连续冲压成形方法以及用于实施该连续冲压成形方法的加热装置与流程

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[0001]本发明涉及一种连续冲压成形方法以及一种用于实施该连续冲压成形方法的单位树脂片材的加热装置,该连续冲压成形方法以及用于实施该连续冲压成形方法的该单位树脂片材的加热装置将“通过将熔融树脂从模具中挤出来获得”的带状软化树脂片材切断成具有所规定的长度的一连串的单位树脂片材,在对一连串的单位树脂片材进行加热的同时,将它们依次搬入到冲压成形机中,通过冲压成形机依次对一连串的单位树脂片材进行进行冲压成形。背景技术:[0002]与本发明的申请人相同的申请人已经提出了这样一种技术(专利文献1以及专利文献2),即,该技术(下面将这一种技术称为“树脂片材连续冲压方法”)通过将熔融树脂从模具中挤出来形成带状软化树脂片材,通过在宽度方向上切断带状软化树脂片材从而获得具有所规定的长度的一连串的单位树脂片材,将“由于切断成单位树脂片材而温度有所下降”的单位树脂片材加热到适宜于冲压成形的温度,来实施“通过使用冲压成形机对被加热好的单位树脂片材进行冲压成形从而获得冲压成形件”的冲压成形工序(该冲压成形工序包括“将每一块单位树脂片材投入到成形模具”的动作、“通过闭模来对单位树脂片材进行冲压成形”的动作、“开模”的动作、“取出冲压成形件”的动作等),通过同步进行“通过将熔融树脂从模具中挤出来形成带状软化树脂片材”和“将带状软化树脂片材切断成单位树脂片材”、“从带状软化树脂片材上切断下来的单位树脂片”的加热以及冲压成形来连续地进行“使用一条生产流水线来进行从树脂的熔融挤出到冲压成形件的成形的全部工序”,在使用冷却装置冷却了从模具中取出的冲压成形件之后,去除不必要的部分,这样就能够获得产品。通过“基于从树脂到产品的一条生产流水线”的一贯性的生产体制,就能够提高树脂产品的成形工序的效率(缩短周期时间)、节省能源并且降低成本。还有,与射出成形方法相比,上述树脂片材连续冲压方法能够压倒性地降低成形装置所需的冲压压力,并且还是一种装置成本低廉的优秀方法。[0003]现有技术文献[0004]专利文献[0005]专利文献1:日本专利特公昭59-23691号公报[0006]专利文献2:日本专利特公平7-100349号公报技术实现要素:[0007]发明要解决的技术问题[0008]上述树脂片材连续冲压方法是一种“通过将从模具中挤出来的连续树脂片材切断成具有适宜于在冲压成形机中进行冲压成形的长度的单位树脂片材,并且,将仍然有热量的处于软化状态的单元树脂片材输送到冲压成形机,来进行冲压成形件的连续加工”的方法。显然,“单位树脂片材的搬入以及开模”、“为了对单位树脂片材进行冲压成形而进行的闭模”和“开模以及冲压成形件的搬出”都需要一定的时间,作为本领域技术人员的常识性的想法,树脂片材连续冲压方法的周期时间(完成一个成形产品所需要的时间)取决于“冲压工序”所需要的时间。然而,实际情况并非如此,实际情况是,周期时间取决于“将单位树脂片材加热到适宜于冲压成形的温度”所需要的时间。也就是说,为了将连续树脂片材切断成单位树脂片材,由于如果树脂的温度太高的话,则片材将会变得太软,从而无法顺畅地切断连续树脂片材,所以需要通过中途的用于进行温度调整的滚子来使树脂的温度下降到连续树脂片材的温度(例如,该温度为120℃),然后再将连续树脂片材切断成单位树脂片材,还有,在通过冲压成形机来对单位树脂片材进行冲压成形之前,需要使单位树脂片材通过“用来使单位树脂片材的温度上升到适宜于冲压成形的温度(例如,该温度为150℃)”的加热炉。然而,由于如果通过加热炉来使温度突然升高的话,则难以对单位树脂片材整体进行均匀加热,所以加热速度不能太快,从而采用了通过使用“发射远红外线区域的例如波长为10μm至20μm的红外线”的陶瓷加热器来进行加热的加热方式。在这种情况下,例如,为了使“尺寸为1500mm×2000mm并且厚度为1.6mm”的单位树脂片材升温到“切断后适宜于冲压加工”的150℃,就需要60秒的时间,这个60秒的时间就会给“缩短周期时间”带来一定的限制。另一方面,在通过冲压成形机来进行的冲压成形中,在具有如上所述的尺寸的单位树脂片材的场合,采用现在的本发明的申请人的技术的话,则可以在不到20秒的短时间内来完成冲压成形。为了通过缩短总的周期时间来提高生产性,就需要在维持温度的均匀性的同时,还缩短单位树脂片材的加热时间。因此,本发明是鉴于现有技术的上述问题点而完成的。[0009]解决技术问题的技术方案[0010]本发明的连续冲压成形方法,其特征在于:具备“通过将熔融树脂从模具中挤出,来形成带状软化树脂片材”的工序、“通过在宽度方向上切断带状软化树脂片材,从而获得具有所规定的长度的一连串的单位树脂片材”的切断工序、“通过对一连串的单位树脂片材进行加热,以便将其加热到适宜于冲压成形的温度”的单位树脂片材加热工序、以及在周期时间内对一连串的单位树脂片材重复进行由“将被加热好的单位树脂片材搬入到冲压模具”、“通过使用冲压模具对被加热好的单位树脂片材进行冲压成形从而获得冲压成形件”以及“将冲压成形产品搬出到下一道工序”来构成的“将单位树脂片材加工成冲压成形产品”的冲压加工的冲压成形工序,所述单位树脂片材加热工序包括“在周期时间内逐渐加热到略低于适宜于单位树脂片材的冲压成形的单位树脂片材温度的第1温度”的第1加热工序和“在所述第1加热工序后,在周期时间内将单位树脂片材快速加热到适宜于冲压成形的第2温度”的第2加热工序。[0011]在本发明的一个实施方式中,在“作为熔融树脂的材料,使用40%至60%的聚丙烯树脂和60%至40%的聚乙烯树脂的混合树脂,挤出时的混合树脂温度为190℃至220℃,被切断成单位片材时的树脂片材的温度为115℃至135℃,并且,树脂片材的尺寸为700mm至1550mm×1000mm至2300mm,在第1加热工序中被加热好的树脂的温度为125℃至135℃,在第2加热工序中被加热好的树脂的温度为130℃至160℃”的情况下,通过15秒至25秒的周期时间来实施“从切断成单位树脂片材到冲压成形”的各道工序。[0012]可以在以0.02m/s至1.0m/s的速度连续输送单位树脂片材的同时,还进行第1加热工序中的单位树脂片材的逐渐的加热,并且,在停止输送单位树脂片材之后,进行第2加热工序中的单位树脂片材的快速加热。另外,可以为了进行第1加热工序中的单位树脂片材的连续加热,使用“发射波长为10μm至20μm的远红外线区域的红外线”的热源,还有,为了进行第2加热工序中的单位树脂片材的快速加热,使用“发射波长为5μm至10μm的中红外线区域的红外线”的热源。[0013]本发明的用于实施连续冲压成形方法的熔融树脂的加热装置可以被构成为:具备“用于进行第1加热工序中的加热”的第1加热炉和“用于进行第2加热工序中的加热”的第2加热炉,其中,第1加热炉和第2加热炉均具备加热室、“被配置在加热室内,用于搬运单位树脂片材”的传送带以及“沿着单位树脂片材的搬运路径被配置在加热室”的红外线加热器。另外,第1加热炉的传送带具备了“为了逐渐地对单位树脂片材进行加热而使单位树脂片材低速移动,并且,为了让第1加热炉接受单位树脂片材而进行快速移动”的第1传送带驱动机构,还有,第2加热炉的传送带具备了“停止输送处于加热状态的单位树脂片材、快速接受来自第1加热炉的单位树脂片材以及将加热后的单位树脂片材快速输送到冲压成形机一侧”的第2传送带驱动机构。[0014]发明的效果[0015]根据本发明,在将连续树脂片材切断成单位树脂片材之后,为了将单位树脂片材加热到适宜于通过冲压成形机来进行冲压成形的温度,尽管由于需要分成两个阶段来进行,即,将单位树脂片材的加热工序划分为“在周期时间内逐渐加热到略低于适宜于单位树脂片材的冲压成形的单位树脂片材温度的第1温度”的第1加热工序和“在所述第1加热工序后,在周期时间内将单位树脂片材快速加热到适宜于冲压成形的第2温度”的第2加热工序,所以在工序的数量上增加了一道工序,但通过“在第1加热工序中逐渐地对单位树脂片材进行加热,从而使得在维持单位树脂片材的温度的均匀性的同时,还对单位树脂片材整体加热,然后,通过第2加热工序来进行快速加热”这样的分成两步的加热,就能够以“不会实质性地损害单位树脂片材的温度的均匀性”的方式大幅度地缩短“使单位树脂片材的温度上升到适宜于冲压成形的温度”所需要的时间,其结果是能够大幅度地缩短周期时间,从而能够提高生产效率并且降低制造成本。附图说明[0016]图1是本发明的实施方式的“从熔融树脂到成形产品”的成形生产流水线的整体概略图。[0017]图2(a)是通过本发明的实施方式的成形生产流水线制造出的“使汽车的左右叶子板保护器一体化”的成形件的立体图,图2(b)是通过成形件获得的汽车的左右叶子板保护器的立体图。[0018]图3是图2(a)的成形件的平面图。[0019]图4是“用于在带状软化树脂片材上形成狭缝”的狭缝形成装置的正视图(从连续片材的长边方向观察到的正视图),也就是说,图4是大致沿着图5中的v-iv箭头方向的视图。[0020]图5是从与“带状软化树脂片材的长边方向”垂直的方向观察了狭缝形成装置的一个气动汽缸的图,也就是说,图5是沿着图4中的v-v箭头方向的视图。[0021]图6是示意性地表示做好了“被连接到一个气动汽缸的活塞杆的切割刀具在连续片材上形成狭缝”的准备的状态的立体图。[0022]图7是示意性地表示“在带状软化树脂片材上形成了狭缝”的状态的立体图。[0023]图8是切割刀具的刀面的示意性的横向剖视图,也就是说,图8是沿着图6中的viii-viii线的剖视图。[0024]图9是狭缝形成装置的齿轮箱的示意性的剖视图,也就是说,图9是沿着图4中的ix-ix线的箭头剖视图。[0025]图10是表示加热装置的结构的示意性的剖视图。[0026]图11(a)是示意性地表示“将带状软化树脂片材搬入到加热装置的第1加热炉”的样子的图,图11(b)是示意性地表示“将带状软化树脂片材切断成单位树脂片材”的样子的图,图11(c)是示意性地表示“在第1加热炉以及第2加热炉中对单位树脂片材进行加热”的样子的图,图11(d)是示意性地表示“将单位树脂片材从第1加热炉传送到第2加热炉”的样子的图,图11(e)是示意性地表示“使单位树脂片材从第2加热炉排出到冲压成形机”的样子的图。[0027]图12(a)是表示“将带状软化树脂片材切断成单位树脂片材”的动作的时序图,图12(b)是表示“第1加热炉(第1炉)的传送带”的动作的时序图,图12(c)是表示“第2加热炉(第2炉)的传送带”的动作的时序图,图12(d)是表示“用于取出冲压成形件p的机械手”的动作的时序图。[0028]图13(a)是表示“通过狭缝形成装置在带状软化树脂片材上形成了狭缝”的状态以及“狭缝与在后面通过冲压成形而获得的冲压成形件之间”的位置关系的顶视图,图13(b)是表示“从带状软化树脂片材上切断下来”的单位树脂片的顶视图。[0029]图14(a)和图14(b)是表示冲压成形件的纵壁部分的厚度的示意性的剖视图,其中,图14(a)表示现有技术的冲压成形件的纵壁部分的厚度,图14(b)表示本发明的冲压成形件的纵壁部分的厚度。具体实施方式[0030]下面,对本发明的实施方式进行说明。图1示出了本发明的实施方式的“从熔融树脂到成形产品”的成形生产流水线。如图1所示,沿着成形生产流水线配置了熔融树脂挤出机10、“用于拉出来自熔融树脂挤出机10的带状软化树脂片材s,并且,对其进行温度控制”的滚子排(roller row)12、用于将带状软化树脂片材s切断成“成为用于一个冲压成形件(在这个实施方式中,如后所述那样,由成为作为产品的汽车车身的左右的一对由树脂制成的叶子板保护器的部分和剩余的成为废料的部分来构成)的冲压成形的材料”的处于软化状态的单位树脂片材u(下面,将其称为“单位树脂片材u”)的切断装置14、“用来分两步将单位树脂片材u加热到适宜于冲压成形的温度”的加热装置16、用来操作“通过加热装置16而被调整到适宜于冲压成形的温度”的单位树脂片材u的机械手(机器人)18、以及“用于通过对通过机械手18从加热装置16中取出的单位树脂片材u进行冲压成形从而获得冲压成形件”的冲压成形机20。还有,成形生产流水线在下游一侧具备了“用于取出由冲压成形机20冲压成形后获得的冲压成形件p”的机械手22以及“由冲压成形机20冲压成形后获得的冲压成形件p”的后处理生产流水线24。[0031]尽管成形生产流水线的顺序与如下所述的“关于成形生产流水线”的说明的顺序有所不同,在这里,首先对“用来对通过加热装置16而被调整了温度的单位树脂片材u进行冲压成形”的冲压成形机进行说明。冲压成形机20具备了公模20-1和母模20-2,在开模状态下,机械手18通过使用吸盘18-1来把持“通过加热装置16而被加热到适宜于冲压成形的温度”的单位树脂片材u,将单位树脂片材u设置在被开模的冲压成形机20的公模20-1与母模20-2之间的所规定的位置。当设置好了单位树脂片材u的时候,通过油压缸20-3来使母模20-2朝向公模20-1下降,通过闭模来进行赋形以便使单位树脂片材u成为“具有与模腔(模具空洞)相对应的形状”的冲压成形件,在模具中冷却一段时间后,通过开模,母模20-2从公模20-1上升,然后,母模20-2和公模20-1分离,通过机械手(机器人)22的吸盘22-1从冲压成形机20取出冲压成形件p,取出来的冲压成形件p被放置在后处理生产流水线24的传送带24-1上。尽管由于后处理生产流水线24脱离本发明的要旨,所以省略了后处理生产流水线24的图示,但在这里,对后处理生产流水线24进行说明。在后处理生产流水线24上,冷却装置对“通过传送带24-1搬运出来”的冲压成形件p进行冷却,然后,从冷却后的冲压成形件p中分离出成为产品的部分(在本发明的实施方式中,汽车车身的左右的一对由树脂制成的叶子板保护器),接下来,为了重复利用成为产品的部分的周围的成为废料的部分,对成为废料的部分进行后处理(切屑处理,chip processing)。[0032]在本发明的“挤出带状软化树脂片材s、通过切断装置44将带状软化树脂片材s切断成单位树脂片材u、通过加热装置16对单位树脂片材u进行加热、通过使用冲压成形机20对被加热好的单位树脂片材u进行冲压成形从而获得冲压成形件”的连续成形生产流水线中,周期时间st指的是“成形一个冲压成形件”所需要的时间。还有,作为本领域技术人员的常识性思维,周期时间st取决于由“冲压成形机20的开模”、“通过机械手18来设置单位树脂片材u”、“通过闭模来成形冲压成形件”、“开模”以及“通过机械手22来取出冲压成形件”来构成的一连串的工序所需要的时间。然而,在树脂片材连续冲压方法中,为了将带状软化树脂片材s切断成单位树脂片材u,降低了树脂温度,这样在进行冲压加工之前,就需要在确保温度的均匀性的同时,将单位树脂片材u的温度升高到适宜于冲压加工的温度。因为在现有技术中,需要花时间来将单位树脂片材u的温度升高到适宜于冲压加工的温度,所以周期时间会受到单位树脂片材u的加热工序所需要的时间的限制,然而,在本发明中,通过在加热装置16上下功夫,实现了“缩短加热时间”,因此就缩短了周期时间st。还有,以与该设定周期时间st同步的方式,从熔融树脂挤出机10挤出带状软化树脂片材s,然后,通过如后所述的切断装置14将带状软化树脂片材s切断成单位树脂片材u,接下来,通过加热装置16对单位树脂片材u进行温度调整,因此,在这段时间里,就不会发生连续熔融单位树脂片材s的实质性的滞留,还有,没有“在冲压成形机20中等待单位树脂片材u的实质性的到达”的等待时间。[0033]接下来,对“在成形生产流水线上通过冲压成形机20对单位树脂片材u进行冲压成形而获得”的冲压成形件p的具体结构的一个示例进行说明。图2(a)(立体图)以及图3(平面图)示出了冲压成形件p,该冲压成形件p是通过单位树脂片材u的冲压成形而获得的“使汽车前轮的左右叶子板保护器一体化”的成形件。在图2(a)(立体图)以及图3(平面图)中,通过附图标记p1以及p2分别示出了成为“作为从冲压成形件p取出的产品”的左右叶子板保护器的部分,这些部分p1以及p2均具有“高度较高”的纵壁部分w。可以看出,在纵壁部分的上表面上设置了成为“用于安装车身”的螺栓的支承面等的凸起部分e。图3通过平面图来示出了冲压成形件p使得可以清楚地看到成为叶子板保护器的部分p1以及p2的轮廓形状,“从成为叶子板保护器的部分p1以及p2的外侧到冲压成形件p的外周p’”的冲压成形件p的部分p3被后处理生产流水线24去除,也就是说,冲压成形件p的部分p3是成为废料的部分。还有,根据本发明的实施方式,如后所述那样,在成为废料的部分p3以“在被切断成单位树脂片材u之前的带状软化树脂片材的状态下,沿着成为通过冲压成形获得的产品的纵壁的部分w和成为通过冲压成形获得的产品的凸起的部分e”的方式形成了狭缝(切口)c1、c2、c3、c4以及c5。如后所述那样,通过在带状软化树脂片材上预先形成狭缝c1、c2、c3、c4以及c5,这样就能够提高在通过冲压成形机20对单位树脂片材u进行冲压成形时“成为纵壁”的部分w和“成为凸起”的部分e(“容易发生厚度变薄”的“成为深拉伸”的部分等)的树脂材料的延展性,从而能够使产品的厚度变得均匀,并且,还可以提高产品的质量。图2(b)示意性地示出了“在去除了成为废料的部分p3之后获得的作为产品的左右叶子板保护器”的状态。此外,尽管在图1中,为了方便起见,通过简略图来描绘了冲压成形机20的公模20-1以及母模20-2,但无需赘言,冲压成形机20的公模20-1以及母模20-2的实际的模具表面具有“与如图2(a)以及图2(b)所示的成形产品相对应”的形状。[0034]接下来,对“在图1的成形生产流水线中进行冲压成形之前”的各个部分的结构进行说明,也就是说,对“在图1的成形生产流水线中直到获得经过温度控制后的单位树脂片材u为止”的各个部分的结构进行说明。因为熔融树脂挤出机10本身是众所周知的,所以在这里只对其进行简单的说明。熔融树脂挤出机10具备了“用于投入树脂颗粒”的料斗26、螺杆挤出机28、加热器30、齿轮泵32以及模具(挤出喷嘴)34。在这个实施方式中,树脂材料是聚丙烯和聚乙烯的混合树脂,将“具有所规定的混合比例”的聚丙烯和聚乙烯的颗粒投入到料斗26中。螺杆挤出机28在对颗粒进行混合的同时还沿着轴向方向输送颗粒,在此期间,通过加热器30的热量来对颗粒进行熔融混合。齿轮泵32按照一定的速度将混合熔融树脂输送到模具34,然后,从“具有细长矩形截面”的模具34中挤出“作为带状软化树脂片材s”的混合熔融树脂。在本实施方式的树脂材料为约50重量%的聚丙烯和约50重量%的聚乙烯的混合树脂的情况下,挤出时的树脂温度约为190℃至220℃。[0035]滚子排12具备了一对“用于拉出片材”的滚子对36和温度控制滚子38以及40,通过使来自模具34的熔融树脂通过“用于拉出片材”的滚子对36和温度控制滚子38以及40以便对其进行温度控制。温度控制的温度范围约为115℃至135℃,该温度范围适合于“通过切断装置14来将带状软化树脂片材s切断成单位树脂片材u”,如果该温度范围的温度过高的话,则存在“带状软化树脂片材s会变得太软,这样就不能将带状软化树脂片材s切断成单位树脂片材u”的缺点。还有,为了使本发明的实施方式的狭缝形成装置50能够顺畅地进行狭缝形成动作,优选地,使切断前的单位树脂片材u具有适当的温度以便使其不会变得太软。另外,在上方设置了层压薄膜(例如,厚度约为0.5mm至5mm的无纺布薄膜)的薄膜卷41,来自薄膜卷41的层压薄膜f在温度控制滚子38中与带状软化树脂片材s结合。在离开温度控制滚子38的时候,层压薄膜f位于带状软化树脂片材s的表面上。[0036]切断装置14具备了挟滚轮对42和切断装置44。切断装置44被配置在挟滚轮对42的出口处,并且,切断装置44由下侧的固定刀具44-1和上侧的可动刀具44-2的组合来构成。固定刀具44-1以及可动刀具44-2均具备了刀具部,该刀具部的长度超过了带状软化树脂片材s的整个宽度,尽管在平常状态下,可动刀具44-2处于“在上方与固定刀具44-1分离”的退避位置,但每当一定长度的带状软化树脂片材s通过的时候,可动刀具44-2就被驱动成“瞬间朝着固定刀具44-1下降,然后立即上升返回到退避位置”,这样带状软化树脂片材s就被切断成一定长度的单位树脂片材u,单位树脂片材u被输送到加热装置16。关于切断装置14,如果需要的话,也可以参照专利文献1的描述。[0037]“用于在成为通过图2(a)、图2(b)以及图3来进行了说明的成形产品的废料的部分形成狭缝c1、c2、c3、c4以及c5(也参照图13(a)以及图13(b))”的狭缝形成装置50被配置在切断装置14的挟滚轮对42跟前。下面,对狭缝形成装置50的结构进行说明。如图4所示那样,狭缝形成装置50在带状软化树脂片材s的宽度方向上具备了3个切割刀具52。如后所述那样,尽管切割刀具52能够单独地上升和下降以及朝着宽度方向移动,但在需要对切割刀具52进行区分的情况下,通过附图标记a来表示“图4的左侧”;通过附图标记b来表示“图4的中央部分”;通过附图标记c来表示“图4的右侧”。如图5所示那样,切割刀具52的切割刃52-1被设置成“能够看到作为狭缝形成时的带状软化树脂片材s的接收部的一对滚子53的中间”,还有,如后所述那样,在为了形成狭缝而使切割刀具52下降的时候,切割刀具52的锋利的切割刃52-1就会贯通带状软化树脂片材s。如图6示意性地所示那样,各个切割刀具52通过可以自由地装卸的方式经由紧定套57(通过螺旋夹具来进行切割刀具52的固定)被安装在“从气动汽缸54的活塞55(图5)中延伸出来”的活塞杆56的下端。各个切割刀具52通常被安全盖58覆盖,当形成狭缝的时候,切割刃52-1就会从安全盖58突出。图4示出了“位于中央部分b的切割刀具52贯通带状软化树脂片材s,并且,位于左侧a的切割刀具52以及位于右侧c的切割刀具52均保持被安全盖58覆盖的状态”的样子,由于气动汽缸54朝着图4的上方推动活塞55,所以在平常状态下,就能够将切割刀具52容纳在安全盖58中。也就是说,图5示出了“通过从气动汽缸54的下部气压口54-1引入气压(图5中的箭头a的方向)以及从气动汽缸54的上部气压口54-2排出气压(图5中的箭头b的方向)来使活塞55上升移动,切割刃52-1被容纳在安全盖58中”的状态。还有,与图5的状态相反,可以通过从气动汽缸54的上部气压口54-2引入气压(与图5中的箭头b相反的方向)以及从气动汽缸54的下部气压口54-1排出气压(与图5中的箭头a相反的方向)来使活塞55下降移动,切割刃52-1从“被容纳在安全盖58中的状态”突出。图8示出了切割刀具52的处于中间的高度位置的水平截面形状,“与下方的切割刃52-1相连”的切断边缘52-2位于“面向带状软化树脂片材s的移动方向(箭头f)”的位置,并且,为了便于进入到带状软化树脂片材s以便在带状软化树脂片材s上形成狭缝,在切削刃52上形成了锋利的尖端52-1。[0038]接下来,对气动汽缸54的支承结构进行说明。如图5所示那样,水平驱动部件60被固定配置在气动汽缸54本体的后表面上。还有,“用于支承气动汽缸54”的支承部件62被直立设置在图4的3个气动汽缸54的每一个气动汽缸的后表面上,支承部件62形成了“用于引导水平驱动部件60的水平移动”的引导路径62-1。因此,每个气动汽缸54都可以单独地进行水平移动,换句话说,每个切割刀具52都可以单独地进行水平移动。此外,尽管为了简单起见,通过简略图来描绘了“用于使气动汽缸54进行水平移动”的机构60以及62,但可以直接使用“具备了市售的线性轴承”的引导装置,通过很小的驱动力就可以精确地控制气动汽缸54的水平位置。[0039]接下来,对“用于引起每个气动汽缸54的单独的水平移动”的链条式驱动机构进行说明。在图4中,以卷绕“位于带状软化树脂片材s的上方两侧”的链轮对64以及66的方式来设置了无端链68。为了使3个气动汽缸54都可以单独地进行水平移动,因此设置了3条无端链68。还有,为了这3条无端链68,也相应地设置了3对链轮对64以及66。各对链轮对中的一方的链轮64成为驱动侧,各对链轮对中的另一方的链轮66成为从动侧。还有,尽管为了简单起见,在各条无端链68的上侧道以及下侧道上都只示出了1个链节68-1,但众所周知,通过使用销来连接链节68-1以便构成1条无端链68。另外,为了简单起见,在图5中,仅仅示出了1条无端链68的多个链节的上侧以及下侧中的1个链节68-1。这些链节68-1中的1个链节68-1被固定在相对应的气动汽缸54,通过无端链68就能够使“被固定在该无端链68”的1个气动汽缸54进行水平移动。也就是说,在图5中,上下托架板70以及72通过诸如焊接之类的手段以悬臂方式被固定在“与支承部件62相对(前表面一侧)”的气动汽缸54本体的外表面上,还有,1条无端链68的1个链节68-1(如果需要的话,1条无端链68的几个相邻的链节)通过诸如焊接之类的手段被固定在托架板70与托架板72之间,通过这样做,就可以通过无端链68向气动汽缸54施加水平驱动力。另外,如图9所示那样,驱动侧链轮64通过轴64-1被支承在齿轮箱74中,还有,通过一对锥齿轮78以及80就能够将伺服电动机76的旋转轴76-1的旋转传递到驱动侧链轮64。伺服电动机76的旋转轴76-1的旋转经由驱动侧链轮64被传递到无端链68,“水平驱动部件60被引导到支承部件62”的气动汽缸54朝着带状软化树脂片材s的宽度方向水平移动,进而就可以精确地控制切割刀具52的切割刃52-1在宽度方向上相对于带状软化树脂片材s的位置。针对3条无端链68中的每一个无端链68,都设置了这样的“用于进行无端链68的水平驱动”的伺服电动机76(对应于“图4中的通过附图标记a、附图标记b以及附图标记c来表示的3个气动汽缸54”,同样地,也通过附图标记a、附图标记b以及附图标记c来表示3个伺服电动机76)。因此,通过“用附图标记a、附图标记b以及附图标记c来表示”的这3个伺服电动机76,就能够使“用附图标记a、附图标记b以及附图标记c来表示”的这3个气动汽缸分别朝着带状软化树脂片材s的宽度方向移动,这样就能够进行“具有尖端”的切割刀具52在带状软化树脂片材s的宽度方向上的精确的位置控制(伺服控制),从而就可以在带状软化树脂片材s上形成狭缝。也就是说,在图5中,通过从气动汽缸54的上部气压口54-2引入气压(与图5中的箭头b相反的方向)以及从气动汽缸54的下部气压口54-1排出气压(与图5中的箭头a相反的方向),在图6中,活塞杆56朝着下方延伸,“具有尖端”的切割刀具52朝着带状软化树脂片材s下降,这样就如箭头f所示那样,切割刀具52的锋利的尖端52-1就会贯通移动中的带状软化树脂片材s。因为切割刀具52的“与尖端52-1相连”的切断边缘52-2面向带状软化树脂片材s的移动方向f(还参照图8),所以如图7所示那样,通过带状软化树脂片材s的移动,就能够在带状软化树脂片材s上形成“平行于移动方向”的狭缝ca。还有,“因伺服电动机76的旋转轴76-1的旋转而产生”的切割刀具52的横向方向的移动能够跟随带状软化树脂片材s的移动,并且可以改变狭缝的方向,这样当切割刀具52向左移动的话,就可以形成“通过附图标记cb来表示”的倾斜的狭缝。尽管在形成倾斜的狭缝cb的时候,切割刀具52的切断边缘52-2会从“面向切断方向”的位置稍微倾斜,但由于“作为切断对象”的带状软化树脂片材s通过加热而变软,所以带状软化树脂片材s不会成为切割刀具52的实质性的切断阻力,这样就能够顺利地进行切断。[0040]“在图1中将通过切断装置14获得的单位树脂片材u调整到适宜于冲压成形的温度”的本发明的加热装置16由“在单位树脂片材u的输送方向上连续设置”的一次加热炉84以及二次加热炉86来构成。如图10所示那样,一次加热炉84具备加热室84-1、“被配置在加热室84-1内,用于搬运单位树脂片材u”的传送带84-2、“以面向传送带84-2的方式被设置在加热室84-1的上表面上”的一连串的红外线加热器84-3以及“被设置在加热室84-1的下表面上”的一连串的红外线加热器84-4。传送带84-2被卷绕在驱动皮带轮84-2a与从动皮带轮84-2b之间,驱动皮带轮84-2a的旋转轴被连接到“示意性地示出”的驱动电动机84-5。红外线加热器(例如,陶瓷加热器)84-3以及84-4的发射光的波长处于“例如10μm至20μm”的远红外线区域。如后所述那样,该传送带84-2连续搬运“被投入进来”的单位树脂片材u。此时的“传送带84-2搬运单位树脂片材u”的输送速度例如为1.0m/s。通过基于“远红外线区域的相对较低的能量的发射”来对单位树脂片材u进行连续加热,这样当将单位树脂片材u从一次加热炉84送入到二次加热炉86的时候,单位树脂片材u的温度就会被控制在“略低于适宜于通过冲压成形机20来进行单位树脂片材u的冲压成形的温度”的125℃至135℃的温度。尽管通过前面的工序来“形成狭缝”以及“切断成单位树脂片材u”,使得“作为单位树脂片材u进入到一次加热炉84的时候”的单位树脂片材u的温度下降到115℃至125℃,但通过“在一次加热炉84中连续输送单位树脂片材u时的由红外线加热器84-3以及84-4发射的远红外线区域的波长较长的红外线”所起到的比较缓慢的加热作用,单位树脂片材u的温度被控制在125℃至135℃。也就是说,一次加热炉84不仅具有“对单位树脂片材u进行加热”的主要目的,同时还具有“在二次加热炉86中对单位树脂片材u进行加热之前,通过基于远红外线区域的相对较低的能量的发射来均匀地保持单位树脂片材u在整个表面上的温度”的目的。[0041]“在一次加热炉84中经过加热之后”的单位树脂片材u被输送到二次加热炉86。二次加热炉86具备加热室86-1、“被配置在加热室86-1内,用于搬运单位树脂片材u”的传送带86-2、“以面向传送带86-2的方式被设置在加热室86-1的上表面上”的一连串的红外线加热器86-3以及“被设置在加热室86-1的下表面上”的一连串的红外线加热器86-4。每一个红外线加热器(例如,陶瓷加热器)86-3以及86-4的发射光的波长均处于“例如5μm至10μm”的中红外线区域。传送带86-2被卷绕在驱动皮带轮86-2a与从动皮带轮86-2b之间,驱动皮带轮86-2a的旋转轴被连接到“示意性地示出”的驱动用电动机86-5。“通过二次加热炉86的红外线加热器86-3以及86-4来对单位树脂片材u进行加热”是在“停止搬运单位树脂片材u”的情况下进行的。通过中红外线区域的波长较短的红外线来对单位树脂片材u进行快速加热,加热后的单位树脂片材u的温度被控制在130℃至160℃。适当地选择该温度,以便能够根据“要通过冲压加工来成形”的成形件来进行最适宜的冲压成形。还有,通过在停止搬运单位树脂片材u的状态下的中红外线区域的极短时间的加热,例如,通过在停止搬运单位树脂片材u的状态下的中红外线区域的15秒的加热,就能够获得“想要获得”的单位树脂片材u的温度,并且,还可以有助于“提高本发明的树脂片材连续冲压方法的生产效率”。“由本发明的申请人提出”的现有的树脂片材连续冲压方法中的加热炉的结构是这样的,即,“对单位树脂片材u进行加热”采用的是“基于远红外线区域的红外线”的加热方式,在这种情况下,“尺寸约为1500mm×2000mm并且厚度为1.6mm”的单位树脂片材u需要约60秒的加热时间,尽管“在树脂片材连续冲压方法中制造每一个产品”所需要的时间(即,周期时间st)受到加热炉的加热时间的限制,但通过本发明的加热装置16的新颖的结构,就能够将周期时间st设定为20秒,从而极大地提高了生产性。[0042]对“将单位树脂片材u从切断装置14经由加热装置16搬送到冲压成形机20”的动作、“将单位树脂片材u从一次加热炉84传送到二次加热炉86”的动作以及“搬出到下游一侧的单位树脂片材u的加热。[0048]“朝着机械手18的传送带18-2被排出来”的单位树脂片材u很快(时间点t6(图12(d))就到达传送带18-2的规定位置,传送带18-2上的单位树脂片材u被机械手的吸盘18-1(图1)吸住(还参照图11(a)),被提供给冲压成形机用于进行冲压成形。设置了用于检测出“单位树脂片材u是否到达机械手18的传送带18-2的规定位置(为了通过机械手18来将单位树脂片材u输送到冲压成形机20的所期望的位置,这是必需的)”的传感器88(参照图11(e))。当传感器88检测出“单位树脂片材u到达了机械手18的传送带18-2的规定位置”的时候,就对计时器清零,然后,重复进行图11(a)、图11(b)、图11(c)、图11(d)以及图11(e)的动作。在图12(a)、图12(b)、图12(c)以及图12(d)的动作中,通过“切断带状软化树脂片材s(通过tc来表示的时间点)”来启动计时器(为了启动计时器,设置了“未在图中示出”的用于检测出“带状软化树脂片材s的切断动作是否完成”的传感器),通过计时器来计测出时间点t1、时间点t2、时间点t3、时间点t4以及时间点t5,当传感器88检测出“确保了传送带18-2上的单位树脂片材u的所规定的位置”的时候,就对计时器清零,通过基于传感器来启动(时间点tc)或停止(时间点t6)计时器,这样就能够可靠地实现如图12(a)、图12(b)、图12(c)以及图12(d)所示的在一次加热炉84以及二次加热炉86中的单位树脂片材u的输送动作而不会发生失步。[0049]在图12(a)、图12(b)、图12(c)以及图12(d)中,从带状软化树脂片材s到单位树脂片材u的一连串的切断时间点tc之间的时间成为本实施方式的冲压成形件成形生产流水线的周期时间st,“在冲压成形机中进行”的单位树脂片材u的一连串的冲压成形工序也是在该周期时间st内进行的。还有,二次加热炉86的停止时间at成为周期时间st中的在二次加热炉86中的单位树脂片材u的处于静止状态的快速加热时间。[0050]本发明的“将加热装置16划分为一次加热炉84和二次加热炉86”的结构具有这样的优点,即,在一次加热炉84中,为了“形成狭缝”以及“将带状软化树脂片材s切断成单位树脂片材u”,通过在周期时间内缓慢地对“降低下来”的树脂温度进行连续加热,这样就能够将树脂温度整体均匀加热到本来的温度或者对树脂温度进行保温,然后,通过在二次加热炉86中的在“单位树脂片材u被停止”的状态下的中红外线区域的快速加热,这样就能够在短时间内达到“最适宜于冲压加工”的树脂温度,可以在“相对于周期时间也具有余量”的短时间内进行所需要的加热,可以将加热时间缩短到15秒(图12(c)中的at)。尽管在使用现有的加热炉的情况下,由于受到加热时间的限制,所以“尺寸为1500mm×2000mm并且厚度为1.6mm”的单位树脂片材u的周期时间被限制在60秒左右,但在使用本发明的“具备了一次加热炉84以及二次加热炉86”的加热装置16的情况下,就可以将“在使用现有的加热炉时所需要的60秒左右”的周期时间缩短到20秒左右。也就是说,通过本发明的实施方式的加热方法,就能够实现“比现有的生产速度快三倍”的生产速度。[0051]接下来,对冲压成形机20中的冲压成形件p的成形动作进行说明。“在加热装置16中通过一次加热炉84以及二次加热炉86被加热,并且,被加热到最适宜于冲压成形的温度”的单位树脂片材u被载置在被开模的冲压成形机20的公模20-1上,通过油压缸20-3来使母模20-2朝向公模20-1下降,单位树脂片材u被成形为“处于合模状态的公模20-1和母模20-2的模腔的形状”,在本实施方式中,获得了如图2(a)所示的“使汽车前轮的左右叶子板保护器一体化”的成形件p,通过机械手22取出开模后的成形件p,然后,将其输送到后处理生产流水线24的传送带24-1。无需赘言,与图12(a)、图12(b)、图12(c)以及图12(d)有关,在周期时间内实施冲压成形机20中的“将单位树脂片材u投入到成形模具”、“闭模”、“开模”、“取出冲压成形件”这一连串的工序。[0052]对“冲压成形机20中的本发明的实施方式的成形动作”进行更加详细的说明。在模具成形时,尽管需要“单位树脂片材u追随模具的形状,以便能够使树脂顺畅地延展”,但在本实施方式中,“要冲压成形”的成形件p具有多个“高度较高”的纵壁部分w和多个凸起部分e,当这些部分的树脂的顺畅的延展受到阻碍的时候,就会出现“发生局部性的厚度不足”这样的令人担忧的情况。在本发明的实施方式中,在连续树脂片材s,在切断后的单元树脂片材u的冲压加工的时候,在成为产品(在本实施方式的场合,产品为叶子板保护器p1、p2)的外侧的废料的部分p3,形成了“有助于成形时的树脂的顺畅的金属模具内的延展”的狭缝c1、c2、c3、c4以及c5。也就是说,图13(a)示出了“通过狭缝形成装置50在带状软化树脂片材s上形成了狭缝c1、c2、c3、c4以及c5”的状态。在图13(a)中,通过假想线来表示“在通过切断装置44将带状软化树脂片材s切断成单位树脂片材u之后,通过冲压成形机20成形的成形件中的作为产品的叶子板保护器p1、p2的部分”。狭缝c1、c2、c3、c4以及c5被形成在“通过冲压成形机20成形的成形件中的成为叶子板保护器p1、p2的部分的外侧的成为废料的部分”。以“沿着通过冲压成形机20成形的成形件中的作为产品的叶子板保护器p1、p2的厚度的延展性成为问题的纵壁部分和凸起部分”的方式来形成了狭缝c1、c2、c3、c4以及c5。如图4的说明所述那样,狭缝形成装置50具备了“能够单独地上升和下降以及朝着宽度方向移动”的位于位置a、位置b以及位置c的3个切割刀具52,在本实施方式中,可以看到,通过位于图4的位置a的切割刀具52来形成了狭缝c5,通过位于图4的位置b的切割刀具52来形成了狭缝c1、c2以及c3,通过位于图4的位置c的切割刀具52来形成了狭缝c4。在通过狭缝形成装置50来形成了狭缝c1、c2、c3、c4以及c5之后,通过使用切断装置44以“在宽度方向上沿着前端边缘e1以及后端边缘e2”的方式来切断带状软化树脂片材s,如图13(b)所示那样,在通过冲压成形机20来进行成形件p的冲压成形之前,就能够获得“已经形成了狭缝c1、c2、c3、c4以及c5”的单位树脂片材u。[0053]对“在通过冲压成形机20来进行成形件p的冲压成形的时候,狭缝c1、c2、c3、c4以及c5所发挥的作用”进行说明。尽管图2(a)的冲压成形件的纵壁w的部分是“冲压成形时树脂的延展比较大”的部分,但由于以“沿着成为靠近成为纵壁w的部分的废料的部分”的方式来形成了狭缝c3以及c4,所以在成形时,“打开狭缝c3以及c4”的力就会被施加到待成形件上(图2(a)示意性地示出了“通过成形,狭缝c1、c2、c3、c4以及c5被打开”的状态),这样“成形时成为纵壁w的部分”的树脂的延展就会变得良好,从而就能够确保“成形后的纵壁w的部分”所需要的厚度。图14(a)和图14(b)是示意性地表示纵壁w的部分的剖视图,尽管在没有形成狭缝c3以及c4的情况下,纵壁w的部分的树脂的顺畅的延展会受到阻碍,这样“成形后的厚度δa”就达不到所期望的值,但在本发明的实施方式中,由于通过形成狭缝c3以及c4而获得了“树脂的顺畅的延展”,所以就能够确保“成形后的厚度δb”达到所期望的值。还有,在图2(a)的凸起部分e的成形部分,由于对“被设置在中间”的狭缝c1、c2以及c3来说,“打开狭缝c1、c2以及c3”的力也会被施加到待成形件上,所以模具空间的树脂的延展就会变得良好,从而对于凸起部分e来说,也可以获得所期望的厚度。[0054]附图标记说明[0055]10ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ熔融树脂挤出机[0056]14ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ切断装置[0057]16ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ加热装置[0058]20ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ冲压成形机[0059]20-1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ公模[0060]20-2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ母模[0061]24ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ后处理生产流水线[0062]26ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ“用于投入树脂颗粒”的料斗[0063]34ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ模具(die)[0064]44ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ切断装置[0065]44-1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ固定刀具[0066]44-2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ可动刀具[0067]50ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ狭缝形成装置[0068]52ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ切割刀具[0069]54ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ气动汽缸[0070]54-1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ下部气压口[0071]54-2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ上部气压口[0072]55ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ活塞[0073]60ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ气动汽缸的水平驱动部件[0074]62ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ气动汽缸的支承部件[0075]64、66ꢀꢀꢀꢀꢀ链轮[0076]68ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ无端链(endless chain)[0077]68-1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ链节(chain link)[0078]70、72ꢀꢀꢀꢀꢀ托架[0079]76ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ伺服电动机(a、b、c)[0080]84ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ一次加热炉[0081]84-1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ一次加热炉的加热室[0082]84-2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ一次加热炉的传送带[0083]84-3、84-4ꢀꢀꢀꢀꢀ一次加热炉的红外线加热器[0084]84-5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ一次加热炉的传送带的驱动电动机[0085]86ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ二次加热炉[0086]86-1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ二次加热炉的加热室[0087]86-2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ二次加热炉的传送带[0088]86-3、86-4ꢀꢀꢀꢀꢀ二次加热炉的红外线加热器[0089]86-5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ二次加热炉的传送带的驱动电动机[0090]c1、c2、c3、c4、c5ꢀꢀꢀ狭缝(切口)[0091]pꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ冲压成形件[0092]p1、p2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ成为冲压成形件的叶子板保护器(fender protector)的部分[0093]p3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ成为冲压成形件的废料(scrap)的部分[0094]wꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ冲压成形件的纵壁部分[0095]eꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ冲压成形件的凸起部分[0096]sꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ带状软化树脂片材[0097]stꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ周期时间[0098]uꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ单位树脂片材。

发布于 2023-01-07 03:46

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