本实用新型属于塑料成型领域，具体涉及一种无模具吹塑多曲率成型件的装置，更具体涉及一种不用模具即可吹塑出多曲率复杂成型件的装置。
背景技术：
：由于近些年超级跑车、船舶、飞行器等高端设施为了获得更好的视野和更小的风阻系数，逐渐采用雨滴形、M形、抛物线形等多曲率一体化大型透明成型件作为风挡或座舱罩，而这种大型透明成型件往往需要前面厚、后面薄等变厚度板材进行加工成型，来达到减重的目的。这种成型件往往通过吹塑、吸塑、重力法等方法来实现。这些成型方法总体上分为无模具成型和有模具成型两大类。无模具成型节约成本，省去开模费用，简单灵活，表面光洁度好，不受模具影响，尤其适用于各种飞行器、跑车等新机风洞试验验证阶段，因为这个阶段的外形会根据实验结果不断修改，使用无模具成型法可以省去昂贵的开模费用，可以直接用最终材料的成型件进行风洞试验，这样可以将真实的摩擦阻力也加入到实验数据中去。但是这种成型方法只适用成型厚度均匀、曲率单一的成型件，对于那些变厚度、曲率复杂的成型件来说，就显得无能为力。例如，具有良好发展前景的M型双座并排座舱罩可以大幅降低座舱罩的整体高度，但常用的无模具成型法很难成型出。利用有模具成型法虽然可以成型各种形状的复杂成型件，但是对于大尺寸成型件来说，模具加工难度大，注塑压力大，表面光洁度受模具影响，易产生脱模痕等难以解决的弊端，另外，考虑到开发模具费用等问题，不适用于产量较小的成型件。因此，亟需研究开发出一种新方法生产这种变厚度、复杂曲率、产量小的成型件。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种无模具吹塑多曲率成型件的装置，在不使用模具的条件下，生产变厚度、复杂曲率、产量小的成型件，可省去试验阶段多曲率成型件开发模具的费用，大幅降低后续总成产品的生产成本，并提高成型件表面光洁度。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种无模具吹塑多曲率成型件的装置，其包括：成型罐，其顶端设开口，侧壁上分别设进气管及减压阀，排气管及卸压阀；成型罐开口处沿外侧壁环设凸起；还包括一设于凸起上的压环及与压环和凸起配套的夹具；压缩空气管，置于成型罐内，包括压缩空气软管和压缩空气硬管；所述压缩空气硬管包括第一段L形硬管和第二段可升降硬管以及两段硬管之间相连接的软管；第一段L形硬管另一端与压缩空气软管连接；第二段可升降硬管另一端设压缩空气扩散喷头，该压缩空气扩散喷头指向成型罐顶端开口；第二段可升降硬管通过升降伺服电机控制升降；永磁铁万向小车，固定于第一段L形硬管上并置于成型罐底部；螺纹传动机构，安装在成型罐下方，包括螺纹传动杆和固定螺纹传动杆的底座，所述底座下设有螺纹；所述螺纹传动杆上安装有电磁铁万向小车，所述电磁铁万向小车设置在成型罐外相对永磁铁万向小车的正下方；二维激光计米器，固定于电磁铁万向小车上；横向伺服电机，其输出轴连接螺纹传动杆的一端，带动螺纹传动杆转动，使电磁铁万向小车横向移动；纵向伺服电机，其输出轴通过一斜齿轮连接于相对横向伺服电机的另一端底座上，斜齿轮与底座下方的螺纹紧密咬合，纵向伺服电机通过斜齿轮将动力传输给底座，带动电磁铁万向小车、螺纹传动杆和横向伺服电机同时纵向移动；远程控制系统，通过变频器分别电连接横向伺服电机、纵向伺服电机；远程控制系统分别与减压阀、卸压阀、升降伺服电机、二维激光计米器连接；三维扫描仪，设置于成型罐开口处固定的板材的上方，三维扫描仪捕获板材表面的图像并传输给远程控制系统。进一步，所述第二段可升降硬管外壁设有螺纹；还包括一斜齿轮，斜齿轮一端与升降伺服电机的输出轴连接，另一端与第二段可升降硬管外壁上的螺纹紧密咬合，升降伺服电机通过斜齿轮将动力传输给第二段可升降硬管控制第二段可升降硬管升降。本实用新型所述无模具吹塑多曲率成型件的方法，其包括如下步骤：S1：将预成型的板材固定在成型罐上，再将成型罐放入成型烘箱中，升温至成型温度，依据预成型的板材厚度设置相应保温时间；S2：将多曲率成型件产品的三维图纸转换至远程控制系统中的三维联机软件中，并在远程控制系统中输入成型件工艺参数；远程控制系统随时间三维变换压缩空气扩散喷头的位置：二维激光计米器将电磁铁万向小车在横轴、纵轴的位置传输到远程控制系统，远程控制系统计算出正确的输出值并输出给对应的变频器，通过变频器来控制横向伺服电机、纵向伺服电机，其中，横向伺服电机带动螺纹传动杆转动，使电磁铁万向小车发生横向移动；纵向伺服电机通过斜齿轮将动力传输给底座，带动电磁铁万向小车纵向移动；电磁铁万向小车通过磁场控制成型罐内永磁铁万向小车的位置，从而控制永磁铁万向小车上固定的压缩空气硬管上的压缩空气扩散喷头在横轴、纵轴上的位置；远程控制系统通过升降伺服电机调节压缩空气硬管的第二段可升降硬管升降进而控制压缩空气扩散喷头的高度，从而实现三维变换压缩空气扩散喷头的位置；S3：三维扫描仪对预成型的板材表面进行扫描，获得板材表面的形貌图像，并反馈给远程控制系统；远程控制系统得到板材表面的实时成型高度，结合回弹余量，校正压缩空气扩散喷头高度以及喷头的气体流量；其中，远程控制系统通过成型罐侧壁排气管上的卸压阀控制成型罐内的压力，来调节回弹余量；远程控制系统通过升降伺服电机调节第二段可升降硬管升降进而校对压缩空气扩散喷头的高度；远程控制系统通过成型罐侧壁进气管上的减压阀调整进气管内的吹气压力，来校对压缩空气扩散喷头的气体流量；S4：程序结束后冷却降温，取出成型件成品。进一步，所述成型件工艺参数包括：1)成型温度(T)；2)保温时间(t0)；3)设置不同时间电磁铁小车的横向位移距离程序段，参数包括：位移距离(L)、时间(t)、加速度(a)；4)设置不同时间电磁铁小车的纵向位移距离程序段，参数包括：位移距离(L)、时间(t)、加速度(a)；5)设置不同时间压缩空气扩散喷头高度(H)、回弹余量(h)、吹气压力(P)、罐内压力(p)；6)设置三维扫描仪的扫描范围参数。又，所述三维联机软件包括但不限于CATIA软件。对本实用新型涉及的回弹余量、吹气压力、压缩空气扩散喷头的气体流量作如下解释：本实用新型中，所述回弹余量为压缩空气扩散喷头离开该成型位置后，板材由于重力和应力产生的缩减成型尺寸的量。回弹余量为提高成型尺寸精度的关键，成型罐罐内压力大则回弹余量小，成型罐罐内压力小则回弹余量大，可通过提高罐内压力的方法减小回弹余量，回弹余量的具体数值可匹配罐内压力来设置。远程控制系统控制的成型高度为三维联机软件中要求的预成型高度加上回弹余量的总高度，存在如下关系式：成型高度＝预成型高度-回弹余量。本实用新型中，所述吹气压力为进气管中的压力，此压力通过进气管中的减压阀控制。所述压缩空气扩散喷头的气体流量，通过进气管中的压力控制。所述罐内压力为成型罐内压力，此压力通过排气管上的卸压阀控制。本实用新型通过远程控制系统利用CATIA等三维联机软件在成型罐内按照程序三维移动压缩空气扩散喷头，从而吹塑出多曲率成型件。并且把三维扫描仪获得的板材表面的实时成型高度数据与压缩空气扩散喷头高度位置、吹气压力的数据做闭环，以实现自动控制。同时，由于成型高度、预成型高度与回弹余量存在如下关系式：成型高度＝预成型高度-回弹余量，所以，本实用新型远程控制系统通过三维扫描仪获知板材表面实时成型高度，通过成型罐的卸压阀控制罐内压力来调整回弹余量，从而可精确调控预成型高度，进而显著提高成型精度。本实用新型的有益效果：1.本实用新型通过远程控制系统控制可三维移动的带压缩空气扩散喷头的压缩空气硬管，使压缩空气扩散喷头在成型罐内按照程序三维移动位置，吹塑出变厚度、多曲率成型件。2.本实用新型通过远程控制系统和三维扫描系统，利用不同吹气压力对成型高度的影响以及对回弹余量的补偿，实现了不用成型模具即可吹塑出复杂曲率的成型件。3.本实用新型通过成型罐的卸压阀控制罐内压力来调整回弹余量，提高成型精度。4.本实用新型实现了在不开发新模具的前提下生产变厚度、复杂曲率、产量小的成型件，大幅降低后续总成产品的科研及生产成本，并显著提高了成型件表面光洁度。附图说明图1为本实用新型实施例装置的结构示意图。具体实施方式为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例和附图对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型保护范围的限制。参见图1，本实用新型提供的无模具吹塑多曲率成型件的装置，其包括：成型罐1，其顶端设开口101，侧壁上分别设进气管2及减压阀3，排气管4及卸压阀5；成型罐1上端沿外侧壁环设凸起102；还包括一设于凸起102上的压环6及与压环6和凸起102配套的夹具7；压缩空气管8，置于成型罐1内，包括压缩空气软管81和压缩空气硬管82；所述压缩空气硬管82包括第一段L形硬管801和第二段可升降硬管802，以及第一段L形硬管801和第二段可升降硬管802之间相连接的软管803；第一段L形硬管801另一端与压缩空气软管81连接；第二段可升降硬管802另一端设压缩空气扩散喷头9，该压缩空气扩散喷头9指向成型罐顶端开口101；第二段可升降硬管802通过升降伺服电机10控制升降；永磁铁万向小车11，固定于第一段L形硬管801上并置于成型罐1底部；螺纹传动机构，安装在成型罐1下方，包括螺纹传动杆12和固定螺纹传动杆12的底座13，所述底座13下设有螺纹；所述螺纹传动杆12上安装有电磁铁万向小车14，电磁铁万向小车14通过内部螺纹与螺纹传动杆12相连接，电磁铁万向小车14设置在所述永磁铁万向小车11的正下方；二维激光计米器15，固定于电磁铁万向小车14上面；横向伺服电机16，其输出轴连接螺纹传动杆12的一端，使螺纹传动杆12可以转动，通过螺纹传动杆12的转动可以使电磁铁万向小车14横向移动；纵向伺服电机17，其输出轴通过一斜齿轮(未在图1中标识出)连接于相对横向伺服电机16的另一端底座13上，斜齿轮与所述底座13下方的螺纹紧密咬合，纵向伺服电机17通过斜齿轮将动力传输给底座13，带动电磁铁万向小车14、螺纹传动杆12和横向伺服电机16同时纵向移动；远程控制系统18，通过变频器19、20分别连接横向伺服电机16、纵向伺服电机17；远程控制系统18分别与减压阀3、卸压阀5、升降电机升降伺服电机10、二维激光计米器15电连接；三维扫描仪21，设置于成型罐1开口101处固定的板材100的上方，三维扫描仪21捕获板材100表面的图像并传输给远程控制系统18。进一步，所述第二段可升降硬管802外壁设有螺纹；还包括一斜齿轮(未在图1中标识出)，斜齿轮一端与升降伺服电机10的输出轴连接，另一端与第二段可升降硬管802外壁上的螺纹紧密咬合，升降伺服电机10通过斜齿轮将动力传输给第二段可升降硬管802控制第二段可升降硬管802升降，进而控制压缩空气扩散喷头9的高度。本实施例的无模具吹塑多曲率成型件的方法，包括：在生产之前，将多曲率成型件产品的三维图纸转换至CATIA等三维联机软件中，将成形件工艺参数输入远程控制系统18。工艺参数包括：1)成型温度(T)；2)保温时间(t0)；3)设置不同时间电磁铁万向小车13的横向位移距离程序段，参数包括：位移距离(L)、时间(t)、加速度(a)；4)设置不同时间电磁铁万向小车13的纵向位移距离程序段，参数包括：位移距离(L)、时间(t)、加速度(a)；5)设置不同时间扩散喷头9高度(H)、回弹余量(h)、吹气压力(P)、罐内压力(p)；6)设置三维扫描仪21的扫描范围参数。通过输入这些参数，远程控制系统18按照预设的程序自动计算出正确的变频器19、20的输出信号，来实现按照生产者的意愿吹塑出多曲率成型件的产品。生产时，将准备好的物料烘干、清洁、设置对焦点等预处理，将预成型的板材100放置在成型罐1上，放上压环6，夹好夹具7，将预成型的板材100固定；再将成型罐1放入成型烘箱中，将成型烘箱升温至成型温度，依据待预成型的板材100厚度设置相应保温时间，点击远程控制系统17的程序开始按钮，开始成型，程序结束后冷却降温。本实用新型实施例中，所述对焦点为粘贴或涂画在成型前板材上面的圆点，此点可以为所述三维扫描仪21对焦时提供对焦点使用，以便三维扫描仪21能够获得清晰的图像。本实用新型所述压缩空气扩散喷头9有多种形状，具体压缩空气扩散喷头9的形状、宽度可根据具体成型件的形状来确定。应用实例聚碳酸酯成型件，待成型板材厚度10mm，计算机参数设置如下：成型温度(T)＝150℃，保温时间(t0)＝30min；横向位移距离程序段参数见表1；纵向位移距离程序段参数见表2；喷头高度(H)、回弹余量(h)、吹气压力(P)、罐内压力(p)参见表3。成型后，成型件的形状误差均可控制在1％以内，满足工艺要求。成型后，成型件的测试性能见表4。由表4可知，与成型前聚碳酸酯板材的性能相比，成型后板材的物理性能未发现明显下降。表1L1200mmt11mina10m/s2L250mmt210mina21m/s2L3100mmt35mina31m/s2L4100mmt45mina41m/s2L5100mmt53mina50m/s2L6100mmt62mina60m/s2表2L1300mmt11mina10m/s2L20mmt210mina20m/s2L30mmt35mina30m/s2L40mmt45mina40m/s2L50mmt53mina50m/s2L60mmt62mina60m/s2表3H1200mmh13mmP10.4MPap10.3MPat11minH2230mmh22.8mmP20.45MPap20.3MPat210minH3270mmh32.5mmP30.45MPap30.3MPat35minH4280mmh42.3mmP40.45MPap40.3MPat45minH5300mmh51.9mmP50.4MPaP50.3MPat53minH6280mmh61.5mmP60.4MPap60.3MPat62min表4当前第1页1 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