开合模装置、模具和发泡产品生产线的制作方法

本发明涉及自动化设备领域，更具体地涉及一种发泡产品模具用的开合模装置、模具和发泡产品生产线。

背景技术：

在例如冰箱门体的发泡生产线，需要使用模具实现门体的发泡。在该门体的发泡生产中，模具在主驱动装置驱动下沿运输线平移至不同工位，并且模具需要在不同工位被打开或闭合(简称开合)以适应不同的加工步骤。

中国专利cn104816426b公开了一种门体发泡线开合模机械手，该机械手能自动地实现模具的开合。然而，该机械手通常只能将模具打开至大约110°，模具的打开角度较小，作业者不方便往模具内放置待发泡物，尤其是不方便往上模内放置例如门衬，而且作业者只能站在模具的一侧进行作业。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种开合模装置、模具和发泡产品生产线。

根据本发明的第一方面，提供一种开合模装置，其用于至少部分地设置在模具的输送线的上方、以打开或闭合所述模具，所述开合模装置包括环形的传动链和夹头，其中，

所述传动链至少部分地沿圆弧布置而形成圆弧段，所述圆弧段用于与所述输送线朝向相对地设置，

所述夹头安装于所述传动链、并能在所述传动链的带动下沿所述传动链所形成的环做循环运动，

所述夹头被配置为，当所述夹头运动至所述圆弧段所在的区域时，所述夹头的夹持端朝向所述输送线，从而所述夹头能夹持位于所述输送线的所述模具的上模，并在所述传动链的带动下沿所述圆弧段移动而将所述模具打开或闭合。

在至少一个实施方式中，所述圆弧段所对应的圆心角不小于180°。

在至少一个实施方式中，所述夹头有至少有三个，多个所述夹头在所述传动链上间隔均匀地设置，且相邻的两个夹头之间的距离被配置为，当所述相邻的两个夹头运动至所述圆弧段所在的区域时，所述相邻的两个夹头之间的圆心角为180°。

在至少一个实施方式中，所述夹头的夹持端形成夹缝，所述夹缝被配置为，当所述上模被所述夹头夹持时，所述上模的受夹部能沿垂直于所述圆弧段所在的平面的方向穿过所述夹缝。

根据本发明的第二方面，提供一种模具，其用于发泡产品的生产，所述模具包括转动连接的下模和上模，其特征在于，所述模具能被根据本发明的开合模装置打开或闭合，

所述模具还包括受夹部，所述受夹部与所述上模相连，且所述受夹部能沿所述模具的输送方向进入以及离开所述夹缝。

根据本发明的第三方面，提供一种发泡产品生产线，其包括用于输送生产发泡产品所用的模具的输送线，其特征在于，所述发泡产品生产线还包括根据本发明的开合模装置，

所述输送线被配置为，所述输送线对所述模具的输送方向与所述模具的打开方向相垂直，

所述圆弧段所在的平面与所述输送方向相垂直。

在至少一个实施方式中，所述输送线包括输送架和至少两列滚轮，每列所述滚轮沿所述输送方向排列，所述两列滚轮分别用于支撑所述模具的相对转动地打开的两个部分。

在至少一个实施方式中，所述输送线还包括用于驱动所述模具运动的驱动装置，所述驱动装置包括齿条、传动条和模具钩，

所述齿条用于与受主驱动电机驱动的齿轮啮合从而在所述主驱动电机的驱动下往复运动，

所述传动条与所述齿条不能相对运动地连接，所述传动条的上表面的水平高度低于所述滚轮的上表面的水平高度，

所述模具钩能相对于所述传动条转动地安装于所述传动条，所述模具钩被配置为：

当所述齿条沿所述输送方向运动时，所述模具钩转动至在水平方向上凸出于所述滚轮的上表面，从而使所述模具能被勾住而前进，

当所述齿条沿与所述输送方向相反的方向运动时，所述模具钩转动至在水平方向上不凸出于所述滚轮的上表面，从而使所述模具不被勾住。

在至少一个实施方式中，所述输送线还包括变位条，所述变位条与所述传动条平行地设置，且所述变位条能相对于所述传动条在所述输送方向上往复运动，

所述变位条设置于所述模具钩的下方且所述模具钩抵靠于所述变位条的上表面，所述变位条的上表面被配置为不平坦的表面，从而在所述变位条相对于所述传动条往复运动的过程中，所述模具钩能相对于所述传动条转动。

在至少一个实施方式中，所述驱动装置有两列，两列所述驱动装置的所述模具钩分别用于驱动所述模具的相对转动地打开的两个部分，两列所述驱动装置同步地运动。

根据本发明的开合模装置结构简单且能将模具打开至较大的角度。

根据本发明的模具能与开合模装置配合、在输送过程中完成被开合模装置加载或释放。

根据本发明的发泡产品生产线结构紧凑、生产效率高。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的发泡产品生产线的示意图。

图2是图1的部分结构的放大的示意图。

图3至图5是根据本发明的一个实施方式的开合模装置对模具的打开过程的示意图。

图6是根据本发明的另一个实施方式的开合模装置的部分结构的示意图。

图7是根据本发明的一个实施方式的发泡产品生产线的输送线的部分结构的示意图。

图8和图9是根据本发明的一个实施方式的发泡产品生产线的驱动装置的部分结构的示意图。

附图标记说明：

c输送线；c1输送架；c2滚轮；c3定位部件；l升降机；

m模具；m1下模；m2上模；m3受夹部；

s1开模工位；s2合模工位；s3换模工位；

10开合模装置；11传动链；12夹头；

21齿条；22传动条；23模具钩；231小轮；24变位条；241凹部；25变位条驱动装置；

e主驱动电机；a圆弧段。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

以冰箱门体的发泡生产线为例，参照图1至图9介绍根据本发明的开合模装置、模具和发泡产品生产线。

参照图1和图2，根据本发明的发泡产品生产线包括输送线c和横跨于输送线c的若干(参照图1，本实施方式中为3个)开合模装置10。

在本实施方式中，输送线c分上、下两层。

上层用于沿输送方向f将模具m输送至不同的工位，这些工位包括例如开模工位、发泡完成产品拾取工位、放置门壳工位、放置门衬工位、注料工位、合模工位和部分的固化工位，其中在输送方向f上，固化工位位于合模工位之后。

下层为固化工位，下层和上层之间通过升降机l衔接，下层用于将固化过程中的产品沿输送方向f的反向输送。

固化工位通常设有烘房。模具连同产品进入设定好温度的固化工位运行，运行时间不少于产品发泡所需的固化时间。

在下层完成固化的产品连同模具经过升降机l升至上层工位，准备下一轮的生产。

开模工位和合模工位之间的操作工位，可以是人工操作的工位，也可以是自动化工位(例如通过机械手或机器人执行操作)。

应当理解，为实现模具m在生产过程中的循环利用，也可以不将输送线c设置为上、下两层，而是将输送线c设置为环形。

若非特殊说明，下文在提到输送线c时，特别指位于上层的输送部分。

在输送方向f上的不同位置，分别设有开模工位s1、合模工位s2和换模工位s3。

在开模工位s1处，模具m由闭合状态被打开至约180°，以供作业者取出发泡完成产品，并向模具内放置门壳和门衬、并注射发泡料。

在合模工位s2处，原先处于打开状态的模具m被关闭，以进行发泡和固化。

。不需要继续生产的模具被运送至换模工位s3处，在换模工位s3处，闭合的模具m被再次打开，以供作业者更换模芯。更换好模芯的新产品模具可以在换模工位s3处被再次闭合，之后进入被继续输送以进行新的生产。

在开模工位s1、合模工位s2和换模工位s3处对模具m的打开或闭合的操作都是通过开合模装置10来实现的。

接下来，结合图3至图6，介绍根据本发明的开合模装置10以及模具m。

参照图3至图5，模具m包括下模m1、上模m2和受夹部m3。值得说明的是，模具m事实上包括位于外部的夹具和位于内部的发泡成型用的模具，本发明不十分区别模具与夹具、而将其统称为模具。

下模m1和上模m2能相对转动地连接，通常在模具打开过程中，下模m1静止、而将盖于下模m1的上方的上模m2转动地打开。

受夹部m3安装于上模m2，且优选地，受夹部m3与上模m2的连接处位于上模m2的远离转动轴线的一侧。受夹部m3呈小圆柱形，其用于与开合模装置10的夹头12相匹配，下文将进一步介绍受夹部m3与夹头12的配合方式。

开合模装置10包括传动链11和与传动链11相连的夹头12。

值得说明的是，本发明所指的传动链11并非特指链条而是泛指包括链或带等的柔性传动部件。

传动链11形成大致拱门状的环形，且传动链11具有沿圆弧布置的圆弧段a，该圆弧段a的形状例如通过圆弧形的导轨或导板等导向件而限定。圆弧段a所在的平面垂直于输送方向f。

对于除圆弧段a以外的传动链11的其它部分的形状，本发明不作限定，这些其它部分可以如图3所示也由圆弧段形成，或是如图6所示由多个张紧轮张紧而限定出多个直线段。

夹头12固定于传动链11所形成的环的外周。圆弧段a朝向输送线c(同时参考图1)设置，从而当夹头12跟随传动链11运动至圆弧段a所在的区域时，夹头12的夹持端朝向输送线c、而能够夹取位于输送线c上的模具m。

优选地，圆弧段a所对应的圆心角不小于180°，从而使夹头12的对模具m的打开角度能不小于180°。

本实施方式中的三个夹头12在传动链11上等间距地设置，且相邻的夹头12之间的间距的满足：当两个夹头12运动至圆弧段a所在的区域时，这两个夹头12之间的圆心角等于180°。这样的设置间距使得第一个夹头12在完成对第一个模具m的打开动作(将下模m1和上模m2打开至夹角为180°)时，第二个夹头12刚好到达打开下一个模具m的动作的起点，这在下文进一步介绍的模具m的打开过程中将更容易被理解。

应当理解，根据传动链11的长度和圆弧段a的长度的不同，每个传动链11上所设置的夹头12的数量不必须为三个，而是例如多于三个。

夹头12的夹持端形成夹缝12g，在本实施方式中，夹头12包括两个相对设置的夹片、两个夹片之间形成夹缝12g。在垂直于圆弧段a所在平面的方向上，夹缝12g是贯通的，这使得当上模m2被夹头12夹持时，上模m2的受夹部m3能沿垂直于圆弧段a所在的平面而穿过夹缝12g。由于圆弧段a所在的平面垂直于输送方向f，因此受夹部m3穿过夹缝12g的过程是随着模具m被输送线c输送而自然进行的，即，夹头12对受夹部m3的加载或释放是随着模具m被输送线c输送而自然进行的、不需要夹头12发生额外的动作。

图3至图5分别示出了夹头12对模具m的打开动作的不同阶段。

在图3所示的场景中，模具m沿垂直于纸面的方向靠近开合模装置10且受夹部m3进入夹缝12g，受夹部m3被夹头12加载，模具m的打开动作开始进行。这之后，模具m将暂停在输送方向f上的运动，直到模具m的打开动作结束。

在图4所示的场景中，模具m在输送方向f上停止运动，夹头12跟随传动链11沿图中的顺时针方向运动，使得上模m2相对于下模m1的打开角度逐渐变大。

在图5所示的场景中，上模m2相对于下模m1被打开至180°，模具m的打开动作结束。这之后，模具m将继续在输送方向f上运动，受夹部m3离开夹缝12g；而下一个模具m即将被另一个已到达图5中圆弧段a的左侧的夹头12加载。

接下来，结合图7至图9介绍输送线c的具体结构及其与模具m的输送配合关系。

输送线c包括输送架c1和两列滚轮c2，滚轮c2安装于输送架c1，每列滚轮c2沿输送方向f排列，输送方向f与模具m的打开方向相垂直。两列滚轮c2分别用于支撑模具m的相对转动地打开的两个部分(即下模m1和上模m2)。滚轮c2可以为无动力滚轮，其用于在模具m被驱动装置驱动前进时，减小模具m在前进过程中受到的阻力。应当理解，滚轮c2的列数不限于两列。

优选地，输送架c1上还安装有多个定位部件c3，定位部件c3在输送方向f上间隔开。在输送方向f上，相邻的两个定位部件c3之间的距离等于或略大于放置于输送线c上的模具m的长度，使得相邻的两个定位部件c3之间刚好能容纳一个模具m。定位部件c3能够相对于输送架c1升起或下降，当模具m处于运输状态时，定位部件c3的水平高度不高于滚轮c2的水平高度；当模具m的输送过程被暂停而等待或正处于开模或合模过程时，定位部件c3升起至高于滚轮c2的水平高度、以阻止模具m沿输送方向f的运动。

应当理解，除了图7中示出的将定位部件c3安装于模具输送位置的下方的方式，定位部件c3也可以安装于模具输送位置的侧方，在这种情况下，定位部件c3例如可以沿垂直于输送方向f的方向运动而在模具m的输送路径中选择性地阻挡模具m的输送。

参照图7，在本实施方式中，两列滚轮c2之间留出沿输送方向f延伸的槽，该槽内可以安装用于驱动模具m前进的驱动装置。

参照图8和图9，驱动装置包括齿条21、传动条22、模具钩23和变位条24。

齿条21通过与连接于主驱动电机e的齿轮(图未示)啮合而能在主驱动电机e的驱动下往复运动。

传动条22与齿条21不能相对运动地连接，从而齿条21在输送方向f上的位移能传递给传动条22。传动条22的上表面的水平高度略低于滚轮c2的上表面的水平高度。

模具钩23安装于传动条22、且能相对于传动条22转动。随着模具钩23相对于传动条22转动，模具钩23的钩部能高出或低于传动条22的上表面，或者更确切地，模具钩23的钩部能高出或低于滚轮c2的上表面，从而能勾住或释放模具m。

变位条24与传动条22平行地设置，且变位条24能相对于传动条22在输送方向f上往复运动。

在本实施方式中，变位条24设置于模具钩23的下方且使得模具钩23能抵靠于变位条24的上表面。优选地，在传动条22的侧部设置有上下两排导轮，变位条24被夹设在该上下两排导轮之间而得到限位。

变位条24的上表面形成与模具钩23相配合的凹部241，凹部241的数量与模具钩23的数量相等。通过在输送方向f上调整变位条24相对于传动条22的位置(即变位条24相对于模具钩23的位置)，模具钩23抵靠在传动条22的位置会发生变化，该位置包括处于凹部241内或不位于凹部241内。当模具钩23的钩部的下部抵靠到凹部241时，模具钩23转动至在水平方向上不凸出于滚轮c2的上表面的位置，此时模具m不被模具钩23勾住；当模具钩23的钩部的下部离开凹部241时，模具钩23转动至在水平方向上凸出于滚轮c2的上表面的位置，此时模具m被模具钩23勾住。

优选地，模具钩23的钩部的下部安装有能相对于模具钩23转动的小轮231，模具钩23通过小轮231而抵靠到变位条24，从而在变位条24移动的过程中，变位条24与模具钩23发生滚动摩擦，摩擦力较小。

可以理解，变位条24的上表面也可以不形成凹部241，而是例如形成凸部以使得在变位条24相对于传动条22往复运动的过程中，模具钩23能相对于传动条22转动。

值得说明的是，图8示出的两个背向设置的模具钩23分别用于勾连相邻的两个模具m。通常，模具m在输送方向f上的两端各至少被一个模具钩23勾连；在本实施方式中，模具m在输送方向f上的两端各被两个模具钩23勾连，位于模具m的每个端部的两个模具钩23分别用于勾连下模m1和上模m2。

而对于图9所示的位于驱动装置的端部的模具钩23(图9中位于左侧的模具钩23)，该模具钩m被设置成具有两个钩部的双向钩的形式。这是因为端部的模具钩23在对侧不具有另一个与之配对的模具钩，该双向钩形式的模具钩23能与模具m端部的特殊结构配合而单独勾连模具m，以驱动模具m进入或离开驱动装置。

通过与变位条24相连的变位条驱动装置25而驱动变位条24在输送方向f上的运动，变位条驱动装置25例如为气缸或液压缸。

由于输送线c在输送方向f上的长度通常较长，驱动装置通常包括多个部段，这多个部段串联在一起形成沿输送方向f延伸的一列驱动装置。图8和图9所示的即为驱动装置的两个部段，其中图8所示是处于中间的部段、图9所示是处于端部的部段。这些部段中的多个变位条24彼此串联在一起，多个传动条22也彼此串联在一起。而在每个驱动装置中只需要设置一个齿条21和一个变位条驱动装置25。优选地，在输送方向f上，齿条21设置在驱动装置的中部，变位条驱动装置25设置在驱动装置的端部。

齿条21的长度大致等于或略大于模具m在输送线c上移动一个工位的长度，通常，该一个工位的长度略大于单个模具m在输送方向f上的长度。

接下来介绍模具m在输送线c上的输送方式。

模具m放置于输送线c的姿态被配置为，模具m的打开方向与输送方向f相垂直。开合模装置至少部分地设置于输送线c的上方，且圆弧段a所在的平面与所述输送方向f相垂直。

输送线c上的多个模具m是同步前进、且以步进的方式前进的。

由于多个模具m在不同工位处需要被开合模装置10执行打开或闭合的动作，当开合模装置10动作时，优选地，模具m的输送是暂停的。因此，在本实施方式中，每一个生产节拍，模具m沿输送方向f被向前输送一个工位，之后暂停输送，以完成各操作工位的动作(例如包括开合模、发泡完成产品抓取、上门壳、上门衬及注料)。

在上述过程中，驱动装置的动作表现为：

首先，变位条驱动装置25驱动变位条24平移，使得模具钩23的小轮231不抵靠到凹部241、模具钩23的钩部凸出于传动条22的上表面以将模具m勾住。

之后，齿条21在主驱动电机e的驱动下沿输送方向f向前平移一个工位长度。应当理解，此时定位部件c3未升起、不阻碍模具m的运动。

然后，在等待开合模装置10动作的过程中，变位条驱动装置25驱动变位条24平移，使得模具钩23的小轮231落入凹部241、模具钩23的钩部不凸出于传动条22的上表面，模具钩23释放模具m。

最后，齿条21在主驱动电机e的驱动下沿输送方向f的反向平移一个工位的长度，以准备勾住下一个模具m而在下一个生产节拍驱动模具m前进。该过程中，模具m不与变位条驱动装置25接触，而是被滚轮c2支撑。优选地此时定位部件c3升起，对模具m实施限位。

优选地，驱动装置有两列，两列驱动装置并列设置以分别对下模m1和上模m2施加驱动力。两列驱动装置同步地运动，例如，主驱动电机e的输出端连接一个公用驱动轴，该公用驱动轴上设置两个齿轮，每个齿轮分别与一列驱动装置的齿条21啮合；或者例如，一列驱动装置的齿条21作为主驱动齿条而连接与主驱动电机e相连的齿轮，另一列驱动装置的齿条21通过设置于中间轴的两个齿轮而连接主驱动齿条。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

(i)根据本发明的开合模装置10能方便而稳定地将模具m打开至下模m1与上模m2形成较大的角度，例如为180°，此时下模m1和上模m2均处于水平状态，可以更加方便地通过例如人工或机械手/机器人来实现门壳及门衬的自动上料作业，且作业者可以分两排分别在打开的下模m1和上模m2的旁侧进行作业以提高工作效率。。

(ii)开合模装置10对模具m的加载和释放是随着模具m的移动而自动完成的，夹头12不需要执行额外的抓取动作，夹头12的结构简单且夹取稳定，开合模动作效率高。

(iii)输送线c的驱动装置结构简单，占用空间小，且能准确地实现模具m在输送线c上的步进驱动。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。例如，发泡产品生产线的各工位可以由人工执行操作，也可以由机械手/机器人执行操作，相应地，模具上有与工位操作相适应的机构，本发明对此不作限制，尤其例如，为方便放置门壳，模具上设置有方便门壳放置及定位的弹簧铰链机构，必要时生产线上也可以设置辅助推动机构，以协助弹簧铰链机构的动作；又例如为方便放置门衬，机械手/机器人上设有压入机构，以辅助门衬与模具的贴合。