专利名称：汽车内饰件自动加热成型设备的制作方法
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勻混合后针刺成毡的，没有空气混勻的过程，直接铺网是很难达到均勻，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
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的铝型材支架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 —端的编码器AlO控制输送距离，由安装在链条托轨A7上的接近传感器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 —端的自动炉门D5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Fl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固定在铝型材支架A8的一端，另两根从动轴A3通过安装板A4固定在铝型材支架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Al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Dl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Fl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°C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观中的滑块27相连，并随拖动链条观移动，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、拖动链条观、传动链条四、主动链轮11、过渡链轮沈和从动链轮3组成，主动链轮11通过传动组件由减速器及变频电机15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，过渡动链轮沈和从动链轮3分别装在链条导轨6的两端，由拖动链条观连接，过渡链轮沈和主动链轮11 通过传动链条四连接，装在链条导轨6上的张紧机构4用于调节拖动链条观的松紧度，保证左右两条拖动链条观同步，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15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，过渡链轮沈与主动链轮11通过传动链条四连接。在所述的链条导轨6上装有接近传感器5，用于调节接近传感器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10，编码器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M，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。
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Fl.成型模具F2.成型液压机Al.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.铝型材支架A9.接近传感器A10.限位装置All.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Dl.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3.从动链轮4.张紧机构5.接近传感器6.链条导轨 7.支座 8.汽缸 9.编码器安装架 10.编码器 11.链轮 12.安装板 13.张紧器 14.带座调心轴承 15.减速器及变频电机 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
具体实施例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Fl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 —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包括铝型材支架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All控制输送距离，由接近传感器A9控制输送位置。铝型材支架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D5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Dl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°C，加热时间为30秒，温度和时间达到后， 自动炉门D5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观中的滑块27相连，并随拖动链条观移动，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、拖动链条观、传动链条四、主动链轮11、过渡链轮沈和从动链轮3组成，主动链轮11通过传动组件由减速器及变频电机15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，过渡动链轮沈和从动链轮3分别装在链条导轨6的两端，由拖动链条观连接，过渡链轮沈和主动链轮11 通过传动链条四连接，装在链条导轨6上的张紧机构4用于调节拖动链条观的松紧度，保证左右两条拖动链条观同步，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15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，过渡链轮沈与主动链轮11通过传动链条四连接。在所述的链条导轨6上装有接近传感器5，用于调节接近传感器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10，编码器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M，用于与成型液压机F2固定。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15带动传动轴旋转，
7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专利的实施方法，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。
权利要求
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(Fl)、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)的铝型材支架(A8)组成，输送装置中的输送网(A6)由减速器及变频电机(Al》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(Α； ) —端的编码器(AlO)控制输送距离，由安装在链条托轨(A7)上的接近传感器(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) —端的自动炉门(D5)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(Fl)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(Α； )、装在主动轴(A17)上的驱动链轮(A13)、固定在从动轴(Α； )上的从动链轮(AM)和套装在驱动链轮(A13)、从动链轮(AM)上的链条(A16)， 主动轴(A17)和一根从动轴(Α； )通过安装板(A4)固定在铝型材支架(A8)的一端，另两根从动轴(Α； )通过安装板(A4)固定在铝型材支架(A8)的另一端，主动轴(A17)由减速器及变频电机(Al》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(Α； )上的支撑滚轮m支撑，由张紧装置(Al) 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(Dl)、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(拟)采用远红外石英加热管，保温层(D!3)采用硅酸铝板，反射板(D7)采用不锈钢板，加热管(拟)由加热管支架(Dl)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(Fl)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°C 可调；所述的成型液压机(^)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)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00)固定在连接横梁0 上，连接横梁0 两端通过安装在拖动链条08)中的滑块(XT)相连，并随拖动链条08)移动，汽缸(8)驱动动夹爪(18)与定夹板OO)夹紧或张开；所述的传动机构由链条导轨(6)、拖动链条( )、传动链条(四)、 主动链轮(11)、过渡链轮06)和从动链轮C3)组成，主动链轮(11)通过传动组件由减速器及变频电机(1 驱动旋转，带动夹持机构沿安装在铝型材支架的支座上链条导轨 (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)通过轴承座与无油轴承(17)固定在连接横梁0 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OO)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)安装在铝型材支架的支座上，过渡动链轮06)和从动链轮(3) 分别装在链条导轨(6)的两端，由拖动链条08)连接，过渡链轮06)和主动链轮(11)通过传动链条09)连接，装在链条导轨(6)上的张紧机构(4)用于调节拖动链条08)的松紧度，保证左右两条拖动链条08)同步，固定在铝型材支架支座上的张紧器(13)用于调节传动链条09)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0 和装在传动轴0 轴端的主动链轮(11)，传动轴0 另一端与减速器及变频电机(1 中的减速器连接，传动轴0 通过装有带座调心轴承(14)的安装板(12) 固定在铝型材支架的支座上，过渡链轮06)与主动链轮(11)通过传动链条09)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(5)，用于调节接近传感器( 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(10)，编码器(10)通过编码器安装架(9)固定在铝型材支架的支座上，编码器(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，所述的铝型材支架设置有四个安装夹板(M)，用于与成型液压机(^)固定。
全文摘要
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。
文档编号B29C51/26GK102218814SQ20111013079
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者刘海峰, 张万喜, 窦艳丽, 陈广义, 马继群, 魏志勇 申请人:吉林大学, 长春博超汽车零部件股份有限公司