CN113165254B - 层叠工件成型方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

在层叠工件成型方法中，在第二模具(30)上设有以在工件主体(42)的周缘开口的方式贯通的贯通孔(32)，在贯通孔(32)连接吸引片材(44)的第一吸引装置(51)，在第一模具(20)设有以在与工件主体(42)接触的部分开口的方式贯通的吸引孔(22)，在吸引孔(22)连接吸引工件主体(42)的第二吸引装置(52)，在使片材(44)粘接于工件主体(42)的粘接工序中，将第一吸引装置(51)的借助于贯通孔(32)的吸引力设定得比第二吸引装置(52)的借助于吸引孔(22)的吸引力大。

Description

层叠工件成型方法及其装置
技术领域
本发明涉及层叠工件成型方法及其装置。
背景技术
以往，已知有使用吸附保持工件主体的第一模具对由工件主体和层叠至工件主体的片材构成的层叠工件进行成型的层叠工件成型装置(例如，参照日本特开平7-24909号公报)。
在专利文献1的结构中，利用遮挡件来封闭形成于工件主体的中央部的避让凹部以避免片材被拉入避让凹部而破损。
另外，还已知有如下装置：若设置覆盖避让凹部的遮挡件，则工件主体的布局自由度受到限制，因此，设置了位于形成于工件主体的中央部的避让凹部来将片材向离开工件主体的方向吸引的吸引装置(例如，参照日本特开2000-218688号公报)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-24909号公报
专利文献2：日本特开2000-218688号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1的层叠工件成型装置在使用在内表面具有能够转印到片材的表面上的图案的第二模具的情况下，在利用第二模具吸附片材并转印了图案之后，使吸附工件主体的第一模具与第二模具重叠，在将片材贴附于工件主体时，为了使片材容易从第二模具剥离，考虑从第二模具喷出空气等流体。
在该情况下，无法如专利文献1那样以位于工件主体的中央部的避让凹部的方式设置将片材向离开工件主体的方向吸引的吸引装置。因此，为了提高工件主体的布局自由度，考虑在避让凹部配置型芯。
另外，考虑在不会对工件主体的布局自由度造成影响的工件主体的周缘设置遮挡装置，防止片材在工件主体的周缘贴附于不贴附片材的部位。
然而，若在工件主体的周缘设置遮挡装置，则片材由配置于遮挡装置的外侧的夹具把持，因此需要准备与遮挡装置相应的较大的片材，存在无法抑制层叠工件的制造成本的问题。
另外，遮挡装置的结构复杂，且需要将遮挡装置设置于多个部位，无法抑制模具制造成本，另外，遮挡装置的维护也花费工夫，维护性低。
鉴于以上问题，本发明的目的在于提供一种能够抑制层叠工件及模具的制造成本且提高维护性的层叠工件成型方法及层叠工件成型装置。
用于解决课题的手段
[1]为了实现上述目的，本发明涉及层叠工件成型方法，其使用层叠工件成型装置将片材粘接于工件主体来对层叠工件进行成型，
所述层叠工件成型装置具备：
第一模具，其吸附保持所述工件主体；以及
第二模具，其在内表面具有能够转印到层叠至所述工件主体的所述片材的表面上的图案，且该第二模具将所述片材按压至所述工件主体，
所述层叠工件成型方法具有转印工序，在该转印工序中，使所述片材贴附于所述第二模具，将所述图案转印于所述片材，
在所述第二模具设置有贯通的贯通孔，该贯通孔以位于所述工件主体的周缘的方式开口，
在所述贯通孔连接有吸引所述片材的第一吸引装置，
在所述第一模具设置有以在与所述工件主体接触的部分开口的方式贯通的吸引孔，
在所述吸引孔连接有吸引所述工件主体的第二吸引装置，
在使所述片材粘接于所述工件主体的粘接工序中，将由所述第一吸引装置产生的经由所述贯通孔的吸引力设定为比由所述第二吸引装置产生的经由吸引孔的吸引力强。
根据本发明，由于工件主体的周缘的片材由第一吸引装置吸引，因此不需要在工件主体的周缘配置遮挡装置。因此，能够提供一种层叠工件成型方法，该层叠工件成型方法能够以可省略遮挡装置的相应较小的片材来成型出层叠工件，能够抑制层叠工件的制造成本。另外，由于模具的结构与设置有遮挡装置的情况相比能够简化，因此能够抑制模具制造成本，并且还能够提高维护性。
[2]另外，在本发明中，优选为，
在所述第二模具设置有以位于所述工件主体的中央部的方式贯通的喷出孔，
在所述喷出孔连接有气体供给装置，该气体供给装置以将所述片材从所述第二模具的内表面分离的方式供给气体，
在所述第一模具和所述第二模具中的一个模具上，以包围所述贯通孔的方式设置有朝向另一个模具突出的模具侧突部，
在使所述片材粘接于所述工件主体的粘接工序中，经由所述喷出孔从所述气体供给装置向所述片材的表面供给气体，在所述工件主体的中央部从所述第二模具剥离所述片材。
在粘接工序中，在经由喷出孔从气体供给装置向片材的表面供给气体而从第二模具剥离片材的情况下，若供给到片材的表面的气体直接向贯通孔流动而从第一吸引装置进行吸引，则第一吸引装置对片材的吸引性能降低。
因此，如果如上述那样以包围贯通孔的方式设置模具侧突部，则能够抑制或防止从气体供给装置向片材的表面供给的气体向贯通孔流动，能够抑制或防止第一吸引装置对片材的吸引性能的降低。
[3]另外，在本发明中，优选的是，所述模具侧突部被设置于所述第一模具。根据本发明，由于模具侧突部设置于第一模具而未设置于第二模具，因此能够利用模具侧突部防止第二模具的内表面的图案无法适当地转印到片材上。
[4]另外，本发明的层叠工件成型装置具备：
第一模具，其吸附保持工件主体；以及
第二模具，其在内表面具有能够转印到层叠至所述工件主体的片材的表面上的图案，且该第二模具将所述片材按压至所述工件主体,
所述层叠工件成型装置的特征在于，
在所述第二模具设置有贯通的贯通孔，该贯通孔以位于所述工件主体的周缘的方式开口，
在所述贯通孔连接有吸引所述片材的第一吸引装置，
在所述第一模具上设置有用于吸附工件主体的吸引孔，
在所述吸引孔上连接有第二吸引装置，
所述层叠工件成型装置具备设定所述第一吸引装置和所述第二吸引装置的吸引力的控制部。
根据本发明，由于工件主体的周缘的片材由第一吸引装置吸引，因此不需要在工件主体的周缘配置遮挡装置。因此，能够提供一种层叠工件成型装置，该层叠工件成型装置能够以能够省略遮挡装置的相应较小的片材成型出层叠工件，能够抑制层叠工件的制造成本。另外，由于模具的结构与设置有遮挡装置的情况相比能够简化，因此能够抑制模具制造成本，并且还能够提高维护性。
[5]另外，本发明的层叠工件成型装置中，优选的是，
所述控制部在使所述片材粘接于所述工件主体的粘接工序中将由所述第一吸引装置产生的经由所述贯通孔的吸引力设定为比由所述第二吸引装置产生的经由所述吸引孔的吸引力强。
根据本发明，由于工件主体的周缘的片材由第一吸引装置吸引，因此不需要在工件主体的周缘配置遮挡装置。因此，能够提供一种层叠工件成型装置，该层叠工件成型装置能够以能够省略遮挡装置的相应较小的片材成型出层叠工件，能够抑制层叠工件的制造成本。另外，由于模具的结构与设置有遮挡装置的情况相比能够简化，因此能够抑制模具制造成本，并且还能够提高维护性。
[6、7]另外，在本发明中，优选为，
在所述第二模具上设置有以位于所述工件主体的中央部的方式贯通的喷出孔，
在所述喷出孔连接有气体供给装置，该气体供给装置以将所述片材从所述第二模具的内表面分离的方式供给气体，
在所述第一模具和所述第二模具中的一个模具上，以包围所述贯通孔的方式设置有朝向另一个模具突出的模具侧突部，
所述控制部在使所述片材粘接于所述工件主体的粘接工序中经由所述喷出孔从所述气体供给装置向所述片材的表面供给气体，在所述工件主体的中央部从所述第二模具剥离所述片材。
在粘接工序中，在经由喷出孔从气体供给装置向片材的表面供给气体而从第二模具剥离片材的情况下，若供给到片材的表面的气体直接向贯通孔流动而从第一吸引装置进行吸引，则第一吸引装置对片材的吸引性能会降低。
因此，如果如上述那样以包围贯通孔的方式设置模具侧突部，则能够抑制或防止从气体供给装置向片材的表面供给的气体向贯通孔流动，能够抑制或防止第一吸引装置对片材的吸引性能的降低。
[8、9]另外，在本发明中，优选的是，所述模具侧突部被设置于所述第一模具。根据本发明，由于模具侧突部设置于第一模具而未设置于第二模具，因此能够利用模具侧突部防止第二模具的内表面的图案无法适当地转印到片材。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的层叠工件成型装置的实施方式的说明图。
图2是示出本实施方式的第一模具和工件主体的说明图。
图3是放大表示本实施方式的贯通孔的说明图。
图4是表示本实施方式的粘接工序的吸引力的说明图。
图5是示意性地示出作为比较例的遮挡装置的说明图。
图6是表示本发明的其他实施方式的粘接工序的吸引力的说明图。
图7是表示本发明的其他实施方式的粘接工序的吸引力的说明图。
图8是表示本发明的其他实施方式的粘接工序的吸引力的说明图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的层叠工件成型装置及层叠工件成型方法的实施方式进行说明。参照图1，本实施方式的层叠工件成型装置1具备第一模具20和第二模具30。利用层叠工件成型装置1进行成型的仪表板等层叠工件40具备工件主体42和层叠于工件主体42的片材44。
层叠工件成型装置1具备把持片材44的周缘的多个夹具2。
图2表示工件主体42载置于第一模具20的状态。
如图3所示，在第一模具20设置有在载置工件主体42的载置面上开口的多个吸引孔22。在第二模具30的内表面形成有用于向片材44的表面转印的褶皱、梨纹等图案。
在第二模具30设置有多个贯通孔32，在使第二模具30隔着工件主体42和片材44与第一模具20重叠时，该贯通孔32以在工件主体42的周缘的位置开口的方式贯通该第二模具30。以覆盖形成于第二模具30的内表面的凹部36的开口的方式设置有板71，本实施方式的贯通孔32由贯穿设置于该板71的孔构成。此外，贯通孔32不限于板71的孔，例如也可以由埋入凹部36中的多孔质部件所具备的细孔构成本发明的贯通孔。
另外，在第二模具30设有多个喷出孔34，该喷出孔34以在工件主体42的除了周缘以外的部分即工件主体42的中央部的位置开口的方式贯通第二模具30。
在贯通孔32经由第一连接配管51a连接有用于吸引片材44的第一吸引装置51。在吸引孔22经由第二连接配管52a连接有用于吸引工件主体42的第二吸引装置52。在喷出孔34经由第三连接配管53a连接有供给空气等气体的气体供给装置53。
在第一连接配管51a和第三连接配管53a上连接有旁通路53b。在第三连接配管53a与旁通路53b相连接的连接部分设置有流路切换阀54。流路切换阀54构成为可以在“可喷出状态”和“可吸引状态”这2个状态之间切换，在所述“可喷出状态”下，经由第三连接配管53a将气体供给装置53连接于喷出孔34，切断经由旁通路53b的喷出孔34与第一吸引装置51之间的连接，在所述“可吸引状态”下，经由第三连接配管53a、旁通路53b以及第一连接配管51a将第一吸引装置51连接于喷出孔34，并切断喷出孔34与气体供给装置53之间的连接。
另外，参照图2，在第一模具20和工件主体42上，分别以包围多个贯通孔32的方式设置有沿着片材44的粘接区域的外缘延伸的、朝向第二模具30突出的模具侧突部20a和工件侧突部42a。
这里，假设未设置模具侧突部20a和工件侧突部42a，则在将片材44粘接于工件主体42的粘接工序中，在经由喷出孔34从气体供给装置53向片材44的表面供给气体而从第二模具30剥离片材44的情况下，若供给至片材44的表面的气体直接流向贯通孔32而从第一吸引装置51进行吸引，则第一吸引装置51对片材44的吸引性能会降低。
因此，如上所述，在本实施方式中，通过以包围贯通孔32的方式设置模具侧突部20a及工件侧突部42a，能够抑制或防止从气体供给装置53向片材44的表面供给的气体向贯通孔32流动，能够抑制或防止第一吸引装置51对片材44的吸引性能的降低。另外，也可以代替模具侧突部20a及工件侧突部42a而在第二模具30设置模具侧突部。
层叠工件成型装置1具备对第一吸引装置51、第二吸引装置52、气体供给装置53和流路切换阀54进行控制的控制部61。控制部61是由CPU、存储器等构成的电子控制单元，通过由CPU执行保持于存储器等存储部中的控制程序并发送指示信号，来控制第一吸引装置51、第二吸引装置52、气体供给装置53和流路切换阀54。
接着，对使用了层叠工件成型装置1的层叠工件成型方法进行说明。
首先，使第一模具20和第二模具30成为打开的状态，将工件主体42载置于第一模具20。然后，将由夹具2把持的片材44配置在工件主体42与第二模具30之间。然后，使第一模具20和第二模具30相互接近而成为闭合的状态。
接着，控制部61将流路切换阀54切换为“可吸引状态”(经由第三连接配管53a、旁通路53b以及第一连接配管51a将第一吸引装置51与喷出孔34连接，切断喷出孔34与气体供给装置53之间的连接的状态)，经由贯通孔32以及喷出孔34利用第一吸引装置51吸引片材44使其贴附于第二模具30的内表面。由此，能够将形成于第二模具30的内表面的图案转印到片材44的表面(转印工序)。
接着，在对工件主体42或片材44涂敷了粘接剂的状态下，以将片材44按压于工件主体42的方式利用第二吸引装置52的吸引力进行粘接(粘接工序)。
在此，片材44并不是粘接于工件主体42的整个表面，而是仅粘接于在汽车等的组装时露出的部分，对于在组装时隐藏于其他部件的周缘等部分，为了防止组装不良，不进行粘接而形成非粘接，仅留下粘接部分地进行切断，非粘接的部分被废弃。
并且，在粘接工序中，控制部61将流路切换阀54切换为“可喷出状态”(经由第三连接配管53a将气体供给装置53连接于喷出孔34，切断经由旁通路53b的喷出孔34与第一吸引装置51之间的连接的状态)，经由喷出孔34利用气体供给装置53向片材44与第二模具30之间供给气体，使片材44从第二模具30剥离。
另外，控制部61通过第一吸引装置51经由贯通孔32进行吸引，使第二模具30吸附片材44的不与工件主体42粘接的部分。
此时，如图4的非粘接区域X所示，控制部61以使从贯通孔32吸引片材44的吸引力比从吸引孔22吸引工件主体42的吸引力大的方式设定第一吸引装置51和第二吸引装置52的吸引力。通过这样设定吸引力，能够将非粘接部分的片材44适当地向第二模具30吸引。
这样，位于工件主体42的周缘的非粘接的部分经由贯通孔32被第一吸引装置51吸引，因此，如图5中作为比较例所示，不需要在工件主体42的周缘设置防止片材44的粘接的遮挡装置100’。因此，无需以避开遮挡装置100’的方式在遮挡装置100’的外侧配置夹具而准备较大的片材44，能够减少片材44的废弃部分的量，能够抑制层叠工件40的制造成本。
另外，若假设未设置模具侧突部20a和工件侧突部42a，则在将片材44粘接于工件主体42的粘接工序中，在经由喷出孔34从气体供给装置53向片材44的表面供给气体而从第二模具30剥离片材44的情况下，若供给至片材44的表面的气体直接向贯通孔32流动而从第一吸引装置51进行吸引，则第一吸引装置51对片材44的吸引性能会降低。
因此，如上所述，在本实施方式中，通过以包围贯通孔32的方式设置模具侧突部20a及工件侧突部42a，能够抑制或防止从气体供给装置53向片材44的表面供给的气体向贯通孔32流动，能够抑制或防止第一吸引装置51对片材44的吸引性能的降低。另外，也可以代替模具侧突部20a及工件侧突部42a而在第二模具30设置模具侧突部。
另外，在本实施方式中，对设置有绕过第一连接配管51a和第三连接配管53a的旁通路53b、且在第三连接配管53a与旁通路53b相连接的连接部分设置有流路切换阀54的情况进行了说明，但本发明不限于此，例如，也可以如图6～图8中作为其他实施方式所示那样构成本发明。
在图6的结构中，代替旁通路53b而将第四连接配管55a与流路切换阀54连接，将第三吸引装置55与第四连接配管55a连接。
在图7的结构中，在旁通路53b上经由第四连接配管55a连接第三吸引装置55，且以位于旁通路53b中的第四连接配管55a与第一连接配管51a之间的方式，设置有阻止气体从第三连接配管53a侧向第一连接配管51a侧流动的止回阀56。
在图8的结构中，在第一连接配管51a中，以位于从贯通孔32连接旁通路53b的部分之间的方式，设置有阻止气体从旁通路53b向贯通孔32流动的止回阀56。
标号说明
1：层叠工件成型装置；
2：夹具；
20：第一模具；
20a：模具侧突部；
22：吸引孔；
30：第二模具；
32：贯通孔；
34：喷出孔；
36：凹部；
40：层叠工件；
42：工件主体；
42a：工件侧突部；
44：片材；
51：第一吸引装置；
51a：第一连接配管；
52：第二吸引装置；
52a：第二连接配管；
53：气体供给装置；
53a：第三连接配管；
53b：旁通路；
54：流路切换阀；
55：第三吸引装置；
55a：第四连接配管；
56：止回阀；
61：控制部；
71：板；
100’：遮挡装置；
X：非粘接区域；
Y：粘接区域。

Claims (6)

1.一种层叠工件成型方法，其使用层叠工件成型装置将片材粘接于工件主体来对层叠工件进行成型，
所述层叠工件成型装置具备：
第一模具，其吸附保持所述工件主体；以及
第二模具，其在内表面具有能够转印到层叠至所述工件主体的所述片材的表面上的图案，且该第二模具将所述片材按压至所述工件主体，
所述层叠工件成型方法的特征在于，
所述层叠工件成型方法具有转印工序，在该转印工序中，使所述片材贴附于所述第二模具，将所述图案转印于所述片材，
在所述第二模具设置有贯通的贯通孔，该贯通孔以位于所述工件主体的周缘的方式开口，
在所述贯通孔连接有吸引所述片材的第一吸引装置，
在所述第一模具设置有以在与所述工件主体接触的部分开口的方式贯通的吸引孔，
在所述吸引孔连接有吸引所述工件主体的第二吸引装置，
在使所述片材粘接于所述工件主体的粘接工序中，将由所述第一吸引装置产生的经由所述贯通孔的吸引力设定为比由所述第二吸引装置产生的经由吸引孔的吸引力强。
2.根据权利要求1所述的层叠工件成型方法，其特征在于，
在所述第二模具设置有以位于所述工件主体的中央部的方式贯通的喷出孔，
在所述喷出孔连接有气体供给装置，该气体供给装置以将所述片材从所述第二模具的内表面分离的方式供给气体，
在所述第一模具和所述第二模具中的一个模具上，以包围所述贯通孔的方式设置有朝向另一个模具突出的模具侧突部，
在使所述片材粘接于所述工件主体的粘接工序中，经由所述喷出孔从所述气体供给装置向所述片材的表面供给气体，在所述工件主体的中央部从所述第二模具剥离所述片材。
3.根据权利要求2所述的层叠工件成型方法，其特征在于，
所述模具侧突部被设置于所述第一模具。
4.一种层叠工件成型装置，其具备：
第一模具，其吸附保持工件主体；以及
第二模具，其在内表面具有能够转印到层叠至所述工件主体的片材的表面上的图案，且该第二模具将所述片材按压至所述工件主体,
所述层叠工件成型装置的特征在于，
在所述第二模具设置有贯通的贯通孔，该贯通孔以位于所述工件主体的周缘的方式开口，
在所述贯通孔连接有吸引所述片材的第一吸引装置，
在所述第一模具上设置有用于吸附工件主体的吸引孔，
在所述吸引孔上连接有第二吸引装置，
所述层叠工件成型装置具备设定所述第一吸引装置和所述第二吸引装置的吸引力的控制部，
所述控制部在使所述片材粘接于所述工件主体的粘接工序中将由所述第一吸引装置产生的经由所述贯通孔的吸引力设定为比由所述第二吸引装置产生的经由所述吸引孔的吸引力强。
5.根据权利要求4所述的层叠工件成型装置，其特征在于，
在所述第二模具上设置有以位于所述工件主体的中央部的方式贯通的喷出孔，
在所述喷出孔连接有气体供给装置，该气体供给装置以将所述片材从所述第二模具的内表面分离的方式供给气体，
在所述第一模具和所述第二模具中的一个模具上，以包围所述贯通孔的方式设置有朝向另一个模具突出的模具侧突部，
所述控制部在使所述片材粘接于所述工件主体的粘接工序中经由所述喷出孔从所述气体供给装置向所述片材的表面供给气体，在所述工件主体的中央部从所述第二模具剥离所述片材。
6.根据权利要求5所述的层叠工件成型装置，其特征在于，
所述模具侧突部被设置于所述第一模具。
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