[发明专利]一种无模具吹塑多曲率成型件的方法及装置

权利要求书

1.一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处；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。

2.根据权利要求1所述的无模具吹塑多曲率成型件的装置，其特征在于，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。

3.一种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；

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；

S4：程序结束后冷却降温，取出成型件成品。

4.根据权利要求3所述的无模具吹塑多曲率成型件的方法，其特征在于，S2中，远程控制系统随时间三维变换压缩空气扩散喷头位置的过程如下：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。

5.根据权利要求3或4所述的无模具吹塑多曲率成型件的方法，其特征在于，S3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，从而校对压缩空气扩散喷头的气体流量。

6.根据权利要求3所述的无模具吹塑多曲率成型件的方法，其特征在于，S2中，所述三维联机软件包括CATIA软件。

7.根据权利要求3所述的无模具吹塑多曲率成型件的方法，其特征在于，S2中，所述成型件工艺参数包括：

1)成型温度T；

2)保温时间t0；

3)设置不同时间段内电磁铁万向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)设置不同时间段内电磁铁万向小车的纵向位移距离程序段，参数包括：位移距离、时间t、加速度a；

5)设置不同时间段内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。