本實(shí)用新型涉及大型塑料檢查井井座成型加工領(lǐng)域，尤其涉及大型塑料檢查井井座的模塊化成型加工裝置。

背景技術(shù)：

公共市政管網(wǎng)建設(shè)用大型塑料檢查井系統(tǒng)(簡稱市政大型塑料檢查井)是用于替代傳統(tǒng)的水泥磚砌管網(wǎng)系統(tǒng)的綠色、環(huán)保、節(jié)能、省地型塑料建材產(chǎn)品，主要用于公共市政管網(wǎng)系統(tǒng)，市政大型塑料檢查井是我國和歐美發(fā)達(dá)國家正在積極研制開發(fā)的高科技、環(huán)保型建材項(xiàng)目。

大型塑料檢查井系統(tǒng)一般由井蓋、井室和井座組成，其中，檢查井井座是體積大、外形和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的關(guān)鍵部件，檢查井井座重量一般達(dá)數(shù)萬克至數(shù)十萬克以上，外形尺寸大于1米，一次性整體注塑成型是其傳統(tǒng)生產(chǎn)方法。通常，檢查井井座是由主管和二個(gè)以上支承管構(gòu)成的，即二通、三通、四通、五通等多種類型的檢查井管件。大型塑料檢查井井座的注塑模具需要多個(gè)長距離側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，而且，井座的主管和支承管外表面通常具有加強(qiáng)筋板，因而，檢查井井座外形復(fù)雜、尺寸巨大，導(dǎo)致注塑模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大，模具設(shè)計(jì)制造難度大、制造成本高，另外，注塑成型工藝要求較高，需要超大型注塑成型設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。

對(duì)于大型塑料檢查井成型加工，除了傳統(tǒng)的一次性整體注塑成型方法，國內(nèi)外正在研究和應(yīng)用滾塑成型方法，與注射成型相比，滾塑成型工藝設(shè)備與模具成本相對(duì)低廉，適合用于超大型塑料件成型加工，但是，滾塑成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要充分考慮到熔體流動(dòng)的特性，其生產(chǎn)效率較低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，自動(dòng)化程度較低，不適合大型塑料管件批量生產(chǎn)。

目前，人們提出了多種類型的組合式塑料檢查井及其組裝方法，針對(duì)井座的主管和支承管焊接組合，一般是采用螺釘連接、熱熔焊接和涂膠等組合方法，這些組合方法的缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作困難；焊接或連接接觸面小，連接組合部位強(qiáng)度低、容易滲漏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實(shí)用新型提供大型塑料檢查井井座的模塊化成型加工裝置，可以實(shí)現(xiàn)大型塑料檢查井井座自動(dòng)化、柔性化制造，簡化模具結(jié)構(gòu)，降低模具制造成本，降低塑料檢查井注塑成型工藝難度和注塑成型設(shè)備要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

大型塑料檢查井井座的模塊化成型加工裝置，包括主管注塑模具、支承管注塑模具、注塑成型設(shè)備、搬運(yùn)機(jī)器人、搬運(yùn)軌道、焊接系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，注塑成型設(shè)備包括主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)、支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)，主管注塑模具和支承管注塑模具分別安裝在主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)和支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)上，主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)和支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)設(shè)置于搬運(yùn)軌道一端，焊接系統(tǒng)設(shè)置于搬運(yùn)軌道另一端，搬運(yùn)機(jī)器人活動(dòng)連接于搬運(yùn)軌道上，且搬運(yùn)機(jī)器人位于注塑成型設(shè)備和焊接系統(tǒng)之間，焊接系統(tǒng)包括設(shè)置于搬運(yùn)軌道上的焊接底座板、固定于焊接底座板上的定位塊、至少一個(gè)焊接板、與焊接板的數(shù)量相同的焊接板機(jī)械手、與焊接板的數(shù)量相同的支承管機(jī)械手，焊接板機(jī)械手、支承管機(jī)械手分別通過支架活動(dòng)連接于焊接底座板，每個(gè)焊接板安裝有一個(gè)焊接板機(jī)械手，塑料檢查井井座的注塑成型后的主管設(shè)置于定位塊上，各焊接板分別位于塑料檢查井井座的注塑成型后的各支承管與主管之間，焊接板的兩側(cè)側(cè)面分別為焊接面，焊接板的兩側(cè)焊接面分別與支承管接合面及主管接合面相對(duì)接配合，控制系統(tǒng)控制連接注塑成型設(shè)備、搬運(yùn)機(jī)器人、焊接板機(jī)械手、支承管機(jī)械手，在主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)上設(shè)有主管注塑機(jī)機(jī)械手，在支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)上設(shè)有支承管注塑機(jī)機(jī)械手。

在支承管接合面處設(shè)有法蘭圈，支承管通過法蘭圈與主管組合連接，支承管的法蘭圈寬度大于2倍井座壁厚。

焊接系統(tǒng)的焊接板具有自動(dòng)控制的電熱機(jī)構(gòu)。

焊接板的與支承管接合面相對(duì)接配合的焊接面與支承管的法蘭圈底面的形狀相同。這里法蘭圈底面即為支承管接合面。

采用大型塑料檢查井井座的模塊化成型加工裝置的方法，該方法包括如下步驟：

a.根據(jù)塑料檢查井井座的材料和設(shè)計(jì)尺寸，設(shè)計(jì)主管和支承管，準(zhǔn)備主管注塑模具、支承管注塑模具；主管注塑模具、支承管注塑模具分別安裝在主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)、支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)上，設(shè)定工作指令和控制程序，啟動(dòng)控制系統(tǒng)；

b.注塑成型設(shè)備工作，主管注塑模具、支承管注塑模具分別開始注塑成型；主管和支承管成型后，分別由主管注塑機(jī)機(jī)械手、支承管注塑機(jī)機(jī)械手抓取轉(zhuǎn)交給搬運(yùn)機(jī)器人；搬運(yùn)機(jī)器人將主管輸送至焊接系統(tǒng)的定位塊上，主管倒置固定于定位塊，并將支承管轉(zhuǎn)交給支承管機(jī)械手；

c.焊接系統(tǒng)開始工作，焊接板溫度控制在塑料檢查井井座塑料熔體溫度范圍內(nèi)，焊接板機(jī)械手和支承管機(jī)械手分別抓取焊接板和支承管，并將主管接合面、支承管接合面分別和焊接板兩側(cè)的焊接面緊密接觸，焊接板快速加熱主管接合面及支承管接合面表面；

d.主管接合面和支承管接合面表面快速加熱融化后，支承管機(jī)械手控制主管和支承管分離，焊接板機(jī)械手控制焊接板抽離，并在主管接合面和支承管接合面表面融化狀態(tài)下，支承管機(jī)械手快速接合壓緊主管和支承管，直至主管和支承管接合面溫度下降至固態(tài)；

e.主管和支承管組合焊接完成，取下塑料檢查井井座。

塑料檢查井井座的主管和支承管采用模塊化設(shè)計(jì)與分體式制造，主管和支承管的注塑和焊接為一體化自動(dòng)加工。

電熱機(jī)構(gòu)對(duì)主管接合面和支承管接合面表面快速均勻加熱融化，主管接合面和支承管接合面表面是淺表面加熱融化。

主管和支承管的成型加工分別由主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)、支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)來完成。

焊接板速加熱主管接合面及支承管接合面表面的加熱時(shí)間3～10秒。

本實(shí)用新型組成檢查井井座的主管和支承管采用模塊化設(shè)計(jì)與分體式制造，即將檢查井井座分解為主管和支承管，首先通過主管和支承管分別注塑成型，支承管注塑成型后即帶有法蘭圈結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行主管和支承管焊接組合為檢查井井座整體，注塑和焊接是一體化自動(dòng)加工。

因檢查井壁厚一般小于15mm，支承管和主管接觸面設(shè)計(jì)為法蘭圈特征，其增大接合面面積，可以增大焊接強(qiáng)度，支承管得法蘭圈和主管組合連接，支承管的法蘭圈寬度H大于2倍井座壁厚h，H在30～50mm范圍內(nèi)，h在10～15mm范圍內(nèi)，H、h皆為正有理數(shù)，主管和支承管分別由自動(dòng)化注塑成型設(shè)備注塑成型加工。

支承管和主管組合是由焊接系統(tǒng)的焊接板完成焊接連接，焊接板的焊接面與主管和支承管的接合面法蘭圈形狀一致，即焊接板的焊接面與主管和支承管接合面相互配合，焊接系統(tǒng)的焊接板機(jī)械手和支承管機(jī)械手?jǐn)?shù)量都可以有多個(gè)。

焊接系統(tǒng)的焊接板具有自動(dòng)控制的電熱機(jī)構(gòu)，電熱機(jī)構(gòu)對(duì)主管和支承管的接合面表面快速均勻加熱融化，主管和支承管的接合面是淺表面加熱融化，焊接板由焊接板機(jī)械手控制，焊接板溫度控制在塑料熔體溫度范圍內(nèi)。

主管注塑模具包括主管型芯、主管型腔、動(dòng)模、定模、澆注系統(tǒng)等。支承管注塑模具包括支承管型芯、支承管型腔、動(dòng)模、定模、澆注系統(tǒng)等。

本實(shí)用新型具有如下積極效果：1.采用模塊化設(shè)計(jì)和分體式制造方法，可以將超大型注塑模具簡化為中小型注塑模具，避免或簡化模具抽芯機(jī)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)簡單，降低模具設(shè)計(jì)難度和制造成本；2.采用模塊化設(shè)計(jì)和分體式制造方法，可以避免使用超大型注塑成型設(shè)備，中小型注塑成型設(shè)備也可以滿足大型塑料檢查井井座加工，降低塑料檢查井注塑成型工藝難度，降低能源消耗；3.采用模塊化設(shè)計(jì)和分體式制造方法，大型塑料檢查井井座柔性化加工程度高，在本實(shí)用新型中，只要更換主管或支承管注塑模具，就可以方便地實(shí)現(xiàn)二通、三通、四通、五通等多種類型的檢查井井座成型加工；4.支承管的焊接面采用法蘭圈結(jié)構(gòu)，法蘭圈與主管圓柱體外表面直接焊接，可以增大焊接面積，焊接強(qiáng)度高，焊接操作簡單；采用焊接面的淺表面加熱溶化，焊接質(zhì)量好，可以降低焊接基體材料變形；5.生產(chǎn)效率高，容易實(shí)施大批量自動(dòng)化生產(chǎn)；6.適用范圍廣，可以成型加工所有熱塑性塑料材料。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1中PE塑料二通井座的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例1中PE塑料二通井座的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為實(shí)施例2中本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為實(shí)施例2中PVC塑料三通井座的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為實(shí)施例2中PVC塑料三通井座的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)、1-1.主管注塑機(jī)機(jī)械手、2.主管注塑模具、3.搬運(yùn)軌道、4.支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)、4-1.支承管注塑機(jī)機(jī)械手、5.支承管注塑模具、6.搬運(yùn)機(jī)器人、7.支承管、7-1.支承管接合面、8.焊接板一、8-1.焊接面、9.焊接板機(jī)械手一、10.主管、10-1.主管接合面、11.焊接板機(jī)械手二、12.焊接板二、12-1.焊接板二焊接面、13.控制系統(tǒng)、14.支架、15定位塊、16.焊接底座板、17.法蘭圈、18.支承管機(jī)械手一、19.支承管機(jī)械手二。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述：

實(shí)施例1，參見附圖1～附圖3，以PE塑料二通井座成型加工為例，大型塑料檢查井井座的模塊化成型加工裝置，包括：主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)1、主管注塑模具2、搬運(yùn)軌道3、支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)4、支承管注塑模具5、搬運(yùn)機(jī)器人6、焊接系統(tǒng)、控制系統(tǒng)13。

二通檢查井井座包括：支承管7、主管10，在支承管接合面7-1處設(shè)有法蘭圈17，焊接系統(tǒng)包括焊接底座板16、定位塊15、焊接板一8、焊接板機(jī)械手一9、支承管機(jī)械手一18、焊接板二12、焊接板機(jī)械手二11、支承管機(jī)械手二19，焊接板一8的與支承管接合面7-1相對(duì)接配合的焊接面8-1與支承管7的法蘭圈17底面的形狀相同，法蘭圈17的底面為曲面，法蘭圈17的寬度H大于2倍井座壁厚h，這里H是40mm，h為10mm，主管注塑模具2安裝在主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)1，支承管注塑模具5安裝在支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)4。各焊接板機(jī)械手及支承管機(jī)械手分別通過支架14活動(dòng)連接于焊接底座板16。

啟動(dòng)控制系統(tǒng)13，設(shè)定工作指令和控制程序；焊接板一8溫度控制在PE塑料熔體溫度范圍220～275度。

主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)1和支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)4工作，主管注塑模具2、支承管注塑模具5開始注塑成型；主管10和支承管7成型后，分別由主管注塑機(jī)機(jī)械手1-1、支承管注塑機(jī)機(jī)械手4-1抓取轉(zhuǎn)交給搬運(yùn)機(jī)器人6；搬運(yùn)機(jī)器人6將主管10和支承管7輸送至焊接系統(tǒng)，并將主管10倒置固定在定位塊15上；支承管7輸送至焊接系統(tǒng)的支承管機(jī)械手一18。

焊接系統(tǒng)工作，焊接板機(jī)械手一9和支承管機(jī)械手一18分別抓取焊接板一8和支承管7，并將主管10、支承管7和焊接板一8的焊接面8-1緊密接觸，焊接板一8快速加熱主管接合面10-1和支承管接合面7-1表面，加熱時(shí)間3～5秒；主管接合面10-1和支承管接合面7-1表面快速加熱融化后，焊接板一8抽離；支承管機(jī)械手一18和焊接板機(jī)械手一9各自控制支承管7、焊接板一8和主管10分離，并在主管10和支承管7的接合表面融化狀態(tài)下，支承管機(jī)械手一18控制支承管7再快速接合壓緊主管10，直至主管10和支承管7接合面溫度下降至固態(tài)。

主管10和支承管7組合焊接完成，取下PE塑料二通井座。

實(shí)施例2，參見附圖4～附圖6，以PVC塑料三通井座成型加工為例，大型塑料檢查井井座的模塊化成型加工裝置，包括：主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)1、主管注塑模具2、搬運(yùn)軌道3、支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)4、支承管注塑模具5、搬運(yùn)機(jī)器人6、焊接系統(tǒng)、控制系統(tǒng)13。

三通檢查井井座包括：兩個(gè)支承管7、主管10，在兩個(gè)支承管7的支承管接合面7-1處分別設(shè)有法蘭圈17，法蘭圈17的寬度H大于2倍井座壁厚h，這里H是30mm，h為10mm，焊接系統(tǒng)包括焊接底座板16、定位塊15、焊接板一8和焊接板二12、焊接板機(jī)械手一9和焊接板機(jī)械手二11、支承管機(jī)械手一18和支承管機(jī)械手二19。其余機(jī)構(gòu)與實(shí)施例1相同。

啟動(dòng)控制系統(tǒng)13，設(shè)定工作指令和控制程序；焊接板一8和焊接板二12溫度控制在PVC塑料熔體溫度范圍80～90度。

主管自動(dòng)化注塑成型機(jī)1和支承管自動(dòng)化注塑成型機(jī)4工作，主管注塑模具2、支承管注塑模具5開始注塑成型；主管10、兩個(gè)支承管7成型后，分別由主管注塑機(jī)機(jī)械手1-1、支承管注塑機(jī)機(jī)械手4-1抓取轉(zhuǎn)交給搬運(yùn)機(jī)器人6；搬運(yùn)機(jī)器人6將主管10、兩個(gè)支承管7輸送至焊接系統(tǒng)，并將主管10倒置固定在定位塊15上；一個(gè)支承管7輸送至焊接系統(tǒng)的支承管機(jī)械手一18；另一個(gè)支承管7輸送至焊接系統(tǒng)的支承管機(jī)械手二19。

焊接系統(tǒng)工作，焊接板機(jī)械手一9、焊接板機(jī)械手二11、支承管機(jī)械手一18和支承管機(jī)械手二19分別抓取焊接板一8、焊接板二12、兩個(gè)支承管7，并將主管10、一個(gè)支承管7和焊接板一8的焊接面8-1緊密接觸，以及主管10、另一個(gè)支承管7和焊接板二12的焊接板二焊接面12-1緊密接觸，焊接板加熱時(shí)間5～10秒；主管10和一支承管7、主管10和另一支承管7的主管接合面10-1和支承管接合面7-1表面快速加熱融化后，焊接板一8和焊接板二12抽離，支承管機(jī)械手一18和焊接板機(jī)械手一9各自控制一支承管7、焊接板一8和主管10分離，支承管機(jī)械手二19和焊接板機(jī)械手二11各自控制另一支承管7、焊接板二12和主管10分離，并在兩個(gè)支承管7和主管10的支承管接合面7-1、主管接合面10-1表面融化狀態(tài)下，再快速接合壓緊兩個(gè)支承管7和主管10，直至接合面溫度下降至固態(tài)。

兩個(gè)支承管7和主管10組合焊接完成，取下PVC塑料三通井座。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。