汽车内饰及其制备装置和制备方法与流程

本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种汽车内饰及其制备装置和制备方法。

背景技术：
在国内市场中高端车销量持续增长，优质高端产品需求将不断增大，而环保健康理念风行，汽车内饰产品也开始主打绿色概念，环保健康类产品将是汽车发展的一大趋势，提高车内的居室化设计，改善乘坐的舒适性，也已被中高档车广为采用。传统的汽车A、B柱形成过程是，首先将A、B柱塑胶部件是用模具制作成型，然后由人工将塑料件上涂粘胶，再用无纺布与塑料件粘结起来，最后将多余的无纺布修剪掉来完成此项工作。这个过程需要进行三个步骤操作完成，一是注塑成型，二是涂粘胶覆盖无纺布，三是修剪无纺布，在此过程中将会使用到对人体有害的有毒溶剂，不仅对涂涂粘胶的操作人员有害，同时也存在空气污染等问题发生，再加上汽车车内空间狭小，导致车内空气污染和异味的更加严重，同时，当塑料件成型后再涂粘胶，使无纺布同塑料件粘贴在一起的工序多，需要人员也多，加工时间长，而且粘贴的质量不稳定，形成低质量高成本的生产模式。同时，上述操作靠人工流水线来完成，所以每个工人对工作的熟练程度不同就决定了产品的质量不一致。

技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种加工简单且安全环保的汽车内饰以及一种能在塑料件注塑成型同时将面料与其注塑连接的低压注塑设备及其注塑方法。为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种汽车内饰，包括面料和与所述的面料注塑连接的塑料件，所述的面料包括与塑料件注塑连接的无纺布层和与所述的无纺布层固定连接的织物层。所述的面料厚度在1.2-1.4mm；所述的织物层厚度在0.4-0.6mm，所述的无纺布层厚度在0.6-1mm。所述的面料和塑料件的体积比为1:8-10。一种制备汽车内饰的制备装置，包括低压注塑模具和取放一体式机械手，包括定模和动模，所述的动模包括底板，固定设置在所述的底板之上的型腔，以及设置在型腔周边的多个挂布针，所述的挂布针的外侧形成有刀刃结构以便在面料受到张力时将其割开；所述的定模包括面板，与所述的面板固定连接的热流道板、与所述的热流道板固定连接的型芯，以及顶出机构和热嘴，在所述的型芯凸块的外周设置有与所述的挂布针对应的通孔以避免发生干涉，在所述的凸块周边还设置有多个压布机构。所述的压布机构包括设置在型芯周边上的数个凹槽，可容纳于所述的凹槽内部的压块以及设置在凹槽与压块间用于在不受压时将所述的压块外端部顶出凹槽的顶出弹簧。所述的挂布针为三角锥状结构。所述的取放一体式机械手包括可沿移动轨道移动的机械臂，分别可旋转地固定设置在机械臂下端部两侧的取布载板和取件载板，所述的取布载板和取件载板可分别受驱在水平工位和竖直工位间切换，所述的取布载板上固定设置有至少一组取布装置，所述的取布装置包括用以感测距布距离的激光测距器，设置在激光测距器两侧的挂布机构，所述的取件载板上固定设置有对应的至少一组取件装置，所述的取件装置包括与所述的取件载板固定连接的支撑杆和固定设置在支撑杆端部并可受控将注塑件吸持或释放的吸盘。所述的吸盘四周的取件载板上设置有与注塑件对应且可受控夹紧或释放注塑件的夹杆，所示夹杆由气缸或电机驱动动作。一种汽车内饰的制备方法，包括以下步骤，1)利用机械手将布料安装在动模的挂布针上；2)注塑机合模，布料会先接触到定模型芯，布料会随着型芯的现状变形并贴着型芯移动，当模具闭合到预定距离时，固定在定模侧的压布机构会先压住布料，3)继续闭合模具直至分型面的间隙在布料厚度的三分之一到二分之一；4)进行注塑成型并脱模取料。注塑时锁模力为600-800T,最大注射压力2-4bar，压力切换2-4bar，注塑时间为3-5s，保压时间为13-16s。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用低压注塑工艺在塑料件注塑成型的时候将其一并与面料注塑连接，在模具内部完成面料和塑胶制品的成型和结合，从而大大提高了生产效率降低了人力成本的投放，而且因为是模具生产，所以每个制品的质量是一样的；同时低压注塑工艺缺少了对胶水的应用，所以制品环境的污染为零。本发明的制备装置采用的模具采用倒装方式，将型腔作为动模，型芯作为定模，进胶和顶出在模具同一定模侧，同时在定位针上设计刀刃，实现面料拉紧时可以割开面料，保证面料不会因被拉得太紧而变形；为了保证面料不起皱的放在模具内，在定模上设置有用压布机构，在模具合模到设定距离后，布料会先接触到定模型芯，布料会随着型芯的现状变形并贴着型芯移动。当模具闭合到15毫米时，固定在定模侧的弹块会先压住布料，使布料不会起皱闭合模具；然后注入塑料成型保证产品质量和外观。同时，本发明的制备装置的机械手采用机械臂带动取件载板和取布载板，实现挂布和取件的同步进行，有效提高了整体效率和自动化水平，同时作为优选方案，可以实现两个注塑件的同时完成，在机械臂一次动作下可完成两个注塑件的供料和取件，避免机械臂大量往复动作，提高生产效率，降低能耗。采用本发明的注塑方法制备汽车内饰，将塑料件和面料直接注塑连接，有效避免了胶水的过多使用，同时一次成型将塑胶与无纺布粘贴在一起的工序，省去了二次加工过程，所制作的汽车内饰的外表漂亮、环保，而且大大提高了生产效率。附图说明图1所示为本发明的汽车内饰截面结构示意图；图2所示为本发明的模具合模前结构示意图；图3所示为本发明的模具合模中结构示意图；图4所示为本发明的模具合模后结构示意图；图5所示为本发明的机械手结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。如图1所示，本发明的汽车内饰包括面料和与所述的面料注塑连接的塑料件100，所述的面料包括与塑料件注塑连接的无纺布层200和与所述的无纺布层固定连接的织物层300，其中，所述的塑料件为汽车的A柱、B柱或C柱。当然对于其他需要在塑料件上附着面料也可以采用该结构。其中，所述的面料的无纺布层和织物层可采用胶固定连接，连接后可快速散去味道。即，采用低压注塑工艺在塑料件注塑成型的时候将其一并与面料注塑连接，在模具内部完成面料和塑胶制品的成型和结合，从而大大提高了生产效率降低了人力成本的投放，而且因为是模具生产，所以每个制品的质量是一样的；同时低压注塑工艺缺少了对胶水的应用，所以制品环境的污染为零。具体地说，塑胶与面料的低压注塑成型工艺，是将塑料通过模具注塑与无纺布粘附在一起，所产生的产品黏附力很强，使用中决不会脱落和开裂，而且面料是汽车制品表面的一个装饰层，同时还具有很好的表面耐磨性。同时因通过塑料高温熔化后注入到模具型腔后速冷却与无纺布粘合的过程中不需要添加任何粘贴剂，可杜绝粘贴剂气味而生产时产生车间环保问题，以及汽车内饰的环保问题。进一步地，塑胶是进入无纺布层，如图1所示的区域400内，把面料和塑胶紧密结合到一起的。但塑胶不可以透过无纺布层到达织物层以避免影响外观，优选地，所述的面料厚度在1.2-1.4mm，其中，所述的织物层厚度在0.4-0.6mm，所述的无纺布层厚度在0.6-1mm。所述的面料的横向延伸率在30-35，直向延伸率在20-25。所述的塑胶件由GR系列的工程塑料注塑成型。同时，针对不同大小和形状的内饰件，所述的无纺布和塑料件的体积比例优选为1:8-10，采用匹配的比例配置，能保证饰件强度和外观统一。综上所示，本发明采用低压注塑成型工艺来制作汽车内饰，将塑料件和面料注塑连接，有效避免了胶水的过多使用，同时一次成型将塑胶与无纺布粘贴在一起的工序，省去了二次加工过程，所制作的汽车内饰的外表漂亮、环保，而且大大提高了生产效率。如图2-4所示，本发明的用于在塑料件注塑成型同时将面料与其注塑连接的制作设备包括模具和取放一体式机械手，其中，所述的模具包括动模1和定模2，其中所述的动模包括底板11，固定设置在所述的底板之上的型腔12，以及设置在型腔周边的多个挂布针14，所述的型腔中心处设置有预设的凹腔13， 所述的凹腔即为注塑成型的外形，所述的挂布针设置在凹腔的周边以便与将面料支撑。因为面料3在开始时是平挂在凹腔外侧平面上，在合模时面料会被压入型腔的凹腔内，为了避免面料被拉太紧而变形，所述的挂布针的外侧形成有刀刃结构以便在面料受到张力时将其割开，优选地，所述的挂布针为三角锥状结构，三角锥状的挂布针能有效保证挂布以及割布动作的顺利进行。所述的定模2包括面板21，与所述的面板固定连接的热流道板22、与所述的热流道板固定连接的型芯23，以及顶出机构24和热嘴25，所述的面板、热流道板顶出机构和热嘴的设计与现有技术类似，在此不再赘述。所述的型芯23中部形成有与所述的型腔匹配的凸块26，凸块插入凹腔后的空隙即在注塑后构成注塑件的外观形状。凹腔和凸块的设计根据不同产品规格而各有不同，在此不再展开描述。在所述的型芯凸块的外周设置有与所述的挂布针对应的通孔或凹槽以避免发生干涉，同时为了提高对面料的控制，在所述的凸块周边还设置有多个压布机构，所述的压布机构包括设置在型芯上的凹槽27，可容纳于所述的凹槽内部的压块28以及设置在凹槽与压块间用于在不受压时将所述的压块外端部顶出凹槽的顶出弹簧29。当合模到预定距离时，压块会顶持在型腔的凹腔周边以与其共同作用夹紧布料，利用有弹性力支撑的压块可以保证合模时面料割开的稳定，即保持有预定的张力又不会变形，保证面料贴合在型芯之上。本发明的模具采用倒装方式，将型腔作为动模，型芯作为定模，进胶和顶出在模具同一定模侧，同时在定位针上设计刀刃，实现面料拉紧时可以割开面料，保证面料不会因被拉得太紧而变形；为了保证面料不起皱的放在模具内，在定模上设置有用压布机构，在模具合模到设定距离后，布料会先接触到定模型芯，布料会随着型芯的现状变形并贴着型芯移动。当模具闭合到15毫米时，固定在定模侧的弹块会先压住布料，使布料不会起皱闭合模具；然后注入塑料成型保证产品质量和外观。采用本发明的模具一次成型脱模顺畅，且采用低压注塑工艺在塑料件注塑成型的时候将其一并与面料注塑连接，在模具内部完成面料和塑胶制品的成型和结合，从而大大提高了生产效率降低了人力成本的投放，而且因为是模具生产，所以每个制品的质量是一样的；同时低压注塑工艺缺少了对胶水的应用， 所以制品环境的污染为零。具体地说，塑胶与无纺布采用低压注塑成型工艺，是将塑料通过模具注塑与无纺布粘附在一起，所产生的产品黏附力很强，使用中决不会脱落和开裂，而且无纺布是汽车制品表面的一个装饰层，同时还具有很好的表面耐磨性。因通过塑料高温熔化后注入到模具型腔后速冷却与无纺布粘合的过程中不需要添加任何粘贴剂，可杜绝粘贴剂气味而生产时产生车间环保问题，以及汽车内饰的环保问题。如图5所示，本发明的取放一体式机械手包括可沿移动轨道移动的机械臂01，分别可旋转地固定设置在机械臂下端部两侧的取布载板02和取件载板03，所述的取布载板02和取件载板03可分别受驱在水平工位和竖直工位间切换，所述的取布载板02上固定设置有取布装置，所述的取布装置包括用以感测距布距离的激光测距器021，设置在激光测距器两侧的针形夹持器022，所述的取件载板03上固定设置取件装置，所述的取件装置包括与所述的取件载板固定连接的支撑杆031和固定设置在支撑杆端部并可受控将注塑件吸持或释放的吸盘。其中，所述的机械臂可沿轨道按程序设定移动，其可配合实现模具的上料、取料等操作，所述的取布载板和取件载板作为取布装置或取件装置的载体，可以采用板状或者框架式结构，其与机械臂的可采用链轮结合轨道等方式设计，以其能完成竖直取料和水平放料动作为宜，同时两者可以通过大小、或者行程控制等多种方式实现运动不干涉，保证整体运行的平稳性。所述的针形夹持器包括气缸和尖针，为便于将布料夹取并且能释放，所述的针形夹持器成对布置，每对呈倒八字形设置，利用激光测距器感测取布载板与布料3的距离然后相应地控制机械臂动作，当尖针受驱伸出时刚好将布料刺穿而不影响下一层，而穿透的尖针正好将布料夹持以随其一起移动。进一步地，为提高对所述的吸盘四周与注塑件对应可受控夹紧或释放注塑件8的夹杆33，所示夹杆由气缸或电机驱动动作，利用吸盘和夹杆的协同定位，可提高注塑件的取放稳定性，避免跌落情况发生。进一步地，所述的取布装置为至少两组，其上下间隔设置在取布载板之上，所述的取件装置为至少两组，其上下间隔地对应设置在取件载板之上，两组取布和取件装置分别对应两组模具，可以实现两个注塑件的同时完成，在机械臂一次动作下可完成两个注塑件的供料和取件，避免机械臂大量往复动作，提高生产效率，降低能耗。在具体工作时，布料层叠放置在布料台之上，取布载板受驱向右旋转90°， 同时机械臂将载板的两组取布装置移动至布料上方，激光测距器感测载板与最上层布料的距离然后控制两组取布装置上的多个针形夹持器的尖针伸出以将最上层的布料取走，此时模具已经完成上一组注塑成型，驱动取布载板至竖直工位并将取布装置移动至模具的挂布侧完成两组布料的转移，然后移动至注塑件侧，在顶出机构的配合下完成两个注塑件的吸持、夹持定位，然后机械臂带动载板退出以避免和模具发生干涉，注塑成型的同时机械臂移动至传送带并控制取件载板向左旋转90°，将两个注塑件一起放置在传送带之上，然后移动至布料台上继续取布操作，如是往复。下面以注塑件为汽车的A柱或B柱对本发明的注塑方法进行进一步说明：所述的面料包括与塑料件注塑连接的无纺布层和与所述的无纺布层固定连接的织物层，所述的面料厚度在1.2mm，所述的织物层厚度在0.5mm，所述的无纺布层厚度在0.7mm，包括以下步骤，1)利用机械手将布料安装在动模的挂布针上；2)注塑机合模，布料会先接触到定模型芯，布料会随着型芯的现状变形并贴着型芯移动，当模具闭合到15mm时，固定在定模侧的压布机构会先压住布料，3)继续闭合模具直至分型面的间隙在0.4mm；普通模具的分型面需要严密配合，本发明的低压注射模具因有面料在模具上，所以分型面需要设计间隙，不能严密配合。间隙大小很是问题，留多了产生批峰，留少了压坏面料，对于本实施例以0.4mm为宜。4)进行注塑成型并脱模取料，其中，锁模力为700T,最大注射压力3bar；压力切换3bar，注塑时间4s，保压时间15s。采用本发明的模具按低压注塑成型工艺来制作汽车内饰，将塑料件和面料注塑连接，有效避免了胶水的过多使用，同时一次成型将塑胶与无纺布粘贴在一起的工序，省去了二次加工过程，所制作的汽车内饰的外表漂亮、环保，而且大大提高了生产效率。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。