加工装置和加工方法与流程

本发明涉及加工装置和加工方法的领域，并且更具体地涉及用于多步骤加工过程的半连续加工装置和加工方法的领域。

背景技术：

在工业上已知以多个顺序和/或在互补加工过程中制造产品的过程。传递模压机和颈缩机是金属成形领域中的这种加工装置的示例。

在这些机床的情况下，通常能够在连续过程和钟控过程之间进行区分。两种类型的共同之处在于，用于工件和刀具的保持构件彼此等距地布置，并且也被布置在工作区域中的相同或对应的弧上。

在从现有技术已知的连续式颈缩机中，工件被以连续的过程引导通过整个机床的分离的加工工位，这些加工工位同样连续地操作。这产生每单位时间的高输出，但也导致整个机床相对地长，因为通常在加工工位中布置多个专用相同类型的刀具，因为否则的话将需要额外的措施以便用所有指定的步骤加工工件。如果工件要再循环通过同一机床，并且特别是分配给加工工位上的特定其它位置，则可能在加工单元上布置与所指定的不同再循环所需一样多的不同刀具。在这方面，可参考例如wo2006/095215a1或wo2015/131114a1。每单位时间产生的工件数量随着再循环次数而减少。

在现有技术钟控机床中，每个加工步骤通常只有一个刀具，这使得机床短，但每单位时间的输出也较低。这种钟控机床的另一特征是所有刀具同时与机床同步移动，并且所有刀具总是具有相同的路径长度。

由于所需的形状越来越复杂，并且也考虑到允许更薄的壁厚度具有更大强度但又需要更多加工步骤以产生相同形状的材料，机床需要越来越多的能够执行加工步骤的位置，其结果是机床变得越来越大，并且必须使用一个接一个布置的更多单元。一种结果是在相同公差要求的情况下，更大尺寸需要不成比例地增加质量，这意味着被移动的质量变得越来越大，并且必须做出更大努力以补偿或吸收由正被移动的质量引起的振动。作为替选，可以将几个较小的机床一个接一个地彼此连接在一起，但这意味着工件必须重复地被重新夹紧，这将涉及连续机床之间的对准不准确的风险。除此之外，结果还会增加可能失败的组件数量。

从现有技术中已知的钟控机床的另一个缺点涉及所有刀具必须执行的相同路径长度，因为高时钟速率下的高加速度和大的路径长度导致最大允许时钟速率降低。同时，不必要地缩短了不需要同样大路径长度的工位的实际工作寿命。

在wo2016/051224a1中，指定刀具由具有滚珠丝杠的马达单独驱动，使得每个刀具的移动能够具有不同的路径长度。即使人们想要付出相应的努力，但在给定的情况下，当路径长度大时滚珠丝杠是否允许也实现所期望的高时钟速率仍然存在疑问。

在ep1588961a2中示出了一种传输装置，该传输装置在连续操作中形成执行两个不同分离的虚拟星形轮，每个分离在星形轮的两个相对区域处具有恒定但是不同的圆周速度。这是通过巧妙地构造和布置部分星形轮和各个分度轮的速度曲线来完成的。

类似地是，在ep1145993b1中指定了一种测试装置，其中交替地快速和慢速地移动、并且具有多个彼此直接相邻的保持装置的两个工件托架接收来自工件流的产品，然后将产品进给到快速传输中的测试工位，产品在测试工位保持静止，然后将所述产品从测试区域快速传送，然后以恒定速率再次卸载产品，同时在另一侧同时接收新工件。这种装置限于两个输送机。尽管可能有利地影响所引起的振动的频率，并且通过以这种方式分开移动能够减小共同移动的组件的质量，但是不可能直接在机床内补偿动能。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提出一种加工装置和对应的加工方法，其防止或至少减轻现有技术中已知解决方案的缺点。

因此，特别期望提供一种解决方案，利用这种解决方案，为许多加工工位提供足够的空间，并且使得产生的应力最小化，特别是利用该解决方案降低被移动的质量，并且理想地使所涉及的组件的弯曲长度减小。

根据本发明的第一方面，提出一种根据权利要求1所述的用于顺序加工工件的加工装置，包括：多个机床工位，所述多个机床工位被布置在共同的第一弧上；多个保持装置，所述多个保持装置被布置在与第一弧对应的共同的第二弧上，并且被构造用于沿着机床工位的第二弧进给工件；以及至少三个托架，每个托架被可旋转地布置并且承载保持装置的相应的子组，其中沿着第二弧的相邻保持装置由不同的托架承载。

根据本发明的第二方面，提出了一种根据权利要求12所述的用于顺序加工工件的加工方法，所述方法包括下列步骤：将工件进给到用于顺序加工的加工装置的保持装置，所述加工装置包括：多个机床工位，所述多个机床工位被布置在共同的第一弧上；多个保持装置，所述多个保持装置被布置在与第一弧对应的共同的第二弧上，并且被构造用于沿着机床工位的第二弧进给工件；以及至少三个托架，每个托架被可旋转地布置并且承载保持装置的相应的子组，其中沿着第二弧的相邻保持装置由不同的托架承载；通过间歇地旋转承载保持工件的保持装置的托架，将工件顺序地进给到加工装置的机床工位；以及在相应地进给之后由机床工位顺序加工工件。

在以下考虑中能够找到本发明的部分背景技术。

根据本发明，迄今为止通常整体地实施并且承载实际保持装置的托架元件被细分为至少三个，优选地是被分成五个或更多个单独的托架。

保持构件优选地是以等于公共弧上的工件之间的间隔的整数倍的均匀间隔布置在这些托架上，即优选地是以下列方式布置：其中对于同一托架上的下一保持构件，存在比保持装置的数量多一个工位的空间，即，例如如果存在五个保持装置，则同一托架上的下一保持装置有六个工位。以这种方式，不同的托架能够被有利地以下列方式相对于彼此布置，即保持装置以与工件被分开的相同的分区定位，并且一个位置在相同托架上的两个相邻保持装置之间保持自由。

例如，由于有五个托架，所以托架的移动能够以这样的方式配置，即当机床循环被细分为三分之一移动时间和三分之二加工时间时，总是有两个托架被移动，而其它托架处于静止位置。作为结果，存在连续的连续传输操作，其中总是并且同时存在加速托架和减速托架。这导致输送移动不再每个循环发生一次，而是不止一次，以较小的质量分布，并且由于同一机床内的加速和减速的同时性，所以关于所产生的振动具有相互补偿。

由于工件穿过机床的这种半连续传输移动，不必再同时钟控刀具的移动。在本发明的一个有利实施例中，通过将刀具联接到旋转柱形凸轮上的凸轮来移动刀具，在所述凸轮上，用于所需刀具移动的凸轮通常在圆周上表示为托架上的保持装置的数量。以这种方式，与托架的保持装置相对的所有刀具都在相同的相位位置执行移动。柱形凸轮在与工件输送方向相反的方向上旋转，因此如果工件通过机床的输送路径是顺时针方向，则柱形凸轮在逆时针方向上旋转。

在一个布局的示例中，有五个托架，每个托架具有八个保持装置，这意味着在柱形凸轮的圆周上需要有八个凸轮循环，这相当于传统机床的48个位置，假定一个位置在传输构件的两个保持构件之间保持自由。

在一种替选中，有七个托架，每个托架具有六个保持装置，这同样产生48个工位。然而，与上述示例相比，提升凸轮导致更好的时间切片。

柱形凸轮的移动优选地是以下列方式与托架构件上的保持装置同步，即当托架执行输送移动时，总是横穿凸轮的最低点。

因而，这意味着凸轮的围绕凸轮的最大点延伸的部分是刀具的工作范围。

鉴于机床中的刀具移动可能存在不同的要求，所以本发明的有利实施例是其中提供了具有适合相应的要求的不同特征(例如，不同形状或具有不同运动定律)和振幅的多个凸轮，并且提供了将单个刀具单独地联接到任何一个凸轮的可能性。

待加工的工件优选地为空心体，特别是饮料容器或其坯料。

在从属权利要求中限定本发明的有利实施例的特征，特别地是，本领域技术人员还能够在以上描述和以下讨论中找到本发明的其它有利特征、实施例和变体。

附图说明

下面应参考附图中所示的实施例示出和描述本发明，其中

图1示出根据本发明的加工装置的第一实施例的示意图，

图2示出能够如何定位保持装置和托架的第一示例的示意图，

图3示出能够如何定位保持装置和托架的第二示例的示意图，

图4示出能够如何定位保持装置和托架的第三示例的示意图，

图5示出刀具工位和刀具的移动的视图，并且

图6示出根据本发明的方法的实施例的示意性流程图。

具体实施方式

在附图和所述附图的相关描述中，对应或相关的元件被赋予对应或相同的附图标记，其中有利地是，即使它们在不同的实施例中存在也是如此。

图1示出根据本发明的加工装置的第一实施例的示意图。

图1示出根据本文所述的原理构造的，作为根据本发明的加工装置的示例的颈缩机1。

颈缩机1包括托架外壳2和刀架外壳3。

在这里所示的示例中，在托架外壳2上设置多个托架，其中标记了五个单独的托架100、200、300、400、500，并且分别标记了该托架100、200、300、400、500的托架保持装置100-104、200-204、300-304、400-404、500-504。为了更清晰，仅在一些保持装置中示出工件5。托架100-500每个都适合绕公共轴线旋转，并且当沿该轴线观察时部分地重叠。

刀具托架外壳3具有凸轮托架，在该示例中，凸轮托架具有分别用于大、中和小路径长度的三个凸轮10、20、30。用于机床工位的刀具托架110、210、121被联接至这些凸轮。刀架被刀架外壳在内部和外部引导，并且在内部和外部之间联接至相应的凸轮。

也示出了刀架外壳3上的用于长度调节的引导器。

在图1中，也示意性地示出了进料输送机6和出料输送机7。

图2-4示出了如何定位保持装置和托架的第一、第二和第三示例的示意图，并且示出如何移动托架100、200、300、400、500，因而移动它们所承载的保持装置的原理。在托架100的情况下，保持装置为保持装置101、102、103、104，并且这同样应用于其它托架。

在图2中，托架100处于其移动的中间，并且刚开始减速，而托架200刚停止，并且托架500刚开始移动。由于托架的刚性、星形设计，所以托架承载的所有保持装置都执行相同移动，即在所示的时刻，保持装置101、102、103、104处于它们移动的中间，处于从加速至减速的逆转点处。

在图3中，移动已经推进一定量。托架100已经停止，托架500处于其移动的中间，并且托架400将开始移动。

在图4中，移动已经推进了部分循环的一半。托架500已停止，托架400处于其移动的中间，并且托架300将开始移动阶段。

从图2-4的组合能够看出，移动是分阶段进行的，并且一个托架的加速伴随着另一个托架的制动，结果是在此存在内部补偿。

图5示出了示出机床工位或刀具的移动的视图，并且这里特别示出的是在平面中执行刀具移动的原理。有四个凸轮：用于大路径长度的凸轮10，用于中路径长度的凸轮20，用于过程的旋转或其它级的路径长度的凸轮30，以及用于非操作位置的凸轮40(例如，当不是所有可用的位置都需要时)。能够看出，刀架110、210、310、410被联接到凸轮10，级540已经脱离，级610和710被联接到凸轮10，并且级830被联接到凸轮30。刀架121与刀架110同相移动，但具有不同的路径长度。这同样适用于刀架132。通过想象凸轮被从刀架(其仅在垂直方向上移动)下方侧向拉开，能够理解柱形凸轮和单独的径向安装的刀架之间的相对移动，即产生路径长度的移动。

在上面参照图1至5讨论的颈缩机形式的加工装置的实施例中，每个保持装置都适于保持或承载单个工件。然而，可以将每个保持装置设置成用于保持或承载两个或更多个工件，在这种情况下，在每个机床工位上也设置相应数量的工件。

图6示出根据本发明的方法的实施例的示意流程图。将工件进给s1到用于顺序加工的加工装置的保持装置，所述加工装置具有：布置在共同的第一弧上的多个机床工位；多个保持装置，被布置在与第一弧相对应的公共第二弧上，并且被构造为用于沿机床工位的第二弧进给工件；以及至少三个托架，每个托架被旋转地设置并承载保持装置的相应子组，其中沿第二弧的相邻保持装置由不同的托架承载；之后，通过间歇性地旋转承载着保持工件的保持装置的托架，重复几次将工件顺序进给s2至加工装置的机床工位；以及在进给工件之后，由机床工位执行工件的顺序加工s3，直到工件已经穿过加工装置。

在实施本发明的一个示例中，提供了一种用于使容器变形的装置，包括多个保持装置，这些保持装置被布置在共同的弧上，并且将容器进给到不同的连续的机床工位，这些机床工位被部分地彼此布置在与保持装置相对的相同弧上，其中保持装置被布置在至少三个托架上。

可以将相同数量的保持装置附接到每个托架上，它们之间具有均匀的间隔。

保持装置能够以这样的方式布置：保持装置的顺序与它们所连接在一起的托架构件的顺序相同，始终如此。

有利的是，托架上的两个保持装置之间的机床位置的数量总是比托架构件的数量多一个。

托架可顺序地和重叠地执行同步旋转，以进一步传输容器。

同样有利的是，与托架相对的机床被单独驱动，特别是通过被联接到设置在旋转凸轮托架上的凸轮驱动，所述凸轮在其总周长上具有与托架承载的保持装置的数量相同的最大和最小值。

优选地是，移动以这样的方式同步：当被联接的刀具通过凸轮托架上的凸轮定位在最小位置时，托架被旋转。

凸轮托架优选地包含多个具有不同振幅的多个凸轮，并且在相关的情况下具有不同的特征，并且刀具也能够被随意地联接到不同的凸轮。

在实施本发明的另一示例中，提供了一种用于形成空心主体的装置，这种装置包括：共同弧上的保持装置，在该保持装置中，空心主体在加工操作期间被保持，并且通过该保持装置的托架元件的钟控旋转而被顺序地传输至位于相同节圆直径上的各个机床位置；以及刀具，该刀具通过空心主体和刀具之间的相对移动形成相应的空心主体，其中保持装置的总和由三个或者更多个单独托架形成，在每个托架上都以相同间隔附接相同数目的保持装置，并且保持装置被以这样的方式布置：保持装置的顺序由它们所附接的托架的顺序提供，始终如此，其中托架上的两个保持装置之间的机床位置的数目始终比托架构件的数量多一个，其中托架顺序地和重叠地执行同步旋转以进一步传输容器；其中与托架相对的机床仅通过被联接到设置在旋转凸轮托架上的凸轮驱动，所述凸轮在其总周长上具有与托架承载的保持装置的数量相同的最大和最小值，并且其中移动以这样的方式同步：当被联接的刀具通过凸轮托架上的凸轮定位在最小位置时，托架被旋转。

附图标记列表

1颈缩机

2托架外壳

3刀架外壳

5工件

6进料输送机

7出料输送机

10、20、30、40凸轮

100托架

101-104保持装置

110、121、132刀架

200托架

201-204保持装置

210、221刀架

300托架

301-304保持装置

310、321刀架

400托架

401-404保持装置

410、421刀架

500托架

501-504保持装置

521、540、610、621、710、721、830、831、920、931刀架

s1、s2进料

s3加工