一种航空杯的高效智能生产方法及生产装备与流程

本发明涉及注塑产品生产领域，尤其涉及一种航空杯的高效智能生产方法及生产装备。

背景技术：

航空杯的制作原料为聚苯乙烯(ps)，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度0～80℃，但脆，低温易开裂，杯厚耐热，倒入热水不软化，无需杯托，不渗透。经过高温杀菌处理，采用ps食品级无毒材料精制而成。具有可降解性，符合绿色环保的要求。

航空杯的生产要求一般为产品重量12.5g，壁厚0.45mm，尺寸为：φ73xl93。针对薄壁件的生产，往往配置常规的注塑机与桁架式机械手生产出来的产品也因此常伴随着缺胶、缩水等注塑缺陷。生产工艺上一般采用针对注塑工位、成型工位、包装工位和装箱工位分别设置人工进行手工操作，人工取件转移到人工作业区域，人工按数量堆叠后人工套袋子，半自动封口，最后人工装箱并转运。工作环境恶劣，工作效率低下且长时间的劳作使得质量难以保障。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种航空杯的高效智能生产方法及生产装备，其能解决传统注塑产品工位分散人力劳动量大且质量难以保证的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种航空杯的高效智能生产方法，方法包括：注塑成型，通过注塑机注塑和精密模具模压形成航空杯产品。

抓取堆垛，侧取堆叠机械手从精密模具的开模处抓取航空杯并转运到输送带上进行堆垛，直到堆垛的堆叠数量达到预设数量时触发所述输送带向前移动一段距离。

封口包装，当所述输送带向前移动时航空杯的堆垛触发设置在所述输送带侧边的感应装置，同时触发六轴机器人的机械臂沿第一路线抓取航空杯的堆垛并沿第二路线转运到包装机的包装工位处进行封口包装。

装箱封箱，当封口包装结束后控制系统控制所述六轴机器人抓取包装好的航空杯堆垛并沿第三路线转运至封箱设备的封箱工位，当航空杯堆垛的数量达到预设封箱数量时触发封箱设备进行封箱作业。

收箱运输，在完成封箱作业后六轴机器人抓取航空杯封箱后的纸箱，并沿第四路线将所述纸箱转运至agv线边滚道的载物滚道上，并发出无线信号调度agv小车接收所述纸箱并运送至指定仓库存储。

优选的，所述第一路线为在所述六轴机器人和所述输送带之间的直线路线。

优选的，所述第二路线为在所述六轴机器人和所述包装机之间的直线路线。

优选的，所述第三路线为在所述六轴机器人和所述封箱设备之间的直线路线。

优选的，所述第四路线为在所述六轴机器人和所述agv线边滚道之间的直线路线。

一种实施上述方法的航空杯生产装备，设备包括注塑机、精密模具、侧取堆叠机械手、输送带、六轴机器人、开箱设备、封箱设备、包装机、agv线边滚道和注塑辅机，所述精密模具设置于所述注塑机的下游并与所述注塑机呈第一排列直线，所述封箱设备设置于所述开箱设备的下游且与所述封箱设备呈第二排列直线，所述第一排列直线与第二排列直线垂直呈“l”形并使得所述精密模具与封箱设备抵靠；所述侧取堆叠机械手、输送带、六轴机器人、包装机和注塑辅机设置于“l”形内，且所述agv线边滚道、包装机、封箱设备和输送带布置在所述六轴机器人周围1.5m范围之内。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：该方法或工艺流程极大的缩短了各工位之间的距离和操作路线，提高了自动化程度和工作效率；实施该方法的装备集成化了注塑产品生产装置的布置空间，提高了空间利用率，缩短了生产流程。

附图说明

图1为航空杯的高效智能生产方法中航空杯抓取转运路线示意图；

图2为本发明涉及的实施航空杯的高效智能生产方法的生产装备的整体结构示意图。

图中：1、注塑机；2、精密模具；3、侧取堆叠机械手；4、输送带；5、六轴机器人；6、开箱设备；7、封箱设备；8、包装机；9、agv线边滚道；10、注塑辅机。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1和图2，一种航空杯的高效智能生产方法，方法包括：注塑成型，通过注塑机1注塑和精密模具2模压形成航空杯产品。

抓取堆垛，侧取堆叠机械手3从精密模具2的开模处抓取航空杯并转运到输送带4上进行堆垛(其中抓取堆垛路线参见图1中从侧取堆叠机械手3到精密模具2之间的虚线路线)，直到堆垛的堆叠数量达到预设数量时触发所述输送带4向前移动一段距离。其中，优选的适于包装纸箱的堆垛的航空杯堆叠数量为22pcs。适用于不同包装规格，所述堆叠数量还可选择为10pcs、20pcs、30pcs、50pcs等。

封口包装，当所述输送带4向前移动时航空杯的堆垛触发设置在所述输送带4侧边的感应装置，同时触发六轴机器人5的机械臂沿第一路线抓取航空杯的堆垛并沿第二路线转运到包装机8的包装工位处进行封口包装。

装箱封箱，当封口包装结束后控制系统控制所述六轴机器人5抓取包装好的航空杯堆垛并沿第三路线转运至封箱设备7的封箱工位，当航空杯堆垛的数量达到预设封箱数量时触发封箱设备7进行封箱作业。优选的，所述航空杯堆垛的预设封箱数量为5；根据不同包装纸箱的规格，还可将预设封箱数量设为10、20、30、40、50不等。

收箱运输，在完成封箱作业后六轴机器人5抓取航空杯封箱后的纸箱，并沿第四路线将所述纸箱转运至agv线边滚道9的载物滚道上，并发出无线信号调度agv小车接收所述纸箱并运送至指定仓库存储。

第一路线为在所述六轴机器人5和所述输送带4之间的直线路线(参见图1中的1stline所示的虚线)。

第二路线为在所述六轴机器人5和所述包装机8之间的直线路线(参见图1中的2ndline所示的虚线)。

第三路线为在所述六轴机器人5和所述封箱设备7之间的直线路线(参见图1中的3rdline所示的虚线)。

第四路线为在所述六轴机器人5和所述agv线边滚道9之间的直线路线(参见图1中的4thline所示的虚线)。

参见图2，一种实施上述方法的航空杯生产装备，设备包括注塑机1、精密模具2、侧取堆叠机械手3、输送带4、六轴机器人5、开箱设备6、封箱设备7、包装机8、agv线边滚道9和注塑辅机10，精密模具2设置于注塑机1的下游并与注塑机1呈第一排列直线，封箱设备7设置于开箱设备6的下游且与封箱设备7呈第二排列直线，第一排列直线与第二排列直线垂直呈“l”形并使得精密模具2与封箱设备7抵靠；侧取堆叠机械手3、输送带4、六轴机器人5、包装机8和注塑辅机10设置于“l”形内，且agv线边滚道9、包装机8、封箱设备7和输送带4布置在六轴机器人5周围1.5m范围之内。

其中，注塑机1为精密快速成型注塑机，精密快速成型注塑机的动力源采用液压式驱动、全电动驱动、油电混合驱动中的一种，优选为全电动驱动式。该装备采用的注塑机参数为：锁模力3200kn，拉杆间距665*665mm，最大模厚655mm，开模行程580mm，注射速度350mm/s。

精密模具2采用针阀式热流道，模具排位设置为1出4或1出6。模架尺寸为l450mm*w550*h480mm，脱模方式为气顶式，进胶方式为母模进胶，模架材质为4cr13h，模仁材料为s136。

侧取堆叠机械手3为伺服电机和气动双控制，以0.8s的单循环时间从精密模具2处抓取开模后的成型航空杯，并将航空杯转运到输送带4上进行堆叠。侧取堆叠机械手3的控制系统计算并控制对每个堆叠位的航空杯抓取数量。该装备采用的侧取堆叠机械手3的参数为：驱动方式为电动伺服+气动，x轴行程1500mm，有效负重3kg，单循环时间0.8s，堆垛数量22，产品堆垛高度240mm。

输送带4采用皮带输送机，固体输送机，橡胶输送机，pvc输送带，尼龙输送带，滚筒输送机，刮板输送机等中的一种，优选为滚筒输送带，用于合格航空杯的运输打包。

开箱设备6主要适用于纸箱的自动开箱，可单机作业也可与自动化包装流水线配套使用。开箱设备的主要参数为：适用纸箱l250-450mm*w150-400mm*h100-350mm，台面高度：600-720mm，开箱速度：6-12箱/分钟，设备尺寸：l1200*w1900*h1450mm，使用气源6-8kg，适用胶带w48-60-75mmxl1000码，机械总重400kg。

封箱设备7以bopp胶纸为封箱材料，自动折合纸箱的顶盖，同时对纸箱进行上下“一”字形封箱，适用于航空杯的包装尺寸范围为200mmx150mmx150mm～600mmx500mmx500mm，输送速度20m/min，胶纸宽度48-72mm，台面高度500-750mm可调，机械尺寸1770*850*1520mm，机械重量250kg。

包装机8包装机采用bopp热封膜为包装材料的立式封装机。具有区别于枕式包装机的有效节省空间的包装设备。

agv线边滚道9为通过无线信号与agv小车进行信号对接的输送装置，并带有动力滚筒与光电检测开关或光电传感器。

六轴机器人5包括取料位、包装抓送位、封箱抓送位和agv送箱位四个工位。六轴机器人5的参数为：机械臂工作范围1.65m，有效负载为20kg，重复定位精度为0.04mm，轴数6轴，机械重量284kg，底座尺寸676*511mm。

在输送带4上设置位移光电传感器监测输送带上的堆叠好的航空杯的输送位置，并触发控制系统启动六轴机器人5抓取堆叠好的航空杯；在agv线边滚道9的载物台上设置光电开关或光电传感器以监测载物台上是否装载包装箱，并使得控制系统并传输信号调度agv输送包装箱。

航空杯的高效智能生产装采用一键启动生产单元，开箱设备6启动开箱，侧取堆叠机械手3及六轴机器人5运行到准备工位，注塑机1进行航空杯快速注塑成型后开模，侧取堆叠机械手3迅速进入模内取出航空杯并堆放在输送带4上，注塑—取出不断循环，直至航空杯堆叠数量达到设定数量，如22pcs，同时促发输送带向前滚动直至输送带隔断对射光电传感器，六轴机器人5启动抓取堆叠好航空杯放置到包装机8进行包装，六轴机器人5抓取包装好的航空杯进行装箱，装箱动作累计达到设定数量后促发封箱设备封箱，封装好的纸箱传送到指定位置后六轴机器人5将其抓取放置在agv线边滚道9上，纸箱前行至挡到光电开关(或光电传感器，图未示)后发出无线信号调度agv小车(图未示)过来运载货物。

本发明把航空杯生产的产品取出、堆叠、包装、装箱等工作集成到一个自动化单元里，配合精密快速成型注塑机及高速侧取堆叠机械手实现产品高效生产，实现4.5s的注塑循环周期，产量成倍增加。agv小车智能调度和运输，提高了运输效率。相比传统加工设备减少人工操作岗位4个，生产高效。

该生产装备和生产方法不局限于航空杯的生产加工，对于同等规格的注塑产品如餐饮的一次性器具均可适用。

此种生产方法即航空杯的一站式解决方案，以一站式的思路将航空杯生产的所有工艺包含：注塑—取出—堆叠—封口—装箱—封箱—运输—入库全部整合到注塑机周边进行，消除了中转物料带来的种种浪费，从最开始的注塑到最后的入库，全部实现自动化生产，实现无人干预，保证产品的洁净度。而且包装的数量也可以有程序修改完成，实现生产柔性化。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。