用于去除塑料部件材料及邊緣材料的系統(tǒng)與自動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于去除塑料部件材料的系統(tǒng)(1)，該系統(tǒng)包括設有打磨裝置(4)的旋轉軸(2)。所述旋轉軸(2)包括非打磨部分(3)，該非打磨部分能夠構成所述系統(tǒng)(1)在引導邊緣上的徑向擋塊。所述系統(tǒng)包括使與所述旋轉軸(2)連接的打磨裝置(4)旋轉的發(fā)動機裝置(5)；以及與機器人機械連接的機械連接裝置(6)，其中所述機械連接裝置(6)為指式球窩節(jié)類型。本實用新型還涉及一種用于去除塑料部件材料的自動系統(tǒng)和一種用于去除塑料部件邊緣材料的自動系統(tǒng)。上述系統(tǒng)能夠自動地實現(xiàn)塑料部件的材料去除，例如去毛刺或銑削。
【專利說明】用于去除塑料部件材料及邊緣材料的系統(tǒng)與自動系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通過模制制造塑料部件的領域。

【背景技術】
[0002]已知不同的塑料部件模制方法:
[0003]?通過熱成形的方法(壓縮熱塑性材料)；
[0004]?通過注射的方法(用于熱塑性材料)；和
[0005]?通過壓縮的方法(用于例如SMC的熱固性材料)。
[0006]由于塑料材料的蠕變，許多方法(例如:通過壓縮來加工SMC的方法)會在部件的邊緣造成毛刺。
[0007]這些毛刺必須在塑料部件最后工序階段去除。該操作稱為“去毛刺”。
[0008]目前，去毛刺由操作員人工地實現(xiàn)，這些操作員對毛刺進行拋光。
[0009]該方法是人工的，并且時間長，會導致許多健康問題，例如由于長時間使用振動拋光器導致的肌肉骨骼問題。此外，拋光所產(chǎn)生的非常小的灰塵會污染肺部和機器，必須采用特別地帶有抽吸和封接縫系統(tǒng)的復雜安裝。
[0010]目前尚沒有令人滿意的能夠自動化該操作的自動解決方案。
[0011]一個主要的困難在于，去毛刺是精細的操作，需要指檢，這是由于毛刺厚度小(0.1至0.3mm)且不恒定，如果不根據(jù)毛刺來進行操作就會快速地損壞邊緣。
[0012]然而，“指檢”的必要性與自動方法不兼容，根據(jù)定義，自動方法就難以根據(jù)具體情況來處理。
實用新型內(nèi)容
[0013]本實用新型的目的在于提供一種設備，該設備允許自動地實現(xiàn)塑料材料的材料去除，例如去毛刺或銑削。該材料去除系統(tǒng)包括設有打磨裝置的旋轉軸。旋轉軸包括非打磨部分，該部分能夠形成系統(tǒng)在引導邊上的徑向擋塊。此外，該系統(tǒng)包括使與旋轉軸連接的打磨裝置旋轉的發(fā)動機裝置，以及用于與機器人機械連接的裝置，所述機械連接為指式球窩節(jié) Crotule ? doigt)類型的。
[0014]此外，在模制和加工塑料部件時，部件邊緣線會在厚度方向上局部地變形，尤其是在加工中彎曲時。這種情況尤其會在精細部件的時候發(fā)生。
[0015]因此，砂輪必須遵循的路線不同于用理論方法預先制定的路線。
[0016]當部件沒有完全精確地布置的時候，即并非相對于部件擱架(支撐件)和機器人的幾何參照來布置時，也存在該實際路線和理論路線之間的差別。
[0017]令人驚訝的是，符合本實用新型的設備允許解決該問題。實際上，借助于指式球窩節(jié)類型的機械連接，非打磨的機械擋塊和砂輪可以沿著相對于制定的理論線具有調節(jié)性的實際線移動。
[0018]根據(jù)一個實施例，引導邊為塑料部件的邊。
[0019]打磨裝置可以包括錐形部分，其旋轉軸相對于錐形的母線的傾斜度設置為適于通過使待去除材料和部件邊緣之間形成的角斷裂來去除部件邊緣的材料。
[0020]根據(jù)該配置，打磨裝置的傾斜度優(yōu)選地設為適于引導部件的邊緣，以借助于部件的彎曲性使其穩(wěn)固地靠著非打磨部分。
[0021]打磨裝置優(yōu)選地包括鉆石塊。
[0022]根據(jù)另一個實施例，該系統(tǒng)包括切割引導件，該切割引導件包括模腔，該模腔具有要實施在塑料部件上的形狀，并且構成引導邊緣，非打磨部分可以支在該邊緣上。
[0023]根據(jù)該實施例的一個變型，該系統(tǒng)在旋轉軸上包括鉆頭尖。
[0024]本實用新型還涉及一種用于去除塑料部件材料的自動系統(tǒng)，其包括:
[0025]-符合本實用新型的用于去除塑料部件材料的系統(tǒng)；
[0026]-用于引導材料去除系統(tǒng)路線的機器人，其中所述塑料部件保持固定。
[0027]本實用新型還涉及一種用于去除塑料部件邊緣材料的自動系統(tǒng)，其包括:
[0028]-符合本實用新型的塑料部件材料去除系統(tǒng)；
[0029]-用于引導面對固定的材料去除系統(tǒng)的塑料部件的路線的機器人。
[0030]最后，本實用新型涉及將符合本實用新型的系統(tǒng)用于塑料部件的去毛刺，以及塑料部件的銑削或穿孔。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]參照示例性而非限制性給出的附圖閱讀以下說明，本實用新型將變得顯而易見。在這些附圖中:
[0032]圖1示出了符合本實用新型的工具的一個實施例；
[0033]圖2示出了指式球窩節(jié)類型的機械連接的運行；
[0034]圖3示出了帶有不同形狀的砂輪的不同實施變型；
[0035]圖4示出了一個實施例，在該實施例中，符合本實用新型的材料去除系統(tǒng)還包括切割引導件，構成徑向擋塊的非打磨部分支在該切割引導件上；
[0036]圖5示出了一個實施例，在該實施例中，除了切割引導件，符合本實用新型的材料去除系統(tǒng)的旋轉軸還包括用于刺穿材料的鉆頭尖。

【具體實施方式】
[0037]本實用新型涉及一種用于去除塑料材料部件PP的材料的系統(tǒng)。
[0038]現(xiàn)在參照圖1，該圖示出了符合本實用新型的系統(tǒng)I的一個實施例。該系統(tǒng)包括:
[0039]-旋轉軸2，該旋轉軸設有打磨裝置4和非打磨部分3，該非打磨部分3被設置為用于構成系統(tǒng)I在引導邊緣上的徑向擋塊BR ；
[0040]-用于使與旋轉軸2連接的打磨裝置4旋轉的發(fā)動機裝置5；
[0041]-與機器人連接的機械連接裝置6，所述機械連接為指式球窩節(jié)類型的。
[0042]首先在塑料部件(在圖中標記為PP)邊緣材料去除、尤其是去毛刺的情況下描述本實用新型。但材料去除還可以對應于例如銑削或穿孔。
[0043]塑料部件可以由熱塑性或熱固性材料制成，其中所述材料優(yōu)選地至少填充有加強纖維(即復合材料)。優(yōu)選地，部件為SMC類型的熱固性復合材料部件。
[0044]“部件邊緣”指的是構成部件整個或部分周邊的外部邊緣，或來自于材料鏤空的內(nèi)邊緣。
[0045]發(fā)動機裝置5可以例如為氣動發(fā)動機。該發(fā)動機允許將力矩傳遞給打磨裝置4。在部件邊緣的去毛刺情況下，打磨裝置4可以是砂輪。
[0046]系統(tǒng)I包括與機器人RO機械連接的裝置6。圖2示出了該機械連接6的運行。該機械連接為“指式球窩節(jié)”類型的，該指式球窩節(jié)的中心為A，其不能沿軸z旋轉，其中所述軸z為旋轉軸2的軸。該機械連接6也稱為“360度順從頭部(tgte compliante a 360degres) ”,與軸向順從頭部不同。
[0047]它是指具有指形部的球窩節(jié)，其中所述指形部構成一個方向的旋轉障礙。由此，在平面(x，y，z)中，帶有指部的球形連接具有四個約束度。該連接約束三個平動和一個轉動，而讓另外兩個轉動保持自由。
[0048]由此，在機器人和工具I之間，工具I沿著軸z (旋轉軸2的軸)的轉動被機械連接6阻止。但在工具I的內(nèi)部，發(fā)動機裝置5使旋轉軸2沿著軸z轉動。
[0049]這種機械連接使得工具I可以在機械部件PP邊緣上使用定值不變的切向力，并使得無論邊緣幾何構造如何、即無論工具I的路線如何，都保證該在切向力下的持續(xù)接觸。
[0050]除了改善車輛去除質量以外，該機械連接6還方便了被機器人控制的工具I路線的制定，這是因為該機械連接允許在厘米數(shù)量級上的游間(d6battement)。
[0051]通常，為了制定略微曲線的路線，或為了考慮部件在加工支撐件上的定位缺陷(彎折的缺陷或形狀缺陷)，必須用一組靠近的點來限定機器人必須使工具通過的路線。借助于指式球窩節(jié)類型的連接，曲線開端和結尾的兩個點就足夠了，這是由于工具可以吸收/補償在容差區(qū)間內(nèi)的路線變化。
[0052]旋轉軸2包括非打磨部分3，以保證去毛刺的切向伸入距離。該非打磨部分3構成工具I在引導邊緣上的機械擋塊。在部件邊緣的去毛刺示例中，引導邊緣即為待去毛刺的部件邊緣。該機械擋塊稱為“引導端”。該非打磨部分3可以布置在旋轉軸2與發(fā)動機裝置5相對的端部處。
[0053]該非打磨部分將工具I頂在塑料部件PP邊緣上，而不損壞該部件，同時沿著部件邊緣運動。該機械擋塊3允許擺脫毛刺幾何尺寸變化的問題。打磨砂輪4的打磨能力遠高于毛刺厚度，該徑向擋塊3能夠避免打磨砂輪4不受控地進入材料中。實際上，在沒有該擋塊3的情況下，必須非常精確地調節(jié)工具在部件上的力的大小，以避免打磨砂輪4過多地進入材料中。機械擋塊3的自由止動與機械連接6 —起允許在部件邊緣上施加一個總的切向力。
[0054]由此，更容易地校準接觸壓力，S卩非打磨部分3作用在部件邊緣上的、使得砂輪4不過多地穿入到材料中的切向力。借助于(指式球窩節(jié)類型機械連接的)順從效應，旋轉軸2樞轉，允許補償壓力變化。
[0055]對于機動車部件的去毛刺，80N的切向力允許去除所有毛刺，而不損壞部件本身。
[0056]軸2在擋塊3的上方或下方承載打磨砂輪4。該砂輪4優(yōu)選地包括鉆石塊。
[0057]根據(jù)一個實施例，砂輪4包括錐形部分，其旋轉軸相對于錐形母線的傾斜度允許:
[0058]-通過使毛刺和部件邊緣之間形成的角斷裂來去除部件邊緣的材料(毛刺)；
[0059]-引導部件邊緣，以借助于部件厚度(沿著軸z)上的柔性使其穩(wěn)固地靠著機械擋塊3。
[0060]砂輪4還可以具有任何凹或凸的回轉形狀。圖3示出了呈不同形狀的砂輪4的不同實施變型，尤其由兩個底部組裝在一起的錐形構成的形狀。
[0061]符合本實用新型的系統(tǒng)I可以用于任何類型的材料去除方法，例如去毛刺、銑削或穿孔。
[0062]目前，為了在塑料部件、尤其是熱固性塑料部件中實現(xiàn)切割，要么進行六軸機器人加工，要么進行沖壓。
[0063]對于六軸機器人加工，切割(圓孔、長孔、特殊形狀)通過用六軸機器人移動切割銑刀來實現(xiàn)。該類型設施的位置容差一般為大約+/-1_，形狀容差大約為+/-0.5_。該精確性不足主要與缺陷、機器人的柔性，以及從銑刀到被加工的孔(銑刀一加工軸一機器人—轉臺一部件支撐件一部件一被加工的孔)的尺寸鏈很長相關。
[0064]對于沖壓，切割一般在位置上和形狀上是精確的(大約為+/-0.45和+/-0.2)，相反地，需要特殊的工藝設備(只能服務于單種產(chǎn)品)，而且所有切割都必須在相同方向(即沖壓方向)上實現(xiàn)。
[0065]根據(jù)特別適于銑削并允許擺脫這些限制條件的第二實施例(圖4)，符合本實用新型的材料去除系統(tǒng)還包括切割引導件7，構成擋塊的非打磨部分3支在該切割引導件上。
[0066]切割引導件7為包括帶有模腔8的部件，模腔8的形狀即要實現(xiàn)的部件形狀。因此，非打磨部分3進入模腔8內(nèi)部，以沿著其輪廓移動，由此將路線傳遞給打磨裝置4。由此，引導邊緣不再是部件PP的邊緣，而是模腔8的邊緣。打磨裝置4為例如銑刀。
[0067]該實施例的一個優(yōu)點在于允許機器人承載的工具I的引進位置(posit1nd’ amenee)有更大的容差，這是因為材料去除路線隨后由切割引導件7局部地引導。
[0068]此外，局部的精確的引導允許獲得不被形狀容差(由機器人位置整體的不準造成)干擾的形狀。
[0069]根據(jù)第二實施例的變型、特別適于穿孔的第三實施例(圖5)，符合本實用新型的材料去除系統(tǒng)的旋轉軸2在切割引導件7之外還包括用于刺穿材料的鉆頭尖9。
[0070]在使用該系統(tǒng)時，切割引導件7被定位在加工支撐件上正對著待切割形狀處。鉆頭尖9允許打磨裝置4刺穿材料。打磨裝置4下降到直至非打磨部分3與切割引導件7的模腔8接觸。打磨裝置4移動到直至非打磨部分3支在切割引導件7的模腔8邊緣上。指式球窩節(jié)類型的機械連接6允許構成徑向擋塊的非打磨部分3持續(xù)地與切割引導件7接觸，同時沿著模腔8移動。機器人RO沿著切割的輪廓移動，并且非打磨部分3在整個移動長度上被維持為按在引導件7上。在切割的最后，機器人RO離開部件PP。
[0071]本實用新型還涉及一種用于例如在邊緣上去除塑料部件PP的材料的自動去除材料系統(tǒng)，其包括符合本實用新型的用于去除材料的系統(tǒng)1，該系統(tǒng)被安裝在優(yōu)選的為人形機器人的機器人RO上，用于引導設備的路線。
[0072]機器人RO被用做操縱工具I的裝置，保證在工具定向(在度的數(shù)量級上)、定位(小于mm)和速度方面的良好的重復性。
[0073]借助于符合本實用新型的系統(tǒng)，機器人RO不必與其電纜一起旋轉:而是由指式球窩節(jié)類型的機械連接6來允許沿著整個路線移動，且同時維持與部件PP邊緣的接觸。
[0074]根據(jù)一個變型，機器人RO引導符合本實用新型的材料去除系統(tǒng)I的路線，因此該系統(tǒng)是活動的，材料部件PP則保持固定。
[0075]根據(jù)另一個變型，機器人RO承載塑料部件PP并且引導面對符合本實用新型的材料去除系統(tǒng)I的部件PP的路線，該系統(tǒng)I則保持固定。
【權利要求】
1.一種用于去除塑料部件材料的系統(tǒng)(I)，所述系統(tǒng)包括設有打磨裝置(4)的旋轉軸(2)，所述系統(tǒng)的特征在于，所述旋轉軸(2)包括非打磨部分(3)，所述非打磨部分(3)能夠構成所述系統(tǒng)(I)在引導邊緣上的徑向擋塊，所述系統(tǒng)還包括使與所述旋轉軸(2)連接的所述打磨裝置(4)旋轉的發(fā)動機裝置(5)，以及與機器人機械連接的機械連接裝置￠)，其中所述機械連接裝置(6)為指式球窩節(jié)類型。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述引導邊緣是所述塑料部件的邊緣。
3.如上述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述打磨裝置(4)包括錐形部分，所述旋轉軸相對于所述錐形的母線的傾斜度設置為適于通過使待去除材料和所述部件邊緣之間形成的角斷裂來去除所述部件邊緣的材料。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述打磨裝置(4)的傾斜度設為適于引導所述部件的所述邊緣，以借助于所述部件的彎曲性使其穩(wěn)固地靠著所述非打磨部分(3)。
5.如上述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述打磨裝置(4)包括鉆石塊。
6.如上述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括切割引導件(7)，所述切割引導件包括模腔(8)，所述模腔具有要實施在所述塑料部件上的形狀，并且構成所述引導邊緣，所述非打磨部分(3)能夠支在所述邊緣上。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在所述旋轉軸(2)上包括鉆頭尖(9)。
8.一種用于去除塑料部件(PP)材料的自動系統(tǒng)，其包括:符合權利要求1至6中任一項所述的用于去除塑料部件(PP)材料的系統(tǒng)(I);用于引導所述材料去除系統(tǒng)(I)路線的機器人(RO)，其中所述塑料部件(PP)保持固定。
9.一種用于去除塑料部件(PP)的邊緣材料的自動系統(tǒng)，其包括:符合權利要求1至6中任一項所述的用于去除塑料部件(PP)材料的系統(tǒng)(I);用于引導面對固定的所述材料去除系統(tǒng)(I)的塑料部件(PP)的路線的機器人(RO)。
【文檔編號】B29C37/02GK203994377SQ201420045328
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權日:2014年1月24日
【發(fā)明者】大衛(wèi)·特雷斯 申請人:全耐塑料公司