零件表皮包覆装置、方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆相关技术领域，特别是一种零件表皮包覆装置、方法、电子设备及存储介质。

背景技术

随着汽车市场的竞争加剧，汽车内饰造型日趋复杂，具有高级质感的表皮包覆成型工艺在汽车内饰件中的应用越来越广泛。表皮包覆一般是通过胶水将零件表皮与骨架粘连在一起，之后再进行包边处理，将表皮边缘反折粘到骨架背面。对于具有复杂结构的表皮包覆类零件，包覆一般采用手工完成，效率较低，同时对操作工的技能要求较高，产品质量不稳定。

图1为一种带有倒扣等复杂结构的表皮包覆类零件的示意图。零件包括：零件骨架1’以及零件表皮2’，由于零件骨架1’存在倒扣结构11’，同时零件表皮2’需要实现对零件骨架1’进行包边工艺。

如图2所示为现有的零件表皮包覆装置，在模具上模4’和模具下模5’中，采用滑块机构3’对零件骨架1’以及零件表皮2’进行包覆。然而，在滑块机构3’对倒扣结构11’进行包覆成型时，极易使得产品外观存在滑块分型线，影响产品的外观。此外，采用滑块机构3’对倒扣结构11’进行包覆成型时，也无法完成接下来的包边工作，需要进一步采用手工完成包边工序，不仅效率较低，同时也极大地限制了设计自由度。。

发明内容

基于此，有必要提供一种零件表皮包覆装置、方法、电子设备及存储介质。

本发明提供一种零件表皮包覆装置，包括：模具上模、模具下模、气袋成型模块以及控制器，所述模具下模位于所述模具上模下方，所述模具下模的上表面设有朝向所述模具上模的下模支架，所述下模支架用于承托零件骨架以及零件表皮，所述模具上模与所述控制器通信连接，所述控制器驱动所述模具上模向靠近所述模具下模方向移动或者向远离所述模具下模方向移动，所述模具上模内设有朝向所述模具下模方向开口的模具空腔，所述气袋成型模块固定在所述模具空腔内，且所述控制器控制所述气袋成型模块充气或泄气。

进一步地，还包括与所述气袋成型模块连接的充气模块以及泄气模块，所述控制器与所述充气模块以及所述泄气模块通信连接。

进一步地，还包括检测模具下模压力的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器通信连接。

更进一步地，所述压力传感器与所述模具下模的上表面连接。

进一步地，还包括检测所述气袋成型模块填充位置的位置传感器，所述位置传感器与所述控制器通信连接。

更进一步地，所述填充位置为所述零件骨架放置在所述下模支架时，所述零件骨架的倒扣结构的所在位置。

本发明提供一种采用如前所述的零件表皮包覆装置的零件表皮包覆方法，其特征在于，包括：

在将零件骨架、零件表皮叠放在所述零件表皮包覆装置的所述下模支架上时，控制所述模具上模向靠近所述模具下模方向移动直至所述模具上模与所述模具下模闭合；

控制所述气袋成型模块充气；

在所述零件表皮包覆所述零件骨架完成后，控制所述气袋成型模块泄气；

在所述气袋成型模块泄气完成后，控制所述模具上模向远离所述模具下模方向移动。

进一步地，所述在所述零件表皮包覆所述零件骨架完成后，控制所述气袋成型模块泄气，包括：

检测所述气袋成型模块的压力，在所述压力达到预设压力阈值时，控制所述气袋成型模块泄气；或者

检测所述气袋成型模块的填充位置，在所述填充位置达到预设位置时，控制所述气袋成型模块泄气。

本发明提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的零件表皮包覆方法。

本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的零件表皮包覆方法的所有步骤。

本发明将零件骨架置于模具下模的下模支架上，将零件表皮置于骨架上方，在模具上模与模具下模闭合后，通过对气袋成型模块进行充气，在气袋的带动下实现零件表皮对零件骨架的包覆包边成型，使其与零件骨架完全贴合，由于气袋为柔性，因此能够适应任意形状的零件骨架，实现了带有倒扣结构、型面复杂的表皮包覆类零件的全自动包覆成型过程，降低了工艺对表皮包覆类零件相应的限制，提高了设计自由度。

附图说明

图1为表皮包覆类零件示意图；

图2为现有的模具示意图；

图3为本发明一种零件表皮包覆装置的结构示意图；

图4为本发明另一实施例的零件表皮包覆装置的系统原理图；

图5为本发明一实施例模具闭合示意图；

图6为本发明一实施例气袋成型模块充气示意图；

图7为本发明另一实施例的压力传感器和位置传感器安装示意图；

图8为本发明一实施例一种零件表皮包覆方法的工作流程图；

图9为本发明一种电子设备的硬件结构示意图。

标记说明

1-零件表皮包覆装置；11-模具上模；111-模具空腔；12-模具下模；121-下模支架；13-气袋成型模块；14-控制器；15-充气模块；16-泄气模块；17-压力传感器；18-位置传感器；19-开关模块；2-零件骨架；21-倒扣结构；3-零件表皮。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图3所示为本发明一种零件表皮包覆装置1的结构示意图，包括：模具下模12、模具上模11、气袋成型模块13以及控制器14，所述模具下模12位于所述模具上模11下方，所述模具下模12的上表面设有朝向所述模具上模11的下模支架121，所述下模支架121用于承托零件骨架2以及零件表皮3，所述模具上模11与所述控制器14通信连接，所述控制器14驱动所述模具上模11向靠近所述模具下模12方向移动或者向远离所述模具下模12方向移动，所述模具上模11内设有朝向所述模具下模12方向开口的模具空腔111，所述气袋成型模块13固定在所述模具空腔111内，且所述控制器14控制所述气袋成型模块13充气或泄气。

具体来说，本发明提出了一种零件表皮包覆装置1。其可以用于各种表皮包覆类零件的包覆成型。特别地，零件表皮包覆装置1适用于具有局部倒扣特征型面复杂的表皮包覆类零件的包覆成型。

零件表皮包覆装置1采用含有气袋结构的模具，其主要结构包括模具上模11、模具下模12、气袋成型模块13以及控制器14。为了便于理解，本发明中引入了一些简化的概念与示意图来对该包覆成型方式进行描述。

模具下模12固定不动，模具下模12的上表面设有下模支架121。下模支架121的具体形状可以根据零件骨架2的形状设置，以稳固承托零件骨架2。模具下模12与工装类似，根据零件的形状设计，以根据零件骨架2的形状调整下模支架121的固定点，不同的零件骨架2可以采用不同的下模支架121。

模具上模11由控制器14驱动，可以向靠近所述模具下模12方向移动或者向远离所述模具下模12方向移动。模具上模11的驱动可以采用现有的升降装置驱动，升降装置包括但不限于：油缸、气缸、活塞等。升降装置与模具上模11连接，控制器14与升降装置通信连接，控制升降装置的升降方向，从而通过升降装置带动模具上模11的升降。

模具上模11的模具空腔111内容置固定气袋成型模块13。气袋成型模块13为能够充气或泄气的气袋或气囊。气袋成型模块13的充气或泄气由控制器14控制。控制器14可以固定在模具上模11。

优先地，在模具空腔111的顶部固定气袋成型模块13，气袋成型模块13充气时将向模具下模12方向膨胀。

使用时，将零件骨架2置于模具下模12的下模支架121上，零件骨架2需要包覆的位置涂有黏结胶水。零件表皮3位于零件骨架2上方。零件表皮3优选为预制表皮，包括但不限于提前进行预热压成型表皮、未进行热压成型表皮。在模具上模11和模具下模12闭合(合模)后，模具下模12将封闭模具空腔111，控制器14控制气袋成型模块13充气，气袋成型模块13在模具空腔111内膨胀并压迫零件表皮3，从而在气袋成型模块13的带动下实现零件表皮3对零件骨架2的包覆包边成型，使其与零件骨架2完全贴合。成型结束后，控制器14控制气袋成型模块13泄气，并控制模具上模11和模具下模12分离，完成取件工作。

对于具有倒扣结构21的零件骨架2，由于气袋成型模块13为柔性，其能够充满模具空腔111内的各个空间，从而实现零件表皮3对倒扣结构21的包边。

本发明将零件骨架置于模具下模的下模支架上，将零件表皮置于骨架上方，在模具上模与模具下模闭合后，通过对气袋成型模块进行充气，在气袋的带动下实现零件表皮对零件骨架的包覆包边成型，使其与零件骨架完全贴合，由于气袋为柔性，因此能够适应任意形状的零件骨架，实现了带有倒扣结构、型面复杂的表皮包覆类零件的全自动包覆成型过程，降低了工艺对表皮包覆类零件相应的限制，提高了设计自由度。

在其中一个实施例中，还包括与所述气袋成型模块13连接的充气模块15以及泄气模块16，所述控制器14与所述充气模块15以及所述泄气模块16通信连接。

具体来说，如图4所示为本发明另一实施例的零件表皮包覆装置的系统原理图，通过充气模块15为气袋成型模块13充气，通过泄气模块16对气袋成型模块13进行泄气。

充气模块15可以为气泵。优选地，控制器14通过开关模块19与充气模块15通信连接。控制器14向开关模块19输出开启信号，以由开关模块19控制充气模块15对气袋成型模块13进行充气。或者控制器14向开关模块19输出关闭信号，以由开关模块19控制充气模块15停止对气袋成型模块13充气。

泄气模块16可以为抽气泵或者排气电子阀。由控制器14控制泄气模块16开启或关闭，例如控制抽气泵抽气，从而将气袋成型模块13内的气体抽出，或者控制排气电子阀开启，从而将气袋成型模块13内的气体排出。

本实施例通过充气模块以及泄气模块完成对气袋成型模块的充泄气。

在其中一个实施例中，还包括检测模具下模12压力的压力传感器17，所述压力传感器17与所述控制器14通信连接。

具体来说，当气袋成型模块13充气后，气袋成型模块13将逐渐充满模具空腔111，而压力传感器17用于检测模具下模12受到的压力。在气袋成型模块13未接触模具下模12的上表面时，压力传感器17检测到的压力很小。而当气袋成型模块13接触模具下模12的上表面时，气袋成型模块13的气压将压迫模具下模12，压力传感器17检测到的压力上升，在零件表皮3完全压紧零件骨架2时，压力传感器17检测到更大的压力。控制器14可以根据压力传感器17检测到的压力，判断气袋成型模块13的压力状况，从而判断零件表皮3是否已经完全压紧零件骨架2。

本实施例增加压力传感器以判断气袋成型模块的充气情况，实现对气袋成型模块的充泄气控制。

在其中一个实施例中，所述压力传感器17与所述模具下模12的上表面连接。

具体来说，如图7所示，压力传感器17与模具下模12的上表面连接，压力传感器17的检测头固定在模具下模12的上表面，检测模具下模12的上表面受到气袋成型模块13所施加的压力。

在其中一个实施例中，还包括检测所述气袋成型模块13填充位置的位置传感器18，所述位置传感器18与所述控制器14通信连接。

具体来说，当气袋成型模块13充气后，气袋成型模块13将逐渐充满模具空腔111，并将零件表皮3压向零件骨架2，可以根据零件骨架2的结构特点，在零件骨架2需要被零件表皮包覆的包覆位置附近作为填充位置，在填充位置设置位置传感器18，则当位置传感器18检测到气袋成型模块13到达填充位置时，位置传感器18输出到位信号，气袋成型模块13会将零件表皮3压向零件骨架2的包覆位置，控制器14根据到位信号，判断气袋成型模块13是否已经到达预设填充位置，从而判断气袋成型模块13是否已经将零件表皮3压向零件骨架2的包覆位置。

在其中一个实施例中，所述填充位置为所述零件骨架2放置在所述下模支架121时，所述零件骨架2的倒扣结构21的所在位置。

具体地，如图7所示，填充位置为倒扣结构21所在位置，通过位置传感器18检测气袋成型模块13是否到达倒扣结构21，从而判断气袋成型模块13是否已经将零件表皮3压向零件骨架2的倒扣结构21。

更优选地，位置传感器18与下模支架121连接。零件骨架2放置在下模支架121上，且倒扣结构21靠近下模支架121。

如图8所示为本发明一实施例一种一种采用如前所述的零件表皮包覆装置1的零件表皮包覆方法的工作流程图，方法包括：

步骤S801，在将零件骨架2、零件表皮3叠放在所述零件表皮包覆装置1的所述下模支架121上时，控制所述模具上模11向靠近所述模具下模12方向移动直至所述模具上模11与所述模具下模12闭合；

步骤S802，控制所述气袋成型模块13充气；

步骤S803，在所述零件表皮3包覆所述零件骨架2完成后，控制所述气袋成型模块13泄气；

步骤S804，在所述气袋成型模块13泄气完成后，控制所述模具上模11向远离所述模具下模12方向移动。

本实施例在模具闭合后，在控制器14控制下，气袋成型模块13进行充气并迅速充满模具空腔111，在气袋成型模块13作用下，完成零件表皮3的包覆与包边过程。

具体来说，本实施例可以应用在零件表皮包覆装置1的控制器14上。

将零件表皮3与零件骨架2置于模具下模12的下模支架121的相应位置，包覆位置的零件骨架2与零件表皮3均涂敷有胶水。如图3的线框31和线框32所示，零件表皮3在开始时伸出零件骨架2下方。

模具合模前，气袋成型模块13暂未充气，处于折叠收缩状态。在将零件骨架2、零件表皮3叠放在所述零件表皮包覆装置1的所述下模支架121上之后，执行步骤S801，控制所述模具上模11向靠近所述模具下模12方向移动直至所述模具上模11与所述模具下模12闭合，如图5所示。

其中，零件表皮3优选为预成型表皮，可通过机械手或人工等方式直接放置于零件骨架2上即可。

然后，执行步骤S802，控制气袋成型模块13充气以压迫所述零件表皮3包覆所述零件骨架2。

具体地，模具合模完成后，控制器14可以控制开关模块19以启动充气模块15开始工作。气袋成型模块13在充气模块15作用下开始充气，逐步扩充到上下模之间的模具空腔111内，零件表皮3在气袋成型模块13作用下逐渐贴合零件骨架2，直至充气完成，表皮预成型到最终的位置，如图6所示。通过气袋成型模块13压迫，使零件表皮3与零件骨架2完全复合贴紧，如线框62所示，零件表皮3在倒扣结构21的位置对零件骨架2进行包边。

在所述零件表皮3包覆所述零件骨架2完成后，执行步骤S803，控制所述气袋成型模块13泄气。

具体地，包覆成型完成后，控制器14控制泄气模块16开始对气袋成型模块13进行泄气。

最后，在所述气袋成型模块13泄气完成后，气袋成型模块13与包覆零件脱开，执行步骤S804，控制所述模具上模11向远离所述模具下模12方向移动，从而打开模具，将包覆零件从模具下模12中取出，完成表皮包覆类零件的包覆成型过程。包覆零件包括零件骨架2以及包覆零件骨架2的零件表皮。

其中，零件骨架2可以带有倒扣结构21也可以不带有倒扣结构。倒扣结构是指零件在主脱模方向上无法通过上下模直接成型的部分(拔模斜度与脱模方向不一致)，由于零件的设计、造型以及功能等要求，零件会存在一些倒扣的位置，这些位置通常需要斜顶、滑块等特殊模具结构来成型。如图6中所示，零件骨架2在线框61内的部分是无法通过模具上模11和模具下模12直接成型的，模具下模12无法成型这一结构。

本发明不仅适用于常规不带倒扣结构的表皮包覆，同时对于带有倒扣结构的零件实现全自动一体式包覆成型。

本发明将零件骨架置于模具下模的下模支架上，将零件表皮置于骨架上方，在模具上模与模具下模闭合后，通过对气袋成型模块进行充气，在气袋的带动下实现零件表皮对零件骨架的包覆包边成型，使其与零件骨架完全贴合，由于气袋为柔性，因此能够适应任意形状的零件骨架，实现了带有倒扣结构、型面复杂的表皮包覆类零件的全自动包覆成型过程，降低了工艺对表皮包覆类零件相应的限制，提高了设计自由度。

在其中一个实施例中，所述在所述零件表皮3包覆所述零件骨架2完成后，控制所述气袋成型模块13泄气，包括：

检测所述气袋成型模块13的压力，在所述压力达到预设压力阈值时，控制所述气袋成型模块13泄气；或者

检测所述气袋成型模块13的填充位置，在所述填充位置达到预设位置时，控制所述气袋成型模块13泄气。

具体地，在充气过程中，通过压力传感器17检测气袋压力状况，通过位置传感器18检测气袋填充的位置，确保包覆成型过程中压力状况与成型情况，并反馈给控制器14，控制气袋的充泄气工作。

如图9所示为本发明一种电子设备的硬件结构示意图，包括：

至少一个处理器901；以及，

与至少一个所述处理器901通信连接的存储器902；其中，

所述存储器902存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的零件表皮包覆方法。

图9中以一个处理器901为例。

电子设备还可以包括：输入装置903和显示装置904。

处理器901、存储器902、输入装置903及显示装置904可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器902作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的零件表皮包覆方法对应的程序指令/模块，例如，图8所示的方法流程。处理器901通过运行存储在存储器902中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的零件表皮包覆方法。

存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据零件表皮包覆方法的使用所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行零件表皮包覆方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置903可接收输入的用户点击，以及产生与零件表皮包覆方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置904可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器902中，当被所述一个或者多个处理器901运行时，执行上述任意方法实施例中的零件表皮包覆方法。

本发明将零件骨架置于模具下模的下模支架上，将零件表皮置于骨架上方，在模具上模与模具下模闭合后，通过对气袋成型模块进行充气，在气袋的带动下实现零件表皮对零件骨架的包覆包边成型，使其与零件骨架完全贴合，由于气袋为柔性，因此能够适应任意形状的零件骨架，实现了带有倒扣结构、型面复杂的表皮包覆类零件的全自动包覆成型过程，降低了工艺对表皮包覆类零件相应的限制，提高了设计自由度。

本发明一实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的零件表皮包覆方法的所有步骤。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。