翻转吸浆机器人转移成型机及成型方法

摘要

翻转吸浆机器人转移成型机包括机架，还包括浆箱，浆箱位于机架的内底部；浆箱驱动机构与浆箱连接并且驱动浆箱在竖向方向升降；吸浆真空管道，吸浆真空管道呈水平分布且吸浆真空管道的两端转动连接在机架上；吸浆模，固定在吸浆真空管道的中部并且吸浆真空管道和吸浆模通过抽真空连通结构连通；挤压机构，挤压机构向下与吸浆模匹配进行挤压吸浆模上的浆料并在吸浆模上制得纸浆制品湿坯；机器人，在机器人上安装有转移模，机器人驱动转移模去取得纸浆制品湿坯并转移至机架外；高低压洒水管，与机架前后方向水平滑动连接并且横置在吸浆真空管道上方，在高低压洒水管上设有出水口朝下的高压嘴和低压嘴。

说明书

技术领域

本发明属于纸塑制品机械技术领域，尤其涉及一种翻转吸浆机器人转移成型机及成型方法。

背景技术

纸浆模塑制品，其具有非常好的环保性能。

纸浆模塑制品包括容器和盘子等等。容器包括咖啡杯等等。

纸浆模塑制品的加工步骤如下：

吸浆模向浆箱中吸浆，吸浆后利用转移模转移至挤压模下方，挤压模下方有下挤压模，用于承接，最后进行挤压成型加工；或者利用翻转轴将吸浆后吸浆模翻转至挤压成型模下方进行挤压成型加工。

上述的第一种方式其通过设定的导轨机构进行产品转移成型，成型设备的制备成本较高并且灵活性差，第二种方式其对于最终纸浆制品的成品质量还有待于进一步提升，因为在吸浆后无清洗步骤。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可以解决上述技术问题的翻转吸浆机器人转移成型机及成型方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本翻转吸浆机器人转移成型机包括机架，还包括：

浆箱，浆箱的上端有敞口并且位于机架的内底部；

浆箱驱动机构，浆箱和机架竖直滑动连接，浆箱驱动机构与浆箱连接并且驱动浆箱在竖向方向升降；

吸浆真空管道，吸浆真空管道呈水平分布且吸浆真空管道的两端转动连接在机架上，吸浆真空管道位于浆箱的敞口上方并且与转动驱动机构连接；

吸浆模，固定在吸浆真空管道的中部并且吸浆真空管道和吸浆模通过抽真空连通结构连通，浆箱上升至设定位置后该吸浆模在吸浆真空管道的转动下进入至浆箱中进行吸浆并且随着吸浆真空管道转动离开浆箱；

挤压机构，位于吸浆真空管道上方并且当离开浆箱后的吸浆模转动至挤压机构正下方时该挤压机构向下与吸浆模匹配进行挤压吸浆模上的浆料并在吸浆模上制得纸浆制品湿坯；

机器人，在机器人上安装有转移模，机器人驱动转移模去取得纸浆制品湿坯并转移至机架外；

高低压洒水管，与机架前后方向水平滑动连接并且横置在吸浆真空管道上方，在高低压洒水管上设有出水口朝下的高压嘴和低压嘴，高低压洒水管和洒水管驱动机构连接，高低压洒水管在洒水管驱动机构的驱动下移动至吸浆模上并通过低压嘴对浆料进行低压洒水清洗，以及当纸浆制品湿坯被转移模转移后该高低压洒水管移动至吸浆模上方并通过高压嘴对吸浆模进行高压洒水清洗。

优选方案，所述的吸浆模有1-8个，并且当吸浆模的数量为至少2个时，其中一个吸浆模进入浆箱中进行吸浆以及剩余吸浆模中的一个吸浆模与挤压机构进行匹配。

优选方案，所述的浆箱敞口前后两侧分别设有悬臂板，在每块悬臂板的两端分别设有导柱孔，以及连接在每个导柱孔下孔口的导柱套，在机架上设有位于每块悬臂板上方的上固定梁，以及位于每块悬臂板下方的下固定梁，位于机架前侧的上固定梁和下固定梁上下相互平行，位于机架后侧的上固定梁和下固定梁上下相互平行，在每个导柱套中分别插入有导柱并且导柱的上端向上贯穿导柱孔，贯穿浆箱前侧悬臂板的导柱其上端固定在位于机架前侧的上固定梁上，贯穿浆箱前侧悬臂板的导柱其下端固定在位于机架前侧的下固定梁上，贯穿浆箱后侧悬臂板的导柱其上端固定在位于机架后侧的上固定梁上，贯穿浆箱后侧悬臂板的导柱其下端固定在位于机架后侧的下固定梁上。

优选方案，所述浆箱驱动机构包括前驱动机构和后驱动机构，前驱动机构位于位于机架前侧的两根导柱之间，后驱动机构位于机架后侧的两根导柱之间，前驱动机构的结构和后驱动机构的结构相同，包括固定底板，固定底板部分固定在机架底部梁上，固定底板剩余的部分固定在下固定梁上，在固定底板上表面安装有浆箱驱动器，浆箱驱动器为气缸、油缸和伺服电机中的任意一种，浆箱驱动器与悬臂板连接。

优选方案，所述吸浆真空管道呈U形并且横置在浆箱敞口上方，在吸浆真空管道中间直段两端分别套设有与吸浆真空管道转动连接的翻转座，翻转座固定在机架上，并且在翻转座和吸浆真空管道之间设有轴承或者轴套；在吸浆真空管道的中间直段任意一端和机架之间设有限制吸浆真空管道转动角度的角度限定机构。

优选方案，所述转动驱动机构包括分别套设在吸浆真空管道中间平直段两端的从动齿轮，从动齿轮位于相对翻转座外侧，在机架上设有与所述从动齿轮一一啮合连接的主动齿轮，以及驱动所述主动齿轮转动的伺服电机。从动齿轮转动设置在机架一侧的悬臂板上。

优选方案，所述吸浆模有2个并且以吸浆真空管道的轴心线呈对称分布，抽真空连通结构包括设置在吸浆真空管道平直段内部两端的分隔板，在每块分隔板上分别设有连通孔并且两个连通孔呈错位分布，以及两端分别连接在两块分隔板相向内表面上的中间隔板，分隔板和中间隔板将吸浆真空管道内部分隔成两个独立的腔室，吸浆真空管道的一端与其中一个腔室连通，吸浆真空管道的另一端与另外一个腔室连通，每个吸浆模通过若干连通管与各自的腔室连通，连通管为硬质管，连通管的一端连接在吸浆模上，连通管的另一端连接在吸浆真空管道上。

优选方案，在每个吸浆模靠近连通管的一面设有加强板，加强板上设有供所述连通管一一贯穿的通孔，两块加强板相互平行，在两块加强板的相向一侧以及相向的另一侧连接有侧补强板，所述的加强板和侧补强板合围形成矩形结构。

优选方案，所述挤压机构包括固定在机架顶部的固定板，在固定板的下表面连接有与固定板竖直滑动连接的挤压模，在固定板上设有与所述挤压模连接的挤压升降驱动装置，在挤压模内设有加热结构，挤压模在挤压升降驱动装置的驱动下向下靠近转动至挤压模正下方的吸浆模。

优选方案，洒水管驱动机构包括连接在所述高低压洒水管两端的立板，立板的上端连接有滑块，滑块与固定在机架顶部的导轨滑动连接，两根导轨相互平行，在机架上还设有环绕在每根导轨外围的带轮带，两根带轮带各自绕设在两个带轮上并且每块立板的上端通过卡紧结构与带轮带连接，每根导轨的两端分别设有一带轮，其中一根带轮带的其中一个带轮与另外一根带轮带的其中一个带轮通过联动轴连接，所述的联动轴通过链传动结构与伺服驱动电机连接。

优选方案，高低压洒水管包括高压出水管和低压出水管，高压嘴有若干个并且依次间隔连接在高压出水管上，低压嘴有若干个并且依次间隔连接在低压出水管上，高压嘴和低压嘴两两对齐或者错位分布。

与现有的技术相比，本翻转吸浆机器人转移成型机的优点在于：结构简单，更具有多样性的产品生产能力，并可降低设备的制造成本。

通过低压嘴对浆料进行低压洒水清洗，以及通过高压嘴对吸浆模进行高压洒水清洗，可以提高产品质量，以及降低模具维护频率。

机器人协同转移模，可以使得设备使用更加灵活方便。

附图说明

图1是本翻转吸浆机器人转移成型机侧视结构示意图。

图2是本翻转吸浆机器人转移成型机立体结构示意图。

图3是本翻转吸浆机器人转移成型机爆炸结构示意图。

图4是本翻转吸浆机器人转移成型机另一视角立体结构示意图。

图5是本翻转吸浆机器人转移成型机去除机器人后的立体结构示意图。

图6是本翻转吸浆机器人转移成型机抽真空连通结构示意图。

图7是本翻转吸浆机器人转移成型机角度限定机构的结构示意图。

图8是本翻转吸浆机器人转移成型机浆箱的结构示意图。

图9是本翻转吸浆机器人转移成型机后侧立体结构示意图。

具体实施方式

以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图4所示，本翻转吸浆机器人转移成型机包括机架10，机架10采用方形钢管材料焊接制成的框架式结构，在机架后侧面连接有防护门103，防护门103有两扇并且呈对称分布，每一扇防护门103通过合页铰接在机架上。

防护门103可以起到防护作用，确保生产安全。

如图1和图8所示，浆箱20，浆箱20的上端有敞口并且位于机架10的内底部。浆箱20内部设有U形溢流板204，U形溢流板204将浆箱20内部分隔成浆料腔和U形溢流腔，用于防止吸浆进入后的浆料溢流至地面，U形溢流腔通过回流管与收集箱连接。

吸浆模进入至浆料腔中吸浆。

浆箱20底部有排放口，以便于不同配方纸浆的使用。

如图2和图3所示，浆箱驱动机构30，浆箱20和机架10竖直滑动连接，竖直滑动可以保证浆箱20升降的稳定性，避免浆箱20内部的浆料发生晃动而发生溢浆现象。

可以采用以下结构达到上述目的：

在浆箱20敞口前后两侧分别设有悬臂板200，浆箱20和悬臂板200通过焊接连接，在每块悬臂板200的两端分别设有导柱孔201，以及连接在每个导柱孔201下孔口的导柱套202，导柱套202和悬臂板200通过焊接连接，在机架10上设有位于每块悬臂板200上方的上固定梁100，以及位于每块悬臂板200下方的下固定梁101，位于机架10前侧的上固定梁100和下固定梁101上下相互平行，位于机架10后侧的上固定梁100和下固定梁101上下相互平行，在每个导柱套202中分别插入有导柱203并且导柱203的上端向上贯穿导柱孔201，贯穿浆箱20前侧悬臂板200的导柱203其上端固定在位于机架10前侧的上固定梁100上，贯穿浆箱20前侧悬臂板200的导柱203其下端固定在位于机架10前侧的下固定梁101上，贯穿浆箱20后侧悬臂板200的导柱203其上端固定在位于机架10后侧的上固定梁100上，贯穿浆箱20后侧悬臂板200的导柱203其下端固定在位于机架10后侧的下固定梁101上。

浆箱驱动机构30与浆箱20连接并且驱动浆箱20在竖向方向升降；优选地，该浆箱驱动机构30包括前驱动机构和后驱动机构，前驱动机构位于位于机架10前侧的两根导柱203之间，后驱动机构位于机架10后侧的两根导柱203之间，前驱动机构的结构和后驱动机构的结构相同，包括固定底板300，固定底板300部分固定在机架10底部梁上，这里通过螺栓固定，固定底板300剩余的部分固定在下固定梁101上，这里通过螺栓固定，在固定底板300上表面安装有浆箱驱动器301，浆箱驱动器301为气缸、油缸和伺服电机中的任意一种，浆箱驱动器301与悬臂板200连接，伺服电机通过带传动结构与竖直设置的螺杆连接，在悬臂板200上设有与螺杆螺纹连接的螺套，螺套和悬臂板200转动连接，在固定底板300上设有套设在螺杆外侧的防护筒状件，防护筒状件顶部设有横向筒件，带传动结构位于横向筒中，伺服电机固定在横向筒件远离防护筒状件的一端下表面。

如图1-4和图6所示，吸浆真空管道40，吸浆真空管道40呈水平分布且吸浆真空管道40的两端转动连接在机架10上，为了确保转动的稳定性，吸浆真空管道40呈U形并且横置在浆箱20敞口上方，在吸浆真空管道40中间直段两端分别套设有与吸浆真空管道40转动连接的翻转座400，翻转座400固定在机架10上，并且在翻转座400和吸浆真空管道40之间设有轴承401或者轴套；在吸浆真空管道40的中间直段任意一端和机架10之间设有限制吸浆真空管道40转动角度的角度限定机构。

如图4和图7所示，角度限定机构包括套设在吸浆真空管道40中间直段任意一端的固定环402，吸浆真空管道40和固定环402周向固定连接，两者采用若干径向锁定螺钉实现周向固定连接，或者采用焊接实现周向固定连接，在固定环402的外壁设有一限制臂403，在机架上设有两根分别位于固定环402周向外侧的限制立柱104，两根限制立柱104相互平行，并且限制臂403与任意一根限制立柱104上端面接触则该吸浆真空管道40转动到位。

如图3所示，吸浆真空管道40位于浆箱20的敞口上方并且与转动驱动机构50连接。该转动驱动机构50包括分别套设在吸浆真空管道40中间平直段两端的从动齿轮500，从动齿轮500位于相对翻转座400外侧，在机架10上设有与所述从动齿轮500一一啮合连接的主动齿轮501，以及驱动所述主动齿轮501转动的伺服电机502。从动齿轮500转动设置在机架一侧的悬臂板上。

如图3和图6所示，吸浆模60，固定在吸浆真空管道40的中部并且吸浆真空管道40和吸浆模60通过抽真空连通结构连通，浆箱20上升至设定位置后该吸浆模60在吸浆真空管道40的转动下进入至浆箱20中进行吸浆并且随着吸浆真空管道40转动离开浆箱20。

吸浆模60在浆箱20中吸浆时处于该吸浆模60处于浆箱20的内部居中位置，在低压清洗和高压清洗时清洗水则向下流至浆箱20中，以避免清洗水污染地面环境。

优化方案，本实施例的吸浆模60有1-8个，并且当吸浆模60的数量为至少2个时，其中一个吸浆模60进入浆箱中进行吸浆以及剩余吸浆模中的一个吸浆模60与挤压机构70进行匹配。

作为最优化方案，本实施例的吸浆模60有2个并且以吸浆真空管道40的轴心线呈对称分布。

其次，抽真空连通结构包括设置在吸浆真空管道40平直段内部两端的分隔板404，在每块分隔板404上分别设有连通孔406并且两个连通孔406呈错位分布，以及两端分别连接在两块分隔板404相向内表面上的中间隔板405，中间隔板405的两长侧边与吸浆真空管道40内壁密封连接，分隔板404和中间隔板405将吸浆真空管道40内部分隔成两个独立的腔室，吸浆真空管道40的一端与其中一个腔室连通，吸浆真空管道40的另一端与另外一个腔室连通，每个吸浆模60通过若干连通管600与各自的腔室连通，连通管600为硬质管，例如金属管和塑料管等等，连通管600的一端连接在吸浆模上，连通管600的另一端连接在吸浆真空管道40上。

该吸浆真空管道40包括中间管，在中间管的两端分别设有分隔板404，以及连接在每块分隔板404远离中间管一端的L形端部弯管，中间管和分隔板404焊接连接，分隔板404和L形端部弯管通过法兰协同螺栓连接。

在分隔板404远离中间管的一端端面设有环形台阶，法兰固定在L形端部弯管上并且法兰置于环形台阶中，同时，环形台阶上有若干螺纹孔，螺栓贯穿法兰与螺纹孔螺纹连接。

连通孔406为半圆形孔，连通孔406的弧形孔壁与中间管的管壁齐平，中间隔板405的一表面与其中一个连通孔406的平直孔壁齐平，中间隔板405的另一表面与另外一个连通孔406的平直孔壁齐平，这种设计可以避免干扰。

在每个吸浆模60靠近连通管600的一面设有加强板601，加强板601上设有供所述连通管600一一贯穿的通孔，两块加强板601相互平行，在两块加强板601的相向一侧以及相向的另一侧连接有侧补强板602，所述的加强板601和侧补强板602合围形成矩形结构。

加强板601和侧补强板602采用焊接连接，或者采用螺栓连接，这种结构可以提高吸浆模固定的稳定性，避免发生断裂等等现象。

如图1和图3和图9所示，挤压机构70，位于吸浆真空管道40上方并且当离开浆箱20后的吸浆模60转动至挤压机构70正下方时该挤压机构70向下与吸浆模60匹配进行挤压吸浆模60上的浆料并在吸浆模60上制得纸浆制品湿坯。该挤压机构70包括固定在机架10顶部的固定板700，在固定板700的下表面连接有与固定板700竖直滑动连接的挤压模701，在固定板700上设有与所述挤压模701连接的挤压升降驱动装置702，挤压升降驱动装置为气缸或者油缸，还或者是伺服电机一7020，伺服电机一通过带传动结构与竖直设置的螺杆一连接，在挤压模701上设有与螺杆一螺纹连接的螺套一，螺套一和挤压模701转动连接，在固定板700上设有套设在螺杆一外侧的防护筒状件一7021，防护筒状件一7021顶部设有横向筒，带传动结构位于横向筒中，伺服电机一7020固定在横向筒远离防护筒状件一7021的一端下表面，在挤压模701内设有加热结构，加热结构有电加热和蒸汽加热两种方式，可以是任意一种加热方式，挤压模701在挤压升降驱动装置的驱动下向下靠近转动至挤压模701正下方的吸浆模。

吸浆模60和挤压模701相互匹配。

可以开启加热结构，也可以不开启加热结构，根据实际的要求选择，带加热结构可以对纸浆制品湿坯进行加热，以缩短后的热压成型时间。

在机架顶部设有两根位于固定板700横向两端下方的调节梁102，在固定板700横向两端下表面设有与所述调节梁102一一滑动连接的滑块座，在滑块座和调节梁102之间设有调节锁止结构。调节锁止结构宝苦口若干螺丝孔和一个螺丝的结构，通过螺丝插入至任意一个螺丝孔从而对位置进行锁止。

上述结构可以实现固定板700前后位置的调节，即，实现挤压模701安装位置的调节。

机器人80，在机器人80上安装有转移模800，机器人80驱动转移模800去取得纸浆制品湿坯并转移至机架10外；机器人80和转移模800都为现有技术，本申请不对其结构作进一步赘述。

如图5所示，高低压洒水管90，与机架10前后方向水平滑动连接并且横置在吸浆真空管道40上方，在高低压洒水管90上设有出水口朝下的高压嘴和低压嘴，低压嘴为雾化喷水嘴，雾化喷水嘴的低压清洗即雾化清洗，可以达到无毛边、免切边和纸浆制品表面光滑等等优点，高低压洒水管90和洒水管驱动机构90a连接，高低压洒水管90在洒水管驱动机构90a的驱动下移动至吸浆模60上并通过低压嘴对浆料进行低压洒水清洗，以及当纸浆制品湿坯被转移模800转移后该高低压洒水管90移动至吸浆模60上方并通过高压嘴对吸浆模60进行高压洒水清洗。

这里的洒水管驱动机构90a包括连接在所述高低压洒水管90两端的立板901a，立板901a的上端连接有滑块902a，滑块902a与固定在机架10顶部的导轨903a滑动连接，两根导轨相互平行，在机架10上还设有环绕在每根导轨903a外围的带轮带904a，两根带轮带各自绕设在两个带轮905a上并且每块立板901a的上端通过卡紧结构与带轮带904a连接，每根导轨903a的两端分别设有一带轮905a，其中一根带轮带的其中一个带轮905a与另外一根带轮带的其中一个带轮905a通过联动轴906a连接，所述的联动轴906a通过链传动结构与伺服驱动电机907a连接。

洒水清洗时，伺服驱动电机907a开启并通过带轮带904a带动滑块902a沿着导轨903a沿着机架前后方向移动，在前后移动时该高压嘴或低压嘴进行洒水清洗作业。

卡紧结构包括固定在立板901a上端的下卡板，以及位于下卡板上方的上卡板，上卡板和下卡板相互平行，在下卡板的上表面设有与带轮带904a齿牙啮合的卡紧凸齿，带轮带904a从上卡板和下卡板之间留有的间隙之间经过并通过卡紧凸齿与带轮带904a啮合连接。

其次，高低压洒水管90包括高压出水管和低压出水管，高压嘴有若干个并且依次间隔连接在高压出水管上，低压嘴有若干个并且依次间隔连接在低压出水管上，高压嘴和低压嘴两两对齐或者错位分布。

低压洒水压力为0.2-0.3mpa，高压洒水压力为0.8-1.0mpa。

本实施例工作原理如下：

S1、纸浆料混合，将纸浆注入至浆箱中，均匀搅拌混合；

S2、浆箱20上升至设定位置，吸浆真空管道40转动并带动其中一个吸浆模60浸入至浆箱的浆料中，然后吸浆真空管道40与抽真空泵连接进行抽真空，此时浆箱中的浆料由于吸浆模被抽真空从而被吸附吸浆模60上，保持真空状态并转动吸浆真空管道40，吸附有浆料的吸浆模转动至挤压机构70的正下方，另外至少一个吸浆模浸入至浆箱中进行吸浆；

S3、低压嘴对被吸浆模吸附的浆料进行低压清洗；

S4、上述另外一个吸浆模在吸浆时上述挤压机构70同步向下下降与吸浆模60匹配挤压，制得纸浆制品湿坯；

S5、挤压机构70对纸浆制品湿坯进行加热预烘干；烘干水分为总水分的15％以内；

S6、机器人80驱动转移模800去取得纸浆制品湿坯并转移至机架10外；

S7、高压嘴对吸浆模进行高压清洗，清洗后的吸浆模则重复上述的S1-S7步骤。

在上述的S2步骤中，所述浆箱20上升至设定位置为固定一个设定位置，也可以是每次吸浆模浸入浆箱时每次上升至一个设定位置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。