一种片材加工成型设备

技术领域

本发明涉及加工技术领域，特别涉及一种片材加工成型设备。

背景技术

在加工制造领域，片材是一种常见的材料，生产时需要将片材持续上料，以完成产品、尤其是小商品的加工。对于小商品来说，由于其需求较大，因此加工时通过自动化设备进行代替人工作业能够显著提升生产效率，降低人工劳动强度、生产成本等，已经有越来越取代人工的趋势。

公告号为CN215614328U的中国实用新型专利公开了一种可连续冲压并裁剪型材的模具，包括：进料机构，其与下模连接并用于输送型材；冲压机构，其包括凹模以及凸模，凹模与上模连接并设有凹槽，凸模与下模连接，凹模与凸模呈上下对应设置，当上模与下模合模时，凸模伸入凹槽内并将冲压型材；裁剪机构，其与上模连接，裁剪机构与冲压机构呈前后对应设置，裁剪机构用于裁剪前一段冲压成型的型材。下料组件包括下料板，下料板与下模连接并靠近凸模，下料板倾斜设置，便于完成裁剪后的型材进行下料。该方案中针对的型材以及送料方式为整体连续形式，对于独立片材加工来说无法实现流水线式加工，需要进行针对性改进。

发明内容

本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种能够自动完成片材加工的、适用于独立片材的流水线式设备。

为了达到上述目的，本发明提供了一种片材加工成型设备，包括上料组件、成型组件、下料组件、以及移料机器人；

所述上料组件用于片材的堆叠上料；

所述成型组件包括成型机架，所述成型机架上设置有上模和下模，所述上模为固定设置且连接有凸模，所述下模为活动设置且连接有凹模；所述上模或所述凸模连接有推料机构，所述推料机构包括推料板以及驱动所述推料板移动的直线驱动机构，所述直线驱动机构与所述上模固定连接，所述直线驱动机构的输出端与所述推料板连接，所述推料板用于将片材与所述凸模分离；

所述下料组件包括下料安装架，所述下料安装架上设置有下料板以及刮料板，所述下料板与所述下料安装架通过第一直线组件连接，所述刮料板与所述下料板通过第二直线组件连接，所述下料板的后端设置有下料口，所述下料板的前端能够移动至所述凸模的正下方，将与所述凸模分离的片材接料；

所述移动料机器人用于将片材在所述上料组件、所述成型组件之间转移。

进一步地，所述上料组件包括上料台，所述上料台上设置有上料槽，所述上料槽设置有多个，以同时进行多个片材的作业。

进一步地，还包括烘干组件，所述烘干组件设置在所述上料组件与所述成型组件之间，所述烘干组件包括烘干箱以及设置在所述烘干箱内的承载工装，所述承载工装包括与所述烘干箱转动连接的旋转支撑轮以及设置在所述旋转支撑轮上的承载架，所述旋转支撑轮与旋转驱动部连接，所述旋转驱动部用于驱动所述旋转支撑轮旋转，所述承载架上设置有承载台，所述承载台用于放置片材，所述旋转支撑轮设置有凸轮轴承，所述凸轮轴承与所述连接架转动连接，所述连接架与所述承载架固定连接，以使所述承载架在旋转过程中保持水平。

进一步地，所述旋转支撑轮的其中一个相位角设置为上下料位置，所述烘干箱对应所述上下料位置设置有上下料口。

进一步地，所述成型组件还包括剪切模，所述剪切模环绕于所述凸模的外侧设置，所述剪切模的底端具有环状的剪切刃，所述剪切模与所述上模和/或所述凸模连接。

进一步地，所述成型组件还包括缓冲模，所述缓冲模位于所述凸模的上方，所述缓冲模采用弹性材料制成，所述剪切模的外侧环绕设置剪切连接模，所述剪切连接模与所述剪切模固定连接，所述剪切连接模设置有第一连接销，所述凸模设置有第二连接销；所述剪切连接模还设置有弹簧孔，所述弹簧孔内设置有复位弹簧，所述复位弹簧的第一端与所述弹簧孔的孔底接触，所述复位弹簧的第二端与所述上模接触，且所述复位弹簧的第二端位于下方、第一端位于上方。

进一步地，所述剪切模的内侧壁设置有连接柱，所述凸模的外侧壁设置有与所述连接柱相对应的连接槽，所述连接柱与所述连接槽活动连接。

进一步地，所述第一直线组件包括设置在所述下料安装架上的第一直线气缸、第一导轨以及设置在所述下料板上的第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨滑动配合，所述第一直线气缸的活塞杆端部与所述下料板连接；所述第二直线组件包括设置在所述下料板上的第二直线气缸、第二导轨以及设置在所述刮料板上的第二滑块，所述第二滑块与所述第二导轨滑动配合，所述第二直线气缸的活塞杆端部与所述刮料板连接。

进一步地，所述移料机器人包括机械臂以及设置在所述机械臂末端的取料组件，所述取料组件包括取料安装板、与所述取料安装板可拆卸连接的取料连杆、以及与所述取料连杆可拆卸连接的取料吸附部，所述取料吸附部用于产生负压对片材进行吸附。

进一步地，所述取料吸附部包括吸附头和吸附连接扣，所述吸附连接扣与所述吸附头连接，所述吸附连接扣与所述取料连杆可拆卸连接，所述吸附头的底端开设有吸附孔，所述吸附头的侧壁则开设有气管接头，所述气管接头用于连接负压设备，所述吸附连接扣能够固定在所述取料连杆的任意位置。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明提供的片材加工成型设备，通过上料组件、成型组件、下料组件以及移料机器人等的配合，能够自动完成片材的上料、成型、下料等工序，采用连续式作业以及全自动化的方式控制，提升了作业效率，降低了人工劳动强度以及生产成本，依靠成型组件的推料机构以及下料组件的下料板的配合，能够保证片材成型后与模具的分离，无需人工脱模或整理，适用于流水线式加工；

本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的上料组件示意图；

图3为本发明的烘干组件示意图；

图4为本发明的承载工装示意图；

图5为图4的A处放大图；

图6为本发明的成型组件示意图；

图7为本发明的成型模具示意图；

图8为本发明的凸模与凹模对应示意图；

图9为本发明的剪切模安装示意图；

图10为本发明的复位弹簧安装示意图；

图11为本发明的下料组件示意图；

图12为本发明的取料组件示意图。

【附图标记说明】

100-上料组件；101-上料台；102-上料槽；200-烘干组件；201-烘干箱；202-旋转支撑轮；203-承载架；204-传动连杆；205-旋转驱动电机；206-承载台；207-凸轮轴承；208-连接架；209-承载网格；210-上下料口；300-成型组件；301-成型机架；302-上模；303-下模；304-凸模；305-凹模；306-剪切模；307-推料板；308-推料气缸；309-缓冲模；310-弹簧孔；311-复位弹簧；312-连接柱；313-连接槽；314-剪切连接模；315-第一连接销；316-第二连接销；400-下料组件；401-下料安装架；402-下料板；403-刮料板；404-下料口；405-收集斗；406-下料输送带；408-第一直线气缸；409-第一导轨；410-第二直线气缸；411-第二导轨；500-移料机器人；501-机械臂；502--取料安装板；503-取料连杆；504-吸附头；505-吸附连接扣；506-气管接头；507-直线轴承；508-活动柱；509-缓冲弹簧；6-片材。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种片材加工成型设备，包括上料组件100、烘干组件200、成型组件300以及下料组件400，同时还包括移料机器人500，移料机器人500用于将放置于上料组件100的片材6转移至烘干组件200进行烘干，然后将烘干组件200完成烘干的片材转移至成型组件300进行冲压成型，成型后的片材通过下料组件400下料，以后续进行组装或进一步加工等，采用连续式作业以及全自动化的方式控制。

同时如图2所示，在本实施例中，上料组件100包括上料台101，上料台101设置有上料槽102，上料槽102设置有多个且为矩阵式排列，以同时进行多组片材6的上料，且便于移料机器人500一次性地对多组片材6进行转移，提升生产线作业效率。其中，上料槽102由底板、纵板以及横板组成，底板设置在上料台101的上表面，底板上开设有多个安装孔，纵板以及横板上也开设有多个安装孔，通过转角连接件将对应位置连接，以能够方便地组装、拆卸上料槽102，且可以灵活布置适应不同组数的上料需求。需要说明的是，片材放置于上料槽102内是堆叠形式的，以同时进行大量片材的上料。

同时如图3所示，在本实施例中，烘干组件200包括烘干箱201，烘干箱201通过加热方式对片材6进行烘干，以使片材6加热到特定的温度(170-220℃)，便于后续冲压成型的效果。可以理解的是，烘干箱201内放置的片材6最好进行循环流动，来进一步提升烘干效果，且方便片材6的送料与取料。

基于此，本实施例中在烘干箱201内设置有承载工装，同时如图4所示，包括相对设置、与烘干箱201转动连接的一对旋转支撑轮202，以及连接在两个旋转支撑轮202之间的承载架203。其中，两个旋转支撑轮202之间通过传动连杆204连接以保持同步旋转，其中一个旋转支撑轮202与旋转驱动电机205连接，依靠旋转驱动电机205驱动旋转支撑轮202持续旋转，以使承载架203以及放置在承载架203上的片材持续旋转，循环输送。

在本实施例中，承载架203上设置有多个承载台206，承载台206的具体数量与移料机器人500一次拾取片材的数量保持一致，以高效进行放料、取料等。承载台206与承载架203采用固定连接的方式，用于放置片材6。可以理解的是，在旋转支撑轮202持续旋转的过程中，若承载架203与旋转支撑轮202是固定连接的，则承载架203会发生倾斜、翻转，导致承载台206上放置的片材6掉落。基于此，本实施例中在旋转支撑轮202上设置有凸轮轴承207，凸轮轴承207与连接架208转动连接，同时连接架208与承载架203的端部固定连接。因此当承载架203随旋转支撑轮202旋转时，在重力作用下承载架203会始终保持最低点位置，此时承载架203是水平的，因此能够保证放置的片材6始终保持水平，不会从承载台206上掉落，当旋转支撑轮202低速旋转时能够保证平稳。

同时如图5所示，作为优选的实施方式，本实施例中连接架208的形状设置为等腰三角形，等腰三角形的底边与承载架203的端部固定连接，等腰三角形的顶角与凸轮轴承207铰接，因此在旋转过程中等腰三角形的底边能够保持水平，相对于旋转支撑轮202来说绕凸轮轴承207持续旋转，进一步提升稳定性。其中，承载架203在旋转支撑轮202之间设置有多组，以同时对更多个片材6进行烘干作业等，进一步提升作业效率。

在本实施例中，承载台206上设置有承载网格209，通过承载网格209对片材6的底部支撑，且能够保持底部的敞开，保证烘干效果等。承载台206通过边框上开设的螺丝孔与承载架203上的螺丝孔、以及安装螺丝，使承载台206与承载架203是可拆卸连接的，且能够选择安装数量，来适应移料机器人500、整个流水线的同步作业需求。

需要说明的是，本实施例中旋转支撑轮202的其中一个相位角设置为上下料位置，烘干箱开设有与上下料位置对应的上下料口210，当旋转支撑轮202带动承载架203旋转时，各个承载架203会依次经过上下料位置，移料机器人500将片材从上下料口210放置在承载台206上，此时旋转支撑轮202可以停机保证放置的稳定性，也可以基于低速旋转的状态下不停机，移料机器人500直接将片材6放置在承载台206上，能够保证稳定即可。

同时如图6、图7所示，在本实施例中，成型组件300包括成型机架301，成型机架301上设置有上模302和下模303。同时如图8所示，上模302是固定设置的，且固定连接有凸模304；下模303是活动设置的，且固定连接有凹模305。片材6放置于凹模305后，凹模305在成型驱动机构的作用下向上移动，并与凸模304配合后使片材6成型，即可完成片材6的成型工序。可以理解的是，凸模304、凹模305的设置数量与上料槽102、承载台206的数量保持一致，以同样地适应移料机器人500、整个流水线的同步作业需求。

基于片材6形状不会完全规则一致，本实施例中还设置有剪切模306，剪切模306为环状结构，环绕于凸模304的外侧，剪切模306的底端具有环状的剪切刃。其中，剪切模306与上模302或凸模304也是连接的，在进行冲压成型时，下模303带动凹模305上移的过程中剪切模306与片材也会发生相对运动。当凸模304完全插入凹模305中时，剪切模306的剪切刃也接触片材6的边缘位置，在冲压力作用下将片材6的边缘位置切断，以使片材6在完成冲压成型的同时被裁剪为预设的轮廓形状。

需要说明的是，当凹模305在冲压成型后下移复位时，能够直接与片材分离(基于片材变形后与凸模304的卡合力)。同时，片材6还需要进一步与凸模304分离，以使片材6能够收集。基于此，本实施例中还设置有推料机构，具体包括推料板307以及驱动推料板307移动的推料气缸308。其中，推料气缸308与上模302连接，推料气缸308的活塞杆端部与推料板307连接，因而能够依靠气缸伸缩控制推料板307的位置。其中，推料板307的内边缘是紧贴于剪切刃的外侧的，且与剪切刃的形状是一致的，因此在推料气缸308的作用下，推料板307的内边缘沿剪切刃向下将片材6向下推送，使片材6与凸模304分离并向下落料。

当片材6落料时，下料组件400用于将片材6承接并下料，无需人工进行收集等，也不会散乱在成型机架301上。同时如图11所示，下料组件400包括下料安装架401，下料安装架401上设置有下料板402以及刮料板403。其中，下料板403与下料安装架401通过第一直线组件连接，刮料板403与下料板402通过第二直线组件连接。同时，下料板402的后端设置有下料口404，下料安装架401的后端设置有收集斗405。

下料板402在第一直线组件的控制下向前移动，下料板402的前端移动至凸模304的正下方，掉落的片材6会落入下料板402的前端，后续能够随下料板402进行下料。在下料板402接料的过程中，刮料板403是位于下料板402的最前位置的，掉落的片材6会位于刮料板403的后方。然后下料板402向后移动至后端对准下料口404，最后刮料板403向后移动将下料板402前端的片材6向后刮动，使片材6最终从下料口404落入收集斗405内。收集斗405的下方还设置有下料输送带406，通过下料输送带406将片材6进一步输送至收集箱收集。

在本实施例中，第一直线组件包括设置在下料安装架401上的第一直线气缸408、第一导轨409以及设置在下料板402上的第一滑块，第一滑块与第一导轨409滑动配合，第一直线气缸的活塞杆端部与下料板402连接，以驱动下料板402沿第一导轨409向前方或后方移动。第二直线组件包括设置在下料板402上的第二直线气缸410、第二导轨411以及设置在刮料板403上的第二滑块，第二滑块与第二导轨411滑动配合，第二直线气缸410的活塞杆端部与刮料板403连接，以驱动刮料板403沿第二导轨411向前方或后方移动，从而完成前述的下料过程。

同时如图9所示，在本实施例中，成型组件300还设置有缓冲模309，缓冲模309位于凸模4的上方，缓冲模309采用弹性材料制成，凸模304相对于缓冲模309也可以进行一定的位移(小段)。其中，剪切模306的外侧环绕设置剪切连接模314，剪切连接模314与剪切模306固定连接，剪切连接模314的上表面设置有第一连接销315，凸模304的上表面设置有第二连接销316。

当凹模305与凸模304接触后，凹模305继续带动凸模304上移，凸模304通过第二连接销316将缓冲模309逐渐压缩，而缓冲模309在逐渐压缩的过程中能够对凸模304施加弹性反力，使凸模304移动至极限位置后无法继续移动，从而与凹模305完全合模。在这过程中，剪切模306以及剪切连接模314也会随之上移，基于第一连接销315的长度大于第二连接销316，第一连接销315会穿过缓冲模309的结构孔与固定结构接触，后续凸模304继续上移一小段的过程中剪切模306无法移动，从而剪切模306相对于凸模304向下移动了一小段距离，将边缘多余的片材进行剪切。

同时如图10所示，可以理解的是，在完成冲压后凸模304会在缓冲模309作用下弹性复位，而剪切模306同样需要复位，其复位过程需要相对于凸模304上移一小段距离，基于此，本实施例中剪切连接模上还开设有弹簧孔310，弹簧孔310内设置有复位弹簧311，复位弹簧311的第一端与弹簧孔310的孔底接触，第二端与上模302接触，且复位弹簧311的第二端位于下方、第一端位于上方。依靠复位弹簧311的弹性力，保证剪切模306在凸模304复位后其能够相对于凸模304上移至预设位置，确保下一次的剪切质量，在剪切时也能够进一步起到一个缓冲保护作用。需要说明的是，当剪切模306复位后，其上表面与凸模304的上表面平齐。

其中，剪切模306的内侧壁设置有连接柱312，凸模304的外侧壁开设有与连接柱312相对应的连接槽313，连接柱312活动设置于连接槽313内，以使剪切模306、剪切连接模314能够稳定相对于凸模304向下移动以及复位。

作为优选的实施方式，本实施例中剪切刃设置有钝口，其优选分布在剪切刃的对角位置，钝口用于使剪切刃不会将片材6多余部分完全切断，从而在完成剪切后多余材料能够保留在凸模3的外侧，方便推料板6的快速推料，确保片材脱模的可靠性。由于片材6只留有几小处未完全切断，后续能够方便地将多余材料分离。

在本实施例中，移料机器人500包括机械臂501以及位于机械臂501执行末端的取料组件。机械臂501具有多个运动自由度来控制取料组件从上料槽102取料。同时如图12所示，取料组件包括取料安装板502、与取料安装板502可拆卸连接的取料连杆503、以及与取料连杆503可拆卸连接的取料吸附部，取料吸附部通过负压作用对片材6进行吸附，对于每个片材6来说，取料吸附部至少设置一对，以分别对片材6的两端进行吸附，使片材6、尤其是具有一定柔性的片材6能够维持原姿态地吸附转移，避免进入后续工位时产生不规则折叠等。

在本实施例中，取料吸附部包括吸附头504和吸附连接扣505，吸附连接扣505与吸附头504连接，同时扣合在取料连杆503上，以固定吸附头504。吸附头504的底端开设有一个或多个吸附孔，以多个吸附孔作为优选的实施方式，以使负压能够更加均匀地传递至片材6的表面，避免对柔性片材6造成破坏等。吸附头504的侧壁则开设有气管接头506，通过气管接头506连接负压设备产生负压，完成对片材6的负压吸附。

作为优选的实施方式，本实施例中吸附连接扣505的底端设置有直线轴承507，吸附头504的顶端设置有活动柱508，活动柱508的顶端插设于直线轴承507的中心孔内，与直线轴承507活动连接，且设置有缓冲弹簧509形成弹性活动连接，另外活动柱508的侧壁开设有限位槽，吸附连接扣505设置有限位销，以防止活动柱508相对于吸附连接扣505旋转，且不会对缓冲弹簧509压缩过度，也不会让活动柱508从直线轴承507完全抽出。通过该方式使吸附头504与吸附连接扣505是弹性活动连接的，因此在机械臂501控制取料组件下移吸附取料的过程中，吸附头504的底端不会与片材6发生硬性碰撞，而依靠缓冲弹簧509进行弹性缓冲卸去冲击力，对于脆性的片材6来说保护效果更好。

在本实施例中，吸附连接扣505通过螺栓进行锁紧与放松，其可以调整固定在取料连杆503的不同位置，以适应不同尺寸的片材作业需求。每个取料连杆503安装两个吸附头504用于对片材6两端进行吸附，取料连杆503的数量则同样与整个流水线的同步作业需求相匹配。最终有序、高效、高质量地完成片材6的整个加工成型工序。

在本实施例中，还设置有水冷箱7，水冷箱7通过液管与下模303和/或上模302的冷却流道连通，依靠冷却水(或其它冷却液)向模具循环流通，以使产品快速降温，缩短产品成型时间(减少保压时间)。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。