CN103057029A - 碳纤维树脂薄板的输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将加热软化的碳纤维树脂薄板以高定位精度输送至冲压装置的经济效益优良的输送装置。本发明的碳纤维树脂薄板(W)的输送装置，将已在加热炉中加热的碳纤维树脂薄板(W)输送至冲压装置，该装置具备：滑块(4)，其在加热炉和冲压装置之间进行移动；薄板保持单元(10)，其装载在该滑块(4)上，夹紧碳纤维树脂薄板W的两端部并对其施加张力。能够使薄板保持单元(10)成为具备夹紧卡爪(13)、(16)和使这些夹紧卡爪向外侧位移的张力赋予单元(19)的结构。另外，薄板保持单元(10)可以是具备配置于保持框架内侧的带弹簧的保持件和夹紧该保持框架的夹紧卡爪的结构。

Description

碳纤维树脂薄板的输送装置

技术领域

本发明涉及一种例如用作汽车用零件、飞机用零件等的碳纤维树脂薄板的输送装置。

背景技术

近年来，根据汽车或飞机的轻型化要求，进行着用树脂制零件代替金属零件的研究。尤其是在最近，随着碳纤维对树脂产品的强化技术的发展，尝试着将掺入碳纤维的树脂薄板用于汽车的车用地板或车柱等。

将这种碳纤维树脂薄板预先在加热炉中进行加热软化，之后在冲压装置中冲压成型成所希望的形状。然而，由于该加热温度是高于碳纤维树脂薄板发生垂伸(draw down)的温度，因此碳纤维树脂薄板在由加热炉输送至冲压装置的途中容易产生变形。如果产生这种变形，则对冲压装置供给的位置容易产生偏移，有可能导致成形品产生尺寸误差。

作为现有软质薄板的输送装置，已知如专利文献1所示那样采用了具备多个刺针的薄板保持框架的结构。然而，在该情况下，在薄板的整个边缘部分针孔都变得很明显，因此最终还得切除边缘部分，从而存在降低材料利用率的问题。尤其是碳纤维树脂薄板的价格非常高，因此不能忽略该问题。

另外，在碳纤维树脂薄板上层叠聚酰亚胺薄膜等保护膜以防止在输送中产生变形的技术也被开发。然而，在该情况下，在冲压成型后必须从产品中除去聚酰亚胺薄膜，因此产生多余的工序。而且，由于该聚酰亚胺薄膜只使用一次，因此存在产生额外成本的问题。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1：特开平11-292362号公报

发明内容

发明要解决的课题

由此，本发明的目的在于，解决上述现有问题，并提供一种碳纤维树脂薄板的输送装置，该装置能够将在加热炉中加热软化的碳纤维树脂薄板以较高的定位精度输送至冲压装置，而且具有优异的经济效益。

解决课题的方法

为解决上述课题而做出的本发明是，一种碳纤维树脂薄板的输送装置，其将在加热炉中已加热的碳纤维树脂薄板输送至冲压装置，其特征在于，该输送装置具备：滑块，其在加热炉和冲压装置之间进行移动；薄板保持单元，其装载在该滑块上，夹紧碳纤维树脂薄板的两端部并对其施加张力。

此外，若根据本发明方案2，则能够采用如下结构：薄板保持单元具备：夹紧卡爪，其直接夹紧碳纤维树脂薄板的两端部；张力赋予单元，其使这些夹紧卡爪向外侧位移。

另外，若根据本发明方案3，则能够采用如下结构：薄板保持单元具备：带弹簧的保持件，其配置于保持框架的内侧；夹紧卡爪，其夹紧该保持框架。并且，若根据本发明方案4所示，则当碳纤维树脂薄板为四角形时，优选薄板保持单元为夹紧其四角并对其施加张力的结构

而且，若根据本发明方案5，则能够采用如下结构：在所述滑块上设有多个薄板保持单元，并使这些多个薄板保持单元具有在加热炉内层叠碳纤维树脂薄板的功能。

发明效果

若根据本发明碳纤维树脂薄板的输送装置，则在通过薄板保持单元夹紧碳纤维树脂薄板的两端部对其施加张力的同时移动滑块，由此将碳纤维树脂薄板从加热炉输送至冲压装置。因此，如果适当地调整张力，则可以使碳纤维树脂薄板不发生变形而进行输送，从而使向冲压装置的供给定位精度良好。而且只需夹紧碳纤维树脂薄板两端部的四个点左右，因此几乎不产生如现有技术一样的需要切除的部分，从而提高材料利用率。进而，与在碳纤维树脂薄板层叠聚酰亚胺薄膜的方法相比，无需多余的工艺或辅助材料，很经济。此外，若根据方案5所记载的碳纤维树脂薄板的输送装置，则能够通过层叠多张碳纤维树脂薄板，得到厚度大的冲压成型品。

附图说明

图1是本发明的实施方案的整体侧视图，表示薄板保持单元处于供给位置的状态。

图2是本发明的实施方案的整体侧视图，表示薄板保持单元处于加热位置的状态。

图3是本发明的实施方案的整体侧视图，表示薄板保持单元处于冲压位置的状态。

图4是薄板保持单元的放大主视图。

图5是薄板保持单元的放大俯视图。

图6是其他薄板保持单元的放大主视图。

图7是其他薄板保持单元的放大俯视图。

图8是加热炉的主视图。

图9是其他加热炉的主视图。

图10是第二实施方案的工艺说明图，(A)是主要部分的俯视图，(B)是主视图。

图11是第二实施方案的工艺说明图，(A)是主要部分的俯视图，(B)是主视图。

图12是第二实施方案的工艺说明图，(A)是主要部分的俯视图，(B)是主视图。

图13是第二实施方案的工艺说明图，(A)是主要部分的俯视图，(B)是主视图。

图14是第二实施方案的流程图。

图15是第二实施方案的其他流程图。

附图标记说明

1固定基座

2滑动基座

3气缸

4滑块

5链轮

6无接头环形带

7连结件

8升降装置

10薄板保持单元

11直线导轨

12夹紧基座

13下侧夹紧卡爪

14销

15开闭连杆

16上侧夹紧卡爪

17开闭用气缸

18销

19张力赋予单元

20保持框架

21弹簧

22保持件

30加热炉

31框架

32框架

33红外加热器

34红外加热器

35薄板保持器

36气缸

40冲压装置

具体实施方式

以下，对本发明的实施方案进行说明。

图1是实施例的输送装置的整体图，1是固定基座，2是滑动基座，其在该固定基座1的上方，以沿着水平方向滑动自如的方式被支撑。滑动基座2由省略图示的直线导轨等支撑单元支撑，并具有如下结构：能够由气缸3从图1所示的位置至图2所示的位置移动相当于用A表示的冲程。此外，在固定基座1和滑动基座2之间设有气缸等升降装置8，能够对滑动基座2进行升降。

在该滑动基座2的上面，滑块4被后述的直线导轨等支撑单元支撑。滑动基座2具备紧绷地设置于其两端的链轮5、5之间的无接头环形带6，滑块4通过连结件7与该无接头环形带6连结。因此，通过用省略图示的马达移动该无接头环形带6，能够使滑块4在滑动基座2上移动。其可移动距离在图1中表示为B。可以从图1中知道，在该实施方案中，供给位置和加热位置之间的距离为A，从加热位置到冲压位置的距离为B。

在滑块4的上部装载有薄板保持单元10。以下，对其具体结构进行说明。图4和图5表示薄板保持单元10的第一实施方案，滑块4在左右一对滑动基座2上由直线导轨11支撑。该滑块4是通过上述无接头环形带6在垂直于图4纸面的方向、在图5的上下方向上进行移动的滑块。不过，在图4、图5中省略了无接头环形带6。

在滑块4上设有在左右方向延伸的短直线导轨11，在其上设有盒型夹紧基座12。在夹紧基座12的顶端设有下侧夹紧卡爪13。另外，在稍微比其顶端更靠近内侧的位置通过销14以旋转自如的方式安装有开闭连杆15，在该开闭连杆15的顶端设有上侧夹紧卡爪16。另外，在夹紧基座12的内部以可进行摆动的方式配置有开闭用气缸17，其杆的顶端通过销18连结于开闭连杆15的中间位置。因此，通过开闭用气缸17使开闭连杆15以销14为中心摆动，由此能够使上侧夹紧卡爪16对下侧夹紧卡爪13进行开闭。

如图5所示，上述结构的薄板保持单元10在左右各有两个、共设有四个，如图4、图5所示，其能够夹紧碳纤维树脂薄板W的两端部。另外，在这些夹紧基座12的外侧配置有作为张力赋予单元19的小型气缸，能够使夹紧基座12在直线导轨11上只移动小距离。因此，如图4、图5所示，在夹紧碳纤维树脂薄板W的两端部的状态下，使张力赋予单元19工作从而使夹紧基座12向外侧稍微进行移动，由此可以对碳纤维树脂薄板W施加张力。

如图所示，由于碳纤维树脂薄板W在大多情况下是四角形，因此优选使薄板保持单元10的夹紧卡爪13、16夹紧其四角并对其施加张力。根据碳纤维树脂薄板W的性能或加热温度适当地设定该张力，使该张力为能够消除由垂伸(draw down)引起的下垂，但不会产生拉伸现象的程度。此外，由于碳纤维的加强效果，碳纤维树脂薄板W由张力引起的拉伸较小。由此，能够在对碳纤维树脂薄板W施加张力的状态下通过移动滑块4来进行输送。

在上述图4和图5的第一实施方案中，通过薄板保持单元10的夹紧卡爪13、16来直接夹紧碳纤维树脂薄板W的端部，但在图6、图7所示的第二实施方案中，薄板保持单元10的夹紧卡爪13、16夹紧保持框架20。该保持框架20由扁平的金属板构成，在其四个角部安装有带弹簧21的保持件22。如图7所示，如果通过这些保持件22夹紧碳纤维树脂薄板W的端部，则可以通过弹簧21对碳纤维树脂薄板W赋予规定的张力。因此，在该第二实施方案中，弹簧21发挥与张力赋予单元19相同的效果。

在任一的实施方案中，由于只夹紧碳纤维树脂薄板W的端部的四处左右，因此不像现有技术一样形成多个针孔，从而能够提高材料利用率。另外，如果在夹紧卡爪13、16或保持件22中装入加热单元，则也可以对被夹紧的部分提供与其他部分相同的热过程。

其次，参照图1-图3对实施方案的装置整体的工作进行说明。首先，如图1所示，当薄板保持单元10处于供给位置时，由薄板保持单元10保持碳纤维树脂薄板W。在图1的状态下，升降装置8没有工作，滑动基座2处于低位置。其次，通过升降装置8使滑动基座2上升并且使气缸3工作，由此将滑动基座2从图1所示的位置至图2所示的位置移动距离A。由此，如图2所示，碳纤维树脂薄板W在由薄板保持单元10保持的状态下输送至加热炉30的内部。如图8所示，加热炉30是在上下框架31、32安装红外加热器33、34的结构，是能够将碳纤维树脂薄板W在由薄板保持单元10保持的状态下保持于这些红外加热器33、34之间并对其进行加热的结构。

在加热规定时间后，通过升降装置8使滑动基座2下降，并且通过无接头环形带6使滑动基座2上面的滑块4移动距离B使其移至图3所示的位置。由此，薄板保持单元10在保持碳纤维树脂薄板W的状态下移至冲压装置40的正上方位置，并在该位置打开夹头来将碳纤维树脂薄板W供给至冲压装置40。由于在从加热炉30输送至冲压装置40的期间对碳纤维树脂薄板W施加有张力，因此不会发生垂伸的现象，从而可以以高定位精度供给至冲压装置40。因此，可以进行成形精度较高的冲压成型。其后，无接头环形带6将会反转，并且气缸3也会反向工作，由此使滑块4和薄板保持单元10返回至图1的位置。

如上所述，可以在由薄板保持单元10保持的状态下加热碳纤维树脂薄板W，但由于加热前的碳纤维树脂薄板W不会发生垂伸，因此无需非要施加张力对其进行保持。因此，如图9所示，将薄板保持器35以可通过气缸36进行升降的方式设置于加热炉30的内部，可以通过如机械手等通常的输送单元来进行从供给位置至该薄板保持器35的输送。不过，由于在加热后可能会发生垂伸，因此通过具备本发明张力赋予单元的薄板保持单元10进行从薄板保持器35至冲压装置40的输送。

接着，参照图10以下的附图对与方案5相对应的第二实施方案进行说明。

在第二实施方案中，通过在层叠两张碳纤维树脂薄板W的基础上进行冲压，能够得到厚度大的冲压成型品。

如图10所示，在滑块4上设有一对薄板保持单元10。在以下的说明中，将各薄板保持单元10标记为夹头A和夹头B。另外，将对应于夹头A和夹头B的碳纤维树脂薄板W表示为工件A、工件B。夹头A和夹头B具有夹紧碳纤维树脂薄板W的两端部并对其施加张力的功能。

首先，如图10所示，由夹头A和夹头B分别夹紧作为碳纤维树脂薄板W的工件A和工件B。在该状态下，移动滑动基座2，如图11所示，使工件A和工件B移动至加热炉30的内部并放置在薄板保持器35上。将薄板保持器35表示为工件托架A、工件托架B。在将工件A和工件B放置在工件托架A、工件托架B上之后，夹头A和夹头B在加热炉30的炉内进行等待。

在进行一定时间的加热之后，打开夹头B并使工件托架B上升，然后夹紧工件B。并且，使夹头B在炉内进行移动，如图12所示在工件A之上重叠工件B。其次，通过夹头A夹紧两张重叠的工件A和工件B，然后移动滑块4并如图13所示对冲压装置40进行供给。冲压装置40对两张重叠的工件A和工件B进行冲压，由此成形两倍厚的冲压成型品。

以上说明的工艺是将工件A和工件B同时投入加热炉30的模式，其流程用图14表示。如图15的流程图所示，也可以将工件A和工件B具有时间间隔而投入加热炉30。

此时，当进行具有时间间隔的两张工件的加热时，如图15(1)所示，先用夹头A将工件A输送至加热炉30进行一定时间的加热，之后用夹头B将工件B输送至加热炉30进行加热。其后，在炉内用夹头B输送工件B从而使其重叠在工件A上，并如同上述供给至冲压装置40后对其进行冲压，从而成形两倍厚的冲压成形品。另外，如图15(2)所示，当然也可以只加热一张。

如以上说明，根据本发明碳纤维树脂薄板的输送装置，在加热炉30中能够将加热软化的碳纤维树脂薄板W以高定位精度输送至冲压装置40。另外，由于只要夹紧碳纤维树脂薄板W的四角便可，因此材料利用率较高，并且不需要辅助材料，从而具有经济效益良好的一大优点。由于冲压成型的碳纤维树脂薄板W为轻型且具有高强度，因此能用作汽车用零件或飞机用零件。

Claims (5)

1.一种碳纤维树脂薄板的输送装置，将在加热炉中已加热的碳纤维树脂薄板输送至冲压装置，其特征在于，该输送装置具备： 

滑块，其在加热炉和冲压装置之间进行移动； 

薄板保持单元，其装载在该滑块上，夹紧碳纤维树脂薄板的两端部并对其施加张力。 

2.权利要求1所述的碳纤维树脂薄板的输送装置，其特征在于，薄板保持单元具备： 

夹紧卡爪，其直接夹紧碳纤维树脂薄板的两端部； 

张力赋予单元，其使这些夹紧卡爪向外侧位移。 

3.权利要求1所述的碳纤维树脂薄板的输送装置，其特征在于，薄板保持单元具备： 

带弹簧的保持件，其配置于保持框架的内侧； 

夹紧卡爪，其夹紧该保持框架。 

4.权利要求1所述的碳纤维树脂薄板的输送装置，其特征在于，碳纤维树脂薄板为四角形，薄板保持单元夹紧其四角并对其施加张力。

5.权利要求1所述的碳纤维树脂薄板的输送装置，其特征在于，在所述滑块上设有多个薄板保持单元，并使这些多个薄板保持单元具有在加热炉内层叠碳纤维树脂薄板的功能。 

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