CN111590923B - 一种热隔膜成型系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热隔膜成型技术领域，尤其涉及一种热隔膜成型系统的控制方法，包括以下步骤：安装隔膜于隔膜框上；驱动抽真空平台至加热库下对应的位置处；驱动加热库降落并驱动固定机构固定隔膜框，驱动加热库上升将隔膜框吊起；驱动抽真空平台从加热库下方移出并放置工装和预浸料平板于所述抽真空平台上；驱动抽真空平台至加热库下方；驱动加热库下降至隔膜框与抽真空平台接触；控制加热库加热至预定温度，控制抽真空平台对隔膜进行抽真空并保持一段时间；驱动加热库上升，使得隔膜与之间分离，驱动真空床从加热库下方移出并取出型材。本发明通过对热隔膜成型系统的自动控制，提高了热隔膜成型工艺的加工效率，减少了工人数量，提高了工艺安全性。

Description

一种热隔膜成型系统的控制方法

技术领域

本发明涉及热隔膜成型技术领域，尤其涉及一种热隔膜成型系统的控制方法。

背景技术

热隔膜成型是一种复合材料成型方法，即将预浸的复合材料层压后放置于模具上，通过一种特制隔膜的辅助作用经过抽真空和加热等方法，将层压件压向模具，形成所需形状。

现有技术中，对热隔膜成型件的加工效率并不高，在热隔膜成型工艺中的各步骤中，需要人工进行过多的参与，例如隔膜铺设与移动，例如抽真空与加热之前对模具的移动。

然而上述人工操作的过程一方面会影响产品的一致性，导致产品的质量控制较难，另一方面人工参与也存在危险因素，例如加热程序中由于热隔膜工艺中需要加热至80摄氏度左右，人体误触会导致烫伤。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种热隔膜成型系统的控制方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种热隔膜成型系统的控制方法，提高热隔膜成型系统的成型效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种热隔膜成型系统的控制方法，包括以下步骤：

安装隔膜于隔膜框上；

驱动抽真空平台至加热库下对应的位置处；

驱动加热库降落并驱动固定机构固定隔膜框，驱动加热库上升将隔膜框吊起；

驱动抽真空平台从加热库下方移出并放置工装和预浸料平板于所述抽真空平台上；

驱动抽真空平台至加热库下方；

驱动加热库下降至隔膜框与抽真空平台接触；

控制加热库加热至预定温度，控制抽真空平台对隔膜进行抽真空并保持一段时间；

驱动加热库上升，使得隔膜与之间分离，驱动真空床从加热库下方移出并取出型材。

进一步地，在安装隔膜时，放置卷中的隔膜对折设置，先将隔膜铺设在隔膜框的一侧，然后将隔膜截断，再将隔膜框对折的一半展开，使隔膜覆盖整个隔膜框。

进一步地，在固定隔膜时，将隔膜的侧边与隔膜框竖直外侧壁贴合，再使用与隔膜框竖直外侧壁上的凹槽配合的橡胶条将隔膜的侧边挤压入凹槽内进行固定。

进一步地，在驱动抽真空平台移动至加热库下方时，驱动定位气缸伸出并检测定位气缸的活塞杆是否伸入至定位板中的定位槽内，如果检测到活塞杆则进行下一步动作，如果没有检测到活塞杆，则重新进行定位。

进一步地，在固定机构固定隔膜框时，首先控制摆动驱动气缸将挂杆推出，然后控制伸缩气缸伸长使得卡扣螺母的移动轨迹位于卡槽下方，在控制伸缩气缸将挂杆拉入至卡槽内，最后驱动伸缩气缸缩回，使得卡扣螺母与卡槽下方接触。

进一步地，当固定双层隔膜时，首先同时在铺设两层，然后从隔膜固定在下层隔膜框上，接着放置上层隔膜框，再将上层隔膜固定在上层隔膜框上，然后驱动固定机构同时固定上下两层隔膜框。

进一步地，在驱动加热库下降时，如果安全光栅检测到机架两侧有物体存在时，则停止驱动，发出警报。

进一步地，在放置工装和预浸料平板于所述抽真空平台上时，在预浸料平板中插入若干热电偶，并使用耐高温胶带将其固定，用于检测预定料平板的温度。

进一步地，在抽真空并保持一段时间之后，使用冷却装置对加热库注入外部冷风，并控制离心风机吸出加热内的热风，并停止抽真空。

本发明的有益效果为：本发明通过对热隔膜成型系统的自动控制，整个加工工艺中，仅需工人进行热隔膜的固定以及预浸料平板和工装的放置和取出，其余全部由机械自动完成，提高了热隔膜成型工艺的加工效率，减少了工人数量，并且提高了工艺的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中热隔膜成型系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中加热机构结构示意图；

图3为本发明实施例中隔膜框的结构示意图；

图4为本发明实施例中真空床机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中加热库的结构示意图；

图6为本发明实施例中固定机构的结构示意图；

图7为本发明实施例中挂杆与吊具连接的结构示意图；

图8为本发明实施例中单层隔膜框固定隔膜的结构示意图；

图9为本发明实施例中双层隔膜框的结构示意图；

图10为本发明实施例中真空气嘴及双层隔膜框固定隔膜的结构示意图；

图11为本发明实施例中抽真空平台的爆炸分解结构示意图；

图12为本发明实施例中热隔膜成型系统的控制方法流程图。

附图标记：100、加热机构；110、机架；120、加热库；121、固定框体；122、加热板；123、隔热板；124、观察窗口；130、固定机构；131、伸缩气缸；132、挂杆；1321、卡扣螺母；133、摆动驱动气缸；140、安全光栅；200、隔膜框；210、吊具；211、卡槽；220、凹槽；230、真空气嘴；300、真空床机构；310、水平轨道；320、支撑架；330、抽真空平台；331、铝板；332、不锈钢板；340、真空泵；350、定位板；360、定位气缸；400、冷却装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在对本发明的热隔膜成型系统的控制方法进行描述之前，先对本发明涉及的热隔膜成型系统进行相关介绍，如图1至图11所示的热隔膜成型系统，包括：加热机构100、隔膜框200、真空床机构300和冷却装置400，其中：

加热机构100进一步包括机架110、加热库120和固定机构130；

机架110设置为龙门结构，加热库120在高度方向上可相对移动的设置在龙门结构内部，固定机构130设置在加热库120上；在机架110内侧设置有电机丝杆升降结构，电机丝杆升降结构与加热库120连接，通过电机丝杆驱动加热库120的升降；

加热库120包括固定框体121、加热板122和隔热板123，如图5所示，加热板122设置有多个且均匀设置在固定框体121内，隔热板123铺设在固定框体121表面上，固定框体121上设置有观察窗口124，用于观察加热库120内部情况。通过多个加热板122的设置，使得加热库120内部加热更加均匀，通过隔热板123的设置，使得加热库120的保温效果更好；通过观察窗口124的设置，可以随时观察到加热库120内的成型状况；在本发明实例当中，还可以在观察窗口124外部设置监测设备，例如可以是高清摄像机，由于隔热板123的有效隔热，可以保证摄像机的拍摄环境，通过高清摄像机的监测，以保证成型过程中不会出现严重事故，从而可以提高产品的成品率。

固定机构130进一步包括伸缩气缸131和摆动驱动气缸133，如图6所示，

伸缩气缸131一端铰接在加热库120上，另一端与挂杆132连接；通过伸缩气缸131的伸缩，可以实现对吊具210的夹紧，从而提高固定效果。

挂杆132底部具有卡扣螺母1321，隔膜框200上的吊具210朝向外侧开口设置的卡槽211，挂杆132在摆动时卡入卡槽211内，此时卡扣螺母1321置于卡槽211底部；这里需要指出的是，卡扣螺母1321螺接在挂杆132底部，通过这种设置，可以手动调节螺母的位置，从而提高挂杆132的适用性。

摆动驱动气缸133一端固定在加热库120上，另一端与挂杆132的杆体铰接，以驱动挂杆132固定在卡槽211内或者从卡槽211中将挂杆132推出。这里需要指出的是，摆动气缸固定在加热库120上，可以是两端都交接设置，也可以一端固定设置另一端与杆体铰接，且杆体上设置有一字孔，从而实现推动挂杆132的摆动。通过伸缩气缸131与摆动驱动气缸133的设置，实现了对隔膜框200的自动锁定与解锁，无需人的参与，提高了机械自动化程度，从而提高了加工效率。

机架110上还具有安全光栅140，安全光栅140设置在与水平轨道310平行的机架110的两侧面上，安全光栅140用于检测是否有物体或者人处于隔膜框200的起吊升降范围内。如图2中所示，安全光栅140设置在机架110两侧，用于检测在加热库120升降时，其下方是否有人，当检测到有人时，则通过控制机构控制电机丝杆升降结构停止动作，从而保证人身安全。

隔膜框200用于固定隔膜，隔膜框200的上具有吊具210，固定机构130上具有与吊具210连接的挂杆132，以将隔膜框200固定在加热库120上；如图7中所示，挂杆132底部固定在吊具210的槽口中，而且吊具210在隔膜框200上设置有多个，通过多个挂杆132将整个隔膜框200吊起；

在对隔膜进行具体固定时，如图8所示，隔膜框200的外侧壁上设置有凹槽220，凹槽220与橡胶条配合，将隔膜的末端挤压固定在凹槽220内。橡胶条截面的形状可以是梯形，也可以是三角形或者楔形，通过橡胶条往凹槽220内的挤压，将隔膜的外围部分固定在凹槽220内部，通过这种设置，保障了隔膜的固定效果。

真空床机构300包括朝向机架110设置的水平轨道310、在水平轨道310上可相对移动设置的支撑架320、固定在支撑架320上的抽真空平台330以及与抽真空平台330连接的真空泵340，其中：

水平轨道310上设置有定位板350，定位板350上具有定位槽，支撑架320上设置有定位气缸360，定位槽设置在定位气缸360的活塞杆在支撑架320上的移动轨迹上，当支撑架320移动至预定位置处时，定位气缸360动作，将活塞杆伸入至定位槽内。通过自动定位的设置，使得支撑架320每次都移动至加热库120的正下方，从而保证了放置的准确性，以及对隔膜框200进行固定时的精确性。

抽真空平台330包括铝板331，铝板331底部具有与真空泵340连通的接口，铝板331表面上具有水平设置的通气槽，通气槽与接口连通；

抽真空平台330还包括不锈钢板332，不锈钢板332设置在铝板331上表面上，且不锈钢板332上均布有若干气孔，气孔与通气槽连通。

在具体抽真空时，真空泵340与接口连接，接口通往通气槽内部，而不锈钢板332上的气孔与通气槽联通，通过这种设置，使得不锈钢板332上的气孔均匀抽真空，最终使得隔膜的受力均衡，预浸料层压板的最终成型效果更好。

其中，隔膜框200在未被固定机构130吊起时放置在抽真空平台330上，并且隔膜框200上固定的隔膜覆盖抽真空平台330上放置的预浸料层压板和模具。

冷却装置400包括通过波纹管与加热库120连接的冷却除湿装置以及设置在加热库120上方的离心风机，离心风机用于抽出加热库120中的热气，冷却除湿装置用于对加库的冷却。

本发明实施例提供一种对上述热隔膜成型系统的控制方法，如图12所示，具体包括以下步骤：

S10：安装隔膜于隔膜框200上；

S20：驱动抽真空平台330至加热库120下对应的位置处；

S30：驱动加热库120降落并驱动固定机构130固定隔膜框200，驱动加热库120上升将隔膜框200吊起；

S40：驱动抽真空平台330从加热库120下方移出并放置工装和预浸料平板于所述抽真空平台330上；

S50：驱动抽真空平台330至加热库120下方；

S60：驱动加热库120下降至隔膜框200与抽真空平台330接触；

S70：控制加热库120加热至预定温度，控制抽真空平台330对隔膜进行抽真空并保持一段时间；

S80：驱动加热库120上升，使得隔膜与之间分离，驱动真空床从加热库120下方移出并取出型材。

在上述实施例中，通过对热隔膜成型系统的自动控制，整个加工工艺中，仅需工人进行热隔膜的固定以及预浸料平板和工装的放置和取出，其余全部由机械自动完成，提高了热隔膜成型工艺的加工效率，减少了工人数量，并且提高了工艺的安全性。

在步骤S10安装隔膜时，放置卷中的隔膜对折设置，先将隔膜铺设在隔膜框200的一侧，然后将隔膜截断，再将隔膜框200对折的一半展开，使隔膜覆盖整个隔膜框200。通过隔膜的对折设置，可以降低隔膜架的占用空间，同时还可以使隔膜的展开更加平整。

具体的，如图8所示，在固定隔膜时，将隔膜的侧边与隔膜框200竖直外侧壁贴合，再使用与隔膜框200竖直外侧壁上的凹槽220配合的橡胶条将隔膜的侧边挤压入凹槽220内进行固定。

在步骤S20中，在驱动抽真空平台330移动至加热库120下方时，驱动定位气缸360伸出并检测定位气缸360的活塞杆是否伸入至定位板350中的定位槽内，如果检测到活塞杆则进行下一步动作，如果没有检测到活塞杆，则重新进行定位。这里需要指出的是，检测可以用激光测距仪或者其他传感器来实现，通过这种设置，可以使得定位更加精确，使得加工流程更加流畅，也便于后一步的固定机构130对隔膜框200的固定，提高了加工的精度。

在步骤S30中，固定机构130固定隔膜框200时，首先控制摆动驱动气缸133将挂杆132推出，然后控制伸缩气缸131伸长使得卡扣螺母1321的移动轨迹位于卡槽211下方，在控制伸缩气缸131将挂杆132拉入至卡槽211内，最后驱动伸缩气缸131缩回，使得卡扣螺母1321与卡槽211下方接触。通过伸缩气缸131的设置可以使得卡扣螺母1321更加牢固的固定卡槽211，通过摆动驱动气缸133的设置，实现了隔膜框200的自动脱离，收紧时实现了对隔膜框200的锁定，提高了隔膜框200固定的安全性能和效率。

本发明实施例还涉及一种双层隔膜的固定结构，如图8至图10所示，隔膜框200设置有上下两个，两个隔膜框200分别固定一层隔膜，且两层隔膜固定在两个隔膜框200的中间，上层隔膜框200上具有真空气嘴230，真空气嘴230的抽气端与上层隔膜框200的下表面处于同一水平面，用于在两层隔膜之间抽真空。

具体的，当固定双层隔膜时，首先同时在铺设两层，然后从隔膜固定在下层隔膜框200上，接着放置上层隔膜框200，再将上层隔膜固定在上层隔膜框200上，在固定完成之后，在上层隔膜上进行开口，使得真空气嘴230伸入至上层隔膜与下层隔膜之间，并用密封胶密封，然后对两层隔膜之间的空气进行抽真空，抽真空完毕之后，取出真空机嘴，并将原先的开口处用密封胶密封；完成双层隔膜的固定作业，最后驱动固定机构130同时固定上下两层隔膜框200。通过上述设置，使得上下两层隔膜之间的贴合性更强，最终的成型效果更佳。

在步骤S30和步骤S60中，在驱动加热库120下降时，如果安全光栅140检测到机架110两侧有物体存在时，则停止驱动，发出警报。通过这种设置提高了系统的安全性能，避免了生产过程中的安全事故。

进一步的为了在加热过程中对预定料平板的温度进行监测，在放置工装和预浸料平板于所述抽真空平台330上时，在预浸料平板中插入若干热电偶，并使用耐高温胶带将其固定，用于检测预定料平板的温度。通过这种设置，可以及时把控加热情况，控制产品质量。

在步骤S70之后，即在抽真空并保持一段时间之后，使用冷却装置400对加热库120注入外部冷风，并控制离心风机吸出加热内的热风，并停止抽真空。通过冷却与抽湿，可以加快层压板制件的固化成型，并且保证加热库120内部干燥，保证系统的连续运行。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种热隔膜成型系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

安装隔膜于隔膜框上；

驱动抽真空平台至加热库下对应的位置处；

驱动加热库降落并驱动固定机构固定隔膜框，驱动加热库上升将隔膜框吊起；

驱动抽真空平台从加热库下方移出并放置工装和预浸料平板于所述抽真空平台上；

驱动抽真空平台至加热库下方；

驱动加热库下降至隔膜框与抽真空平台接触；

控制加热库加热至预定温度，控制抽真空平台对隔膜进行抽真空并保持一段时间；

驱动加热库上升，使得隔膜与型材分离，驱动抽真空平台从加热库下方移出并取出型材；

在驱动抽真空平台移动至加热库下方时，驱动定位气缸伸出并检测定位气缸的活塞杆是否伸入至定位板中的定位槽内，如果检测到活塞杆则进行下一步动作，如果没有检测到活塞杆，则重新进行定位；

在固定机构固定隔膜框时，首先控制摆动驱动气缸将挂杆推出，然后控制伸缩气缸伸长使得卡扣螺母的移动轨迹位于卡槽下方，在控制伸缩气缸将挂杆拉入至卡槽内，最后驱动伸缩气缸缩回，使得卡扣螺母与卡槽下方接触。

2.根据权利要求1所述的热隔膜成型系统的控制方法，其特征在于，在安装隔膜时，放置卷中的隔膜对折设置，先将隔膜铺设在隔膜框的一侧，然后将隔膜截断，再将隔膜框对折的一半展开，使隔膜覆盖整个隔膜框。

3.根据权利要求2所述的热隔膜成型系统的控制方法，其特征在于，在固定隔膜时，将隔膜的侧边与隔膜框竖直外侧壁贴合，再使用与隔膜框竖直外侧壁上的凹槽配合的橡胶条将隔膜的侧边挤压入凹槽内进行固定。

4.根据权利要求1所述的热隔膜成型系统的控制方法，其特征在于，当固定双层隔膜时，首先同时在铺设两层隔膜，然后将下层隔膜固定在下层隔膜框上，接着放置上层隔膜框，再将上层隔膜固定在上层隔膜框上，然后驱动固定机构同时固定上下两层隔膜框。

5.根据权利要求1所述的热隔膜成型系统的控制方法，其特征在于，在驱动加热库下降时，如果安全光栅检测到机架两侧有物体存在时，则停止驱动，发出警报。

6.根据权利要求1所述的热隔膜成型系统的控制方法，其特征在于，在放置工装和预浸料平板于所述抽真空平台上时，在预浸料平板中插入若干热电偶，并使用耐高温胶带将其固定，用于检测预浸料平板的温度。

7.根据权利要求1所述的热隔膜成型系统的控制方法，其特征在于，在抽真空并保持一段时间之后，使用冷却装置对加热库注入外部冷风，并控制离心风机吸出加热内的热风，并停止抽真空。

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