一种全自动化异形塑料玩具的生产方法及其生产系统与流程

本发明涉及异形塑料玩具生产技术领域，具体涉及一种全自动化异形塑料玩具的生产方法及其生产系统。

背景技术：

异形注塑玩具是由壳体、牙箱、轮胎、全动齿轮等零件组成，生产时，需要单台或者多台注塑机分散性单一生产，然后人为或者依靠机械手将生产出来的产品进行组装，常伴随着缺胶、溢边、黑点等注塑的缺陷，后工序还含有检测、装配、贴标、码垛、装箱、缠膜、输送等等，各工序均需要人为操作，同时，因生产的产品型号及品种较多，自动化程度低，导致生产效率低，造成大量的人力资源浪费。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种全自动化异形塑料玩具的生产方法，解决上述传统的问题，实现异形塑料玩具的全自动化生产，提高生产效率。

本发明还提供一种采用该生产方法的全自动化异形塑料玩具的生产系统。

本发明采用如下技术方案实现：

全自动化异形塑料玩具的生产方法，包括如下步骤：

s1：提供工件，将所述工件的三维模型拆分成多个零件，并分成主零件和次零件，编号，存储；

s2：注塑成型，根据所述零件的信息，进行注塑机选型，注塑生产；

s3：视觉检查，将注塑机所生产出的零件通过视觉检测系统，进行视觉检测；

s4：零件组装，将检测后合格的零件输送至组装生产线，进行工件组装；所述组装生产线包括输送带及设置在所述输送带一侧的多个零件安装组件，所述零件安装组件包括第一组装机械手、自动上料机、安装在所述自动上料机上的物料盘及料盘推送模组，所述第一组装机械手用于夹取所述物料盘上的零件，所述自动上料机用于对所述物料盘做升降运动，所述料盘推送模组用于对所述物料盘进行横向移动；

s5：性能检查，将组装后的工件通过性能检测系统，进行性能检测；

s6：包装入库，将通过性能检测的工件进行包装、封箱、贴标签和入库。

优选地，所述自动上料机包括框体、安装在所述框体内的第一链条组、安装在所述第一链条组内的第二链条组、连接所述第一链条组和第二链条组的同步带及连接所述第一链条组的上料驱动模组，所述上料驱动模组用于驱动所述第一链条组、第二链条组同步做升降运动。

优选地，所述第一链条组上设有多个第一承接块，所述第二链条组上设有与所述第一承接块对应设置的第二承接块，所述第一承接块、第二承接块共同配合用于对所述物料盘做升降运动。

优选地，所述零件安装组件还包括第二组装机械手及振动盘，所述第二组装机械手用于夹取所述振动盘所输出的零件。

优选地，所述振动盘包括盘本体、连接所述盘本体的滑道、衔接在所述滑道的出口端的限位块、连接所述限位块的定位块、位于所述定位块下端的纵向模组及连接所述定位块的横向模组，所述限位块上设有衔接槽，所述定位块上设有缺口，所述横向模组用于驱动所述定位块的缺口与所述限位块的衔接槽对接；所述纵向模组用于将零件从所述定位块内向上顶出。

优选地，所述输送带上安装有工件放置盘，所述工件放置盘上设有底板、第一夹块、第二夹块及固定块，所述第一夹块的端部设有滑动块，所述滑动块滑动安装在所述固定块上，所述第一夹块与所述第二夹块、底板形成放置腔以用于放置工件。

优选地，所述零件安装组件还包括打螺丝模组，所述打螺丝模组包括螺丝支架、安装在螺丝支架上的横向移动模块、安装在所述横向移动模块上的纵向移动模块、安装所述纵向移动模块上的上螺丝模块及孔位定位模块，所述横向移动模块用于推动所述纵向移动模块横向移动，所述纵向移动模块用于推动所述上螺丝模块、孔位定位模块纵向移动，所述上螺丝模块用于将螺丝上到工件上，所述孔位定位模块用于对工件上的孔位进行定位。

优选地，所述视觉检测系统所检查的项目包括有零件型号、缺胶、溢边、尺寸以及黑点。

优选地，所述组装生产线的组装项目包括有长轴组件、牙箱组件、头搓花轴组件、中搓花轴组件、中轴组件、背板组件、前脚组件、手脚组件、开关组件以及头部组件。

本发明还提供一种全自动化异形塑料玩具的生产系统，包括：

注塑机构，用于将工件的三维模型拆分并进行注塑成型；

视觉检测机构，用于将所述注塑机构所成型的零件进行检测；

组装机构，用于将所述视觉检测机构所检测合格的零件进行组装；所述组装生产线包括输送带及设置在所述输送带一侧的多个零件安装组件，所述零件安装组件包括第一组装机械手、自动上料机、安装在所述自动上料机上的物料盘及料盘推送模组，所述第一组装机械手用于夹取所述物料盘上的零件，所述自动上料机用于对所述物料盘做升降运动，所述料盘推送模组用于对所述物料盘进行横向移动；

性能检测机构，用于将所述组装机构组装后的产品进行性能检测；

包装机构，用于将通过所述性能检测机构检测的产品进行包装和贴标签；以及

运输机构，用于将所述包装机构包装后的产品运输至仓库存储。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明从玩具信息的分析、注塑、工件组装、检测、包装、运输等工序，全程均采用全自动操作，以机械代替人工作业，有效地提高异形塑料玩具的工作效率。

(2)本发明采用机械手从注塑机上拿取工件，通过视觉检测后，将良品放置到输送带上面的装置上，对不良品进行自动排出，并通过传送装置传送到指定工位，再由对应的机械手放置在物料盘，物料盘机械手放置在自动上料机，实现无缝连接。由于此工序的零件多，品种多，很容易混放，同时因检查工序多，极易出现不良品的流出，现状常规的方法，是依靠人工对产品进行目视检查，在人手将产品用箱放置好后投到的组装线，因产品零件多，型号多，需要用到的人员数量极其多，而且因零件的类似品多，检查的工序多，很容易产生疲劳，造成不良品流入生产线。

(3)本发明采用agv智能运输车将打包后的成品运输至仓库，当包装好的箱体码垛的数量达到设定数量后,由控制系统调度agv智能运输车接收输送线输出端上的产品，承载包装产品的agv智能运输车由磁条导航和frid定位自动驶入立体仓库卸货存储。

附图说明

图1为本发明的全自动异形塑料玩具的生产线工序流程图；

图2为本发明的组装生产线的俯视图；

图3为图2所示的工件放置盘的结构示意图；

图4为本发明的组装生产线的组装项目工序示意图；

图5为本发明的自动上料机的结构示意图；

图6为图5所示的自动上料机的第一链条组与第二链条组的位置示意图；

图7为本发明的振动盘的结构示意图；

图8为本发明的打螺丝模组的结构示意图；

图9为本发明的agv智能运输车与码垛之间的结构示意图。

图中：10、输送带；11、工件放置盘；110、底板；111、第一夹块；112、第二夹块；113、固定块；20、自动上料机；21、框体；22、第一链条组；23、第二链条组；24、上料驱动模组；30、振动盘；31、盘本体；32、滑道；33、限位块；34、定位块；35、纵向模组；36、横向模组；40、打螺丝模组；41、螺丝支架；42、横向移动模块；43、纵向移动模块；44、上螺丝模块；45、孔位定位模块；50、agv本体；51、显示屏；52、障碍物传感器；53、电子触边。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1，为本发明的全自动异形塑料玩具的生产线流程图，该全自动异形塑料玩具的生产方法包括如下步骤：

s1：提供工件，将工件的三维模型拆分成多个零件，编号，存储，并分成主零件和次零件。

每个零件根据部位的作用拆分成头部零件、身体零件、手脚零件，身体零件为主零件，头部零件、手脚零件均为次零件，并根据主、次零件进行编码，形成零件识别条码。

s2：注塑成型，根据零件的信息，进行注塑机选型，注塑生产。

注塑机获取了零件模型信息后，对零件进行工艺信息分析，开模，确定注塑工艺，注塑生产。本发明的注塑机采用的是注射成型机，注射成型机上配置有注塑机机械手，可以将注塑后的产品从注塑机内拿出，并将其放置在下个工序上。具体的，该注塑机机械手上安装有吹盘及多个吸盘，吹盘安装在脱模机械手的中部，各吸盘围绕着吹盘的周缘设置，其中，吸盘自吹盘向外凸设，即吹盘外端所在的平面与吸盘的侧壁形成凹槽，使用时，冷气通过吹盘对模具进行降温及将其平面脏污物质吹走，冷气通入停止后，再通过吸盘将其吸出。

注塑机内所采用的注塑材料包括如下重量份的组分：pvc树脂75份-85份、增塑剂5份-15份、抗氧化剂2份-5份、润滑剂2份-5份。其中，润滑剂为硬脂酸盐，如：硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸铝、硬脂酸镉、硬脂酸铁、硬脂酸钾，以避免塑料脱模时粘贴在模具上。在其中一实施例中，该润滑剂是比例为1:0.5-2:3的硬脂酸钠、硬脂酸铝、硬脂酸铁的混合物。抗氧化剂采用的是对苯二酚。增塑剂是比例为1：1-3的邻苯二甲酸二酯与邻苯二甲酸二环己酯的混合物，可塑性和柔软性更好。

s3：视觉检查，将注塑机所生产出的零件通过视觉检测系统，进行视觉检测。

视觉检测系统安装在注塑机与组装生产线之间，各视觉检测系统能够获取对应零件的三维模型信息，根据零件的三维信息，对零件进行检测，在合格的零件上贴上零件识别条码，以便于各工序的机械手的识别。具体的，该视觉检测系统包括检测台、第一半成品摄像机、第二半成品摄像机、半成品机械手及半成品排出模组，检测台的一端部与下工序的组装生产线衔接，第一半成品摄像机与第二半成品摄像机位于检测台的相对两侧，用于对脱模后的工件进行摄像，并与零件的三维模型进行对比，如零件型号、缺胶、溢边、尺寸、黑点等检测项目。半成品机械手安装在检测台的一侧，用于将良品工件进行侧向抓取及翻边，一方面可以将工件翻边，进行多面拍摄，另一方面将良品工件送至组装机构上，其中，半成品机械手上连接有旋转盘，旋转盘用于将半成品机械手进行转动，使其可将工件进行翻边。半成品排出模组安装在检测台的另一侧，用于对不良品工件从检测台上推出至收集区，进行不良品收集。

s4：零件组装，将检测后合格的零件输送至组装生产线，进行工件组装。

如图2，组装生产线包括输送带10及设置在输送带10一侧的多个零件安装组件，输送带10上安装有工件放置盘11，如图3，工件放置盘11上设有底板110、第一夹块111、第二夹块112及固定块113，第一夹块111大致呈u形状设置，第一夹块111的端部设有滑动块，滑动块滑动安装在固定块113上，使得第一夹块111可以在固定块113上滑动。第二夹块112的形状结构与第一夹块111的形状结构相同，第一夹块111与第二夹块112、底板110形成放置腔以用于放置工件，并可根据工件的大小，通过调整固定块113的松紧，以调整放置腔的大小。

如图4，组装生产线的组装项目包括有长轴组件、牙箱组件、头搓花轴组件、中搓花轴组件、中轴组件、背板组件、前脚组件、手脚组件、开关组件以及头部组件，各组装项目均根据玩具的需求进行配置。各组装项目均配有机械手，机器手按设定的流程对零件进行组装。具体的，零件安装组件包括第一组装机械手、自动上料机20、安装在自动上料机20上的物料盘及料盘推送模组，第一组装机械手用于夹取物料盘上的零件，自动上料机20用于对物料盘做升降运动，料盘推送模组用于对物料盘进行横向移动。

如图5和图6，自动上料机20包括框体21、安装在框体21内的第一链条组22、安装在第一链条组22内的第二链条组23、连接第一链条组22和第二链条组23的同步带及连接第一链条组22的上料驱动模组24，第二链条组23将第一链条组22所在的平面段分成相等的两个部分，即上升部分和下降部分，上料驱动模组24用于驱动第一链条组22、第二链条组23同步做升降运动。第一链条组22上设有多个第一承接块，第二链条组23上设有与第一承接块对应设置的第二承接块，第一承接块、第二承接块共同配合用于对物料盘做升降运动。自动上料机20的一侧设有用于安装料盘推送模组的放置杆，以便于当物料盘没有配件时，通过料盘推送模组将物料盘从上升部分推倒下降部分，使得自动上料机20上可以放置多个物料盘。物料盘上零件是从视觉检测系统检查后合格的产品，通过机械手将视觉检测系统与对应的组装工序的输送线上零件，收集在物料盘上，满后，将物料盘放置在自动上料机20上。

零件安装组件还包括第二组装机械手及振动盘30，第二组装机械手用于夹取振动盘30所输出的零件。如图7，振动盘30包括盘本体31、连接盘本体31的滑道32、衔接在滑道32的出口端的限位块33、连接限位块33的定位块34、位于定位块34下端的纵向模组35及连接定位块34的横向模组36，限位块33上设有衔接槽，定位块34上设有缺口，横向模组36用于驱动定位块34的缺口与限位块33的衔接槽对接；纵向模组35用于将零件从定位块34内向上顶出。其中，定位块34靠近缺口处设置有定位传感器，以便于机械手精确定位。

零件安装组件还包括打螺丝模组40，如图8，打螺丝模组40包括螺丝支架41、安装在螺丝支架41上的横向移动模块42、安装在横向移动模块42上的纵向移动模块43、安装纵向移动模块43上的上螺丝模块44及孔位定位模块45，横向移动模块42用于推动纵向移动模块43横向移动，纵向移动模块43用于推动上螺丝模块44、孔位定位模块45纵向移动，上螺丝模块44用于将螺丝上到工件上，孔位定位模块45用于对工件上的孔位进行定位。

上述零件安装组件中的第一组装机械手、自动上料机20、物料盘、料盘推送模组、第二组装机械手、振动盘30及打螺丝模组40均根据组装项目的需求进行配置，如长轴组件、牙箱组件、头搓花轴组件、中搓花轴组件、中轴组件等组件需要配置第一组装机械手、自动上料机20、物料盘、料盘推送模组、第二组装机械手、振动盘30等等，完成一个组件的组装，又如背板组件、前脚组件、手脚组件、开关组件、头部组件等组件需要配置第一组装机械手、自动上料机20、物料盘、料盘推送模组、第二组装机械手、振动盘30及打螺丝模组40等等；并且机械手上均配置有零件识别装置，该零件识别装置有类似于人脸识别系统的一种模式，可以根据零件的三维模型进行识别，对零件进行精准定位，避免组装工序出现错漏。

s5：性能检查，将组装后的工件通过性能检测系统，进行性能检测。

性能检测系统主要是检查产品的各运动关节是否顺畅，具体的，该性能检测系统包括固定器及多个吸附管，固定器用于将产品固定，吸附管用于吸附在产品的各个部位，并对其进行拉扯，检测该部位是否可以正常使用，使用时，机械手将产品平躺放置在固定器内，固定器通过真空吸附的方法对产品的身体部分进行吸附，机械手通过拉扯吸附在产品的各部位的吸附管，当吸附管在固定的吸附压力下，脱离了产品，证明该部位活动不顺畅，将该产品推送至不良区，进行回收，合格产品进入下个工序。

s6：包装入库，将通过性能检测的工件进行包装、封箱、贴标签和入库。

该步骤采用机械手将产品进行包装，将包装后产品整齐的放置在箱体内，并将装满的箱子进行封箱和贴标签，该步骤采用现有的打包机、封装机和贴标签机进行操作。装满包装好的箱体的码垛，达到一定的设定数量后，会向仓库发出入库信号，由控制系统调度agv智能运输车接收输送线输出端上的产品，承载包装产品的agv智能运输车由磁条导航和frid定位自动驶入立体仓库卸货存储。如图9，该agv智能运输车包括agv本体50、安装在agv本体50上的显示屏51及障碍物传感器52，agv本体50的前端部设有电子触边53，电子触边53与障碍物传感器52配合以用于检测前方是否有障碍物，避免碰撞到其他物品；显示屏51用于显示当前去向。

本发明还提供一种全自动化异形塑料玩具的生产系统，包括注塑机构、视觉检测机构、组装机构、性能检测机构、包装机构、运输机构以及控制系统，注塑机构用于将工件的三维模型拆分并进行注塑成型；视觉检测机构用于将注塑机构所成型的零件进行检测；组装机构用于将视觉检测机构所检测合格的零件进行组装；性能检测机构用于将组装机构组装后的产品进行性能检测；包装机构用于将通过性能检测机构检测的产品进行包装和贴标签；运输机构用于将包装机构包装后的产品运输至仓库存储；控制系统用于对整个系统进行控制。

该生产系统通过将玩具材料投入注塑机构，进行注塑生产，然后从注塑机内取出工件，通过视觉检测机构对工件进行检测，如缺胶、溢边、尺寸、黑点等等，检测后，不良品将排出到不良品收集区，良品进入组装机构上，进行组装工序，如牙箱、轮胎、齿轮等零件，组装后，再次进入性能检测机构，对其进行性能检测，良品进入包装机构，包装后，由产品输送机构送入仓库，全程均为自动化操作，以机械代替人工作业，有效地提高异形塑料玩具的工作效率。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

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。