CN115592877B - 一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，其包括以下生产步骤：①通过浇注机搅拌机头对多元醇组分和异氰酸酯预聚体组分的原料混合进行搅拌，浇注到均匀设置在输送带一上的模具内，并且通过控温装置使所述浇注机搅拌机头温度保持在‑5~5℃；②合模；③通过恒温熟化室进行反应熟化；④开模；⑤将弹性垫板从所述输送带一上转移到输送带二上；⑥通过自动化尺寸检测装置对弹性垫板的长、宽、厚进行检测，检测在静态环境下进行；⑦对弹性垫板进行去毛边、存储。本发明提供的聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，能够实现聚氨酯弹性垫板的全自动化生产加工操作，无需人工操作，省时省力，提高了生产效率和产品合格率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，具体属于自动化生产设备技术领域。
背景技术
现有的铁路弹性垫板主要用于高铁或地铁减振降噪，每公里高铁线路需要该弹性垫板几千块，因此开发该产品潜力巨大。该产品一般为低压机浇注成型。在实际生产中，完成浇注、熟化、开模后，为确保产品质量，需要人工使用卡尺抽检出模尺寸，判定弹性垫板尺寸收缩的一致性，不仅耗费人工、存在人员测量误差，而且难以实现逐片检测，更多依赖检测人员责任心，存在质量风险。弹性垫板的外形复杂，毛边一致性差，在去毛边的工序为人工修边，这造成的缺点也是显而易见的，不仅效率低，而且修边质量不稳定，更多依赖工人的技术水平和责任心，容易出现返工问题。
申请人在公开号为CN112659427A的中国专利中公开了一种弹性垫板自动转移装置的自动生产加工系统，省时省力，提高生产效率，降低了生产成本。但在生产过程中发现仍存在以下问题：①弹性垫板通过低压浇注机浇注成型，一定温度的原料按照一定比例连续地通入搅拌仓，经过高速搅拌使其在一定时间内充分的混合均匀，并注入到模具中。其中在浇注100秒左右后，随着机械搅拌及摩擦带来的温度升高，导致原料的反应速率增快，原料在汇流块内开始发生化学反应，长时间工作混合头会堵塞。此时需要使用清洗剂配合压缩空气对机头部位的搅拌仓、搅拌轴等部件进行清洗降温，清洗时间为30秒，然后再进行浇注100秒-清洗30秒，如此循环方式生产，生产效率较低，并且使用二氯甲烷等清洗剂对环境不友好，如不对机头进行清洗，会堵塞机头，需要人工清理，断生产。②弹性垫板生产过程中需要对产品尺寸等外观进行检测，常规采用图像处理方式，弹性垫板通过传送机构，到达指定位置后被气缸顶起后瞬间进行拍照取相，根据图像检测出弹性垫板的长度。在测量过程中，由于弹性垫板不能完全处于静止状态进行拍照，并且在顶起的位置会有形变，导致测得的最终数据精度偏差较大，检测精度达不到更高的生产要求；③弹性垫板为微孔发泡产品，在浇注完成后需要借助模具上下模的间隙进行排气，这就造成原料沿着模具的间隙位置生成了制品的飞边，并且飞边不规律地分布在制品的四周。当弹性垫板熟化后需要人工使用剪刀等工具逐片进行修剪，耗费人工。
针对上述问题，本发明提供了一种降低浇注机头清洗频率、弹性垫板尺寸检测精度高、避免弹性垫板周边出现飞边的聚氨酯弹性垫板自动化加工方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低浇注机头清洗频率、弹性垫板尺寸检测精度高、避免弹性垫板周边出现飞边的聚氨酯弹性垫板自动化加工方法。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，其包括以下生产步骤：
①通过浇注机搅拌机头对不同原料混合进行搅拌，浇注到均匀设置在输送带一上的模具内，并且通过控温装置使所述浇注机搅拌机头温度保持恒定；
②合模；
③通过恒温熟化室进行反应熟化，所述恒温熟化室温度控制在60~65℃；
④开模；
⑤将弹性垫板从所述输送带一上转移到输送带二上；
⑥通过自动化尺寸检测装置对弹性垫板的长、宽、厚进行检测，检测在静态环境下进行；
⑦对弹性垫板进行去毛边、存储。
作为本发明的一种实施方式，步骤①中，所述浇注机搅拌机头温度控制在-5~5℃，且浇注机搅拌机头外部设有保温层，避免表面结露水后低落到模具内，原料温度控制在50~55℃。
作为本发明的一种实施方式，所述浇注机搅拌机头包括从上往下依次连通的轴心座、汇流块和混合室，所述混合室内设有搅拌器，所述搅拌器通过设置在轴心座内的旋转驱动装置驱动；所述汇流块顶部设有两个进料管，侧面设有两个气动针阀；所述控温装置包括设置在所述轴心座侧壁的夹层一和设置在所述混合室侧壁的夹层二，所述轴心座下端和上端分别设有与所述夹层一相连通的接头一和接头二，所述混合室下端和上端分别设有与所述夹层二相连通的接头三和接头四，所述夹层一和夹层二内均通入循环介质。
作为本发明的一种实施方式，步骤⑥中，所述自动化尺寸检测装置对弹性垫板进行检测时，先通过矫正机构对上料输送机上的弹性垫板进行矫正，再通过机械手抓取弹性垫板至检测机构处进行尺寸检测，然后通过横移装置一将弹性垫板转移到下料输送机或不良品落料口处。
作为本发明的一种实施方式，所述自动化尺寸检测装置包括检测平台，所述检测平台右侧设有上料输送机，所述检测平台左侧设有下料输送机，所述上料输送机一侧设有矫正机构，所述下料输送机一侧设有检测机构，另一侧设有不良品落料口，所述检测平台左端设有横移装置一，所述横移装置一上设有气动卡爪，用来将所述检测机构上的弹性垫板转移到下料输送机或不良品落料口处。
作为本发明的一种实施方式，所述矫正机构包括沿所述上料输送机输送方向设置的挡条和沿所述上料输送机输送方向均匀设置的多个矫正气缸，所述矫正气缸的气缸杆自由端设置有矫正块，所述矫正块外端设置有若干个与上料输送机上的弹性垫板侧边相适配的转轮。
作为本发明的一种实施方式，所述检测机构包括沿检测平台长度方向设置的检测板和无杆气缸三，其中所述无杆气缸三位于所述检测板外侧，所述无杆气缸三的滑块三上水平设置有与无杆气缸三相互垂直的安装杆，所述安装杆一侧均匀设置有多个激光传感器一，所述激光传感器一竖直设置，用来测量弹性垫板的长度；所述安装杆另一侧均匀设置有多个激光传感器三，所述激光传感器三竖直设置，用来测量所述弹性垫板的厚度；所述安装杆上内端和外端相向的设置有两个激光传感器二，用来测量弹性垫板的宽度。
作为本发明的一种实施方式，所述机械手上设有CCD相机，用来识别所述弹性垫板在上料输送机上的位置，步骤⑥中当所述CCD相机检测到弹性垫板到达设定位置后通过机械手对其进行抓取。
作为本发明的一种实施方式，所述模具包括铰连在一起的下模和上模，所述下模的凹模上设有多个与弹性垫板相对应的突块，所述突块顶面竖直设有贯通下模的排气孔，所述上模上设有与所述凹模相适配的凸模，所述凸模上设有与所述突块一一对应的凹槽，所述凹槽的槽壁和槽底均与突块呈间隙配合；所述上模包括下板和上板，所述下板和上板通过调节螺栓连接在一起，通过调节所述下板和上板间距，可以调节合模时上模与下模之间的间隙。
作为本发明的一种实施方式，所述浇注机搅拌机头、合模装置、恒温熟化室和开模装置沿闭环的输送带一输送方向依次设置，所述输送带一上均匀的设有多个不断输送的模具；所述输送带二沿输送方向依次设有自动化尺寸检测装置、去毛边装置和存储装置，所述输送带一和输送带二之间设有弹性垫板自动转移装置。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明提供的聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，能够实现弹性垫板的自动生产加工操作，无需人工操作，省时省力，提高了生产效率和产品合格率，降低了生产成本。
所述聚氨酯弹性垫板自动化加工方法中通过对浇注机搅拌机头进行恒温控制，浇注机搅拌机头仅需要24小时清洗一次，清洗过程不需要人工干预，大大提高了生产效率；对浇注机搅拌机头外部做保温处理，可以避免其表面结露水，提高了弹性垫板产品质量。
所述自动化尺寸检测装置采用激光传感器实现了对弹性垫板长、宽、厚三尺寸的精确测量，并且不是在弹性垫板运动过程中进行检测，而是将弹性垫板从上料输运机上取到检测板上再进行检测，测量完后再进行输运，测试精度高。
通过在下模上设置排气孔，使发泡过程中产生的气体从排气孔处逸出，其中排气孔设置在突块上，突块与凹槽间隙配合，排气间隙透气不透料，仅供气体逸出，避免在突块处形成飞边。同时，由于气体能够从排气孔中逸出，因而气体不会往模具分型面处挤推导致上模和下模合模不紧密，在分型面处产生飞边。
附图说明
图1是本发明的整体工艺示意图。
图2是本发明中自动化尺寸检测装置的结构示意图。
图3是图2中A处局部放大示意图。
图4是图2中B处局部放大示意图。
图5是本发明中浇注机搅拌机头的结构示意图。
图6是本发明中模具打开时的结构示意图。
图7是本发明中模具闭合时的结构示意图。
其中：100输送带一、200输送带二、300浇注机搅拌机头、400合模装置、500恒温熟化室、600开模装置、700弹性垫板自动转移装置、800自动化尺寸检测装置、900去毛边装置、1000存储装置、1100模具；
1检测平台、2上料输送机、3矫正气缸、4矫正块、5转轮、6挡条、8机械手、9CCD相机、10气动卡爪、11下料输送机、12无杆气缸一、13滑块一、14安装板、15无杆气缸二、16连接杆、17吸盘架、18吸盘、19检测板、20无杆气缸三、21滑块三、22安装杆、23激光传感器一、24激光传感器二、25激光传感器三、26不良品落料口、27不良品收集装置、28弹性垫板、29轴心座、30接头一、31接头二、32汇流块、33进料管、34气动针阀、35混合室、36接头三、37接头四、38浇注喷嘴、39下模、40凹模、41突块、42排气孔、43上模、4301下板、4302上板、44凸模、45凹槽、46调节螺栓。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
如图1所述的一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，其包括以下生产步骤：
①通过浇注机搅拌机头300对不同原料混合进行搅拌，浇注到均匀设置在输送带一100上的模具1100内，并且通过控温装置使所述浇注机搅拌机头300温度保持恒定；
②合模；
③通过恒温熟化室500进行反应熟化，所述恒温熟化室500温度控制在60~65℃；
④开模；
⑤将弹性垫板28从所述输送带一100上转移到输送带二200上；
⑥通过自动化尺寸检测装置800对弹性垫板28的长、宽、厚进行检测，检测在静态环境下进行；
⑦对弹性垫板28进行去毛边、存储。
作为进一步优化，步骤①中，所述浇注机搅拌机头300温度控制在-5~5℃，且浇注机搅拌机头300外部设有保温层，避免表面结露水后低落到模具1100内，原料温度控制在50~55℃。
所述浇注机搅拌机头300、合模装置400、恒温熟化室500和开模装置600沿闭环的输送带一100输送方向依次设置，所述输送带一100上均匀的设有多个不断输送的模具1100；所述输送带二200沿输送方向依次设有自动化尺寸检测装置800、去毛边装置900和存储装置1000，所述输送带二200上均匀设置有多个弹性垫板28；所述输送带一100和输送带二200之间设有弹性垫板自动转移装置700。
如图5所示，本实施例中，所述浇注机搅拌机头300包括从上往下依次连通的轴心座29、汇流块32和混合室35，所述混合室35内设有搅拌器，所述搅拌器通过设置在轴心座29内的旋转驱动装置驱动；所述汇流块32顶部设有两个进料管33和两个回料管33-1，侧面设有两个抽拉式的气动针阀34，通过所述进料管33通入聚氨酯A、B料（多元醇组分和异氰酸酯预聚体组分），工作时，所述气动针阀34关闭，进料管33与汇流块32连通，实现原料混合，停止工作时，所述气动针阀34开启，进料管33与回料管33-1连通，聚氨酯A、B料分别回流到原料罐，实现原料的始终流动。所述控温装置包括设置在所述轴心座29侧壁的夹层一和设置在所述混合室35侧壁的夹层二，所述轴心座29下端和上端分别设有与所述夹层一相连通的接头一30和接头二31，所述混合室35下端和上端分别设有与所述夹层二相连通的接头三36和接头四37，所述夹层一和夹层二内均通入循环介质，使浇注机搅拌机头300内产生的余热被循环介质带走，使所述浇注机搅拌机头300温度保持在-5~5℃，降低了聚氨酯A、B料的反应速度，防止其在混合室35内发生固化。所述聚氨酯弹性垫板自动化加工装置通过对浇注机搅拌机头300进行恒温控制，浇注机搅拌机头300仅需要24小时清洗一次，清洗过程不需要人工干预，大大提高了生产效率；对浇注机搅拌机头300外部做保温处理，可以避免其表面结露水，提高了弹性垫板28产品质量。
聚氨酯A料（多元醇组分）包括PTMG-1000：65~70%；二氧化碳基多元醇（分子量2000-3000，官能度2）：25~30%；BDO：3~5%；水：0.3~0.5%；N-甲基咪唑：0.5~0.8%；双（二甲氨基乙基）醚：0.1~0.2%；针状纳米二氧化钛：0.5%（纳米二氧化钛的直径10-100nm，长径比30-100）；接枝型抗氧剂：0.2~0.5%；T-12:0.01~0.03%；匀泡剂：0.02~0.05%。
聚氨酯B料（异氰酸酯预聚体组分）包括二氧化碳基多元醇（分子量2000-3000，官能度2）：50~55%；MDI-100：45~50%；有机锌：0.01~0.02%；有机铋：0.01~0.02%。
作为进一步优化，步骤⑥中，所述自动化尺寸检测装置800对弹性垫板28进行检测时，先通过矫正机构对上料输送机2上的弹性垫板28进行矫正，再通过机械手8抓取弹性垫板28至检测机构处进行尺寸检测，然后通过横移装置一将弹性垫板28转移到下料输送机11或不良品落料口处26。
如图2-图4所示，本实施例中，所述自动化尺寸检测装置800包括检测平台1，所述检测平台右侧设有上料输送机2，所述检测平台1左侧设有下料输送机11，所述上料输送机2和下料输送机11均为输送带且输送方向相同，所述上料输送机2一侧设有矫正机构，所述下料输送机11一侧设有检测机构，另一侧设有不良品落料口26，所述不良品落料口26下方设有不良品收集装置27，所述检测平台1左端设有横移装置一，所述横移装置一上设有气动卡爪10，用来将所述检测机构上的弹性垫板28转移到下料输送机11或不良品落料口26处，所述检测平台1上还设有机械手8，所述机械手8上设有气动卡爪10，用来将所述上料输送机2上的弹性垫板28转移到检测机构处。所述自动化尺寸检测装置800采用激光传感器实现了对弹性垫板28长、宽、厚三尺寸的精确测量，并且不是在弹性垫板28运动过程中进行检测，而是将弹性垫板28从上料输运机2上取到检测板19上再进行检测，测量完后再进行输运，测试精度高。
所述横移装置一包括设置在所述检测平台1左端的无杆气缸一12，所述无杆气缸一12的滑块一13上固设有安装板14，所述安装板14上竖直设有无杆气缸二15，所述无杆气缸二15的滑块二上通过竖直设置的连接杆16固连有气动卡爪10。所述气动卡爪10包括工字型的吸盘架17和设置在其四角处的四个吸盘18，所述吸盘18通过通气管与负压装置相连。
所述矫正机构包括沿所述上料输送机2输送方向设置的挡条6和沿所述上料输送机2输送方向均匀设置的多个矫正气缸3，所述矫正气缸3的气缸杆自由端设置有矫正块4，所述矫正块4外端设置有若干个与上料输送机2上的弹性垫板28侧边相适配的转轮5。所述矫正气缸3的气缸杆伸长后与挡条6配合可以对弹性垫板28进行位置矫正，通过设置所述转轮5可以防止矫正块4因为摩擦干涉弹性垫板28的输送。
所述检测机构包括沿检测平台长度方向设置的检测板19和无杆气缸三20，其中所述无杆气缸三20位于所述检测板19外侧，所述无杆气缸三20的滑块三21上水平设置有与无杆气缸三20相互垂直的安装杆22，所述安装杆22一侧均匀设置有多个激光传感器一23，所述激光传感器一23竖直设置，用来测量弹性垫板28的长度；所述安装杆22另一侧均匀设置有多个激光传感器三25，所述激光传感器三25竖直设置，用来测量所述弹性垫板28的厚度；所述安装杆22上内端和外端相向的设置有两个激光传感器二24，用来测量弹性垫板28的宽度。所述安装杆22在无杆气缸三20作用下沿检测板19长度方向移动，从而实现激光传感器一23对弹性垫板28长度的测量，同时所述激光传感器二24可以对弹性垫板28宽度采集多组数据，所述激光传感器三25对弹性垫板28厚度采集多组数据。
此外，所述机械手8上设有CCD相机9，用来识别所述弹性垫板28在上料输送机2上的位置，步骤⑥中当所述CCD相机9检测到弹性垫板28到达设定位置后通过机械手8对其进行抓取。
按下启动按钮，设备启动后上料输送机2输送弹性垫板28经过矫正机构矫正后，通过CCD相机9对弹性垫板28进行视觉定位，所述机械手8吸取弹性垫板28至检测板19，通过安装杆22带动激光传感器实现多点测量，得出最终数值。所述横移装置一根据测量结果将弹性垫板28放置到下料输送机11上或不良品落料口26。
如图6和图7所示，所述模具1100包括铰连在一起的下模39和上模43，所述下模39的凹模40上设有多个与弹性垫板28相对应的突块41，所述突块41顶面竖直设有贯通下模39的排气孔42，所述上模43上设有与所述凹模40相适配的凸模44，所述凸模44上设有与所述突块41一一对应的凹槽45，所述凹槽45的槽壁和槽底均与突块41呈间隙配合。通过在下模39上设置排气孔42，使发泡过程中产生的气体从排气孔42处逸出，其中排气孔42设置在突块41上，突块41与凹槽45间隙配合，排气间隙透气不透料，仅供气体逸出，避免在突块41处形成飞边。同时，由于气体能够从排气孔42中逸出，因而气体不会往模具1100分型面处挤推导致上模43和下模39合模不紧密，在分型面处产生飞边。
作为进一步优化，所述上模43包括下板4301和上板4302，所述下板4301和上板4302通过调节螺栓46连接在一起，通过调节所述下板4301和上板4302间距，可以调节合模时上模43与下模39之间的间隙，防止分型面处出现飞边。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，其特征在于：其包括以下生产步骤：
①通过浇注机搅拌机头对多元醇组分和异氰酸酯预聚体组分的原料混合进行搅拌，浇注到均匀设置在输送带一上的模具内，并且通过控温装置使所述浇注机搅拌机头温度保持恒定；其中多元醇组分包括PTMG-1000：65~70%；二氧化碳基多元醇：25~30%；BDO：3~5%；水：0.3~0.5%；N-甲基咪唑：0.5~0.8%；双醚：0.1~0.2%；针状纳米二氧化钛：0.5%；接枝型抗氧剂：0.2~0.5%；T-12:0.01~0.03%；匀泡剂：0.02~0.05%；异氰酸酯预聚体组分包括二氧化碳基多元醇：50~55%；MDI-100：45~50%；有机锌：0.01~0.02%；有机铋：0.01~0.02%；
所述浇注机搅拌机头温度控制在-5~5℃，且浇注机搅拌机头外部设有保温层，避免表面结露水后滴落到模具内，原料温度控制在50~55℃；
所述浇注机搅拌机头包括从上往下依次连通的轴心座、汇流块和混合室，所述混合室内设有搅拌器，所述搅拌器通过设置在轴心座内的旋转驱动装置驱动；所述汇流块顶部设有两个进料管，侧面设有两个气动针阀；所述控温装置包括设置在所述轴心座侧壁的夹层一和设置在所述混合室侧壁的夹层二，所述轴心座下端和上端分别设有与所述夹层一相连通的接头一和接头二，所述混合室下端和上端分别设有与所述夹层二相连通的接头三和接头四，所述夹层一和夹层二内均通入循环介质；
所述模具包括铰连在一起的下模和上模，所述下模的凹模上设有多个与弹性垫板相对应的突块，所述突块顶面竖直设有贯通下模的排气孔，所述上模上设有与所述凹模相适配的凸模，所述凸模上设有与所述突块一一对应的凹槽，所述凹槽的槽壁和槽底均与突块呈间隙配合；所述上模包括下板和上板，所述下板和上板通过调节螺栓连接在一起，通过调节所述下板和上板间距，调节合模时上模与下模之间的间隙；
②合模；
③通过恒温熟化室进行反应熟化，所述恒温熟化室温度控制在60~65℃；
④开模；
⑤将弹性垫板从所述输送带一上转移到输送带二上；
⑥通过自动化尺寸检测装置对弹性垫板的长、宽、厚进行检测，检测在静态环境下进行；所述自动化尺寸检测装置对弹性垫板进行检测时，先通过矫正机构对上料输送机上的弹性垫板进行矫正，再通过机械手抓取弹性垫板至检测机构处进行尺寸检测，然后通过横移装置一将弹性垫板转移到下料输送机或不良品落料口处；
所述自动化尺寸检测装置包括检测平台，所述检测平台右侧设有上料输送机，所述检测平台左侧设有下料输送机，所述上料输送机一侧设有矫正机构，所述下料输送机一侧设有检测机构，另一侧设有不良品落料口，所述检测平台左端设有横移装置一，所述横移装置一上设有气动卡爪，用来将所述检测机构上的弹性垫板转移到下料输送机或不良品落料口处；
所述检测机构包括沿检测平台长度方向设置的检测板和无杆气缸三，其中所述无杆气缸三位于所述检测板外侧，所述无杆气缸三的滑块三上水平设置有与无杆气缸三相互垂直的安装杆，所述安装杆一侧均匀设置有多个激光传感器一，所述激光传感器一竖直设置，用来测量弹性垫板的长度；所述安装杆另一侧均匀设置有多个激光传感器三，所述激光传感器三竖直设置，用来测量所述弹性垫板的厚度；所述安装杆上内端和外端相向的设置有两个激光传感器二，用来测量弹性垫板的宽度；
⑦对弹性垫板进行去毛边、存储。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，其特征在于：所述矫正机构包括沿所述上料输送机输送方向设置的挡条和沿所述上料输送机输送方向均匀设置的多个矫正气缸，所述矫正气缸的气缸杆自由端设置有矫正块，所述矫正块外端设置有若干个与上料输送机上的弹性垫板侧边相适配的转轮。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，其特征在于：所述机械手上设有CCD相机，用来识别所述弹性垫板在上料输送机上的位置，步骤⑥中当所述CCD相机检测到弹性垫板到达设定位置后通过机械手对其进行抓取。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯弹性垫板自动化加工方法，其特征在于：所述浇注机搅拌机头、合模装置、恒温熟化室和开模装置沿闭环的输送带一输送方向依次设置，所述输送带一上均匀的设有多个不断输送的模具；所述输送带二沿输送方向依次设有自动化尺寸检测装置、去毛边装置和存储装置，所述输送带一和输送带二之间设有弹性垫板自动转移装置。
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