实施的控制器5内部包含可充电电源，控制着整个小型模具搬运装置的运作。

以下是本发明的具体工作过程，对本发明的原理做进一步的描述，工作过程包括以下步骤：

1）在模具库中，行车把小型模具吊起来放到模具固定机构1的抬升器13上面之后，模具固定机构1上的四个固定器电机开始工作，分别带动四个固定器11上的转轴112开始转动，从而带动转轴112上的传动齿轮113沿着传动齿条114进行运动，四个固定器11也分别沿着滑行杆12向内收缩滑行，当固定器11内侧的感应器111感应到小型模具的时候，说明固定器11已经将小型模具收紧定位了，并将小型模具牢牢固定在模具固定机构1上面。

2）小型模具需要搬运到固定的注塑机上进行安装，根据该注塑机的位置，控制器5中预先设计了一条从模具库到该注塑机的路线，动力电机42分别驱动着4个麦克纳姆轮41开始行驶，如果遇到狭小的地方，麦克纳姆轮41可以依靠各自的方向和速度来合成一个合力矢量，从而保证整个模具搬运装置在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，不改变麦克纳姆轮41自身的方向。同时，图像识别机构2的摄像头21也开始工作，图像识别机构2的电机23驱动着转动装置22绕其中心进行旋转，从而带动摄像头21也进行转动，使摄像头21可以采集到机器人周围的图像，采集到的图像信号可以被传输到控制器5中进行识别，使控制器5可以识别出行进路线上的障碍物，从而进行合理避障。

3）当模具搬运装置行驶到规定的注塑机边上时，可以通过抬升机构3对模具固定机构1进行抬升，从而可以使小型模具抬升到在注塑机上安装的固定高度位置。首先，液压动力装置35带动传动轴34向下运动，传动轴34通过连接件311与链条31进行连接，链条31通过固定在固定轴33上面的链轮32，传动轴34向下运动从而对模具固定机构1进行抬升，当抬升到固定的高度时，控制器5控制着液压动力装置35停止运作，从而使得传动轴34停止传动，模具固定机构1就停在固定的高度。

4）螺杆处电机18开始运作，通过滑槽171中的螺杆172开始转动，通过螺杆螺母传动机构带动螺母173向前运动，螺母173又和上底座174固定，从而带动模具固定底座16相对底座17向前滑动，进入注塑机装模时动定模固定侧分开的那一段间距内，然后模具固定机构1的固定器电机带动转轴112向反方向转动，从而带动固定器11沿着滑行杆12向外侧稍微滑动，不再固定着小型模具，然后液压动力装置15通过抬升杆131带动着抬升器13向上面进行抬升，抬升的高度比固定器11的高度稍微高一点，使小型模具可以和注塑机开始进行装模，如果有些许偏差还可以进行小范围调整。

5）小型模具安装完毕之后，固定器电机开始运作，分别带动四个固定器11上的转轴112开始反向转动，从而带动转轴112上的传动齿轮113沿着传动齿条114进行反向运动，从而使得四个固定器11沿着滑行杆12向外进行滑行，滑行到最外侧原始位置，液压动力装置15运作使得抬升器13向下降回到固定位置，螺杆处电机18开始运作，通过滑槽171中的螺杆172开始反向转动，通过螺杆螺母传动机构带动螺母173向后运动，从而使得模具固定底座16向后滑动，回到与底座17相对应的位置，控制器5控制着液压动力装置35开始运作，带动传动轴34向上运动，从而使模具固定机构1下降到原始位置，控制器5控制着动力电机42，动力电机42分别驱动着4个麦克纳姆轮41开始行驶回到模具库中。小型模具搬运装置等待着下一次的运作。如果是将小型模具从注塑机上面拆卸下来，也是相对应采取近似的措施。

Claims (10)

1.一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，包括模具固定机构（1）、图像识别机构（2）、抬升机构（3）及运动机构(4)及控制器（5）；所述图像识别机构（2）安装在运动机构（4）前方，识别运动路线及主动避障，所述抬升机构（3）及模具固定机构（1）分别固定在运动机构（4）上，模具固定机构（1）用于对模具进行固定，并通过抬升机构（3）能够对模具固定机构（1）进行高度抬升，所述控制器（5）安装在抬升机构（3）的侧面，所述模具固定机构（1）、图像识别机构（2）、抬升机构（3）及运动机构(4)分别与控制器（5）电信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述模具固定机构（1）包括固定器（11）、滑行杆（12）、抬升器（13）、固定器电机、液压动力装置（15）、模具固定底座（16）及底座（17）；所述模具固定底座（16）安装在底座（17）的上，所述滑行杆（12）分别安装在模具固定底座（16）的四个侧面，滑行杆（12）的一端连接着模具固定底座（16），另一端连接着固定器（11）；所述固定器（11）底部安装着一根与固定器（11）平行的转轴（112），所述固定器电机与转轴（112）传动连接所述传动齿轮（113）穿设在转轴（112）上，所述传动齿条（114）固定在底座（17）上，且传动齿条（114）与传动齿轮（113）啮合进行传动；所述抬升器（13）安装在模具固定底座（16）的上面，通过液压动力装置（15）来带动四根抬升杆（131）进行抬升。

3.根据权利要求2所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述底座（17）包括上底座（174）及下底座（175），所述下底座（175）呈U型，底座（175）两侧分别有滑槽（171），所述滑槽（171）内设有螺杆（172），所述螺杆（172）上配合设置螺母（173），且所述螺母（173）与上底座（174）固定连接，通过螺杆电机（18）运作来实现上、下底座之间的相对滑动。

4.根据权利要求2所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述固定器（11）上面安装着感应器（111），用于感应固定器（11）是否收紧到位。

5.根据权利要求1所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述抬升机构（3）包括链条（31）、链轮（32）、固定轴（33）、传动轴（34）、液压驱动装置（35）及外侧板（36），所述固定轴（33）架设在外侧板（36）上部，所述链轮（32）安装在固定轴（33）的两侧，所述链条（31）安装在链轮（32）上，所述链条（31）一端通过连接件（311）连接传动轴（34），另一端通过连接件（311）连接模具固定机构（1）；所述液压驱动装置（35）与传动轴（34）相连，通过带动传动轴（34）进行上下抬升移动，从而带动模具固定机构（1）上下抬升移动。

6.根据权利要求5所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述外侧板（36）包括上侧板（361）、左侧板（362）、右侧板（363）与底板（364），所述外侧板（36）将整个抬升机构（3）包围。

7.根据权利要求1所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述运动机构（4）包括麦克纳姆轮（41）、动力电机（42）及运动底座（43），四个所述麦克纳姆轮（41）分别通过四个动力电机（42）驱动着进行运动；四个所述动力电机（42）分别安装在运动底座（43）的下方。

8.根据权利要求7所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述图像识别机构（2）包括摄像头（21）、转动装置（22）及驱动电机（23），所述摄像头（21）固定在转动装置（22）的上，并可随转动装置（22）进行旋转；所述转动装置（22）安装在运动机构（4）的运动底座（43）上，两个驱动电机（23）分别安装在运动底座（43）上的内侧面。

9.根据权利要求1所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述控制器（5）内部包含可充电电源。

10.根据权利要求2所述的一种适用于注塑生产的小型模具搬运装置，其特征在于，所述模具固定底座（16）的每一侧面上平行安装着两根滑行杆（12）。

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