CN102218814B

CN102218814B - 汽车内饰件自动加热成型设备

Info

Publication number: CN102218814B
Application number: CN 201110130795
Authority: CN
Inventors: 张万喜; 刘海峰; 窦艳丽; 陈广义; 魏志勇; 马继群
Original assignee: CHANGCHUN BOCHAO AUTO ACCESSORIES Co Ltd; Jilin University
Current assignee: Changchun Bochao Auto Accessories Co., Ltd.
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2031-05-20
Also published as: CN102218814A

Abstract

本发明涉及一种用于制备汽车内饰件的自动加热成型设备。该设备主要由进料输送机、远红外加热炉、取料机械手、成型模具、成型液压机、气动系统和电气控制系统组成，所述的进料输送机主要由驱动装置、输送装置和安装有可调地脚的铝型材支架组成，所述的远红外加热炉安装于进料输送机上，输送网穿过远红外加热炉的自动炉门，所述的取料机械手安装于远红外加热炉一端的自动炉门外，并固定于成型液压机上，取料机械手用于将加热后的原料取出并置于成型模具中。本发明将加热设备和成型设备有效集成，减少了占地面积；实现了自动送料，自动加热，自动取料，自动成型的全自动化操作。

Description

汽车内饰件自动加热成型设备

技术领域

本发明涉及一种用于制备汽车内饰件的自动加热成型设备，属于汽车内饰件机械制造领域。

背景技术

热压工艺是一种生产汽车内饰件的重要生产工艺，这种生产工艺目前广泛用于制备汽车行李箱中的左右护面、地毯及盖面，汽车门内板插件，顶棚等等。该生产工艺是将毛毡或者板材放入加热炉中进行加热，然后通过压力设备在相应的模具中进行压制成型得到产品。整个生产过程需要八个环节，即工人取料放入加热炉中，铺平，点动合炉，等待加热完毕后开炉，从加热炉中取出，然后需要迅速放入模具中，展平，点动合模，加压成型后取出产品。整个生产过程费时，人员成本投入大。随着汽车产业的迅猛发展，汽车内饰件行业也迫切的向着高质高效的方向发展，而目前的热压工艺不利于提高内饰件的生产效率。中国发明专利文献（公开号：CN 101775708A）中公开了一种汽车内饰件毡自动成型机，该机器集成了补料工位、预压工位、铺网工位和成型工位，目的是将纤维直接制成内饰件毡成品，也是为了能够提高生产效率。但是该机器存在以下缺点，第一，用于制备内饰件的毛毡是多种纤维按照一定比例均匀混合后针刺成毡的，没有空气混匀的过程，直接铺网是很难达到均匀，这将影响毛毡的力学性能。第二，纤维制毡的过程中，由于纤维很轻，在设备周围的空气中存在大量纤维飞絮，而将该生产过程和内饰件生产集成在一起，纤维飞絮落到成型工位上，势必会影响内饰件的表面质量。第三，整个设备没有加热工位，这对于内饰件的生产是不现实的，毛毡不经加热直接压制，不具备良好的延展性。而且，对于多数内饰件生产厂是直接针对毛毡或板材进行加工的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在上述问题，为汽车内饰件的制造提供一种生产效率高，能够同时节约时间成本和人员成本，并能够针对多种原材料，例如PET毛毡，麻纤维聚合物复合毛毡，PP、PU等聚合物板材进行加工的一种汽车内饰件自动加热成型设备。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

一种汽车内饰件自动加热成型设备，主要由进料输送机A、远红外加热炉D、取料机械手E、成型模具F1、成型液压机F2、气动系统C和电气控制系统B组成，所述的进料输送机A主要由驱动装置、输送装置和安装有可调地脚A5的铝型材框架A8组成，输送装置中的输送网A6由减速器及变频电机A12通过链轮链条机构驱动沿链条托轨A7移动，由安装在从动轴A3一端的编码器A11控制输送距离，由安装在链条托轨A7上的接近传感器甲A9控制输送位置，所述的远红外加热炉D安装于进料输送机A上输送网A6穿过远红外加热炉D的自动炉门D4，所述的取料机械手E安装于远红外加热炉D一端的自动炉门D4外，并固定于成型液压机F2上，取料机械手E用于将加热后的原料取出并置于成型模具F1中。

所述的链轮链条机构包括：主动轴A17、从动轴A3、装在主动轴A17上的驱动链轮A13、固定在从动轴A3上的从动链轮A15和套装在驱动链轮A13、从动链轮A15上的链条A16，主动轴A17和一根从动轴A3通过安装板A4固定在铝型材框架A8的一端，另两根从动轴A3通过安装板A4固定在铝型材框架A8的另一端，主动轴A17由减速器及变频电机A12驱动旋转，带动链条A16沿链条托轨A7移动，输送网A6与链条A16同步移动，并由装在主动轴A17和从动轴A3上的支撑滚轮A2支撑，由张紧装置A1调节松紧度。

所述的远红外加热炉D由加热管支架D1、加热管D2、保温层D3、自动炉门D4、气压缸D5、加热器可调地脚D6和反射板D7组成，所述的加热管D2采用远红外石英加热管，保温层D3采用硅酸铝板，反射板D7采用不锈钢板，加热管D2由加热管支架D1支撑并且分上下两层排列于炉内，进料输送机A的输送网A6贯穿于两层加热管D2之间，自动炉门D4由气压缸D5带动启闭。

所述的成型装置中的成型模具F1可进行更换；所述的远红外加热炉D的温度范围从室温到300℃可调；所述的成型液压机F2的压力可调。

所述的取料机械手E主要有夹持机构和传动机构组成，夹持机构由汽缸8、动夹爪18和定夹板20组成，汽缸8和定夹板20固定在连接横梁22上，连接横梁22两端通过安装在拖动链条28中的滑块27相连，并随拖动链条28移动，汽缸8驱动动夹爪18与定夹板20夹紧或张开；所述的传动机构由链条导轨6、拖动链条28、传动链条29、主动链轮11、过渡链轮26和从动链轮A15组成，主动链轮11通过传动组件由减速器及变频电机A12驱动旋转，带动夹持机构沿安装在铝型材支架23的支座上链条导轨6前后移动。

所述的夹持机构的汽缸8通过铰链支座30固定在支座7上，汽缸8的活塞杆与摆臂16的一端销轴连接，摆臂16的另一端和动夹爪18交叉固定在转轴19上，转轴19通过轴承座21与无油轴承17固定在连接横梁22上，汽缸8的活塞杆伸缩通过摆臂16带动转轴19旋转，驱动动夹爪18与定夹板20夹紧、张开。

所述的传动机构中的链条导轨6安装在铝型材支架23的支座上，过渡链轮26和从动链轮A15分别装在链条导轨6的两端，由拖动链条28连接，过渡链轮26和主动链轮11通过传动链条29连接，装在链条导轨6上的张紧机构4用于调节拖动链条28的松紧度，保证左右两条拖动链条28同步，固定在铝型材支架23支座上的张紧器13用于调节传动链条29的松紧度。

所述的传动组件包括传动轴25和装在传动轴25轴端的主动链轮11，传动轴25另一端与减速器及变频电机A12中的减速器连接，传动轴25通过装有带座调心轴承14的安装板12固定在铝型材支架23的支座上，过渡链轮26与主动链轮11通过传动链条29连接。

在所述的链条导轨6上装有接近传感器乙5，用于调节接近传感器乙5的位置改变支座7运动的极限位置；在支座7下方装有编码器甲10，编码器甲10通过编码器安装架9固定在铝型材支架23的支座上，编码器甲10作用是控制机械手的运动。

所述的铝型材支架23设置有四个安装夹板24，用于与成型液压机F2固定。

本发明设备的优点在于将加热设备和成型设备有效集成，减少了占地面积；实现了自动送料，自动加热，自动取料，自动成型的全自动化，从而减少了工作人员，提高了生产效率。通过改变加热装置的温度可实现了对多种原材料进行加工，通过更换模具实现了多种内饰件产品的生产。

附图说明

图1汽车内饰件自动加热成型设备。

图2送料输送机结构示意图。

图3送料输送机左视状态示意图。

图4送料输送机运动原理图。

图5远红外加热炉结构示意图。

图6为本发明的汽车内饰件成型机的自动化机械手装置的结构示意图。

图7为本发明的汽车内饰件成型机的自动化机械手装置运动原理图。

图8为本发明的汽车内饰件成型机的自动化机械手装置动夹爪张开状态图。

图9为本发明的汽车内饰件成型机的自动化机械手装置动夹爪夹紧状态图。

图中：A.进料输送机 B.电气控制系统 C.气动系统 D.远红外加热炉 E.取料机械手 F1.成型模具 F2.成型液压机

A1.张紧装置 A2.支撑滚轮 A3.从动轴 A4.安装板 A5.可调地脚 A6.输送网 A7.链条托轨 A8.铝型材框架 A9.接近传感器甲 A10.限位装置 A11.编码器 A12.减速器及变频电机 A13驱动链轮 A14限位环 A15从动链轮 A16链条 A17主动轴

D1.加热管支架 D2.加热管 D3.保温层 D4.自动炉门 D5.气压缸 D6.加热器可调地脚

1.从动轴支座 2.从动轴 4.张紧机构 5.接近传感器乙 6.链条导轨 7.支座 8.汽缸9.编码器安装架 10.编码器甲 11.链轮 12.安装板 13.张紧器 14.带座调心轴承 16.摆臂 17.无油轴承 18.动夹爪 19.转轴 20.定夹板 21.轴承座 22.连接横梁 23.铝型材支架 24.安装夹板 25.传动轴 26.过渡链轮 27.滑块 28.拖动链条 29.传动链条 30.铰链支座

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明的技术方案做进一步说明：

本发明所述的一种汽车内饰件自动加热成型设备，该设备包括进料输送机A、远红外加热炉D、取料机械手E、成型模具F1、成型液压机F2、气动系统和电气控制系统。进料输送机A贯穿于加热设备，可直接将毛毡或板材送于远红外加热炉D中，远红外加热炉D的自动炉门D4可自动开闭，当毛毡或板材送至加热工位时，自动炉门D4自动打开，输送网A6带料直接进入加热炉中，自动炉门D4关闭；当加热温度和时间达到设定值时，炉门打开，输送网A6将加热后的毡料或板料送至机械手处，这时取料机械手从输送网上将毡料或板料夹住，沿导轨运动，将毡料或板料送于成型设备的模具中，当取料机械手停在设定位置时，成型设备自动合模，按照预定时间保压后开模，得到内饰件成品。

本发明中，进料输送机主要由铝型材机架和铁网构成，其特征在于通过编码控制器控制输送距离，通过接近传感器控制输送位置，直接将原料送入远红外加热炉中。远红外加热炉由加热管、保温层和反射板构成。加热管采用石英材料，保温层采用硅酸铝，上下反射板采用不锈钢板，具有节能和升温快的特点。加热装置采用气动门，由温度传感器控制自动开闭。取料机械手可从远红外加热炉中取出板料并置于成型模具F1中，通过成型液压机F2调节压力，并可通过机械手的位置控制液压机的工作开关。成型装置中的模具可进行更换，从而生产不同类型的汽车内饰件。

参阅图1、图2、图3、图4和图5所示，远红外加热炉D安装于进料输送机A一侧，使进料输送机A上层的输送网穿过远红外加热炉D。取料机械手E末端安装于远红外加热炉D的另一侧炉门外，取料机械手E的安装夹板固定于成型液压机F2上。进料输送机A包括铝型材框架A8、输送网A6和链条托轨A7。从动轴A3固定于安装板A4上，由支撑滚轮A2支撑输送网A6，从动轴A3转动时输送网A6沿链条托轨A7运动，由编码器A11控制输送距离，由接近传感器甲A9控制输送位置。铝型材框架A8下安有可调地脚A5，用于调节高度以配合远红外加热炉D的位置。远红外加热炉D由加热管D2、保温层D3、自动炉门D4构成。加热管D2采用石英材料，保温层D3采用硅酸铝，上下反射板采用不锈钢板。加热管D2由加热管支架D1支撑，分上下两层，顺序排列与炉内，进料输送机的输送网A6铺设在两层加热管D2中间。根据所选板料的不同，调节远红外加热炉的温度。在本实施例中，选用PET毛毡制备汽车后行李箱左右护面，设定温度为210℃，加热时间为30秒，温度和时间达到后，自动炉门D4由汽缸带动自动打开，取料机械手E从远红外加热炉中取出PET毛毡并置于成型模具中，通过液压机调节压力，并可通过取料机械手E的位置控制液压机的工作开关。

本发明所述的取料机械手E参阅图6，主要有夹持机构和传动机构组成，所述的夹持机构由汽缸8、动夹爪18和定夹板20组成，汽缸8和定夹板20固定在连接横梁22上，连接横梁22两端与安装在拖动链条28中的滑块27相连，并随拖动链条28移动，汽缸8驱动动夹爪18与定夹板20夹紧或张开；所述的传动机构由链条导轨6、拖动链条28、传动链条29、主动链轮11、过渡链轮26和从动链轮A15组成，主动链轮11通过传动组件由减速器及变频电机A12驱动旋转，带动夹持机构沿安装在铝型材支架23的支座上链条导轨6前后移动。

本发明的工作过程参阅图7、图8和图9，减速器及变频电机A12带动传动轴旋转，传动轴通过传动链条带动过渡链轮旋转，过渡链轮带动拖动链条运动，拖动链条通过滑块带动连接横梁前后移动，当运动到取料位置，即铝型材支架的最前端时，连接横梁22上的汽缸8的活塞杆缩回通过摆臂16带动转轴19旋转，使动夹爪18与定夹板20夹紧，取出物料，然后由编码器甲10控制，拖动链条拖动连接横梁22向后移动，物料被拖上铝型材支架上，托板7防止物料的后端掉落，当连接横梁22靠近链条导轨6上的接近传感器乙5时，达到支座的送料位置，汽缸活塞杆伸出，动夹爪18张开，将物料放入成型模具中。

以上实施例仅仅是为了说明本发明的实施方法，并不能限制本发明在其他材料和内饰件上的应用。成型设备中的模具可进行更换，从而生产不同类型的汽车内饰件。

Claims

1.一种汽车内饰件自动加热成型设备，主要由进料输送机（A）、远红外加热炉（D）、取料机械手（E）、成型模具（F1）、成型液压机（F2）、气动系统（C）和电气控制系统（B）组成，其特征在于，所述的进料输送机（A）主要由驱动装置、输送装置和安装有可调地脚（A5）的铝型材框架（A8）组成，输送装置中的输送网（A6）由减速器及变频电机（A12）通过链轮链条机构驱动沿链条托轨（A7）移动，由安装在从动轴（A3）一端的编码器（A11）控制输送距离，由安装在链条托轨（A7）上的接近传感器甲（A9）控制输送位置，所述的远红外加热炉（D）安装于进料输送机（A）上，输送网（A6）穿过远红外加热炉（D）的自动炉门（D4），所述的取料机械手（E）安装于远红外加热炉（D）一端的自动炉门（D4）外，并固定于成型液压机（F2）上，取料机械手（E）用于将加热后的原料取出并置于成型模具（F1）中。

2.根据权利要求1所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，所述的链轮链条机构包括：主动轴（A17）、从动轴（A3）、装在主动轴（A17）上的驱动链轮（A13）、固定在从动轴（A3）上的从动链轮（A15）和套装在驱动链轮（A13）、从动链轮（A15）上的链条（A16），主动轴（A17）和一根从动轴（A3）通过安装板（A4）固定在铝型材框架（A8）的一端，另两根从动轴（A3）通过安装板（A4）固定在铝型材框架（A8）的另一端，主动轴（A17）由减速器及变频电机（A12）驱动旋转，带动链条（A16）沿链条托轨（A7）移动，输送网（A6）与链条（A16）同步移动，并由装在主动轴（A17）和从动轴（A3）上的支撑滚轮（A2）支撑，由张紧装置（A1）调节松紧度。

3.根据权利要求1或2所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，所述的远红外加热炉（D）由加热管支架（D1）、加热管（D2）、保温层（D3）、自动炉门（D4）、气压缸（D5）、加热器可调地脚（D6）和反射板（D7）组成，所述的加热管（D2）采用远红外石英加热管，保温层（D3）采用硅酸铝板，反射板（D7）采用不锈钢板，加热管（D2）由加热管支架（D1）支撑并且分上下两层排列于炉内，进料输送机（A）的输送网（A6）贯穿于两层加热管（D2）之间，自动炉门（D4）由气压缸（D5）带动启闭。

4.根据权利要求1或2所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，所述的成型装置中的成型模具（F1）可进行更换；所述的远红外加热炉（D）的温度范围从室温到300℃可调；所述的成型液压机（F2）的压力可调。

5.根据权利要求1所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，所述的取料机械手（E）包括有夹持机构和传动机构，夹持机构由汽缸（8）、动夹爪（18）和定夹板（20）组成，汽缸（8）和定夹板（20）固定在连接横梁（22）上，连接横梁（22）两端通过安装在拖动链条（28）中的滑块（27）相连，并随拖动链条（28）移动，汽缸（8）驱动动夹爪（18）与定夹板（20）夹紧或张开；所述的传动机构由链条导轨（6）、拖动链条（28）、传动链条（29）、主动链轮（11）、过渡链轮（26）和从动链轮（A15）组成，主动链轮（11）通过传动组件由减速器及变频电机（A12）驱动旋转，带动夹持机构沿安装在铝型材支架（23）的支座上链条导轨（6）前后移动。

6.根据权利要求5所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，所述的夹持机构的汽缸（8）通过铰链支座（30）固定在支座（7）上，汽缸（8）的活塞杆与摆臂（16）的一端销轴连接，摆臂（16）的另一端和动夹爪（18）交叉固定在转轴（19）上，转轴（19）通过轴承座（21）与无油轴承（17）固定在连接横梁（22）上，汽缸（8）的活塞杆伸缩通过摆臂（16）带动转轴（19）旋转，驱动动夹爪（18）与定夹板（20）夹紧、张开。

7.根据权利要求5所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，所述的传动机构中的链条导轨（6）安装在铝型材支架（23）的支座上，过渡链轮（26）和从动链轮（A15）分别装在链条导轨（6）的两端，由拖动链条（28）连接，过渡链轮（26）和主动链轮（11）通过传动链条（29）连接，装在链条导轨（6）上的张紧机构（4）用于调节拖动链条（28）的松紧度，保证左右两条拖动链条（28）同步，固定在铝型材支架（23）支座上的张紧器（13）用于调节传动链条（29）的松紧度。

8.根据权利要求5所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，所述的传动组件包括传动轴（25）和装在传动轴（25）轴端的主动链轮（11），传动轴（25）另一端与减速器及变频电机（A12）中的减速器连接，传动轴（25）通过装有带座调心轴承（14）的安装板（12）固定在铝型材支架（23）的支座上，过渡链轮（26）与主动链轮（11）通过传动链条（29）连接。

9.根据权利要求5所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，在所述的链条导轨（6）上装有接近传感器乙（5），用于调节接近传感器乙（5）的位置改变支座（7）运动的极限位置；在支座（7）下方装有编码器甲（10），编码器甲（10）通过编码器安装架（9）固定在铝型材支架（23）的支座上，编码器甲（10）作用是控制机械手的运动。

10.根据权利要求5所述的汽车内饰件自动加热成型设备，其特征在于，所述的铝型材支架（23）设置有四个安装夹板（24），用于与成型液压机（F2）固定。