包覆设备以及包覆方法与流程

1.本技术涉及汽车内饰件加工设备技术领域，尤其涉及包覆设备以及包覆方法。


背景技术：

2.对于汽车内饰件，为了提高其美观度和触感，通常在塑料框架的表面包覆表皮以进行装饰。包覆时，一般先将表皮与塑料框架的表面粘接；然后使用包边设备，将表皮与塑料框架的边缘粘接，也即包边。
3.在公开号为cn211710062u的专利中，公开了一种包边模具，其通过多个气缸驱动并调节包边模块的运动，使得包边模块在运动过程中推动表皮沿待包边零件的骨架表面内翻，进而表皮在胶水作用下粘附在待包边零件的骨架上。但是，这种包边模具需要多个气缸驱动包边模块做不同方向的运动，这导致设备的整体结构复杂、占用空间大且成本较高。


技术实现要素：

4.本技术的一个目的在于提供一种结构简单的包覆设备。
5.本技术的另一个目的在于提供一种有利于简化包覆设备的包覆方法。
6.为达到以上目的，本技术提供一种包覆设备，用于使柔性表皮包覆于框架表面，所述包覆设备包括柔性压合层、气室以及充气单元，所述柔性压合层适于变形以适应框架的轮廓，所述柔性压合层设置于所述气室内，从而将所述气室分割为相互隔离的第一气腔和第二气腔，所述第一气腔内适于设置框架和表皮，所述充气单元用于向所述第二气腔内充气，所述第二气腔充气时所述柔性压合层向所述第一气腔的方向变形，以使得所述柔性压合层推动表皮沿着框架的轮廓变形并包覆于框架表面。
7.进一步地，所述柔性压合层为具有弹性的柔性材料，从而所述柔性压合层向所述第一气腔的方向变形时适应框架的轮廓发生弹性形变。
8.可变形地，所述柔性压合层具有能够适应框架轮廓的压合部，所述第二气腔充气前，所述柔性压合层以折叠状态设置在所述气室内，所述第二气腔充气时，所述柔性压合层由折叠状态变形为展开状态，以使得所述压合部契合框架的轮廓，从而将框架包裹，所述柔性压合层包裹框架的过程中，适于将表皮挤压向框架并包覆于框架表面。
9.进一步地，所述包覆设备包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体可分离地连接，所述第一壳体与所述第二壳体连接时界定所述气室，所述柔性压合层设置于所述第二壳体，所述包覆设备包括设置于所述第一壳体的框架紧固单元，所述框架紧固单元用于将框架保持在预设位置，所述包覆设备还包括设置于所述第二壳体的支撑平台，所述支撑平台用于将表皮支撑于所述柔性压合层上方，所述支撑平台的边缘处具有允许所述柔性压合层穿过的通道，从而所述柔性压合层变形时穿过所述通道延伸至所述支撑平台上方。
10.进一步地，所述包覆设备包括至少一个封闭的气囊，所述气囊内形成所述第二气腔，所述气囊面向表皮的区域即为所述柔性压合层。
11.进一步地，所述包覆设备包括多个所述气囊以及用于对各所述气囊分别进行充气的多个所述充气单元，每一所述气囊上的所述柔性压合层适于变形以适应框架的一部分轮廓。
12.进一步地，多个所述气囊包括若干条形气囊以及一对u形气囊，所述u形气囊用于适应框架两转角的轮廓，所述条形气囊用于适应框架两转角之间的轮廓。
13.进一步地，所述包覆设备包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体可分离地连接，所述第一壳体具有第一腔体，所述第二壳体具有多个相互独立的第二腔体，每一所述气囊设置在一所述第二腔体内，所述第一壳体与所述第二壳体连接时，所述第一腔体和所述第二腔体连通形成所述气室。
14.进一步地，所述柔性压合层为薄膜，所述薄膜的边缘密封固定于所述气室，以使得所述薄膜的一侧形成第一气腔，所述薄膜的另一侧形成第二气腔。
15.本技术还提供一种包覆方法，包括以下步骤：s1，提供柔性压合层、框架以及用于包覆所述框架的表皮，所述柔性压合层适于变形以适应所述框架的轮廓；s2，将所述表皮设置于所述柔性压合层与所述框架之间；s3，增加所述柔性压合层远离所述表皮一侧的气压，以使所述柔性压合层在气压作用下向所述表皮和所述框架的方向发生形变并适应所述框架的轮廓，从而所述表皮在所述柔性压合层的作用下包覆在所述框架表面。
16.进一步地，所述步骤s3中，所述柔性压合层在一侧气压的作用下发生弹性形变以适应所述框架的轮廓。
17.进一步地，所述步骤s3中，所述柔性压合层在一侧气压的作用下由折叠状态变形为展开状态，以使得所述柔性压合层适应所述框架轮廓的压合部将所述框架包裹，所述柔性压合层包裹框架的过程中，将所述表皮挤压向所述框架并包覆于框架表面。
18.与现有技术相比，本技术采用柔性压合层实现表皮对框架的包覆，有利于简化设备结构、降低设备成本、缩小设备体积。
附图说明
19.图1为本技术的包覆设备的一个实施例的立体图，显示了第一壳体与第二壳体连接的状态。
20.图2为本技术的包覆设备的一个实施例的立体图，显示了第一壳体与第二壳体分离的状态，并显示了框架和表皮。
21.图3为图2中第二壳体以及设置在第二壳体内气囊的俯视图，其中气囊用深色显示。
22.图4为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图。
23.图5为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了框架安装在第一壳体上的状态，表皮设置在第二壳体上的状态。
24.图6为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了第一壳体与第二壳体组合形成气室的状态。
25.图7为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了柔性压合层向第一气腔
发生变形的过程。
26.图8为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了柔性压合层推动表皮包覆框架的过程。
27.图9为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了柔性压合层推动表皮实现对框架的包覆。
28.图10为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了柔性压合层为薄膜。
29.图11为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了柔性压合层向第一气腔发生变形的过程。
30.图12为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了柔性压合层推动表皮实现对框架的包覆。
31.图13为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了多个气囊设置在气室内。
32.图14为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了多个气囊在展开状态下具有分别适应框架不同区域的轮廓的压合部，压合部将框架包裹。
33.图15为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了多个气囊设置在气室内。
34.图16为本技术的包覆设备的一个实施例的示意图，显示了多个气囊分别用于压合表皮和框架的不同区域。
35.图中：11、框架；12、表皮；2、包覆设备；21、柔性压合层；21a、气囊；21a
‑
1、条形气囊；21a
‑
2、u形气囊；213、充气接头；21b、薄膜；22、气室；221、第一气腔；222、第二气腔；223、支撑平台；2230、通道；23、充气单元；24、框架紧固单元；24a、夹持机构；24b、负压吸附机构；25、第一壳体；250、第一腔体；26、第二壳体；260、第二腔体。
具体实施方式
36.下面，结合具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
37.在本技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、
ꢀ“
横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、
ꢀ“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本技术的具体保护范围。
38.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
39.本技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
40.本技术提供一种包覆设备2，用于使柔性的表皮12包覆于框架11表面，以得到饰件。如图6所示，包覆设备2包括柔性压合层21、气室22以及充气单元23。柔性压合层21适于变形以适应框架11的轮廓，柔性压合层21设置在气室22内从而将气室22分割为相互隔离的第一气腔221和第二气腔222；第一气腔221内适于设置框架11和表皮12；第二气腔222为密闭的腔体，充气单元23用于向第二气腔222内充气，第二气腔222充气时柔性压合层21向第一气腔221的方向变形，以使得柔性压合层21推动表皮12沿着框架11的轮廓变形并包覆于框架11表面。
41.值得一提的是，通过提前在框架11表面和/或表皮12 表面设置粘接剂，使得表皮12包覆在框架11表面时，二者粘接。
42.本技术的包覆设备2的工作原理如下：充气单元23向第二气腔222内充气，第二气腔222内的气压增加，导致柔性压合层21两侧的气压不平衡，因此柔性压合层21在一侧气压的作用下发生变形，柔性压合层21在变形过程中，第二气腔222不断膨胀，第一气腔221不断缩小，如图6
‑
9所示，由于框架11设置在第一气腔221内，柔性压合层21被挤压向第一气腔221的过程中，会沿着框架11的轮廓发生变形，而由于柔性的表皮12设置在柔性压合层21与框架11之间，因此表皮12也会随着柔性压合层21一起被挤压向框架11，从而沿着框架11的轮廓贴合在框架11的表面，也即实现了表皮12对框架11的包覆。
43.本技术的包覆设备2不仅可以实现表皮12对框架11正面的包覆，还可以实现表皮12对框架11侧面的包覆，也即实现框架11的包边。在加工时，表皮12设置在柔性压合层21与框架11之间，并使表皮12的边缘延伸的框架11之外，柔性压合层21在变形时，首先与表皮12接触，并对表皮12施加向框架11的方向变形的作用力，使表皮12与框架11的一侧表面贴合，充气单元23不断向第二气腔222充气，柔性压合层21不断被挤压向框架11的方向并适应框架11的轮廓，从而柔性压合层21推动延伸到框架11之外的表皮12向内翻折贴合在框架11的侧面，当柔性压合层21进一步变形至框架11的另一侧时，表皮12也向内翻折贴合在框架11的另一侧表面。
44.值得一提的是，实际加工过程中，可以根据框架11需要被包覆的区域的尺寸和形状设置相应尺寸和形状的柔性压合层21，使柔性压合层21变形适应框架11的轮廓后，至少能够包裹框架11的待包覆区域，确保柔性压合层21能够使表皮12与框架11的待包覆区域充分贴合。
45.本技术采用柔性压合层实现表皮对框架的包覆，有利于简化设备结构、降低设备成本、缩小设备体积。
46.进一步地，柔性压合层21的边缘密封连接于气室22，从而柔性压合层21将第一气腔221和第二气腔222密封隔离，第一气腔221与第二气腔222互不连通。
47.进一步地，气室22的内壁为刚性，从而柔性压合层21发生变形时，受到气室22的限制，只能向气室22的内部形变，从而有效地实现柔性压合层21对框架11的包裹。
48.本技术中，通过向第二气腔222内充气以提供包覆所需的动力，第一气腔221的作
用主要是压缩或控制柔性压合层21的变形方向，以使得柔性压合层21适应框架11的轮廓变形。
49.在一个优选实施例中，柔性压合层21为具有弹性的柔性材料，从而柔性压合层21向第一气腔221的方向变形时，适应框架11的轮廓发生弹性形变。柔性压合层21的材料可以是天然橡胶或各类合成橡胶，也可以是其它具有弹性的柔性材料。在该实施例中，柔性压合层21的原始形状不必完全适应框架11的轮廓，可以依靠柔性压合层21的弹性形变能力使其自适应框架11的轮廓。例如，柔性压合层21的原始形状可以是平面，如图10所示，当柔性压合层21被挤压向第一气腔221并发生弹性形变时，柔性压合层21先与表皮12接触，如图11所示，由于表皮12也为柔性，因此柔性压合层21推动表皮12一起变形，当表皮12贴合在框架11上时，刚性的框架11使得柔性压合层21只能沿着框架11的轮廓继续变形，从而柔性压合层21推动表皮12沿着框架11的轮廓进行包覆，如图12所示。
50.以上实施例中，柔性压合层21可以自适应框架11的轮廓，这使得本技术的包覆设备可以适用于外形轮廓不同的框架11的包覆，大大提高了包覆设备的通用性，有利于降低包覆设备的成本，节约加工厂商的成本。
51.在另一个优选实施例中，柔性压合层21具有能够适应框架11轮廓的压合部，也即压合部的外形与框架11的轮廓形状一致，第二气腔222充气前柔性压合层21以折叠状态设置在气室22内，如图13所示，第二气腔222充气时柔性压合层21由折叠状态变形为展开状态，以使得压合部的外形契合于框架11的轮廓，从而将框架11包裹，如图14所示，柔性压合层21包裹框架11的过程中，适于将表皮12挤压向框架11并包覆于框架11表面。值得一提的是，在该实施例中，柔性压合层21可以具有一定的弹性，也可以是非弹性的，柔性压合层21的原始形状具有与框架11轮廓适应的压合部，可以使柔性压合层21展开后充分包裹框架11，尤其是在角度有较大变化的转折角处，柔性压合层21展开后可以充分包裹转折角，确保表皮12与框架11在转折角的区域充分接触。
52.在以上实施例中，柔性压合层21可以根据待包覆框架11的轮廓形状设置柔性压合层21的原始形状，以使得柔性压合层21展开后能够充分适应框架11的外形，使表皮12与框架11充分接触，从而避免表皮12与框架11之间存在未粘接的区域。
53.进一步地，包覆设备2包括用于界定气室22的第一壳体25和第二壳体26，第一壳体25与第二壳体26可分离地连接，柔性压合层21的边缘密封连接于第二壳体26，如图4所示。第一壳体25与第二壳体26分离时，可以将框架11以及表皮12设置在第一壳体25或第二壳体26内，如图5所示，待框架11和表皮12设置好后，将第一壳体25与第二壳体26组合连接，如图6所示，从而框架11以及表皮12被设置在气室22内。
54.进一步地，包覆设备2还包括设置于第二壳体26的支撑平台223，如图4所示，支撑平台223用于将表皮12以及框架11支撑在柔性压合层21上方，支撑平台223的边缘处具允许柔性压合层21穿过的通道2230，以使得柔性压合层21变形时穿过该通道2230与位于支撑平台223上的表皮12接触。值得一提的是，在进行包覆时，表皮12位于框架11以及支撑平台223之间，而且表皮12的边缘延伸到通道2230上方，框架11的边缘不覆盖或者不完全覆盖通道2230，如图6所示，以使得柔性压合层21穿过通道2230后直接作用于表皮12，并推动表皮12向框架11的方向翻转，如图8所示。
55.进一步地，通道2230处于支撑平台223边缘的内侧，也即通道2230形成于支撑平台
223上，表皮12可以完全覆盖在通道2230上方，从而柔性压合层21穿过通道2230时，能够充分作用于表皮12。
56.在另一些实施例中，通道2230也可以处于支撑平台223边缘的外侧，也即通道2230由支撑平台223的边缘与气室22的内壁共同界定。
57.进一步地，包覆设备2还包括安装在第一壳体25上的框架紧固单元24，框架紧固单元24用于将框架11保持在预设位置。如图5所示，包覆之前，第一壳体25与第二壳体26分离，利用框架紧固单元24将框架11安装在第一壳体25上，同时将表皮12设置在第二壳体26的支撑平台223上，然后将第一壳体25与第二壳体26组合连接以形成气室22，并使得表皮12被夹设在框架11与支撑平台223之间，如图6所示。
58.在一些实施例中，框架紧固单元24为夹持机构24a，夹持机构24a通过夹持框架11的非包覆区域，实现对框架11的固定。在另一些实施例中，框架紧固单元24为负压吸附机构24b，负压吸附机构24b通过吸附框架11的非包覆区域，实现对框架11的固定。
59.值得一提的是，框架紧固单元24可以同时包括若干夹持机构24a和若干负压吸附机构24b，以保证框架11被稳定地保持在固定的位置。
60.进一步地，如图4所示，第一壳体25具有第一腔体250，第二壳体26具有第二腔体260，第一壳体25与第二壳体26连接时，第一腔体250和第二腔体260连通形成气室22，框架紧固单元24设置在第一腔体250内，柔性压合层21设置在第二腔体260内，支撑平台223设置在第二腔体260的上方。
61.在一些实施例中，包覆设备2包括至少一个封闭的气囊21a，气囊21a内形成第二气腔222，充气单元23用于给向气囊21a内充气，气囊21a面向表皮12的区域即为柔性压合层21。优选地，充气单元23的数量与气囊21a的数量一致，每一气囊21a由一充气单元23单独充气。气囊21a外部的气室22空间即为第一气腔221。气囊21a可以是弹性的，也可以是非弹性的。
62.在一个实施例中，气囊21a为弹性气囊，充气单元23向气囊21a内充气时，气囊21a发生弹性形变从而膨胀。如图7所示，气囊21a面向表皮12的区域（即柔性压合层21）膨胀时挤压向支撑平台223，并在穿过通道2230后将表皮12的边缘向上推，如图8所示，然后气囊21a继续膨胀充满第一气腔221，并不断推动表皮12内翻包覆在框架11的表面，如图9所示。
63.在另一个实施例中，气囊21a为非弹性气囊，气囊21a面向表皮12的区域（即柔性压合层21）具有能够适应框架11轮廓的压合部。如图13、14所示，充气单元23向气囊21a内充气时，气囊21a由折叠状态变形为展开状态，气囊21a在逐渐展开的过程中，先穿过支撑平台223的通道2230，推动表皮12的边缘向上翻折，然后气囊继续适应框架11的轮廓展开，不断推动表皮12内翻包覆在框架11的表面，如图14所示。
64.气囊21a的数量可以根据实际情况进行选择，若框架11的轮廓形状比较规则，可以仅使用一个整体的气囊21a实现表皮12对整个框架11的包覆，如图6
‑
9所示，这样有利于简化设备，降低设备成本。若框架11的轮廓形状较为不规则，可以设置多个气囊21a，分别对不同的区域进行包裹，如图13
‑
16所示，这样有利于提高包覆效果，确保表皮12与框架11充分接触。
65.如图1
‑
4的实施例所示，包覆设备包括多个气囊21a，每一气囊21a上的柔性压合层21适于适应框架11的一部分轮廓，如图4所示，从而多个气囊21a共同作用实现表皮12对框
架11的完整包覆。
66.值得一提的是，当气囊21a为多个时，通过分别控制各气囊21a充气的时间，可以实现不同的气囊21a包裹不同的表面，如图15、16所示，可以先对设置在框架11下方的气囊21a充气，待表皮12翻转到框架11的上表面时，在对设置在框架11上方的气囊21a充气，使得表皮12与框架11的上表面充分接触。
67.在一个实施例中，包覆设备2包括与每一气囊21a对应的气室22。各个气室22可以互相连通，也可以相互独立。
68.进一步地，如图3所示，第二壳体26具有多个相互独立的第二腔体260，每一气囊21a设置在一个第二腔体260内，从而各个气囊21a在充气膨胀时互不影响。值得一提的是，第二腔体260可以相互独立，也可以相互连通，本技术对此不作限定。
69.优选地，各个第二腔体260沿着支撑平台223的边缘依次设置，如图3所示，以使得位于第二腔体260内的气囊21a沿着支撑平台223的边缘依次设置。
70.优选地，第二壳体26具有与框架11转角区域对应的u形的第二腔体260以及u形气囊21a，u形气囊21a设置在u形的第二腔体260内，u形气囊21a膨胀时，可以将框架11的转角区域完整地包裹，使得表皮12与框架11在转角处充分接触。
71.在一个实施例中，提供用于框架包边的一组气囊21a，包括若干条形气囊21a
‑
1以及一对u形气囊21a
‑
2，一对u形气囊21a
‑
2用于适应框架11两侧转角的轮廓，若干条形气囊21a
‑
1用于适应框架11两转角之间的轮廓，如图3所示。
72.值得一提的是，待包覆框架11两转角之间的轮廓通常无较大的角度变化，即使有轻微弯折的区域，通过设置多个条形气囊21a
‑
1也可较好地适应框架11的轮廓，而框架11在转角处的角度变化较大，设置u形气囊21a
‑
2可以更好地适应框架11的轮廓。
73.进一步地，气囊21a上具有充气接头213，充气接头213用于将气囊21a与充气单元23快速连接。第二壳体26上具有与充气接头213对应的通孔，以使得充气接头213适于穿过该通孔延伸到第二壳体26外部，以便于与充气单元23进行连接。
74.在另一些实施例中，柔性压合层21为薄膜21b，如图10
‑
12所示，薄膜21b的边缘密封固定于气室22，以使得薄膜21b的一侧形成第一气腔221，另一侧形成第二气腔222。充气单元23向第二气腔222内充气时，薄膜21b被挤压向第一气腔221，薄膜21b变形的过程中推动表皮12沿着框架11的轮廓进行包覆。
75.薄膜21b可以是弹性的，也可以是非弹性的。若薄膜21b为弹性薄膜，其在变形时发生弹性形变并自适应框架11的轮廓。若薄膜21b为非弹性薄膜，则薄膜21b具有能够适应框架11轮廓的压合部，第二气腔222充气前薄膜21b以折叠状态设置，第二气腔222充气时，薄膜21b由折叠状态变形为展开状态，以使得薄膜21b的压合部将框架11包裹。
76.本技术还提供一种包覆方法，包括以下步骤：s1，提供柔性压合层21、框架11以及用于包覆框架的表皮12，柔性压合层21适于变形以适应框架11的轮廓；s2，将表皮12设置于柔性压合层21与框架11之间；s3，增加柔性压合层21远离表皮12一侧的气压，以使柔性压合层21在气压作用下向表皮12和框架11的方向发生形变并适应框架11的轮廓，从而表皮12在柔性压合层21的作用下包覆在框架11表面。
77.在一个实施例中，步骤s3中，柔性压合层21在一侧气压的作用下发生弹性形变以适应框架11的轮廓。
78.在另一个实施例中，步骤s3中，柔性压合层21在一侧气压的作用下由折叠状态变形为展开状态，以使得柔性压合层21适应框架11轮廓的压合部将框架11包裹，柔性压合层21包裹框架11的过程中，将表皮12挤压向框架11并包覆于框架11表面。
79.以上描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术的范围内。本技术要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。