柔性梁自动化成型系统的制作方法

本发明涉及材料成型技术领域，具体而言，涉及一种柔性梁自动化成型系统。

背景技术：

目前，复合材料柔性梁成型步骤一般是：首先，在上模具和下模具上进行铺贴，上模具和下模具靠人工吊装、实现翻转；然后，上模具与下模具合模，并由机械提供压力压实；最后，手动将合模后的上模具与下模具放入热压罐内加温加压固化。

由上可知，在传统的复合材料柔性梁的制造过程中至少存在以下缺陷：

1.基本靠人工来完成所有操作，对工人的技术要求高，人工成本较高，效率低，生产周期长；

2.机械提供成型压力有较大的局限性，很难达到较高的压力，容易产生分层的现象；

3.热压罐内易产生复杂的温度梯度，使复合材料柔性梁产生固化变形。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种柔性梁自动化成型系统，其旨在解决现有的柔性梁制备过程需要大量人工操作、生产效率低、成型压力不够、加热温度控制不精准、易产生固化变形的技术问题。

本发明提供一种技术方案：一种柔性梁自动化成型系统包括第一模体、第一模架、第二模体、第二模架、液压装置、温度控制装置和监控装置，所述第一模体固定安装在所述第一模架上，所述第二模体固定安装在所述第二模架上，所述第二模架包括翻转机构和导轨、使所述第二模体可翻转和水平或竖直移动，所述液压装置与所述第二模架连接，所述液压装置为所述第二模体的翻转、移动、合模提供动力，所述温度控制装置与所述第一模体和所述第二模体连接、用于控制所述第一模体和所述第二模体的温度，所述监控装置与所述第一模体和所述第二模体连接、用于监控所述第一模体和所述第二模体的实时状态参数。

进一步的，所述液压装置包括8个液压缸，所述液压缸平均布置在所述第二模体的相对两侧，8个所述液压缸分为3组分别控制。

进一步的，所述温度控制装置包括存储器，所述存储器预存有所述第一模体和所述第二模体的固化工艺曲线图，所述温度控制装置根据所述固化工艺曲线图对所述第一模体和所述第二模体加热或冷却。

进一步的，所述监控装置包括报警器，所述实时状态参数超过预设状态参数时，所述报警器发出报警信号。

进一步的，所述实时状态参数包括温度、压力、行程、翻转角度。

进一步的，还包括中心控制装置，所述中心控制装置与所述液压装置、所述温度控制装置、所述监控装置连接，所述中心控制装置根据所述监控装置监控到的所述实时状态参数实施调节所述液压装置和所述温度控制装置的工作状况。

进一步的，所述中心控制装置包括PLC模块，所述PLC模块预存有所述第一模体和所述第二模体的固化控制程序、调节所述液压装置和所述温度控制装置的工作状况。

进一步的，所述中心控制装置还包括打印机，所述打印机用于打印出所述液压装置和所述温度控制装置的实际工作参数。

进一步的，所述第一模体和所述第二模体采用牌号为40CMD8的钢制成。

进一步的，所述第一模体和所述第二模体的型腔的粗糙度Ra小于0.8，所述型腔的轮廓度为±0.05mm。

相比现有的柔性梁加工设备，本发明提供的柔性梁自动化成型系统的有益效果是：

1.采用液压装置为第二模体的翻转、移动、合模提供动力，使第二模体的运动和合模力能够受到精准地控制，操作方便，能够节省大量的人力，而且压力较大，能够避免产生分层的现象；

2.采用温度控制装置控制第一模体和第二模体的温度，能够精准地控制第一模体和第二模体的温度，使柔性梁的加热固化过程符合预设的工艺要求，避免固化变形；

3.采用监控装置监控第一模体和第二模体的实时状态参数，使工作人员实时掌握加工状态，避免意外发生，提高产品的合格率，提高生产过程的安全性；

4.实现了自动化生产的目的，减少了大量的人力需求，节约了人力成本，缩短了生产周期，提高了生产效率，而且提高了产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的柔性梁自动化成型系统的组成示意图。

图2为本发明实施例2提供的柔性梁自动化成型系统的组成示意图。

图中标记分别为：

柔性梁自动化成型系统100；

第一模体101；第一模架103；

第二模体105；第二模架107；

液压装置109；温度控制装置111；

监控装置113；中心控制装置115。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

图1为本实施例提供的柔性梁自动化成型系统的组成示意图，请参阅图1。

本实施例提供一种柔性梁自动化成型系统100，该系统包括第一模体101、第一模架103、第二模体105、第二模架107、液压装置109、温度控制装置111和监控装置113，第一模体101固定安装在第一模架103上，第二模体105固定安装在第二模架107上，第二模架107包括翻转机构和导轨、使第二模体105可翻转和水平或竖直移动，液压装置109与第二模架107连接，液压装置109为第二模体105的翻转、移动、合模提供动力，温度控制装置111与第一模体101和第二模体105连接、用于控制第一模体101和第二模体105的温度，监控装置113与第一模体101和第二模体105连接、用于监控第一模体101和第二模体105的实时状态参数。

具体的，第二模体105与第一模体101可以是上下正对设置，也可以是左右正对设置，所谓正对设置是指第一模体101开设型腔的一面与第二模体105开设型腔的一面正对设置。本实施例中，第二模体105与第一模体101可以是上下正对设置，即第二模体105为上模体，第一模体101为下模体。

第二模架107的翻转机构连接在第二模体105侧面，在液压装置109提供动力的情况下，翻转机构能够带动第二模架107翻转，翻转的角度范围为0°至180°，以便于在第二模架107的型腔内铺贴材料以及能够实现第一模体101与第二模架107位置精准地合模。

第二模体105和翻转机构均安装在导轨上，在液压装置109提供动力的情况下，第二模体105和翻转机构可一并在导轨上水平或竖直移动，以实现第一模体101与第二模体105之间的自动合模、脱模。

第一模体101和第二模体105的材料有多种选择，例如：40CMD8钢、45钢、A3钢。本实施例中，第一模体101和第二模体105采用牌号为40CMD8的钢制成。40CMD8钢为高强度钢，经过热处理后，能够获得较好的韧性、塑性和耐磨性，具有较佳的综合力学性能。

第一模体101和第二模体105的型腔采用数控加工的方式形成，以保证第一模体101和第二模体105的型腔的粗糙度Ra小于0.8，型腔的轮廓度为±0.05mm，这样，第一模体101与第二模体105合模后，型腔的轮廓度为±0.10mm，能够显著提高成型产品的表面精度。

为了提高合模时的压力，本实施例的液压装置109包括8个液压缸，液压缸平均布置在第二模体105的相对两侧，8个液压缸分为3组分别控制，以实现合模压力分区控制，合模总压力可达360t，并且液压缸加压速率、间隔时间可调，能够有效避免固化后的复合材料柔性梁出现分层的现象。

温度控制装置111包括存储器，存储器预存有第一模体101和第二模体105的固化工艺曲线图，温度控制装置111根据固化工艺曲线图对第一模体101和第二模体105加热或冷却。固化工艺曲线图是指在加热固化过程中，第一模体101和第二模体105所需的温度随时间的变化曲线。

具体的，温度控制装置111采用热油加热站同时控制第一模体101和第二模体105的温度，加热电压为380V、功率为120Kw，并采用三相五线制接线。第一模体101和第二模体105的温度从室温加热到125℃的过程中，加热速率在0.3℃/s至1.5℃/s之间。温度控制装置111根据固化工艺曲线图加热或冷却第一模体101和第二模体105，使第一模体101和第二模体105始终保持最适合的加热稳定，能够提供产品的合格率。

容易理解的是，温度控制装置111还可以包括计算机，用计算机存储固化工艺曲线图、并控制加热或冷却的过程，同理，也可以采用手动的方式控制加热或冷却的过程。

监控装置113包括报警器，实时状态参数超过预设状态参数时，报警器发出报警信号。实时状态参数包括温度、压力、行程、翻转角度等。也就是说，当第一模体101的温度、压力，或者第二模体105的温度、压力、行程、翻转角度超过各自的预设值时，报警器发出报警信号，报警信号可以是铃声信号，也可以是光亮信号。此外，还可以设置报警器在系统故障、冷却水缺乏及人员受困时也发出报警信号。

此外，如果系统出现意外断电的情况，在停电后的30分钟内，重新通电、进入程序，监控装置113能够从断电时刻的工作状态开始，继续进行后续的加工过程。

本实施例提供的柔性梁自动化成型系统100，首先，采用液压装置，相比现有技术中采用机械提供压力，能够更加精确地控制合模力，而且压力较大，能够避免产生分层的现象；其次，采用温度控制装置精准地控制温度，避免了固化变形；接着，采用监控装置、并设置有报警器，能够避免意外发生，提高产品的合格率；最后，该系统加工精度更高，产品精度达到传统成型模具的2至6倍，该系统实现了自动化生产的目的，节约了人力成本，缩短了生产周期，提高了生产效率。

实施例2

本实施例提供一种柔性梁自动化成型系统，其与实施例1提供的柔性梁自动化成型系统结构相近，不同之处在于：本实施例的系统还包括中心控制装置。

图2为本实施例提供的柔性梁自动化成型系统的组成示意图，请参阅图2。

柔性梁自动化成型系统100还包括中心控制装置115，中心控制装置115与液压装置109、温度控制装置111、监控装置113连接，中心控制装置115根据监控装置113监控到的实时状态参数实施调节液压装置109和温度控制装置111的工作状况。

具体的，中心控制装置115包括PLC模块，PLC模块预存有第一模体101和第二模体105的固化控制程序、调节液压装置109和温度控制装置111的工作状况。这里的固化控制程序与温度控制装置111中预存的固化工艺曲线图作用相同，都是为控制温度控制装置111的加热温度提供依据。

中心控制装置115起到的主要作用对整个系统的加工过程全面监控、及时调整以及综合管理，极大地提高了系统操作的便捷性。

中心控制装置115还包括打印机，打印机用于打印出液压装置109和温度控制装置111的实际工作参数，以便保存相关加工过程的技术参数，为后续核查、再生产做准备。

容易理解的是，中心控制装置115可以是自动操作，也可以是手动操作，或者自动操作与手动操作的结合，当自动操作出现故障时，能够在固化程序停顿处进行手动操作，按先前设定的程序继续将产品固化完毕。

本实施例提供的柔性梁自动化成型系统100设置中心控制装置115对整个系统进行全面监控和综合管理，使系统操作更加便捷，进一步提高了生产效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。