TWI532578B - 自動化搬運設備及方法 - Google Patents

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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/50Removing moulded articles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

自動化搬運設備及方法
本發明係有關於一種自動化搬運設備及方法。
O型環是常見密封用的機械墊片,其材質為橡膠而具有彈性,組裝時會受到其他零件的壓力而變形,進而產生密封效果。習知O型環是利用加熱及加壓方式使胚料(Blank)在模具中成型,然後將成型件(底下簡稱為成品)從模具取出,再去除毛邊而得。
請參閱第1圖,第1圖係習知O型環模具及胚料的示意圖。如圖所示,下模具12具有複數個環形模穴121,上模具11則具有與下模具12相同形狀及數量的模穴(被遮住而未圖示)。製造時,工人將一片片圓形胚料13(第1圖中僅顯示一個作為代表)對應鋪蓋在下模具12的模穴121上,上模具11及下模具12合模後,利用加熱及加壓方式使圓形胚料13進入模穴中成為環狀成型部分,同時溢料部分會與環狀成型部分連結成為一整片成品,開模後工人將整片成品撕下,再以冷凍法、旋轉法或沖剪等方式去除毛邊(即溢料部分),而得到最終產品O型環。
上述製造方式僅能適用於少量生產的情況,如果要大量生產O型環,則模穴數量必須要增加,然而當工人一個接一個鋪放圓形胚料時, 因為模具溫度高,在還沒有全數鋪完之前,最先鋪放的胚料已經因為模具高溫而產生變質,這些變質的胚料在合模後,即使加熱與加壓也無法完全填充模穴,最後將成為不良品。為了避免這種情形,必須設法加快胚料的鋪放速度。
請參閱第2圖,第2圖係另一種習知O型環模具及胚料的示意圖,為方便說明,圖中省略上模具而僅僅顯示下模具22。在此例中,一個模具具有大量的模穴,因此使用的胚料23並非圓形,而是長條形,一條胚料23可以同時覆蓋複數個模穴221,如此可以加快胚料23鋪放的速度,以避免先鋪的胚料因高溫變質而最終成為不良品。然而此法的缺點在於每一條胚料中成為O型環的比例變少,毛邊所佔的比例增加,造成材料浪費。
除了以上所提到的問題外,習知技術在開模後,欲使整片成品與模具分離,工人都是直接用手撕開,成品容易被撕破(裂),再者無論是第1圖或者第2圖所示的O型環模具,其入料、出料操作皆仰賴人工操作,由於模具溫度高,所以工人有被模具燙傷的危險。
有鑑於此,本發明提供一種自動化搬運設備及方法,可以取代人力操作,避免成品被撕破以及工人被燙傷的情形。
本發明同時提供一種胚料,不但可以加快鋪料的速度,還可以減少成品中毛邊所佔的比例。
本發明的自動化搬運設備包括一軌道移動機構以及一履帶搬運機構。其中軌道移動機構包括一軌道,該軌道可垂直升降及水平移動; 履帶搬運機構包括一履帶、一支架以及一吸盤或夾具,該履帶由該軌道所支撐,該支架連接於該履帶,該吸盤或夾具連接於該支架。利用此自動化搬運設備來取代人力,不但可以降低人事費用,也可避免燙傷等工安意外。
其中,該履帶搬運機構可包括複數個支架、及複數個吸盤或夾具,該等支架為長條狀,且彼此間平行,每一支架連接至少一吸盤或夾具。
其中該軌道為階梯狀,包括一高階以及一低階,該履帶抵靠於該高階上,該履帶與該低階之間形成的空間則容納該支架。
本發明的自動化搬運設備可更包括一成品存放機構,當該軌道水平移動時,可將該履帶搬運機構移至該成品存放機構的上方,或者將該履帶搬運機構移至一模具的上方。
本發明的自動化搬運方法包括:令一軌道移動機構承載一履帶搬運機構;利用該軌道移動機構將該履帶搬運機構移至一模具上方;令該履帶搬運機構吸附或夾持該模具中的成品;滾動該履帶搬運機構,使該成品以捲動方式從該模具中剝離;利用該軌道移動機構將該履帶搬運機構移開該模具上方。其中利用捲動的方式使成品從模具中剝離,即可以有效改善成品被撕破的情形。
其中,當該履帶搬運機構吸附或夾持該模具中的成品時,該成品係在該履帶搬運機構的下方,當該成品從該模具中剝離後,該成品翻轉至該履帶搬運機構的上方。
本發明的胚料可包括複數個主體部以及複數個連接部。其中主體部排列成一陣列,每一主體部經由至少一連接部而與其他主體部相連 結。其中主體部是形成O型環的主要材料,無法節省,除了主體部外,其他部分愈少愈好,才能減少毛邊。連接部用於將主體部連結起來成為單件式胚料,因此在鋪放胚料時,並非一個個或者一條條的鋪放胚料,而是一次鋪完全部的胚料,如此即能夠加快胚料鋪放的速度。
其中,該等主體部大致上為圓形。
其中,該等連接部為長條狀。
先前技術
11‧‧‧上模具
12‧‧‧下模具
13‧‧‧胚料
121‧‧‧模穴
22‧‧‧下模具
23‧‧‧胚料
221‧‧‧模穴
本發明
3‧‧‧胚料
31‧‧‧主體部
32‧‧‧連接部
4‧‧‧自動化搬運設備
5‧‧‧胚料輸入裝置
51‧‧‧胚料存放機構
511‧‧‧導桿
512‧‧‧胚料承載板
513‧‧‧框架
514‧‧‧氣缸
515‧‧‧氣缸
52‧‧‧胚料搬運機構
521‧‧‧胚料吸盤架
5211‧‧‧吸盤
522‧‧‧氣缸
523‧‧‧氣缸
524‧‧‧氣缸
6‧‧‧成品輸出裝置
61‧‧‧成品存放機構
611‧‧‧導桿
612‧‧‧成品承載板
613‧‧‧框架
614‧‧‧氣缸
615‧‧‧氣缸
62‧‧‧軌道移動機構
621‧‧‧軌道
6211‧‧‧高階
6212‧‧‧低階
622‧‧‧氣缸
623‧‧‧支撐結構
624‧‧‧氣缸
625‧‧‧連桿
63‧‧‧履帶搬運機構
631‧‧‧履帶
632‧‧‧齒輪
633‧‧‧馬達
634‧‧‧傳動軸
635‧‧‧底板
636‧‧‧支架
637‧‧‧吸盤
7‧‧‧模具
第1圖係習知O型環模具及胚料的示意圖。
第2圖係另一種習知O型環模具及胚料的示意圖。
第3圖係依據本發明胚料的示意圖。
第4圖係依據本發明之自動化搬運設備之示意圖。
第5圖係依據本發明之胚料輸入裝置之示意圖。
第6A圖係依據本發明之胚料存放機構之胚料承載板、框架、導桿的示意圖。
第6B圖係依據本發明之胚料存放機構之氣缸、框架、導桿的示意圖。
第7圖係依據本發明之成品輸出裝置之示意圖。
第8A圖係依據本發明之軌道移動機構之氣缸、軌道、支撐結構、連桿的示意圖。
第8B圖係第8A圖的局部放大圖。
第9A圖係依據本發明之履帶搬運機構之組合圖。
第9B圖係依據本發明之履帶搬運機構之爆炸圖。
第10圖係第7圖的局部放大圖。
第11A圖係依據本發明之成品存放機構之成品承載板、框架、導桿的示意圖。
第11B圖係依據本發明之成品存放機構之氣缸、框架、導桿的示意圖。
第12圖顯示本發明之胚料輸入裝置將胚料移至模具的情形。
第13~18圖顯示本發明之成品輸出裝置將成品移出模具的情形。
請參閱第3圖,第3圖係依據本發明胚料的示意圖。如圖所示,本發明的胚料3包括複數個主體部31以及複數個連接部32。其中主體部31排列成一陣列(Array),每一主體部31經由至少一連接部32而與其他主體部31相連結,使得本發明胚料3為單件式,在鋪放胚料時,並非一個個或者一條條的鋪放胚料,而是一次鋪完全部的胚料,如此即能夠加快胚料鋪放的速度。
本發明之胚料3可以沖剪的方式成型。其中主體部31大致上為圓形,這是為了配合模穴的形狀。另外,因為連接部32最終將成為毛邊而丟棄,所以連接部32的體積愈少愈好,故設計為長條狀。
請參閱第4圖,第4圖係依據本發明之自動化搬運設備之示意圖。本發明之自動化搬運設備4包括一胚料輸入裝置5以及一成品輸出裝置6。胚料輸入裝置5用於將胚料移至模具中,待胚料在模具中成型後,再利用成品輸出裝置6將成品移出模具。
請參閱第5圖,第5圖係依據本發明之胚料輸入裝置之示意圖。本發明之胚料輸入裝置5包括一胚料存放機構51以及一胚料搬運機構 52,詳如下述:請同時參閱第5、6A、6B圖,胚料存放機構51包括一胚料承載板512以及一框架513,在框架513的四個角落各設置有一導桿511,導桿511穿過胚料承載板512,使胚料承載板512可沿著導桿511上下移動,胚料承載板512用於承載胚料。氣缸514可控制框架513的高度,讓胚料搬運機構52能夠順利從胚料存放機構51上方取出胚料。氣缸515可控制胚料承載板512的高度,滿載胚料時使胚料承載板512降至最低點,隨著胚料被取出而數量減少時逐漸上升高度。
請參閱第5圖,胚料搬運機構52包括一胚料吸盤架521以及複數個氣缸522、523、524。其中胚料吸盤架521具有複數個吸盤5211,以吸附方式從胚料存放機構51取出胚料。氣缸522、523、524直接或間接連結於胚料吸盤架521,用於控制胚料吸盤架521的垂直及水平位置。
請參閱第7圖,第7圖係依據本發明之成品輸出裝置之示意圖。本發明之成品輸出裝置6包括一成品存放機構61、一軌道移動機構62以及一履帶搬運機構63,詳如下述:請同時參閱第7、8A、8B圖,軌道移動機構62包括二相互平行的軌道621、二相互平行的氣缸622、一支撐結構623、另一氣缸624以及一連桿625。其中軌道621用於支撐履帶搬運機構63在其上行走。連桿625穿過軌道621而連結於氣缸622,使氣缸622能帶動軌道621,進而使軌道621上的履帶搬運機構63能夠移動至模具(未圖示)上方或成品存放機構61上方,如此履帶搬運機構63即能從模具取出成品,或者將成品放入成品存放機構61。支撐結構623設置在軌道621以及氣缸622的下方,用 於支撐軌道621以及氣缸622。另一氣缸624則設置在支撐結構623的下方,用於調整軌道621的高度,進而控制履帶搬運機構63上升及下降,以便履帶搬運機構63能夠取放成品。
請同時參閱第7、9A、9B圖,履帶搬運機構63具有一底板635,用於支撐馬達633及傳動軸634。操作時,馬達633產生的動力經傳動軸634、齒輪632而帶動履帶631。履帶搬運機構63更具有複數個平行設置的長條狀支架636,每一支架636的端部連結於履帶631,當履帶631滾動時,支架636會跟著履帶631移動,一個個支架636依序由底板635下方翻轉至上方,或者可由底板635上方翻轉至下方,視履帶631滾動方向而定。每一支架636上皆固設有複數個吸盤637,用於產生吸力以吸附成品(吸力係藉由抽氣而產生,第9A、9B圖省略不畫出連接至吸盤637的抽氣管線)。
請參閱第10圖,第10圖係第7圖的局部放大圖。由圖可知,軌道621為階梯狀,包括一高階6211以及一低階6212。如前述,支架636的端部連結於履帶631,同時履帶搬運機構63係由軌道621所支撐,其中履帶631抵靠於高階6211上,履帶631與低階6212之間所形成的空間則用於容納支架636。
請同時參閱第7、11A、11B圖,成品存放機構61包括一成品承載板612以及一框架613,在框架613的四個角落各設置有一導桿611,導桿611穿過成品承載板612,使成品承載板612可沿著導桿611上下移動,成品承載板612係用於承載成品。氣缸614可控制框架613的高度,以順利承接從履帶搬運機構63送來的成品。氣缸615可控制成品承載板612的高度,空載時使成品承載板612升至最高點,隨著放入成品的數量增加時逐 漸下降高度。
底下說明本發明之自動化搬運設備的操作方式。
請參閱第5、12圖,首先利用胚料搬運機構52將胚料從胚料存放機構51取出,其中吸盤5211用於吸附胚料,同時更利用氣缸522、523、524帶動胚料吸盤架521,將胚料移入模具7中。
胚料移入模具7後,進行合模,然後以加熱及加壓方式使胚料成型,因為溢料部分會連結成一片,所以得到的成品為片狀。接著將模具7打開,準備取出成品。
請參閱第7、13圖,軌道移動機構62使軌道621上升,停在軌道621上的履帶搬運機構63也跟著上升。
請參閱第14圖,軌道移動機構62的氣缸622開始作動,將軌道621推出,使履帶搬運機構63移至模具7的上方。
請參閱第15圖,軌道移動機構62的氣缸624使軌道621及履帶搬運機構63下降,使吸盤637能夠接觸到模具7中的成品,並且加以吸附。因為履帶搬運機構63特殊的結構,使得所有的吸盤637都能接觸到成品。
請參閱第16圖,履帶搬運機構63的履帶631依方向A向後滾動,將成品8從模具7剝離,並且翻轉至履帶搬運機構63的上面。
接著如第17圖所示,氣缸622依方向A往後退,履帶搬運機構63依方向B往前滾動。
結果如第18圖所示,成品8翻轉至履帶搬運機構63的下面,接著軌道移動機構62下降,使履帶搬運機構63也跟著下降,將成品8 放入成品存放機構61中,然後解除吸盤637的吸力。
重複以上動作,即可自動化大量生產。
由以上敘述可知,本發明提供一種自動化搬運設備4來取代人力,不但可以降低人事費用,也可避免燙傷等工安意外。
另外,履帶搬運機構63的所有的吸盤637都能接觸到成品8,因此在滾動時可以順利的捲起成品8,使其從模具7中剝離,如此即可以有效避免成品8被撕破。
上述實施例雖以吸盤5211作說明,然而本發明不限於此,也可以夾具(未圖示)取代吸盤5211,用來夾持、搬運成品。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,仍可作些許的更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
4‧‧‧自動化搬運設備
5‧‧‧胚料輸入裝置
6‧‧‧成品輸出裝置

Claims (6)

  1. 一種自動化搬運設備,包括:一軌道移動機構,包括複數個軌道,該等軌道可垂直升降及水平移動;一履帶搬運機構,包括複數個履帶、一支架、以及複數個吸盤或夾具,該等履帶由該等軌道所支撐,該支架連接於該等履帶,該等吸盤或夾具連接於該支架,以吸附或夾持一模具中的成品,在該等履帶滾動時使該成品捲起而從該模具中剝離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的自動化搬運設備,其中該履帶搬運機構包括複數個支架,該等支架為長條狀,且彼此間平行,每一支架連接至少一吸盤或夾具。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的自動化搬運設備,其中該等軌道為階梯狀,包括複數個高階以及複數個低階,該等履帶抵靠於該等高階上,該等履帶與該等低階之間形成的空間則容納該支架。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的自動化搬運設備,其更包括一成品存放機構,當該等軌道水平移動時,可將該履帶搬運機構移至該成品存放機構的上方,或者將該履帶搬運機構移至一模具的上方。
  5. 一種自動化搬運方法,包括:令一軌道移動機構承載一履帶搬運機構;利用該軌道移動機構將該履帶搬運機構移至一模具上方;令該履帶搬運機構吸附或夾持該模具中的成品;滾動該履帶搬運機構,使該成品捲起而從該模具中剝離;利用該軌道移動機構將該履帶搬運機構移開該模具上方。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的自動化搬運方法,其中當該履帶搬運機構吸附或夾持該模具中的成品時,該成品係在該履帶搬運機構的下方,當該成品從該模具中剝離後,該成品翻轉至該履帶搬運機構的上方。
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