TWI707764B

TWI707764B - 自動化生產設備

Info

Publication number: TWI707764B
Application number: TW108117872A
Authority: TW
Inventors: 劉宏壯
Original assignee: 劉宏壯
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-10-21
Also published as: TW202043006A

Abstract

一種自動化生產設備，包括一供料機構、一成型機構以及一移載機構。該供料機構用於將一片狀膠料加工為複數個熱壓材料，其中，每個熱壓材料皆具有一預設重量與一特定形狀。該成型機構用於將該等熱壓材料熱壓成為複數個成品。該移載機構用於將該等熱壓材料搬移至該成型機構上的預設位置。

Description

自動化生產設備

本發明係有關於一種自動化生產設備，特別是指一種可精確排料的自動化生產設備。

一般針對橡膠成品的生產過程大致上包括：混料、備料、成型以及去毛邊。其中，於混料的步驟中，各種原料被混合均勻，被壓製成片狀，最後被捲收起來。於備料的步驟中，成捲的膠料會預先被製作成具有特定形狀的膠料(底下簡稱為熱壓材料)，以利後續熱壓成型。於成型的步驟中，熱壓材料常會以人工的方式被排放在成型模具的模穴中，然後進行加熱加壓的成型製程，隨後經過脫模得到成品。

然而在人工排料的過程中，過去作法是在成型模具中的每個模穴對應放置一個熱壓材料，由於模穴數量眾多，因此需要排放的熱壓材料也多，導致排料時間過長，而排料時間一長，先排放在模穴中的熱壓材料可能已經硫化，將導致成品品質不良，而且排料費時費工，生產效率不佳。為了避免這些問題，另一種作法是改變熱壓材料的型態，增加每一熱壓材料的大小及面積，使得排料時一個熱壓材料將對應於數個模穴，如此需要排放熱壓材料的數目較少，將可以提高生產效率以及避免上述硫化等問題，只是此法會導致較多的溢料產生，成品還需要經過去毛邊的步驟，因此膠料的材料耗費成本也較高。

有鑑於此，本發明提出一種自動化生產設備包括供料機構、移載機構以及成型機構。其中，供料機構可直接使用片狀膠料來產生具有預設重量與特定形狀之熱壓材料，而移載機構可將熱壓材料一次精確地排放至成型機構之模具的模穴內，如此可減少浪費膠料，簡化生產過程，並且避免影響成品良率。

本發明自動化生產設備的其中一實施例包括一移載機構、一供料機構以及一成型機構。移載機構包括一可移動的排料板，該排料板包括複數個型腔。供料機構用於將連續的膠料推送進入該排料板的型腔中，然後切斷該連續的膠料，而在該等型腔中得到複數個熱壓材料，其中，每個熱壓材料皆具有一預設重量與一特定形狀。成型機構包括複數個模穴，當該移載機構的排料板從該供料機構移至該成型機構時，該等型腔的位置相應於該等模穴，使該排料板能將該等熱壓材料對應排放於該等模穴中，然後該成型機構對該等熱壓材料進行熱壓成型而得到複數個成品。該供料機構藉由控制推送該連續膠料的距離，使進入該排料板的型腔中的膠料具有該預設重量。

在另一實施例中，該連續的膠料為片狀膠料，該供料機構更包括一分條裝置，該分條裝置用於將該片狀膠料分割成數條條狀膠料。

在另一實施例中，該供料機構更包括一推送模組，將該等條狀膠料推送進入該排料板的型腔中。

在另一實施例中，該推送模組包括一圓柱形本體，該等條狀膠料貼附在該圓柱型本體上且彼此間存有間隙，該供料機構更包括一切割裝置來切斷該等條狀膠料，使在該等型腔中的熱壓材料為圓弧形且彼此間亦存有間隙。

在另一實施例中，該供料機構更包括一切割裝置來切斷該等條狀膠料，使在該等型腔中的熱壓材料為塊狀。

在另一實施例中，該連續的膠料為片狀膠料，該供料機構更包括一切割裝置來切斷該等片狀膠料，且切割方向與膠料的推送方向垂直，使在該等型腔中的熱壓材料為條狀。

在另一實施例中，該連續的膠料為片狀膠料，該供料機構更包括一切割裝置來切斷該等片狀膠料，且切割方向與膠料的推送方向垂直，使在該等型腔中的熱壓材料亦為片狀。

在另一實施例中，該移載機構更包括一滑軌以及一成品輸出板，該排料板可在該滑軌上移動，用於將該等熱壓材料從該供料機構移至該成型機構進行熱壓成型，而該成品輸出板可在該滑軌上移動，用於將熱壓成型後的該等成品搬離該成型機構。

10‧‧‧供料機構

11‧‧‧膠料拉出裝置

13‧‧‧分條裝置

15‧‧‧料量控制裝置

16‧‧‧推送模組

17‧‧‧出料板

19‧‧‧切割裝置

20‧‧‧成型機構

23‧‧‧模具

30‧‧‧移載機構

31‧‧‧滑軌

33‧‧‧排料板

35‧‧‧成品輸出板

40‧‧‧片狀膠料

41‧‧‧熱壓材料

50‧‧‧成品收集座

100‧‧‧自動化生產設備

161‧‧‧夾具

163‧‧‧基座

310‧‧‧型腔

333‧‧‧頂針

第1圖係本發明自動化生產設備的第一實施例之結構示意圖。

第2A~2B圖係描述第1圖中的推送模組推動膠料的過程之示意圖。

第3圖係描述第1圖中的條狀膠料等間隔地排列在推送模組的本體的周圍之示意圖。

第4A及4B圖顯示第1圖中自動化生產設備的排料板之頂針的動作。

熱壓成型所使用的膠料(底下稱為熱壓材料)按其形狀可區分為條料、圈料、塊料及片料等，底下先以圈料為例來介紹本發明自動化生產設備的第一實施例。請參閱第1圖，本發明的第一實施例的自動化生產設備100包括一供料機構10、一移載機構30以及一成型機構20，利用自動化方式將複數個片狀膠料40熱壓加工成為複數個成品，然後將成品存放在成品收集座50中。以下詳細說明各機構的結構及動作：供料機構10包括複數個膠料拉出裝置11、複數個分條裝置13以及一料量控制裝置15。操作時，膠料拉出裝置11將片狀膠料40輸送至料量控制裝置15。在膠料拉出裝置11輸送片狀膠料40的過程中，分條裝置13將片狀膠料40分割成數條(例如四條，但也可為六條或其他數目)條狀膠料。條狀膠料經由一導引結構(未圖示)的導引而轉折向上移動至料量控制裝置15。

料量控制裝置15包括一推送模組16、一出料板17以及一切割裝置19。條狀膠料係經由前述導引結構的導引而移動至推送模組16。請參閱第2A圖，推送模組16包括複數個夾具161(為方便表示，第2A~2D圖僅顯示一個夾具161作為代表)以及一基座163。此外，推送模組16具有圓柱形的本體(但本發明並不限於此形狀，可視實際需求而改變)，如果俯瞰推送模組16，則如第3圖所示，四條條狀膠料在水平面上排列成圈(由四段圓弧所組成)，並利用夾具161夾持來貼附在推送模組16的本體的外周壁上。操作時，基座163朝著如第2A圖中所示的箭頭方向向上移動，並帶動夾持著條狀膠料的夾具161向上至如第2B圖中所示的高度位置，使最上端的條狀膠料通過出料板17，然後進入移載機構30之排料板33的型腔內。在適量的膠料進入排料板33的型腔內後，排料板33可利用治具(或其他能達到相同效果的工具)將型腔內的膠料固定住。接著，夾具161鬆開原本夾持著的一段條狀膠料，而基座163則朝著如第2B圖中所示的箭頭方向向下移動，並帶動夾具161向下至如第2C圖中所示的高度位置，使夾具161可夾持住位於同樣高度位置的另一段條狀膠料。隨後，則如第2C及2D圖所示，利用切割裝置19從橫向進行切斷，使得在排料板33的型腔內的膠料成為熱壓材料41(為方便表示，第2D圖僅顯示一個熱壓材料41作為代表，然而可以了解到，實際生產時則如第1圖所示，排料板33具有複數個型腔可同時容納複數個熱壓材料41)。如此設置的話，只要基座163、夾具161與切割裝置19重複如第2A~2D圖所示的動作，即可大量產生熱壓材料41。值得注意的是，藉由設定推送模組16向上推動膠料的距離，將可控制適當的膠量進入排料板33型腔內，亦即當膠料向上移動一既定距離時，切割裝置19即進行切斷動作，使進入排料板33型腔內的膠量不會太多也不會太少。

可以理解的是，也可以吸嘴(未繪示)取代夾具161，並以真空吸附方式使膠料貼附在推送模組16的本體的外周壁上。

移載機構30包括一滑軌31、一排料板33以及一成品輸出板35，排料板33以及成品輸出板35可在滑軌31上移動，排料板33將熱壓材料41從供料機構10移至成型機構20，利用成型機構20的模具23進行熱壓成型，而成品輸出板35可將熱壓成型後的成品從成型機構20移至成品收集座50存放。請參閱第4A圖，排料板33具有複數個型腔310(為方便表示，圖中僅顯示二個型腔作為代表，但可以了解到，在實際生產中，一個排料板可包括數十乃至上百個型腔)以及相應的頂針333。當型腔310內已含有熱壓材料41後，排料板33便從供料機構10移至成型機構20，接著如第4B圖所示，利用頂針333向下移動頂出熱壓材料41，使熱壓材料41落入成型機構20的模具23之模穴中。值得注意的是，在設計上，排料板33之型腔310的數量及位置對應於成型機構20的模具23之模穴，使熱壓材料41能精準排入成型機構20的模具23之模穴中。

在熱壓材料41精準排入成型機構20的模穴後，排料板33隨即離開成型機構20回到供料機構10以接收下一批膠料，而成型機構20開始對模穴中的熱壓材料41進行熱壓成型，雖然每個模穴中的圓弧狀熱壓材料之間存在間隙，但因為膠料具有流動的性質，所以熱壓時膠料可流動而融合成一完整的成品，熱壓成型後的成品再利用成品輸出板35從成型機構20移至成品收集座50存放。

藉由重複以上動作，自動化生產設備100可大量生產成品。

值得注意的是，傳統圈料係為完整且連續的圓環狀，如果從一大片的片狀膠料直接按照圈料形狀切割出複數個圈料，則將產生許多廢料。本發明則是先利用分條裝置13對片狀膠料進行分條，然後利用具有圓柱形本體的推送模組16使膠料排列成圈，再從橫向進行切斷，得到圓弧狀的熱壓材料來取代傳統完整且連續的圈料，此作法能充份利用片狀膠料的每一部份，避免廢料產生。

另外值得注意的是，排料板的型腔之位置與數量與成型機構的模穴相同，排料板可將熱壓材料一次精確地排放至成型機構的模穴內，可減少熱壓成型後所產生溢料，進而降低生產成本。

於第二實施例中，本發明自動化生產設備係採用塊狀的熱壓材料(即所謂的塊料)進行熱壓成型。與第一實施例不同之處在於該供料機構所加工的片狀膠料在厚度上大於第一實施例的片狀膠料，此外推送模組不採用圓柱形本體來排列條狀膠料，而是直接推動條狀膠料、通過出料板、進入排料板對應的型腔內。由於第二實施例的片狀膠料較厚，因此被切割裝置切斷後將形成一塊狀(或矩形)的熱壓材料，以供成型機構進行後續的熱壓成型。其餘機構的結構與操作因與第一實施例類似，故不在此贅述。

於第三實施例中，本發明自動化生產設備係採用條狀的熱壓材料(即所謂的條料)進行熱壓成型。與第一實施例不同之處在於該供料機構沒有該分條裝置，膠料拉出裝置拉出的片狀膠料經推送模組、出料板進入排料板對應的型腔內，然後由切割裝置從橫向進行切斷(切割方向與膠料的推送方向垂直)，使得在排料板的型腔內的熱壓材料成為條狀(即條料)，以供成型機構進行後續的熱壓成型。其餘機構的結構與操作因與第一實施例類似，故不在此贅述。

於第四實施例中，本發明自動化生產設備係採用片狀的熱壓材料(即所謂的片料)進行熱壓成型。類似於第三實施例，該供料機構同樣沒有分條裝置，膠料拉出裝置拉出的片狀膠料經導引裝置、出料板進入排料板對應的型腔內，然後由切割裝置從橫向進行切斷，使得在排料板的型腔內的熱壓材料成為片料，以供成型機構進行後續的熱壓成型。第三實施例與第四實施例不同處在於，第三實施例中膠料移動的距離較小即從橫向進行切斷，可得到較細的條狀熱壓材料，而第四實施例中膠料移動的距離較大再從橫向進行切斷，因而能得到尺寸較寬大的片狀熱壓材料。

以上所舉實施例中，熱壓材料為冷料(指室溫)，然而可以了解到，本發明亦可以應用於熱壓材料為熱料的情形，其作法是在膠料進入排料板33的型腔之前即先對膠料進行加熱(後續將膠料推入型腔並從橫向進行切斷仍維持不變)。加熱的作用可使得膠料在排料板33的型腔內的流動性較佳而得到形狀正確的熱壓材料。

綜上所述，本發明利用供料機構來產生各種形狀的熱壓材料，以滿足各種形狀成品之生產所需。再者，供料機構提供的每個膠料都被控制在一預設重量上下，且由於排料板的型腔之位置與數量與成型機構的模穴相同，排料板可將適量的熱壓材料一次精確地排放至成型機構的模穴內，可減少熱壓成型所產生的溢料。此外本發明以自動化方式取代人工，可提高生產效率，並減少因為人工排放熱壓材料太慢產生硫化而影響良率的問題，除可降低製造成本，還能提高成品品質。