弱化表皮的装置及其方法与流程

1.本发明涉及汽车内饰表皮加工领域，特别涉及一种弱化表皮的装置及其方法。


背景技术：

2.在汽车领域中，通常对于汽车内饰表皮，例如气囊门上，需要对表皮进行弱化处理。现有产品通常采用带有缝线的结构，影响造型与外观，费时，且性价比不高，影响消费者口碑。
3.如果采用自撕表皮，则成本高昂。如果采用非自撕表皮，传统弱化表皮的循环时间也比较长，工具成本较高。目前真皮弱化后再包覆的技术大多价格昂贵，如果用自撕裂真皮的话技术与价格更加是严峻挑战。
4.有鉴于此，本领域技术人员改进了弱化表皮的装置及方法，以期克服上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中弱化表皮制约造型与外观，费时费力且成本高昂等不足，提供一种弱化表皮的装置及其方法。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
7.本发明提供了一种弱化表皮的装置，其特点在于，所述弱化表皮的装置包括上模和下模，所述上模和所述下模之间设置有升降控制装置，所述下模设置在所述上模的下方，通过所述升降控制装置使得所述上模与所述下模压合；
8.所述上模的下表面上设置有一个完整的刀模，或者多个连续或分散的刀口单元组成的刀模，所述下模上设置有定位装置，通过所述定位装置将表皮固定在所述下模上。
9.根据本发明的一个实施例，所述升降位移装置包括多个滚珠丝杆、z向测量基准杆、z0基准块和高精度接触式传感器，所述滚珠丝杆的一端固定在所述下模的各个顶角处，所述上模穿设在所述滚珠丝杆上，所述z向测量基准杆固定在所述下模的外部，且所述上模连接在所述z向测量基准杆上，所述滚珠丝杆在所述z向测量基准杆的辅助下，进行上下模的精准升降控制；
10.所述上模的下端面上设置有刀具基板，所述刀具基板的下端面上安装有刀具，所述高精度接触式传感器设置在所述刀具基板上，所述z0基准块设置在所述下模上，使得所述高精度接触式传感器位于所述z0基准块的上方。
11.本发明还提供了一种弱化表皮的装置，其特点在于，所述弱化表皮的装置包括压辊和下模，所述压辊可移动地设置在所述下模的上方，所述压辊通过升降位移装置与所述下模压合；
12.所述压辊的表面设置一个完整的刀模，或者多个连续或分散的刀口单元组成的刀模，所述下模上设置有定位装置，通过所述定位装置将表皮固定在所述下模上。
13.根据本发明的一个实施例，所述升降位移装置包括一组悬臂和一组导轨，所述导
轨分别安装在所述压辊上方或所述下模的两侧面上，所述悬臂分别安装在对应的所述导轨上，使得所述悬臂沿所述导轨平行移动；
14.所述压辊的中心转轴安装在所述悬臂之间，使得所述压辊的中心转轴沿所述悬臂上下升降，或者与所述悬臂同步上下升降。
15.根据本发明的一个实施例，所述升降位移装置包括控制水平移动的滚珠螺杆系统和控制上下移动的直线电机，所述压辊的中心转轴的两侧安装有一组支撑架，所述支撑架的上端设置有滚珠丝杠轴承，所述支撑架通过所述滚珠丝杠轴承穿设在所述滚珠螺杆系统上，用于控制所述压辊进行水平移动。
16.根据本发明的一个实施例，所述压辊的中心转轴的两端通过销和轴承与所述支撑架转动连接，且所述轴承上安装有电子角度测量器，用于控制监控所述压辊的旋转角度。
17.根据本发明的一个实施例，所述完整的刀模或多个连续或分散的所述刀口单元按弱化线形状排列组合合成在所述上模的下表面或所述压辊的表面。
18.根据本发明的一个实施例，所述下模还设置有真空吸附装置，用于将所述表皮吸附贴合在所述下模的上表面上。
19.根据本发明的一个实施例，相邻两个所述刀口单元为犬牙交错，下压在所述表皮上形成连续或分散的锯齿状弱化线。
20.根据本发明的一个实施例，所述刀口单元的刀口中间的深度至相连处或两端的高度组件由高到低，表面弱化的的深度逐渐由深至浅。
21.根据本发明的一个实施例，所述刀口的厚度为0.25mm-0.6mm。
22.本发明提供了一种弱化表皮的方法，其特点在于，所述弱化表皮的方法采用如上所述的弱化表皮的装置，所述弱化表皮的方法通过所述刀口单元在表皮上施压，形成锯齿状弱化线。
23.根据本发明的一个实施例，所述弱化表皮的方法具体包括以下步骤：
24.s1、将表皮固定在所述下模的上表面；
25.s2、调整所述上模或所述压辊的位置，将所述上模或所述压辊的刀口单元组成的刀口矩阵区域下压所述表皮，并持续一段时间；
26.s3、弱化完成后，向上升起所述上模或所述压辊，取下所述表皮。
27.根据本发明的一个实施例，所述步骤s2中所述上模或所述压辊施加的压力为200-800n。
28.根据本发明的一个实施例，所述步骤s2中持续的时间为2-10s。
29.根据本发明的一个实施例，所述弱化线整体呈u型、h型或y型。
30.根据本发明的一个实施例，所述弱化线的每一个锯齿单元中，相邻对向的锯齿的尖点相连的或者平行交错的线上，弱化残厚由中间向两侧逐渐变小。
31.根据本发明的一个实施例，所述弱化线的每一个锯齿单元中每两个相邻折线的交汇点带有圆弧角度，所述圆弧角度的半径范围为0-1mm。
32.本发明的积极进步效果在于：
33.本发明弱化表皮的装置及其方法提供了一种更加经济、并且快速有效的真皮弱化，可适用于常见的表皮厚度。最终这种犬牙交错锯齿形弱化的效果就是达到表皮撕裂时产生易撕裂的拉链效果，降低气囊打开时气囊门表面表皮撕裂需要的能量，降低飞溅的产
生和气囊门铰链的断裂以及整个内饰仪表板的刚性断裂风险。
附图说明
34.本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
35.图1为本发明弱化表皮的装置的实施例一的示意图。
36.图2为本发明弱化表皮的装置的实施例一的具体设备立体图。
37.图3为本发明弱化表皮的装置的实施例一处于工作状态下的示意图。
38.图4为本发明弱化表皮的装置的实施例一处于工作状态下的侧视图。
39.图5为本发明弱化表皮的装置的实施例一的整体刀具的示意图。
40.图6为本发明弱化表皮的装置中两个相邻的连续的刀口单元的结构示意图。
41.图7为本发明弱化表皮的装置中两个相邻的分散的刀口单元的结构示意图。
42.图8为本发明弱化表皮的装置中弱化线(实线)以及撕裂线(虚线)的形态示意图。
43.图9为本发明弱化表皮的装置的实施例二的结构示意图。
44.图10为本发明弱化表皮的装置的实施例二中压辊向下模施压的工作状态示意图。
45.图11为本发明弱化表皮的装置的实施例二的另一种具体设备的立体图。
46.图12为本发明弱化表皮的装置的实施例二的另一种具体设备与压辊横断面相垂直的侧视图。
47.图13为本发明弱化表皮的装置的实施例二的另一种具体设备与压辊横断面相平行的侧视图。
48.图14为本发明弱化表皮的装置的实施例二的另一种具体设备中压辊的结构示意图。
49.图15为图14中b部分的放大图。
50.图16为本发明弱化表皮的方法中u型弱化线的整体示意图。
51.图17为图16中a部分的放大图。
52.图18为图17中b部分的放大图。
53.图19为图17中沿c-c线、d-d线剖开的截面示意图。
54.图20为本发明弱化表皮的预期功能状态示意图。
55.【附图标记】
56.上模
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10
57.下模
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20、200
58.刀口单元
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30
59.表皮
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40
60.压辊
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100
61.悬臂
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300
62.导轨
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400
63.中心转轴
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110
64.弱化线
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50
65.滚珠丝杆
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60
66.z向测量基准杆
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61
67.z0基准块
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62
68.高精度接触式传感器
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63
69.刀具基板
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70
70.刀具
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71
71.滚珠螺杆系统
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500
72.支撑架
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600
73.滚珠丝杠轴承
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610
74.销
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120
75.轴承
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130
76.电子角度测量器
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140
具体实施方式
77.为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
78.现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
79.此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。
80.此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
81.实施例一：
82.图1为本发明弱化表皮的装置的实施例一的示意图。图2为本发明弱化表皮的装置的实施例一的具体设备立体图。图3为本发明弱化表皮的装置的实施例一处于工作状态下的示意图。图4为本发明弱化表皮的装置的实施例一处于工作状态下的侧视图。图5为本发明弱化表皮的装置的实施例一的整体刀具的示意图。图6为本发明弱化表皮的装置中两个相邻的连续的刀口单元的结构示意图。图7为本发明弱化表皮的装置中两个相邻的分散的刀口单元的结构示意图。图8为本发明弱化表皮的装置中弱化线(实线)以及撕裂线(虚线)的形态示意图。如图1至图8所示，本发明公开了一种弱化表皮的装置，其包括上模10和下模20，上模10和下模20之间设置有升降控制装置，下模20设置在上模10的下方，通过所述升降控制装置使得上模10与下模20压合。上模10的下表面上设置有一个完整的刀模(如图5所示)，或者多个连续或分散的刀口单元组成的刀模多个刀口单元30(如图6和图7所示，即表示图5中a部分的放大部分)，下模20上设置有表皮的定位装置(图中未示)，由所述定位装置将表皮40固定在下模20上。
83.优选地，所述升降位移装置包括多个滚珠丝杆60、z向测量基准杆61、z0基准块62和高精度接触式传感器63，将滚珠丝杆60的一端固定在下模20的各个顶角处，上模10穿设在滚珠丝杆60上，z向测量基准杆61固定在下模20的外部，且上模10连接在z向测量基准杆
61上，滚珠丝杆60在z向测量基准杆61的辅助下，进行上下模的精准升降控制。同时，在上模10的下端面上设置有刀具基板70，刀具基板70的下端面上安装有刀具71，高精度接触式传感器63设置在刀具基板70上，z0基准块62设置在下模20上，使得高精度接触式传感器63位于z0基准块62的上方。
84.采用所述升降位移装置的结构，可以首先通过上模10上的高精度接触式传感器63和下模20上的z0基准块62来设置上下模的相对位移量，升降控制装置滚珠丝杆60可以在z向测量基准杆61的辅助下，进行上下模的精准升降控制。
85.其中，优选地刀口单元30按弱化线形状排列组合合成在上模10的下表面。刀口单元30的刀口中间的深度至相连处或两端的深度逐渐由深至浅。
86.相邻两个刀口单元30为犬牙交错，下压在表皮40上形成连续或者分散的锯齿状弱化线50(分散的形状如图8所示)。其形状与弱化的锯齿形状相对应。并且弱化深度为刀口中间深，相连处或两端逐渐变浅。刀口单元30的厚度范围大多优选为0.25～0.6mm，其材料优选为坚硬的特种钢材。
87.另外，在下模20还设置有真空吸附装置，用于将表皮40吸附贴合在下模20的上表面上。
88.根据上述结构描述，所述弱化表皮的装置的具体设备主要由上下模组成。上模和下模之间通常设置有升降控制装置，并且由一个完整的刀模或多个连续或分散的刀口单元按弱化线形状排列组合合成在上模的下表面。弱化的表皮可以将要弱化的一面向上，将覆盖在气囊门上后，显示在外的一面向下放置在下模上。下模上可以有一些相应的定位装置，表皮放置在下模后，开启真空吸附，使表皮严密贴合下模胎具。
89.实施例二：
90.图9为本发明弱化表皮的装置的实施例二的结构示意图。图10为本发明弱化表皮的装置的实施例二中压辊向下模施压的工作状态示意图。图11为本发明弱化表皮的装置的实施例二的另一种具体设备的立体图。图12为本发明弱化表皮的装置的实施例二的另一种具体设备与压辊横断面相垂直的侧视图。图13为本发明弱化表皮的装置的实施例二的另一种具体设备与压辊横断面相平行的侧视图。图14为本发明弱化表皮的装置的实施例二的另一种具体设备中压辊的结构示意图。图15为图14中b部分的放大图。
91.如图9至图15所示，本发明还提供了一种弱化表皮的装置，其包括压辊100和下模200，压辊100可移动地设置在下模200的上方，压辊100通过升降位移装置与下模200压合。在压辊100的表面设置有一个完整的刀模(如图14所示)，或者多个连续或分散的刀口单元30组成的刀模(如图6和图7所示)，下模200上通常设置有表面的定位装置(图中未示)，通过所述定位装置将表皮40固定在下模200上。
92.优选地，如图9所示，所述升降位移装置包括一组悬臂300和一组导轨400，将导轨400分别安装在压辊100上方或下模200的两侧面上，悬臂300分别安装在对应的导轨400上，使得悬臂300沿导轨400平行移动。压辊100的中心转轴110安装在悬臂300之间，使得压辊100的中心转轴110沿悬臂300上下升降，或者与悬臂300同步上下升降。
93.或者，优选地，如图11至图13所示，所述升降位移装置包括控制水平移动的滚珠螺杆系统500和控制上下移动的直线电机(图中未示)，在压辊100的中心转轴的两侧安装有一组支撑架600，支撑架600的上端设置有滚珠丝杠轴承610，支撑架600通过滚珠丝杠轴承610
穿设在滚珠螺杆系统500上，用于控制压辊100进行水平移动。
94.压辊100的中心转轴的两端通过销120和轴承130与支撑架600转动连接，且轴承130上安装有电子角度测量器140，用于控制监控压辊100的旋转角度。
95.采用所述升降位移装置的结构，在支撑架600上端设有滚珠丝杠轴承610，与滚珠螺杆系统500协同合作，可以支撑压辊100进行水平移动。所述升降位移装置主要由控制水平移动的滚珠螺杆系统500和控制上下移动的直线电机(图中未示)组成。压辊100的中心转轴110安装在支撑架600上，整体可通过直线电机同步上下升降。压辊100的旋转功能可以通过销120和轴承130实现，并通过电子角度测量器140控制监控旋转角度。
96.其中，刀口单元30按弱化线形状排列组合合成在压辊100的表面。刀口单元30的刀口中间的深度至相连处或两端的深度逐渐由深至浅。
97.相邻两个刀口单元30为犬牙交错，下压在表皮40上形成连续或者分散的锯齿状弱化线50(分散的形态如图8所示)。其形状与弱化的锯齿形状相对应。并且弱化深度为刀口中间深，相连处或两端逐渐变浅。刀口单元30的厚度范围大多优选为0.25～0.6mm，其材料优选为坚硬的特种钢材。
98.另外，在下模200还设置有真空吸附装置，用于将表皮40吸附贴合在下模200的上表面上。
99.根据上述结构描述，所述弱化表皮的装置主要由可以移动的压辊以及下模板组成。一个完整的刀模或多个连续或分散的刀口单元按弱化线形状排列组合合成在压辊的表面。压辊两侧有两个悬臂可以支撑压辊的中心转轴，同时可以控制压辊的上下移动升降，并且两个悬臂可以固定在下模板的两侧导轨上沿导轨平行移动。也可以将两侧的悬臂以支撑架形式固定在压辊上方的两侧导轨上，沿导轨水平移动，同时以升降装置控制压辊和悬臂支撑架以及压辊上方导轨整体的上下移动升降。弱化的表皮可以将要弱化的一面向上，将覆盖在气囊门上后，显示在外的一面向下放置在下模板上。下模板上可以有一些相应的定位装置，表皮放置在下模板后，开启真空吸附，使表皮严密贴合下模胎具。
100.如上述实施例一和实施例二所述的弱化表皮的装置，本发明还提供了相应的弱化表皮的方法。
101.图16为本发明弱化表皮的方法中u型弱化线的整体示意图。图17为图16中a部分的放大图。图18为图17中b部分的放大图。图19为图17中沿c-c线、d-d线剖开的截面示意图。图20为本发明弱化表皮的预期功能状态示意图。
102.如图16至图20所示，本发明还提供了一种弱化表皮的方法，其采用如上所述的弱化表皮的装置，所述弱化表皮的方法通过所述刀口单元在表皮上施压，形成锯齿状弱化线。
103.优选地，所述弱化表皮的方法具体包括以下步骤：
104.s1、将表皮固定在所述下模的上表面。
105.s2、调整所述上模或所述压辊的位置，将所述上模或所述压辊的刀口单元组成的刀口矩阵区域下压所述表皮，并持续一段时间。
106.其中，所述步骤s2中所述上模或所述压辊施加的压力大多选择为200-800n。所述步骤s2中持续的时间大多表现为2-10s。
107.进一步具体地，采用实施例一所述的弱化表皮的装置，上模10下降下压住下模20上铺好的表皮40，上模10可以施加200～800n的压力。时间可持续2～10s。在此过程中，上模
10上的弱化刀口可以为机械弱化，也可以借助其他能量形式如振动和加热等进行多形式的复合弱化。其中，刀口高度可以调节从而调整最小残厚的实际范围。在弱化完成后，上模10上升，关闭真空吸附，取下表皮40。
108.或者，采用实施例二所述的弱化表皮的装置，压辊100下降并且平移调整至适当位置，下压住下模200上铺好的表皮40，压辊100可以施加200～800n的压力。压辊100的半径建议最小为100mm。压辊100的半径规格选择建议为完成弱化时压辊的转动不超过四分之一周。如果弱化过程中表皮与压辊的粘连可以控制，则压辊100的尺寸规格和转动范围可以有更灵活范围。
109.弱化过程中，压辊100的转动最外围线速度和压辊100的平移速度需要保持一致。参照时间可持续2～10s。在此过程中，压辊100上的弱化刀口可以为机械弱化，也可以借助其他能量形式如振动和加热等进行多形式的复合弱化。其中，刀口高度可以调节从而调整最小残厚的实际范围。在弱化完成后，压辊100上升归零位，关闭真空吸附，取下表皮40。
110.s3、弱化完成后，向上升起所述上模或所述压辊，取下所述表皮。
111.通过所述方法形成的弱化线40整体可以呈u型、h型或y型或者其他适用的形状。例如，如图16所示，弱化线40呈犬牙交错状。弱化线呈均匀分布锯齿状结构，平行环绕在气囊门的设定位置处。此处以u型气囊门的弱化线为例，当然弱化线还可以有其他的形状表现如h型，y型或者其他适用的形状等。
112.另外，如图17至图19所示，弱化线的每一个锯齿单元中，相邻对向的锯齿的尖点相连的或者平行交错的线上，弱化残厚由中间向两侧逐渐变小。具体地说，弱化线锯齿单元结构的残厚最小值在锯齿的尖点处，在与相邻对向锯齿的尖点相连的或者平行交错的线上，弱化深度逐渐变小，最小可以变为零，也可以为大于零且小于最大弱化深度的任意值。
113.此时，以对向两个尖点的连线中点或分散的刀口的两端端点为参照点，过此点后，弱化深度由最小值，其可以为零，也可以为大于零且小于最大弱化深度的任意值，逐渐过渡到尖点处的弱化深度最大值，及弱化残厚最小值。
114.此外，构成所述弱化线的每一个锯齿单元中每两个相邻折线的交汇点也可以带有较小圆弧角度r。圆弧的半径范围可以在0～1mm的区间。
115.如图19所示，图19中分别截取了锯齿单元结构内的两条相邻折线的纵向界面。如c-c截面和d-d截面所展示的，其中ts为真皮的总厚，一般优选在0.8～1.2mm。t
rw
为最小残厚值，一般大多控制在0.25～0.6mm的范围。
116.根据上述描述，本发明弱化表皮的方法可以在皮革上生成看不见的弱化线，可用于覆盖在车辆中的安全装置的盖板上，也可扩展到其他类型的表皮上。其与传统工艺相比，大大缩短了生产循环时间，工件成本降低，可靠性提高，且美观度也得到了大幅提高。其适用于安全装置区域的皮革弱化工艺，将安全装置区域用皮革覆盖，且撕裂的拉链效应可以引导弱化线与气囊门的开启相一致弱化线，增强气囊门的一体性。
117.综上所述，本发明弱化表皮的装置及其方法提供了一种更加经济、并且快速有效的真皮弱化，可适用于常见的表皮厚度。最终这种犬牙交错锯齿形弱化的效果就是达到表皮撕裂时产生易撕裂的拉链效果，降低气囊打开时气囊门表面表皮撕裂需要的能量，降低飞溅的产生和气囊门铰链的断裂以及整个内饰仪表板的刚性断裂风险。
118.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些
仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。