专利名称：由一个材料条加工成形物品并使物品分离开的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及加工成形物品的一种方法和装置，尤其是通过深拉，由一种材料条成形并接着将物品分离开。
对于从金属或塑料的扁平材料批量生产物品来说已知有一些生产装置，通过这些生产装置使一个由储料滚筒展开的原始材料条逐步地沿着一个输送段而输送，并首先通过一个模具，所要制造物品的轮廓就在这相关的材料条里加工成形，并接着使位于前后的轮廓部分之间的材料条在一个切断装置里分离开，从而得到成品。对于这样一种装置来说最为重要的是由切断装置在各个轮廓部分之间所产生的切口精确地沿着所要生产的物品的预定边缘。切口位置超过给定公差带的任何偏差都会造成必须用手工很费事地对物品进行修整，或者造成产生废品。
为了克服此问题，已经开发了具有一种检测装置的生产装置，这种检测装置用于测得在一个材料条上加工成形的轮廓部分上一个有明显特征的位置，并使切断装置的切割工具根据所希望的边缘的位置相对于有明显特征的位置而定位，从而能够精确切出所希望的边缘。
显然，在这种已知的解决办法里切割工具的位置控制并不能够比采用检测装置时对应于检测结果的精度更精确。但这种精度又取决于有明显特征位置的状态。因而一个很突起的标志一般可以比不太突起的或者甚至凹下的标志测得更精确，而尖棱的标志可以比一个有倒圆棱的标志测得更准确。其结果是使人感到棘手的在切割由一个材料条加工成形的物品的边棱时生产装置的工作精度取决于这些物品的轮廓形状。由于这种精度不能简单地进行估计，因而在设计待生产的物品的结构时不能满意地对此加以考虑，因此可能需要对结构进行费事的修改，必要时还要对所用的模具略作修改。
这个问题还由于以下原因而变得更尖锐了当设计在一种这样的装置里待生产的物品的结构时一般都力求避免尖锐棱边，这是因为这些棱边还在物品成形时或者以后的使用中就可能容易形成破断点。
因此需要有一种装置和方法用来由材料条加工成形物品并使这些物品分离开，这种装置和方法可以实现与待生产物品的特定轮廓形状无关地来控制将条带上所产生的轮廓部分切割分开成成品物的过程，从而使切口精确地沿着物品所希望的边缘而产生。
该项任务按照本发明通过一种具有权利要求1的特征的方法或者一种具有权利要求13所述特征的装置来解决。按照本发明由检测装置必须检测的标志与所要生产的物品的轮廓分别产生，这样这种参考标志就可以单独考虑到可检测性而进行选择，而不必考虑到成品物的机械可承载性、生产时避免废品等等方面的观点。与所要生产的物品的轮廓部分的一个标志相反，参考标志原则上可以具有任意尖锐的、可以方便并精确地检测到的轮廓形状。由于它与第一个轮廓部分分开地由一个位于用来加工成形轮廓部分的模具之外的工具来产生，因而这参考标志以后就不包含在成品物里。
参考标志最好是一个穿孔。该穿孔可以用一个冲模，以最简单的方式来产生尖锐的棱边，该冲模有一个芯杆和一个具有与芯杆互补的凹座的物体。该穿孔可以远离开材料条的边缘并用一个本身封闭的边缘来构成，或者它可以邻靠在材料条的一个边缘上而且是边缘敞开的。
参考标志至少有一个垂直于材料条的运输方向走向的轮廓。该方向就保证了轮廓的检测不会由于横交于运输方向上材料条的间隙而失真。
特别是光学装置适合作为检测参考标志位置的检测装置，若标志是一个穿孔，那就大致用一种光栅，尤其是一种激光光栅。这种光栅除了无接触之外还有其它的优点即使当用于检测穿过穿孔的激光的光传感器元件与材料条间隔有一个相当大的距离，还是能够精确地检测出穿孔的位置。
若轮廓部分按已知的方式通过一个多件式模具的几个部分的相互对向运动和分离开运动而产生，那么优选使参考标志在模具部分开始对向运动之后或者在分离运动结束之前在一个时间间隔里产生，这些模具部分在这段时间间隔里正与材料条上需要加工成形的部段处于作用。这样在制造参考标志对材料条很好地固定着，因而参考标志可以与所要加工成形的物品以精确的可重现的位置关系而产生。此外值得追求的是使参考标志最早在模具组成部分相互对向运动将近结束时制成，以便保证在轮廓部分加工成形时也可能在模具之外产生的材料移动不会损割参考标志的定位精度。
若在模具的组成部分相互移动分开的情况下产生参考标记，那这就可以简单地得到保证。当然根据装置的构造简单的观点，参考标志的产生优选在模具各部分互相对向运动结束时，这是因为这样就可以借助于刚性固定连接在模具部分上的辅助装置，大致如上面已经提到的芯杆和具有互补的凹座的物体来实现制造参考标志。
更为合理地是通过二次切割使两个连续着的轮廓部分分离开，其中一次切割在第一个轮廓部分的在运输方向前端的高度上进行，而另一次切割则在第二个轮廓部分的在运输方向后端的高度上进行。这样就可以补偿在相互连续的轮廓部分之间的距离的波动，这种波动可能由于材料条运输时的不精确性，或者由于在轮廓部分成形时材料的扭曲而引起的。第二次切割的产生更为合理地是材料条在这期间并不移动。
若在每次加工成形一个轮廓部分之后使材料条继续移动的距离由于输送机构的不精确性而发生了变化，那么这就造成了检测装置测量分别对应于一个轮廓部分的参考标志的位置与下面一个轮廓部分发生了变化。但是一个轮廓部分至下一个轮廓部分的间距是不变的。在这种情况下分别用一个预先规定的相对于所测得的参考标志的位置的偏移来产生这二次切割。这样二次切割之间的距离就总是相等的。
相反，如果假定输送机构精确地工作，但在加工成形轮廓部分时由于材料条的扭曲可能产生相互连续轮廓部分间距的波动变化，那么合理的是根据上一次输送之前所检测到的一个轮廓部分的参考标志的位置沿着也是这个轮廓部分的在运输方向的后端使切割的位置固定住，并考虑到了一个在材料条的相同位置上所测得的一个后续轮廓部分的参考标志的位置只是用来确定在其运输方向前端的切割位置。
实际上至关重要的是既要考虑输送机构的不精确性，也要考虑轮廓部分成形时材料条的变形。在这种情况下合理的是使一个轮廓部分的后棱边的切割位置固定在这两种以前所列举情况下所得出的这两个位置之间。
本发明的其它特点和优点可见以下参照附图对一个实施例的描述。所示图为
图1用于由一个材料条加工成形物品的一种按本发明的装置的一个概略侧视图；图2a-c在本发明方法的第一个切割循环的不同阶段里材料条端部的俯视图，图3a，3b按照第一种设计方案的方法在后一个切割循环里材料条上所要切割段俯视图；图4a，4b按照第二种方案的方法类似于图3a，3b的切割段的俯视图；图5a，5b按照第三种方案的方法类似于图3a，3b的切割段的俯视图；图6按本发明装置的第一种可供选择的技术方案的一个侧视图；图7第二种可选技术方案的侧视图。
图1表示了用于由一种聚苯乙烯或者另外一种适合的塑料制成的一个材料条来生产制冷装置门的门内板的一种装置概略侧视图。材料条1从一个储料滚筒2展开，并沿着一段运输路程一个接一个经过一个缓冲段3、一个加热装置4、一个模具5、一个切断装置6和一个纵向切割装置7。材料条1沿着运输路程逐步地从加热装置4被输送至纵向切割装置7。缓冲段3用于在每个输送步骤里快速地供给必要长度的材料条1，而不需要为此使可能具有相当大质量的储料滚筒突然地加速。
加热装置4由两个元件构成，它们分别布置在材料条1之上和之下，并将材料条加热到使材料条变成可塑的温度并且一旦达到就在模具5里方便地加工成形。
模具5包括两个部分，一个凸模8和一个凹槽9，它们可以相互上下运动，以便将一段材料条1夹紧在它们之间并在此处加工成形为一个轮廓部分10，该轮廓部分对应于所要生产的门内板的三维结构，而且它们接着可以相互移动分离开，以便使轮廓部分10脱模。在模具5的这两个部分8，9上分别在侧面外部固定安装有一个芯杆11或者一个具有一个与芯杆11的横断面互补的凹座13的物体12。芯杆11和物体12上下相关地定位，从而使芯杆11直接在这模具5的两个部分8，9相互对向运动结束之前就与凹座13啮合使用，因此在材料条1里冲压出一个穿孔22(见图3，4或5)，在本例中具有尖棱的、圆形的轮廓形状。穿孔在此处表示为与材料条21的边缘分隔开，但是它也可以邻接在一个边缘处并向着这边缘敞开的。
芯杆11和凹座13分别有一个矩形的横断面，有两个垂直于材料条1的运输方向的边缘。
在此处所示的设计方案中芯杆11和物体12相对于材料条1的输送方向安装在模具5的下游，以便在一个此处表示为备用段20(见图2a)的材料条断面里形成一个孔22，这个备用段位于成形的轮廓部分10在运输方向的前端之前，而且以后并不属于所要生产的门内板，而要切去和抛弃。
另一种可选方案也可以使芯杆和物体相对于运输方向安装在模具5的上游。它们也可以装在模具5的侧面上，因而它们在材料条1的侧面边缘部位里冲压出一个穿孔，该穿孔在使门内板分离成单个时也同样切下并抛弃掉。
使芯杆11和物体12定位，从而使它们尽可能刚好在模具5的部分8，9对向相互运动结束之前冲压出孔，那么就达到了以下效果材料条1的材料的与成形过程可能有连系的扭曲运动在轮廓部分10的周围在冲压穿孔22的时候就基本上终止了，因而穿孔22与已成形的轮廓部分10有精确可重现的位置关系。
另一种可选的方案也可以使芯杆11和/或物体12各设有一个自有的，与模具5分开的驱动装置并控制其运动，因而这穿孔22只是在结束成形加工过程之后，也就是在模具5的部分8，9对向相互运动最大时，或者只是在模具部8，9相互离开运动时才产生。
作为另外一种可选方案也可以不用芯杆11和物体12，而是用一个连接在模具5上的压印头用来在材料条1上印出参考标志，或者用一个大功率的激光器用来产生参考标志。
轮廓部分11成形之后将材料条1继续逐步地运送一段这样的距离，使两个前后紧随成形的轮廓部分10之间的备用段20移到切断装置6的部位里。切断装置6包括有一个冲刀14和一个互补于这种冲刀14形状的有槽缝的物体15，它们相对位于材料条1的二侧，并且可以在一个有限的行程长度上平行于材料条1的运输方向移动。另外在这个实施例中它包括一个激光光栅，它有一个激光器16和一个光传感器17，它们同样也可以平行于运输方向移动，它们用于检测用芯杆11和物体12所冲压出口裂口22。
在按本发明的装置的第一种变种方案中激光光栅可以与冲刀独立无关地运动，并且根据由激光光栅所检测到的裂口22的位置有一个控制单元(未示出)就控制冲刀14和切槽物体15在运输方向上的位置，从而使这些切口在相邻轮廓部分10之间精确地沿着这些所要生产的门内板的上边棱或下边棱所形成的线产生。
在按本发明的装置的第二种变种方案中激光光栅在运输方向上耦联于冲刀14或者带槽物体15的运动，因而使冲刀14总是与激光光栅有一个固定的距离。
关于在这第二种变种方案中的运动过程则参见图2至5进行更准确的讨论。
由切断装置6所产生的切口并不伸展于材料条1的整个宽度上，而是在条1的侧边缘上各单一个窄条，从而使材料条1还保持一体。纵向切割装置7在材料条的两个纵向边上切下侧面的边条带18，包括留下的窄条，只有通过这纵向切割装置7才使条1分离成单个的制成的门内板。
以下根据图2-4详细叙述切断装置6的冲刀14位置的控制。
图2a表示了具有第一个在材料条上生成的轮廓部分10的一个材料条2的一个端部的俯视图。轮廓部分占据了长度为I的材料条带段21。在轮廓段21之前是一个备用段20，它并不成为所要制造的门内板的一部分，而是必须切掉的。在这备用段20里有穿孔22，它与图示轮廓部分10的加工成形一起在芯杆11和物体12之间冲压而成。
切断过程开始时，在图2a所示位置，激光光栅处于零位，它在该实施例中位于穿孔22的在运输方向的下游。该零位在图中用一个星号23表示。从这另位出来光栅向上游移动，寻找穿孔22。在图2b的状态在位置n0处激光16束照在穿孔22上并由光传感器17接收。
根据方法的不同方案、激光束16和穿孔22的尺寸大小可以对这个位置作为参考位置n0进行检测，在此位置上材料条中心地通过这穿孔22并接着由光传感器17记录到最大功率，或者可以检测到穿孔22的边缘。为了能够实现边缘的精确检测，穿孔22比较合理地具有垂直于运输方向的边缘。
如果假定位于要制造的门的前棱边24和穿孔22之间的距离等于d1，它是通过芯杆11和物体12在模具5上的定位而精确地预先规定的，那么在按照本发明的装置的第一种变种方案中在位置n0处控制穿孔22之后使冲刀14移到位置n0+d1，以便在那里冲压出一个槽缝25，如图2c所示。在本发明装置的第二种变种方案中冲刀14和激光光栅以固定距离d1相互耦联，从而在激光光栅检测到穿孔22的瞬间就已使冲刀14准确定位并切出槽缝25。
接着使材料条输送一个预定的距离。在这运输过程中纵向切割装置7就将材料条1纵向边缘处的侧面条带18切去，这样就使备用段20完全与轮廓部分21分离开(见图2d)。
输送之后第二个备用段20’位于切断装置6的高度上。
图3a表示按这方法的第一种方案在紧接着的切断过程时材料条1的俯视图。接着这备用段20’就是一个轮廓部分21’。由于运输机构的不精确度使材料条1输送的距离与轮廓部分21和备用段20的长度I+d之和产生了偏差。但是相互紧接着轮廓部分之间的距离认为是不变的。在这种情况下激光光栅重新开始从零位23按照穿孔22’搜索材料条1，并在位置n1处找到这材料条。若是本发明装置的第一种变种方案控制单元接着就将冲切14一次安置在位置n1+d1处，以便在第二个门内板的前边棱24’处切出一个槽缝25，并在位置n1-d2处切槽，其中d1+d2＝d，以便使槽缝27切在第一个门内板的后边棱26处。图3b表示了这种结果。切割槽缝25，27的次序是随意的。由于冲刀14可以独立于激光栅而移动，因而在继续输送材料条1时它不需要返回一个零位，而是可以从此前已经切割出了图2c所示槽缝25的位置出发移动，从而各用最短的移动行程产生出图3b所示的槽缝25，27。
若是第二种变种方案，当激光光栅检测到穿孔22’时，那么冲刀14就已经位于位置n1+d1上了。因而此处首先产生槽缝25，对此这冲刀14在检测到穿孔22’时就通过激光光栅正确地定位了，而且在整个切断装置6连同激光光栅和冲刀14向着静止位置移动了距离d之后，若冲刀14位于n1-d2附近，那就切出槽缝27。
相反在图4a，4b所示方案中测假定运输机构精确地工作，并在第一个和第二个切割循环之间继续精确地运送长度I+d；但是在成形加工轮廓部分时由于材料扭曲材料条1上轮廓部分10，10’相互之间的距离以及因此在两个轮廓部分之间的备用段20’的宽度就可能有变化。在这种情况下这控制单元就运用还是根据以前的测量所已知的配属于轮廓部分21的孔22的位置n0，以便使冲刀14位定于n0-d2处并在那里产生一个切口27。在第一种变种方案的装置中同时使激光光栅如上所述那样产生移动，以便找到备用段20’的穿孔22’，而且在这穿孔找到之后，使冲刀14安置在位置n1+d1上，以便在下一个门内板的前棱边24’处切割一个槽缝25。在第二种变种方案里产生槽缝27和寻找穿孔22’和产生槽缝25的步骤必须一个接一个地进行。
在实践中至关重要的是无论是运输机构的不精确性还是材料的扭曲都可能会发生。图5a，5b就表示了这种情况。对于槽缝25定位在这穿孔22’与之有关的轮廓部分21’的前棱边24’上来说这就没有什么意义，这个切割可以在检测到穿孔22’之后精确地得到布置。
然后对于轮廓部分21的后棱边26来说却并不肯定，因为并不能精确地指明，在前后一个接一个测到的穿孔22，22’的位置n0，n1之间的偏差归结于什么原因。然而鉴于上面根据图3a，3b，4a，4b所提供的说明可以容易地理解后棱边26位置的一个好的估计值必须在位置n0-d2和n1-d2之间的范围内。这就是，后棱边26的槽缝27在这个区间内布置得这么长，那么槽缝27位于公差范围内以及得到这样一种可用的门内板的或然率就大。
槽缝27的精确位置可以规定在间隔[n0-d2，n1-d2]之内，并与两个误差源中的一个估计到的重要的有关，因而在一个生产设备里，此处运输机构的不精确性认为是主要误差源，选择槽缝27的一个位置更靠近在n1-d1处，而当由于材料扭曲超过不精确性时则选择一个位置更靠近在n0-d2。
不言而喻在上面所建议的方案变种方案中依据了以下情况二种不精确性的原因并未加重，因而间隔[n1-d2，n0-d2]远大于所要制造的门内板的长度I的公差范围。若这个前提条件没有，那么为了精确地切割门内板就可以使用一种设备，如分别在图6或7里所表示的那样。
在图6所示的设备中分别有两个芯杆11布置在模具5的运输方向的前端或后端，以便分别在运输方向上位于各自在模具5里加工成形的轮廓部分10之前或之后的一个备用段20里产生出穿孔形式的参考标记。同样由激光器16和光传感器17组成的激光光栅也是成双的，以便分别在一个备用段里检测这两个冲压出的穿孔并利用这些穿孔分别用于使切断装置6定位用于在备用段的二侧产生槽缝25或27。在装置的第二种变种方案中两个激光光栅分别以一个这样的距离固定地耦联于冲刀14或者切有槽缝的物体15上，因而当其中一个激光光栅检测到一个穿孔时，则总是能产生一个槽缝，其中根据正在检测的激光光栅是哪个，就得出一个槽缝25在一个轮廓部分的前边棱上，或者得出一个槽缝27在前面轮廓部分的后边棱上。若是第一种变种方案也可以考虑使用唯一的一个激光光栅用来以时间区分电路多路制检测两个穿孔。
图7所示的另一种可选择方案则规定用两个激光光栅16，17或16’，17’，它们可移动地安装在运输方向上大致成间距I+d，以便检测这些穿孔22，22’，这些穿孔分别配属于一个已经通过切断装置5并且仅还在其后边缘26上必须要切割的轮廓部分10和配属于一个还没有通过切割装置6并且在其前边棱24部位应该切割的轮廓部分10。这种方案可以通过两次测量一个相同穿孔22的位置使切断装置6无论在切割前边棱还是后边棱时都实现精确的定位。
权利要求
1.由材料条(1)加工成形物品(19)并使物品(19)分离开的方法，有以下步骤a)将材料条(1)的一个部段放置在一个模具(5)上；b)在这部段里借助于模具(5)加工成形一个轮廓部分(10)；c)输送材料条(1)；d)分离开通过重复a，b，c步骤所得到的轮廓部分(10)，从而得到成品的物品(19)，其中第一个轮廓部分(10’)与第二个轮廓部分(10)的分离包括检测材料条(1)上配属于第一个轮廓部分(10’)的标志(22’)、包括使一个切割工具(14，15)以一个预先给定的与检测到的标志(22’)的位置偏移(d1)实现定位，并在第一个和第二个轮廓部分(10，10’)之间借助于定位好的切割工具(14，15)产生一个切口(25)，其特征在于，在加工成形第一个轮廓部分(10’)时与第一个轮廓部分(10’)成固定位置关系产生一个在材料条(1)上与轮廓部分(10’)分开的参考标志(22’)；而且这个在步骤d里所检测到的标志是参考标志(22’)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，参考标志是一个穿孔(22)。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，穿孔(22)借助于一个激光光栅(16)进行检测。
4.按上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，参考标志(22)用至少一种垂直于材料条的运输方向上的轮廓来产生。
5.按上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，轮廓部分(10)通过一个多件式模具(5)的各个部分(8，9)的相互对向运动和相互分离运动而产生；而且参考标记(22)在相互对向运动开始之后和分离运动之前产生，而模具的几个部分(8，9)则与所要加工成形的材料条(1)的部段处于啮合作用。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，参考标志(22)是在相互对向运动过程中产生。
7.按上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第二个轮廓部分(10)在第一个轮廓部分(10’)之前加工成形。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，切口(25)产生在第一个轮廓部分(10’)的沿运输方向位于前面的端部(24’)的高度上。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，第一个(10’)和第二个轮廓部分(10)的分离还包括在第二个轮廓部分(10)的沿运输方向位于后面的端部(26)的高度上产生另一个切口(27)。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，该另外的切口相对于配属第一个轮廓部分(10’)的参考标记(22’)的所测得位置有第二个预先规定的偏移(d2)。
11.按权利要求9所述的方法，其特征在于，该另外的切口相对于配属第二个轮廓部分(10)的参考标记(22)的先前所测得的位置有第二个预先规定的偏移(d2)。
12.按权利要求9所述的方法，其特征在于，第二个切口相对于一个位置有第二个预先规定的偏移，该位置位于配属于第一个轮廓部分(10)的参考标记(22’)的所测得位置和配属于第二个轮廓部分(10)的参考标志(22)的先前已测的位置之间。
13.由一个材料条(1)加工成形物品并使这些物品分离开的装置，它具有一个模具(5)用于在材料条(1)的一个部段里加工成形一个轮廓部分(10)、具有一个切断装置(6)用于将由模具(5)成形加工的轮廓部分(10)相互分离开，还有一个运输装置用于输送材料条(1)通过过模具(5)和切断装置(6)，其中切断装置(6)包括有一个检测装置(16，17)用来检测材料条(1)上一个配属于第一个轮廓部分(10)的标志的位置，还包括一个可以根据标志的一个检测到的位置而定位的切割工具(7)，其特征在于，切割工具包括有一个位于模具(5)之外的、耦联于模具(5)的装置用来在材料条(1)里产生参考标志；而检测装置(16，17)则设计用于检测参考标志。
14.按权利要求13所述的装置，其特征在于，参考标志是一个穿孔。
15.按权利要求14所述的装置，其特征在于，检测装置(16，17)是一个激光光栅。
16.按权利要求13至15中任意一项所述的装置，其特征在于，用于产生参考标记的装置设计用来产生至少一个垂直于运输方向的轮廓。
17.按权利要求13至16中任意一项所述的装置，其特征在于，模具(5)包括多个可以相互对向运动和相互分离运动的部分(8，9)，而用于产生参考标记的工具(5)则包括有一个芯杆(11)和具有一个互补于这芯杆(11)的凹座(13)的一个物体(12)，它们分别耦联于模具(5)的组成部分(8，9)上。
18.按权利要求15所述的装置，其特征在于，芯杆(11)和物体(12)在模具(5)的组成部分(8，9)处于相互分开运动的状态时脱离啮合作用，在模具部分处于相互对向运动状态时则处于啮合作用。
全文摘要
由一个材料条(1)加工成形为物品并使物品分离开的一种装置包括有一个用于在材料条的一个部段(21)里加工成形一个凹凸轮廓(10)的模具(5)、一个用于将由模具(5)成形加工的凹凸轮廓(10)相互分离的切断装置(6)以及一个用于将材料条运送通过模具(5)和切断装置(6)的运输装置。用来在材料条(1)里产生参考标志的(22)装置(11，12，13)设置于模具(5)之外并连接于这模具上。切断装置(6)包括有一个用于检测在材料条(1)上对应于第一个轮廓的参考特征位置的检测装置(16，17)以及一个可以根据一个检测到的参考标志(22)的位置而定位的切割工具(14，15)。
文档编号B29C51/08GK1501858SQ02807978
公开日2004年6月2日 申请日期2002年3月22日 优先权日2001年4月9日
发明者J·托伊尔科恩, M·福赫斯, G·弗勒利希, J 托伊尔科恩, 绽, 账 申请人:Bsh博施及西门子家用器具有限公司