一种模内贴标热成型设备的制作方法

1.本技术涉及气压热成型设备技术领域，特别是涉及一种模内贴标热成型设备。


背景技术：

2.热成型加工是把热塑性塑料片材加工成各种容器制品的一类较特殊的加工方法，其通过将片材夹在框架上加热到软化状态，在外力作用下，使其紧贴模具型面，冷却定型后即得制品，与注射成型比较，具有生产效率高，设备投资少和能制造表面积较大的产品等优点。当需要在产出的容器制品中加入商品信息的标签时，以前的做法是在已成型的热成型容器以曲面印刷机完成表面印刷，但因曲面印刷的工艺特点是在多道颜色在没单色按序固化的前提下以多色凸板一次性转印在大鼓橡皮上后，再将文字图案转印在容器表面，故其印刷效果没有凹印精美感。
3.因此目前较多的采用是热成型模内贴标技术，该技术通过模内贴标机械手将标签放置于模具上，使得片材模具中成型时与标签融为一体，但是目前市面上的热成型模内贴标设备结构相当复杂，一般来说都带有模具翻转机构，贴标时，通过使模具打开并翻转一定角度后再将标签贴合上去，随后模具又再次翻转回至原位再对片材进行热成型加工，此类设备的模内贴标机械手运动轨迹复杂，生产步骤较多而容易导致出错，且生产周期长，而且为了配合机械手运动，模具往往也更加复杂，相应成本高，另外，由于平线一体的热成型设备设备空间有限，片材贯穿整条生产线，且距离模具近，限制了模内贴标机械手的运动。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种模内贴标热成型设备，以解决现有技术中的缺点与不足。
5.本技术的一种模内贴标热成型设备，包括：热成型设备以及设置于所述热成型设备一侧的模内贴标设备；
6.所述热成型设备包括第一机架以及设置于所述第一机架内的片材输送轨道、模具和模具升降机构，所述片材输送轨道设置于所述第一机架的中部并沿水平方向延伸，所述模具与所述模具升降机构连接，所述模具升降机构驱动所述模具升降从而有序地对所述片材输送轨道上的片材进行热成型加工；所述模具和模内贴标设备之间设置有待放标工位；
7.所述模内贴标设备包括第二机架以及设置于所述第二机架内的模内贴标机械手、标签仓装置以及取标装置，所述模内贴标机械手设置于所述标签仓装置的一侧，所述标签仓装置具有多个开口朝向所述模内贴标机械手的标签放置腔，各个所述标签放置腔的开口处为取标工位，所述取标装置设置于所述取标工位处，用于将标签从多个所述标签放置腔的开口取出后传递给所述模内贴标机械手；
8.所述模内贴标机械手在所述取标工位接取所述取标装置上的标签后移动至所述待放标工位，当所述模具对所述片材输送轨道上的片材完成一次热成型加工并相互分离后，所述模内贴标机械手连续完成平移进入模具与片材之间、升降将标签放入至所述模具
内、后退平移至所述取标工位接取标签。
9.相对于现有技术，本技术实施例的模内贴标机械手充分利用片材与模具热成型之后相互分离的这段时间，伸入至模具和片材之间将标签放入至模具内并退出，在贴标的同时，片材输送轨道上的片材可以持续运输，以将已成型有容器制品的片材输送至片材冲切工位以及将加热后的片材送入至成型工位，贴标的动作并不会妨碍模具打开以及片材输送动作，不影响普通热成型生产周期，大大提高了模内贴标产品的生产效率。其中，模具整体仅由模具升降机构进行升降驱动，并不需要其他多余动作来辅助贴标，模内贴标机械手可实现精准放置标签从而减少出错率。本技术实施例的模内贴标热成型设备的模内贴标机械手运动轨迹简单，生产步骤较少不容易导致出错，且生产周期短，有利于提高生产效率。
10.在一优选或可选实施例中，所述模内贴标机械手包括贴标平移机构、贴标升降机构、贴标旋转机构以及吸标组件；所述贴标平移机构安装于所述第二机架上；所述贴标升降机构连接于所述贴标平移机构上，其由所述贴标平移机构带动平移；所述贴标旋转机构连接于所述贴标升降机构上，其由所述贴标升降机构带动升降；所述吸标组件连接于所述贴标旋转机构上，其由所述贴标旋转机构带动旋转，所述吸标组件可接取所述取标装置上的标签。
11.在一优选或可选实施例中，所述贴标平移机构包括一级平移支撑架、一级平移驱动装置、二级平移支撑架、二级平移驱动装置以及二级滑动架；所述一级平移支撑架安装于第二机架上，其顶部设置有一级滑轨，所述二级平移支撑架滑动设置于所述一级滑轨上并由所述一级平移驱动装置驱动平移，所述二级平移支撑架顶部设置有二级滑轨，所述二级滑动架滑动设置于所述二级滑轨上并由所述二级平移驱动装置驱动平移；所述贴标升降机构连接于所述二级滑动架上。
12.在一优选或可选实施例中，所述贴标旋转机构为第一旋转气缸，所述第一旋转气缸的缸体与所述贴标升降机构相连接，所述第一旋转气缸的输出轴与所述吸标组件相连接。
13.在一优选或可选实施例中，所述吸标组件包括安装基板和多个吸盘，所述多个吸盘布置于所述安装基板的一侧，所述安装基板的另一侧连接于所述贴标旋转机构。
14.在一优选或可选实施例中，所述取标装置包括多个第二旋转气缸，多个所述第二旋转气缸并列设置于多个所述标签放置腔的开口处，每个所述第二旋转气缸的输出轴上对应于所述标签放置腔的开口的位置安装有取标吸盘；所述第二旋转气缸往复旋转，从而使所述取标吸盘从所述标签放置腔的开口吸取标签后，翻转至朝向所述吸标组件的方向。
15.在一优选或可选实施例中，所述标签放置腔通过多根相互平行的标签限位杆围合形成，所述标签放置腔内设置有标签托板，所述标签托板与所述标签限位杆滑动连接。
16.在一优选或可选实施例中，所述模具包括上模和下模，所述模具升降机构包括上模升降机构和下模升降机构，所述上模升降机构设置于所述第一机架的上部，用于带动所述上模进行升降，所述下模升降机构设置于所述第一机架的下部，用于带动所述下模进行升降，所述上模和下模分别位于所述片材输送轨道的上下侧，所述上模和下模相互闭合从而对所述片材输送轨道上的片材进行热成型加工。
17.在一优选或可选实施例中，所述片材输送轨道包括两条平行设置的片材导轨，所述第一机架内部还设置有导轨调距装置，所述导轨调距装置用于调节两条所述片材导轨之
间的间距。
18.在一优选或可选实施例中，所述热成型设备还包括冷却装置，所述冷却装置用于冷却经热成型加工后的片材。
19.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本技术。
附图说明
20.图1为本技术模内贴标热成型设备的结构示意图；
21.图2为本技术模内贴标设备的局部结构示意图；
22.图3为本技术热成型设备一个视角的结构示意图；
23.图4为本技术热成型设备另一个视角的结构示意图；
24.图5为本技术模内贴标设备一个视角的结构示意图；
25.图6为本技术热成型设备的局部结构示意图；
26.附图标记：a、热成型设备；b、模内贴标设备；1、第一机架；2、片材输送轨道；21、片材导轨；22、导轨调距装置；221、调距支座；2211、调距滑轨；222、调距电机；223、调距丝杆；224、调距滑块；3、模具；31、上模；32、下模；4、模具升降机构；41、上模升降机构；411、第一基座；412、第一丝杆；413、第一导向杆；414、第一驱动电机；42、下模升降机构；421、第二基座；422、第二丝杆；423、第二导向杆；424、第二驱动电机；5、第二机架；6、模内贴标机械手；61、贴标平移机构；611、一级平移支撑架；6111、一级滑轨；612、一级平移驱动装置；613、二级平移支撑架；6131、二级滑轨；614、二级平移驱动装置；615、二级滑动架；62、贴标升降机构；63、贴标旋转机构；64、吸标组件；641、安装基板；642、吸盘；7、标签仓装置；71、标签放置腔；711、标签限位杆；712、标签托板；8、取标装置；81、第二旋转气缸；82、取标吸盘；9、风冷装置。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
28.需要理解的是，在本技术的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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技术和简化描述，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技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也即，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
29.需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”、“空心”应做广义理解，例如，可以是固定连接，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
语在本技术中的具体含义。
30.请参阅图1-6，本实施例一种模内贴标热成型设备，其包括热成型设备a以及设置于热成型设备a一侧的模内贴标设备b，其中，热成型设备a为热成型生产线中其中的一个设备，该生产线可以包括有依次设置的片材上料工作、片材加热工位、成型工位、冲切工位、堆叠工位以及边料收集工位、热成型设备a处于成型工位中，用于接收经片材加热工位加热后的片材并将其成型为容器制品，例如杯、碗、盖类等。
31.如图1、3和4所示，本实施例热成型设备a包括第一机架1以及设置于第一机架1内的片材输送轨道2、模具3和模具升降机构4，第一机架1起到支撑及安装的作用，片材输送轨道2设置于第一机架1的中部并沿水平方向延伸，用于输送经由片材加热工位加热后的片材，模具3与模具升降机构4连接，模具升降机构4驱动模具3升降从而有序地对片材输送轨道2上的片材进行热成型加工，以制得容器制品，模具3和模内贴标设备b之间设置有待放标工位。
32.如图1和2所示，模内贴标设备b包括第二机架5以及设置于第二机架5内的模内贴标机械手6、标签仓装置7以及取标装置8，第一机架1起到支撑及安装的作用，模内贴标机械手6设置于标签仓装置7的一侧，标签仓装置7具有多个开口朝向模内贴标机械手6的标签放置腔71，各个标签放置腔71用于放置标签，各个标签放置腔71的开口处为取标工位，取标装置8设置于取标工位处，用于将标签从多个标签放置腔71的开口取出后传递给模内贴标机械手6。
33.模内贴标机械手6在取标工位接取取标装置8上的标签后移动至待放标工位，当模具3对片材输送轨道2上的片材完成一次热成型加工并相互分离后，模内贴标机械手6连续完成平移进入模具3与片材之间、升降将标签放入至模具3内、后退平移至取标工位接取标签的动作。
34.本技术实施例的模内贴标机械手6充分利用片材与模具3热成型之后相互分离的这段时间，伸入至模具3和片材之间将标签放入至模具3内并退出，在贴标的同时，片材输送轨道2上的片材可以持续运输，以将已成型有容器制品的片材输送至片材冲切工位以及将加热后的片材送入至成型工位，贴标的动作并不会妨碍模具3打开以及片材输送动作，不影响普通热成型生产周期，大大提高了模内贴标产品的生产效率。其中，模具3整体仅由模具升降机构4进行升降驱动，并不需要其他多余动作来辅助贴标，模内贴标机械手6可实现精准放置标签从而减少出错率。本技术实施例的模内贴标热成型设备的模内贴标机械手6运动轨迹简单，生产步骤较少不容易导致出错，且生产周期短，有利于提高生产效率。
35.可以理解的是，模内贴标设备b和热成型设备a可以通过控制器来设置上述运动部件的具体动作过程，根据控制器指令自动移动改变位置，自动化高且适应性强。控制器可分别与模具升降机构4、模内贴标机械手6以及取标装置8电连接。
36.如图2和5所示，具体地，模内贴标机械手6包括贴标平移机构61、贴标升降机构62、贴标旋转机构63以及吸标组件64。贴标平移机构61安装于第二机架5上；贴标升降机构62连接于贴标平移机构61上，其由贴标平移机构61带动平移，贴标旋转机构63连接于贴标升降机构62上，其由贴标升降机构62带动升降；吸标组件64连接于贴标旋转机构63上，其由贴标旋转机构63带动旋转，吸标组件64可接取取标装置8上的标签，由上述方案可知，吸标组件64的旋转、平移和升降可分别由贴标旋转机构63、贴标平移机构61和贴标升降机构62对应
驱动。
37.本实施例的模内贴标机械手6的具体动作过程如下：
38.在本实施例中，贴标旋转机构63可以带动吸标组件64旋转至呈竖直状态或水平状态(图中吸标组件64呈竖直状态)，当需要接取取标装置8上的标签时，通过贴标旋转机构63将吸标组件64旋转至呈竖直状态，并且通过贴标平移机构61和贴标升降机构62的平移动作和升降动作将吸标组件64移动至预设位置，从而对准取标装置8，将取标装置8上的标签吸取至吸标组件64上。当吸标组件64吸取标签后，首先通过贴标平移机构61驱动吸标组件64平移至待放标工位，随后通过贴标旋转机构63将吸标组件64旋转至呈水平状态，与此同时可通过贴标升降机构62驱动吸标组件64升降至预设位置。当模具3对片材输送轨道2上的片材完成一次热成型加工并相互分离后，贴标平移机构61驱动吸标组件64平移进入模具3与片材之间，随后贴标升降机构62驱动吸标组件64升降从而将标签放入至模具3内，最后贴标平移机构61驱动吸标组件64平移后退平移至取标工位准备接取标签。
39.其中，模具可以仅仅只为一个下模具，该下模具可以是凸模或凹模，通过气体压力(真空吸附)将加热后的片材形成容器制品，模具升降机构4可以驱动下模具靠近或远离片材输送轨道2上的片材，但有时仅靠真空吸力不足以使产品(容器制品)成形，如形状复杂、拉伸比大、要求厚薄均匀等，需要施加一定的外力，即需要做一个上模模具。上模具并不是所有产品都需要，可根据生产的需要而定。因此优选地，如图3和4所示，在本实施例中，模具3包括上模31和下模32，模具升降机构4包括上模升降机构41和下模升降机构42，上模升降机构41设置于第一机架1的上部，用于带动上模31进行升降，下模升降机构42设置于第一机架1的下部，用于带动下模32进行升降，上模31和下模32分别位于片材输送轨道2的上下侧，上模31和下模32通过模具升降机构4的升降来相互打开或闭合，上模31和下模32相互闭合从而对片材输送轨道2上的片材进行热成型加工，上模31可以辅助下模32对片材进行热成型加工，使用起来较为方便。
40.根据容器制品不同标签位置的需求，标签在模具3的具体放置位置可以有多种选择，模内贴标机械手6可以将标签单独放在上模31中、或单独放在下模32中、又或者同时放在上模31和下模32中，若需要将标签同时放置于上模31和下模32中，两组模内贴标机械手6、标签仓装置7以及取标装置8来完成操作，在本实施例中，模内贴标机械手6、标签仓装置7以及取标装置8设置为一组，即模内贴标机械手6可以将标签单独放在上模31或下模32中。
41.可以理解的是，当下模32为凹模时，则制得的产品为开口朝上的杯状体，若标签贴于下模32中，则成型后标签位于产品的外壁，若标签贴于上模31中，则成型后标签位于产品的内壁；当下模32为凸模时，则制得的产品为开口朝下的杯状体，若标签贴于下模32中，则成型后标签位于产品的内壁，若标签贴于上模31中，则成型后标签位于产品的外壁。
42.其中，上模升降机构41和下模升降机构42的具体结构可以有多种，如图3和4所示，在本实施例中，上模升降机构41包括第一基座411，第一丝杆412、第一导向杆413以及第一驱动电机414，第一基座411固定于第一机架1的上部，第一丝杆412的底端转动连接上模31，顶端穿过第一基座411，第一丝杆412的杆部与第一基座411通过螺母传动连接，第一导向杆413的底端固定于上模31的顶端，第一导向杆413的顶端滑动穿过第一基座411，起到导向限位的作用，第一驱动电机414安装在第一基座411上，并通过皮带等传动机构带动第一丝杆412的转动，从而实现上模31的升降运动。下模升降机构42包括第二基座421、第二丝杆422、
第二导向杆423以及第二驱动电机424，第二基座421固定于第二机架5的下部，第二丝杆422的顶端转动连接下模32，底端穿过第二基座421，第二丝杆422的杆部与第二基座421通过螺母传动连接，第二导向杆423的顶端固定于下模32的底端，第二导向杆423的底端滑动穿过第二基座421，起到导向限位的作用，第二驱动电机424安装在第二基座421上，并通过皮带等传动机构带动第二丝杆422的转动，从而实现下模32的升降运动。
43.如图2和5所示，具体地，本实施例的贴标平移机构61包括一级平移支撑架611、一级平移驱动装置612、二级平移支撑架613、二级平移驱动装置614以及二级滑动架615；一级平移支撑架611安装于第二机架5上，其顶部设置有一级滑轨6111，二级平移支撑架613滑动设置于一级滑轨6111上并由一级平移驱动装置612驱动平移，其中，一级平移驱动装置612可以是线性马达或者是传送皮带机构等可带动二级平移支撑架613进行平移滑动的部件，一级平移驱动装置612设置于一级平移支撑架611的一端，二级平移支撑架613顶部设置有二级滑轨6131，二级滑动架615滑动设置于二级滑轨6131上并由二级平移驱动装置614驱动平移，其中，二级平移驱动装置614可以是线性马达或者是传送皮带机构等可带动二级滑动架615进行平移滑动的部件，二级平移驱动装置614设置于二级平移支撑架613的一端，贴标升降机构62连接于二级滑动架615上。通过如此设置，可以实现多级平移，保证了在收叠时体积小但伸出时具有较大的平移行程。
44.可选地，本实施例的贴标升降机构62可以是升降电缸或升降气缸等可进行升降的部件。
45.具体地，本实施例的贴标旋转机构63为第一旋转气缸，第一旋转气缸的缸体与贴标升降机构62相连接，第一旋转气缸的输出轴与吸标组件64相连接，以实现吸标组件64的旋转效果，使用简单，调节方便。
46.如图5所示，优选地，本实施例的吸标组件64包括安装基板641和多个吸盘642，多个吸盘642布置于安装基板641的一侧，安装基板641的另一侧连接于贴标旋转机构63，通过吸盘642可以对标签进行吸取，保证标签不容易掉落，吸盘642的数量与标签放置腔71的数量相对应。
47.在本实施例中，多个标签放置腔71呈矩阵排列设置，取标装置8包括多个第二旋转气缸81，多个第二旋转气缸81并列设置于多个标签放置腔71的开口处，每个第二旋转气缸81的输出轴与一行标签放置腔71的开口相对应，每个第二旋转气缸81的输出轴上对应于标签放置腔71的开口的位置安装有取标吸盘82，第二旋转气缸81往复旋转，从而使取标吸盘82从标签放置腔71的开口吸取标签后，翻转至朝向吸标组件64的方向。在本实施例中，标签放置腔71设置为四个，第二旋转气缸81设置为两个，取标吸盘82和吸标组件64的吸盘642均设置为四个，一个第二旋转气缸81的输出轴上安装两个取标吸盘82。
48.其中，标签放置腔71通过多根相互平行的标签限位杆711围合形成，标签放置腔71内设置有标签托板712，标签托板712与标签限位杆711滑动连接。标签可以沿标签限位杆711的延伸方向堆叠放在标签放置腔71中，并由标签托板712托住，标签限位杆711呈朝下倾斜布置，从而使得标签托板712有朝下运动的趋势，使得在标签可以朝向标签放置腔71开口的方向运动，便于取标装置8吸取标签。
49.如图6所示，片材输送轨道2包括两条平行设置的片材导轨21，第一机架1内部还设置有导轨调距装置22，导轨调距装置22用于调节两条片材导轨21之间的间距，从而适配不
同宽度的片材。具体地，导轨调距装置22包括调距支座221、调距电机222、调距丝杆223以及两个调距滑块224，调距支座221安装于第一机架1的底部，调距支座221上设置有调距滑轨2211，两个调距滑块224滑动设置于调距滑轨2211上并分别对应连接于一条片材导轨21，调距丝杆223穿过两个调距滑块224，并与其传动连接，调距丝杆223的两端固定于调距支座221至上，调距电机222用于驱动调距丝杆223转动，调距丝杆223转动从而使得调距滑块224沿调距滑轨2211相互靠近或远离，实现调节两条片材导轨21之间距离的效果。
50.如图3所示，优选地，热成型设备a还包括冷却装置9，所述冷却装置9用于冷却经热成型加工后的片材，在本实施例中，所述冷却装置9为风冷装置，风冷装置9设置于第一机架1的顶部，其可朝向热成型后的片材输送冷风。当上模31和下模32打开时，风冷装置9同时吹气，使产品冷却。当然，在其他一些实施例中，所述冷却装置还可以是设置在模具中的冷却水道或者是直接控制模具进行冷却的装置。
51.本技术实施例的模内贴标热成型设备具备以下有益效果：
52.1、模内贴标机械手6放标动作是在模具3打开时，从模具3与片材的中间侧放入标签并退出，不妨碍模具3打开、片材输送动作，不影响普通热成型生产周期，提高了模内贴标产品的生产效率。其整体结构紧凑，占用空间小，各部件能在有限空间内实现升降和/或平移；
53.2、与常用的斜模技术、模具翻转技术相比，本技术的模具3除了热成型的开模合模，不需要增加额外动作(倾斜或翻转后模具3复位)。
54.3、模具3可始终保持水平(只是开合模时上下移动)，模内贴标机械手6通过合理设置取标、放标的往复循环动作，与斜模、模具3翻转技术相比，标签的定位精确度大大提高(模具3在水平方向上无位移，只是机械手单方面位移)。
55.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。