CN112659582A - 一种复合材料热压成形装置 - Google Patents

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王勇
范广宏
朱祥东
任张毓
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Abstract

一种复合材料热压成形装置，吸盘端拾器，设置在该装置一侧上；上料装置，上料装置包括设置在吸盘端拾器下方用于提供树脂纤维片材的面板，以及驱动面板上移的第一驱动机构；机械手机构，设置在该装置的另一侧上，用于抓取树脂纤维片材；炉膛，设置在该装置的中部；移动机构，一侧位于吸盘端拾器下侧，另一侧位于机械手机构下侧，用于将吸盘端拾器放入的树脂纤维片材经炉膛加热后，通过机械手机构运走，成形装置，设置在机械手机构一侧上，用于将树脂纤维片材注塑成形；下料装置，设置在成形装置一侧上，用于运输成形产品，缩短搬运时间，且具备能够缩短成形时间、降低合模压力、提高与注入树脂相容性、增强制品性能、连续作业的优点。

Description

一种复合材料热压成形装置
技术领域
本发明涉及复合材料成形领域，尤其涉及一种复合材料热压成形装置。
背景技术
随着汽车轻量化的要求不断的提高，树脂浸渗于增强相纤维的复合材料不断应用于汽车行业。复合材料模压复合成形方法适用于量产化备受瞩目。
第一种复合材料模压复合成形方法，首先，在包括能够开闭的一对下模(凹模)、上模(凸模)的成形模具内的模腔放置增强相纤维与熔融状态的树脂坯料。在合模之后，使树脂浸渗于增强基材。然后，通过在模腔内使树脂硬化，获得复合材料。这种成形方法需要利用压力机施加较高的合模压力来进行合模，压力机大型化，与此相伴设备费用变高，且成形制品在放置增强相纤维与熔融状态的树脂坯料位置的表面质量有缺陷，不能用作生产外观件。
第二种复合材料模压加注塑复合成形方法，首先，在包括能够开闭的一对下模(凹模)、上模(凸模)的成形模具内的模腔设置预成形纤维树脂片材。在合模之后，从树脂注入口注入树脂，使树脂浸渗于纤维树脂片材。然后，树脂通过在模腔内使树脂硬化，获得复合材料。纤维片材的预成形需要预成形模具进行预成形，要利用压力机施加较高的合模压力来进行合模，且需要多套模具，与之对应的设备费用变高，预成形纤维片材温度较低以至于合模后注入树脂与预成形纤维片材不能很好的熔合，导致增强性能下降。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种用于复合材料加热及搬运的装置，具备能够缩短成形时间、降低合模压力、提高与注入树脂相容性、增强制品性能、连续作业的优点。
为实现上述目的，本技术方案如下：
一种复合材料热压成形装置，包括；
吸盘端拾器，设置在该装置一侧上；
上料装置，所述上料装置包括设置在所述吸盘端拾器下方用于提供树脂纤维片材的面板，以及驱动所述面板上移的第一驱动机构；
机械手机构，设置在该装置的另一侧上，用于抓取树脂纤维片材；
炉膛，设置在该装置的中部；
移动机构，一侧位于所述吸盘端拾器下侧，另一侧位于所述机械手机构下侧，用于将所述吸盘端拾器放入的树脂纤维片材经所述炉膛加热后，通过机械手机构运走。
成形装置，设置在所述机械手机构一侧上，用于将树脂纤维片材注塑成形；
下料装置，设置在所述成形装置一侧上，用于运输成形产品。
在一些实施例中，所述成形装置包括成形模组以及注塑模组，所述成形模组包括设置在下方用于承托树脂纤维片材的凸模组，以及设置在上方形状与所述凸模组相匹配的凹模组，所述凹模组设有压机。
在一些实施例中，所述下料装置包括悬臂机械手以及运输机。
在一些实施例中，所述第一驱动机构包括伺服电机、与所述伺服电机驱动连接的减速器、与所述减速器连接的传动轴、与所述传动轴连接的传动部件、与所述传动部件连接并且设置在所述面板下的第一丝杆，通过动力的转换使得所述面板上升或下降。
在一些实施例中，所述面板下侧水平方向转动设置有第二丝杆，所述第二丝杆一侧设有第一手轮，所述第二丝杆上设有两个对称设置且穿过所述面板的第一定位块，所述第二丝杆上方还设置有穿过所述第一定位块的导向轴。
在一些实施例中，所述炉膛包括；
外壳；
设置在所述外壳内侧的隔热保温装置；
若干个设置在所述隔热保温装置内侧的红外线陶瓷加热块；
设置在所述外壳上的排气口。
在一些实施例中，所述移动机构包括移动柜，所述移动柜设置在所述外壳下侧，所述移动柜下侧设有滑块，所述滑块上设有驱动电机，所述外壳设有与所述滑块配合的滑轨，在所述滑轨上设有与所述驱动电机配合的齿条。
在一些实施例中，所述外壳设有连接固定板，所述连接固定板铰接有气缸，所述连接固定板另一端铰接有保温层固定板，所述保温层固定板与所述气缸的驱动端铰接。
在一些实施例中，所述炉膛内部设有固定板，所述固定板包括定位部件、第一螺钉、垫块、固定部件以及第二螺钉，所述垫块通过所述第二螺钉与所述固定板连接，所述定位部件通过所述第一螺钉与所述垫块连接。
本申请有益效果为：整个工作流程紧凑，可快速作业，缩短搬运时间，降低加热后的树脂纤维片材热量散失，提高树脂纤维片材与长纤维热塑树脂相容性、增强树脂纤维片材制品性能，且具备能够缩短成形时间、降低合模压力、提高与注入树脂相容性、增强制品性能、连续作业的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本实施方式的复合材料热压成形装置的流程图。
图2是本实施方式的复合材料热压成形装置的加热及搬运结构示意图。
图3是本实施方式的复合材料热压成形装置的加热及搬运的升降机构结构示意图。
图4是本实施方式的复合材料热压成形装置的炉膛剖视图。
图5是本实施方式的机械手机构示意图。
图6是本实施方式的片材固定板的局部剖视图。
图7是本实施方式的复合材料热压成形装置的结构示意图。
图8是本实施方式的复合材料热压成形装置的成形模组剖视图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1至6所示，一种复合材料热压成形装置，包括；
吸盘端拾器102，设置在该装置一侧上；
上料装置，所述上料装置包括设置在所述吸盘端拾器102下方用于提供树脂纤维片材的面板1021，以及驱动所述面板1021上移的第一驱动机构；
机械手机构，设置在该装置的另一侧上，用于抓取树脂纤维片材；
炉膛103，设置在该装置的中部；
移动机构，一侧位于所述吸盘端拾器102下侧，另一侧位于所述机械手机构下侧，用于将所述吸盘端拾器102放入的树脂纤维片材经所述炉膛103加热后，通过机械手机构运走。
成形装置，设置在所述机械手机构一侧上，用于将树脂纤维片材注塑成形；
下料装置，设置在所述成形装置一侧上，用于运输成形产品。
首先吸盘端拾器拾取在面板上的树脂纤维片材，烤箱抽屉在图2的位置I处打开，将树脂纤维片材放入，随着移动机构的移动带动树脂纤维片移至炉膛上即图2的位置II处进行加热，待树脂纤维片材至临近熔融状态，烤箱抽屉移动至位置III处，通过机械手机构带动刺针端拾器拾取树脂纤维片材放至位置IV处进行热成形，其次机械手机构将树脂纤维片材放入成形装置内，合模注塑成形冷却后形成成形制品，最后通过下料装置输送成形制品至待检验区，完成一个工作循环，如此往复。
在本实施例中，所述成形装置包括成形模组3以及注塑模组4，所述成形模组3包括设置在下方用于承托树脂纤维片材的凸模组302，以及设置在上方形状与所述凸模组302相匹配的凹模组301，其中半成品置于凹模301与凸模302之间的模腔内，所述凹模组301设有压机2，压机合模保压，注塑机向成形模组注射长纤维增强热塑树脂702，待成形冷却后得到成形制品7，压机开模，悬臂机械手带动取件端拾器501拾取成形制品7至输送机。
在本实施例中，所述下料装置包括悬臂机械手5以及运输机6。
在本实施例中，所述第一驱动机构包括伺服电机1011、与所述伺服电机1011驱动连接的减速器1012、与所述减速器1012连接的传动轴1013、与所述传动轴1013连接的传动部件1014、与所述传动部件1014连接并且设置在所述面板1021下的第一丝杆1015，通过动力的转换使得所述面板1021上升或下降，伺服电机运转后，经减速器转换带动传动轴运转，传动轴运转经直角传动机构转换后使升降丝杠实现抬升和下降，从而使工作面板实现抬升和下降。
在本实施例中，所述面板1021下侧水平方向转动设置有第二丝杆1017，所述第二丝杆1017一侧设有第一手轮1016，所述第二丝杆1017上设有两个对称设置且穿过所述面板1021的第一定位块1020，所述第二丝杆1017上方还设置有穿过所述第一定位块1020的导向轴1018，转动第一手轮，第一手轮带动第二丝杆旋转，使得第一定位块沿导向轴轴向移动，可以调节树脂纤维片材所在的位置的横向方向，当然还设置有第二定位块以及第二手轮，用于调节树脂纤维片材所在的位置的纵向方向，确保位置的准确。
在本实施例中，所述炉膛103包括；
外壳1031；
设置在所述外壳1031内侧的隔热保温装置1032；
若干个设置在所述隔热保温装置1032内侧的红外线陶瓷加热块1033；
设置在所述外壳1031上的排气口1034。
烤箱外壳1031内侧装有隔热保温装置1032，隔热保温装置1032内侧装有1个或多个均匀密集分布的红外线陶瓷加热块1033，其中抽屉104包括抽屉外壳1041、隔热保温装置1032、红外线陶瓷加热块1033、排气口1034，抽屉外壳1041内侧装有隔热保温装置1032，隔热保温装置1032内侧装有1个或多个均匀密集分布的红外线陶瓷加热块1033，保温层固定板1035装有隔热保温装置1032，加热方式灵活、效率高，材料受热均匀。
在本实施例中，所述移动机构包括移动柜104，所述移动柜104设置在所述外壳1031下侧，所述移动柜104下侧设有滑块1045，所述滑块1045上设有驱动电机1048，所述外壳1031设有与所述滑块1045配合的滑轨1046，在所述滑轨1046上设有与所述驱动电机1048配合的齿条1047，移动柜为烤箱抽屉，图4的104为烤箱抽屉外壳，在驱动电机的驱动作用力下，以及滑块与滑轨的限位配合下，烤箱抽屉能于烤箱外壳内的位置I、位置II、位置III以及位置IV内移动。
在本实施例中，所述外壳1031设有连接固定板1037，所述连接固定板1037铰接有气缸1039，所述连接固定板1037另一端铰接有保温层固定板1035，所述保温层固定板1035与所述气缸1039的驱动端铰接，保温层固定板1035与连接固定板1037通过销轴Ⅰ1036连接，气缸1039一端与保温层固定板1035通过销轴Ⅲ1042连接，气缸1039另一端与连接固定板1037通过销轴Ⅱ1038连接，气缸1039伸缩带动保温层固定板1035沿销轴Ⅰ1036旋转运动，以使得保温层固定板能通过气缸的驱动作用以增强烤箱的密封性，使炉膛内温度均匀。
在本实施例中，所述炉膛103内部设有固定板1044，所述固定板1044包括定位部件10441、第一螺钉10442、垫块10443、固定部件10444以及第二螺钉10445，所述垫块10443通过所述第二螺钉10445与所述固定板1044连接，所述定位部件10441通过所述第一螺钉10442与所述垫块10443，连接部件为楔形结构，此机构对树脂纤维片材产生定位作用，防止抽屉运动过程中树脂纤维片材产生位移。
请参考图5，机械手机构105包括横梁固定架1051、横梁1052、横梁立面滑轨1053、横梁立面齿条1054、横梁上面滑轨1055、立柱1056、伺服电机Ⅱ1057、滑动横梁滑轨1058、滑动横梁滑块1060、承重轮1061、立柱滑动轨道1062、立柱齿条1063、滑动横梁齿条1064、针刺端拾器滑块1065、针刺端拾器滑轨1066、滑动横梁1067，其中横梁固定架1051与横梁1052相连，横梁立面滑轨1053与横梁1052相连，横梁立面滑轨1053与横梁1052相连，横梁立面齿条1054与横梁1052相连，横梁上面滑轨1055与横梁1052相连，立柱1056与伺服电机Ⅱ1057相连，伺服电机Ⅱ1057与横梁立面齿条1054相连，承重轮1061与立柱1056相连，承重轮1061与横梁上面滑轨1055相连，立柱滑动轨道1062与立柱1056相连，立柱滑动轨道1062与横梁1052相连，立柱齿条1063与立柱1056相连，滑动横梁滑块1060与立柱1056相连，滑动横梁滑轨1058与滑动横梁滑块1060相连，滑动横梁齿条1064与滑动横梁1067相连，针刺端拾器滑块1065与针刺端拾器106相连，针刺端拾器滑轨1066与滑动横梁1067相连，其中伺服电机Ⅱ1057运转后立柱1056在横梁1052上的横梁上面滑轨1055沿Y轴方向左右移动，其中伺服电机Ⅱ1057运转后立柱1056在横梁1052上的立柱滑动轨道1062沿Z轴方向上下移动，其中伺服电机Ⅱ1057运转后滑动横梁1067在立柱1056上的滑动横梁滑轨1058沿X轴方向前后移动，其中伺服电机Ⅱ1057运转后针刺端拾器106在滑动横梁滑轨1058上沿X轴方向前后移动，其中滑动横梁1067与针刺端拾器106可同时在X轴上独立运动，亦可联动。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请实施的范围，其他凡其原理和基本结构与本申请相同或近似的，均在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合材料热压成形装置，其特征在于：包括；
吸盘端拾器(102)，设置在该装置一侧上；
上料装置，所述上料装置包括设置在所述吸盘端拾器(102)下方用于提供树脂纤维片材的面板(1021)，以及驱动所述面板(1021)上移的第一驱动机构；
机械手机构，设置在该装置的另一侧上，用于抓取树脂纤维片材；
炉膛(103)，设置在该装置的中部；
移动机构，一侧位于所述吸盘端拾器(102)下侧，另一侧位于所述机械手机构下侧，用于将所述吸盘端拾器(102)放入的树脂纤维片材经所述炉膛(103)加热后，通过机械手机构运走；
成形装置，设置在所述机械手机构一侧上，用于将树脂纤维片材注塑成形；
下料装置，设置在所述成形装置一侧上，用于运输成形产品。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料热压成形装置，其特征在于：所述成形装置包括成形模组(3)以及注塑模组(4)，所述成形模组(3)包括设置在下方用于承托树脂纤维片材的凸模组(302)，以及设置在上方形状与所述凸模组(302)相匹配的凹模组(301)，所述凹模组(301)设有压机(2)。
3.根据权利要求2所述的一种复合材料热压成形装置，其特征在于：所述下料装置包括悬臂机械手(5)以及运输机(6)。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料热压成形装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括伺服电机(1011)、与所述伺服电机(1011)驱动连接的减速器(1012)、与所述减速器(1012)连接的传动轴(1013)、与所述传动轴(1013)连接的传动部件(1014)、与所述传动部件(1014)连接并且设置在所述面板(1021)下的第一丝杆(1015)，通过动力的转换使得所述面板(1021)上升或下降。
5.根据权利要求4所述的一种复合材料热压成形装置，其特征在于：所述面板(1021)下侧水平方向转动设置有第二丝杆(1017)，所述第二丝杆(1017)一侧设有第一手轮(1016)，所述第二丝杆(1017)上设有两个对称设置且穿过所述面板(1021)的第一定位块(1020)，所述第二丝杆(1017)上方还设置有穿过所述第一定位块(1020)的导向轴(1018)。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料热压成形装置，其特征在于：所述炉膛(103)包括；
外壳(1031)；
设置在所述外壳(1031)内侧的隔热保温装置(1032)；
若干个设置在所述隔热保温装置(1032)内侧的红外线陶瓷加热块(1033)；
设置在所述外壳(1031)上的排气口(1034)。
7.根据权利要求6所述的一种复合材料热压成形装置，其特征在于：所述移动机构包括移动柜(104)，所述移动柜(104)设置在所述外壳(1031)下侧，所述移动柜(104)下侧设有滑块(1045)，所述滑块(1045)上设有驱动电机(1048)，所述外壳(1031)设有与所述滑块(1045)配合的滑轨(1046)，在所述滑轨(1046)上设有与所述驱动电机(1048)配合的齿条(1047)。
8.根据权利要求7所述的一种复合材料热压成形装置，其特征在于：所述外壳(1031)设有连接固定板(1037)，所述连接固定板(1037)铰接有气缸(1039)，所述连接固定板(1037)另一端铰接有保温层固定板(1035)，所述保温层固定板(1035)与所述气缸(1039)的驱动端铰接。
9.根据权利要求8所述的一种复合材料热压成形装置，其特征在于：所述炉膛(103)内部设有固定板(1044)，所述固定板(1044)包括定位部件(10441)、第一螺钉(10442)、垫块(10443)、固定部件(10444)以及第二螺钉(10445)，所述垫块(10443)通过所述第二螺钉(10445)与所述固定板(1044)连接，所述定位部件(10441)通过所述第一螺钉(10442)与所述垫块(10443)连接。
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