兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冲锻机构，尤其涉及一种兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工 机，达到一机兼具剪断、弯曲、锻造与引伸等多种不同功能的多功效能。
【背景技术】
[0002] 传统的曲柄机构式冲锻机构包含有冲压机与锻造机两种型式，其主要是依据冲压 或锻造等特定目的而设计其运动机构的运动曲线。该冲压机虽能提供冲压或锻造等特定的 机械加工功能，但由于其曲柄机构的运动曲线特性固定，而仅能提供冲压或锻造等单一功 能。
[0003] 为克服传统曲柄机构式冲锻机构单一功能的问题，有人即进一步研发创作出多杆 机构式冲压机或锻造机，其主要是利用杆件尺寸的合成，来达成兼具冲压或锻造的多功能。 惟多杆机构式油压机或锻造机，虽具备提供兼具冲压、锻造的多功能，但是，其多杆机构必 须因应不同冲压、锻造等不同功能而作机构上的合成变化，因多杆机构中关连的部件涉及 变化广，造成机构的合成变化创作的难度高。
[0004] 此外，还有人利用设有伺服冲压机或电子凸轮等设备的创作，使其兼具冲压或锻 造等不同功能。惟前述伺服冲压机或电子凸轮等冲锻机构中所使用的伺服马达必需因应输 出动力的大小而选用相应马力的构件，目前产业大多以运用较小马力的伺服马达为主，而 大动力场合则相对须使用较大马力的伺服马达，而有设备成本偏高的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工 机，解决现有冲压机单机单一功能、直接伺服驱动需大动力与多杆机构杆件尺寸合成创作 不易等问题。
[0006] 本发明所提出的技术解决方案是：提供一种兼具冲压及锻造功能的伺服复合加 工机，其包含：
[0007] -基座；
[0008] 一动力输入轴，是枢设于基座中；
[0009] -伺服驱动装置，是装设于基座一侧，其包含一受控于外部控制器的伺服马达与 一连接伺服马达的减速机组，并以减速机组连接该动力输入轴；
[0010] 一冲剪曲线凸轮机构，其包含一冲剪动力传动轴以及一冲剪曲线凸轮装置，冲剪 动力传动轴枢设于基座中且平行于动力输入轴，冲剪曲线凸轮装置连接于动力输入轴与冲 剪动力传动轴之间；
[0011] 一冲锻曲线凸轮机构，其包含一冲锻动力传动轴以及一冲锻曲线凸轮装置，冲锻 动力传动轴枢设于基座中且平行于动力输入轴，冲锻曲线凸轮装置连接于动力输入轴与冲 剪动力传动轴之间；
[0012] 一离合传动机构，其包含一轮系传动装置、一冲剪离合器、一冲锻离合器与一直接 驱动离合器，所述轮系传动装置包含一第一从动轴、一第二从动轴、一传动输出轴以及传动 轮组，第一从动轴、第二从动轴及传动输出轴枢设于基座上，传动输出轴对应于动力输入 轴，传动轮组连接于第一从动轴、第二从动轴以及传动输出轴之间传动，冲剪离合器连接第 一从动轴与冲剪动力传动轴之间，冲锻离合器连接第二从动轴与冲锻动力传动轴之间，直 接驱动离合器连接传动输出轴与动力输入轴之间，且冲剪离合器、冲锻离合器与直接驱动 离合器三者是受控于外部控制器，且其中任一离合器切换为连动状态，其余二离合器则切 换为不连动状态；以及
[0013] 一冲锻机构，是以其冲锻驱动轴结合传动输出轴。
[0014] 如上所述的兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机中，所述冲剪曲线凸轮装置包 含一冲剪曲线凸轮组以及一冲剪动力从动构件，冲剪曲线凸轮组包含二具有冲剪曲线的凸 轮组设于动力输入轴，冲剪动力从动构件包含一第一旋转件以及枢设于第一旋转件上的二 第一滚轮，并以第一旋转件组设于冲剪动力传动轴上，第一旋转件上的二第一滚轮分别抵 接相应的具有冲剪曲线的凸轮周缘；所述冲锻曲线凸轮装置包含一冲锻曲线凸轮组以及一 冲锻动力从动构件，冲锻曲线凸轮组包含二具有冲锻曲线的凸轮组设于动力输入轴，冲锻 动力从动构件包含一第二旋转件以及枢设于第二旋转件上的二第二滚轮，并以第二旋转件 组设于冲锻动力传动轴上，第二旋转件上的二第二滚轮分别抵接相应的具有冲锻曲线的 凸轮周缘。
[0015] 如上所述的兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机中，所述冲锻机构包含有一下 模座、一上模座、一连杆以及至少一曲柄轴，上模座是可上下活动地设置于下模座上方，提 供一冲压下模装设于下模座上，以及一冲压上模装设于下模座底部，连杆一端枢接上模座， 连杆另一端偏心枢接曲柄轴的曲柄，曲柄轴的心轴作为冲锻驱动轴，并结合联轴器连接传 动输出轴。
[0016] 如上所述的兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机中，所述传动轮组是包含三齿 轮的齿轮组，该三齿轮分别组设于第一从动轴、第二从动轴与传动输出轴上等速传动。
[0017] 如上所述的兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机中，所述动力输入轴结合一第 一时规皮带轮组组接一电性连接外部控制器的第一角度编码器。
[0018] 如上所述的兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机中，所述传动输出轴结合一第 二时规皮带轮组组接一电性连接外部控制器的第二角度编码器。
[0019] 如上所述的兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机中，所述动力输入轴结合一第 一时规皮带轮组组接一电性连接外部控制器的第一角度编码器；所述传动输出轴结合一第 二时规皮带轮组组接一电性连接外部控制器的第二角度编码器。
[0020] 如上所述的兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机中，所述动力输入轴结合一第 一时规皮带轮组组接一电性连接外部控制器的第一角度编码器；所述传动输出轴结合一第 二时规皮带轮组组接一电性连接外部控制器的第二角度编码器；所述冲锻机构中设有电性 连接外部控制器的线性编码器，用以量测上模座的线性移动距离。
[0021] 本发明可达成的有益功效是，由前揭伺服复合加工机的技术特征中可知，其主要 利用二组各具有冲剪曲线与冲锻曲线的凸轮机构与一直接驱动，搭配具有三组离合器的 离合传动机构连接于伺服驱动装置所驱动的动力输入轴与冲锻机构之间，使其可依工作所 需，选择相应功能的具有特定数值曲线的凸轮机构或直接驱动，另利用伺服马达来小量改 变冲压点输入转速，来调整冲压与锻造的冲模运动曲线，达到一机兼具剪断（cutting)、弯 曲（blending)、锻造（forging)、引伸（drawing)等多种不同功能的多功效能，且本发明可 利用现有冲压机或锻造机机台作为冲锻机构，藉由所述凸轮机构、离合传动机构与伺服马 达来完成提升现有锻造机的功能，达到克服直接伺服驱动动力限制，和现有曲柄机构冲压 机或锻造机，其运动曲线对冲压特性固定与多杆机构式冲压机或锻造机杆件单一功能，并 克服多杆机构杆件尺寸合成创作不易等问题。
[0022] 进一步言，本发明兼具冲压及锻造功能的伺服复合加工机的创作，还具备以下优 占 ·
[0023] 1.本发明伺服复合加工机可因应剪断、弯曲、锻造、引伸等作业的需求，利用控制 伺服马达的速度变化来改变冲压时序，由于经过具有数值多功曲线的凸轮机构，可使伺服 马达改变输入转速范围减小，伺服马达所需动力减小而能产生驱动大动力冲锻机构的能 力，达成一机多功大动力的效能。
[0024] 2.本发明是通过凸轮机构使其冲锻机构的输入轴作非对称运动，来达成冲压速度 缓慢与冲模快速下压返回的冲压特性与具长时间暂停的锻造特性等所须冲模运动曲线，克 服连杆机构路径规划的复杂度与困难，使吻合冲锻机构慢压快回的运动特性。
[0025] 3.本发明是利用二组具有不同数值曲线的凸轮机构来达成冲压与锻造所须冲模 运动曲线以及直接驱动等模式，且利用离合传动机构中的三组离合器来变换冲压与锻造不 同需求的凸轮机构与冲锻机构连动。
[0026] 4.本发明能利用伺服马达来改变冲压点少量输入转速，来微调冲压与锻造的冲 模运动曲线，能有效提升驱动动力，使该伺服复合加工机功能更为广泛，达成一机多功的效 能。
[0027] 本发明所提出的伺服复合加工机可于连接冲锻机构的传动输出轴或动力输入轴 经由时规皮带轮连接角度感测器，利用角度感测器搭配控制器来控制伺服马达改变冲压点 的输入转速与旋转位置，或令冲锻机构中装设连接控制器的线性编码器，进行量测上模座 的线性移动距离，以确保工艺周期与定位，使该伺服复合加工机功能更为广泛，以满足不同 加工作业的需求。
[0028] 再者，本发明使用的伺服马达主要进行小量速度变化，即以二组具非对称数值曲 线的凸轮机构使机构输入轴进行摆动运动，达到短行程快速冲压与长行程具暂停慢速锻造 的工艺运动方式，再经由伺服马达于冲压或锻造点处作小量速度变化，使运动行程作小量 变化，即冲压剪断工艺经小量改变达到弯曲工艺，锻造工艺经小量改变达到更长行程引伸 工艺。
[0029] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述