冲压装置和可编程方法

专利名称：冲压装置和可编程方法
技术领域：
本发明涉及加工块(sketch)、条或长材(例如巻材)的沖压装置(press apparatus)和模具装置(tool apparatus),这些材料沿纵向传送。
技术背景用于长材加工，其中块、条或长材，例如巻材是纵向传送加工的传统冲压 装置，如日本特开平SHO 57-10634和SHO 60-20096中说明的那样，已为大家 所知。这种沖压装置通常由两套有凸模(punch)和凹模(dies)组成的模具构成。 当块、条(或长材)等工件纵向以等步距(pitch)向前传送时，同时操作这两 种模具，或只是操作其中一种模具。另一种去掉了繁锁的数据设定并允许高效、高精度冲压加工以及允许柔性 产品的传统冲压装置在日本特开平HEI 9-201632中进行了说明。由于上述的冲压装置只有两套模具，因此，例如对于一个产品(工件)， 只有两种孔形可以选择。这样，上述的冲压装置无法提供多种孔形的加工。进 而，为进行加工以等步距向前进料，显著地限制了产品尺寸的增加，因此，限 制了加工产品的尺寸。另外，当选择一套模具时，必须在冲击和非冲击位置之 间提供一个沖击表面的大小的冲程。冲击表面越大，冲程也越大，从而无法进 行高速力口工。进一步地，上述的冲压装置无法优选和布置模具。因此，操作者必须选取 要求的模具并确定模具的顺序和位置，从而降低了沖压装置的加工速度和效 率。发明内容本发明通过提供一个冲压装置和至少带有三套模具的模具装置以寻求解 决上述问题，其中模具是沿工件的纵向适当布置的，在本冲压装置中，可以以任意步距(距离)进料、可以任意地沖出不同形状的沖孔，并且可以加工相对 较长的产品。为达到以上目的，冲压装置包括 一个压力机，其中有可上下移动的滑块 (ram); —个进料装置，向压力机传送坯材(或长材)，例如巻材。该冲压装置 是可编程的，包括输入工件产品形状数据的设备；根据输入设备输入的产品 形状数据显示产品形状(或工件外形)的设备；根据产品形状数据从多个模具 中选取模具的设备；计算工件传送步距(transferring pitch)的设备，以使要 加工工件的部件沿进料方向顺序地放置在模具选取设备选取的多个模具的位置上；结合传送步距确定要操作的模具的设备；以及一个控制部分，来控制由 传送步距和操作模具计算设备计算的传送步距，以及控制结合传送步距确定的 模具的运动。因此，模具选取设备基于输入的产品形状数据选取符合加工要求的多个模 具。传送步距和操作模具计算设备计算传送工件的步距，以结合模具定位设备 确定的模具位置，沿进料方向顺序地布置将要加工工件的部件，并结合传送步 距进一步地确定要使用的具体模具。控制部分控制由传送步距和操作模具计算设备计算的传送步距，以及控制结合传送步距确定的模具的运动，从而完成工 件的冲压加工。这样，条材或巻材工件沿纵向传送，并沿工件W的传送方向，在可上下移 动的滑块下方，与模具相对应地的进行布置。为进行冲压加工，在可以按不同 组合方式有选择地(或同时)使用的多套模具中选取要使用的模具。要注意的 是在冲压加工中，工件是沿纵向以任意步距进料的，并且模具放置在与工件、 与产品的不同孔位相对应的位置上，同时还要注意的是，由于用撞锤程序 (striker program)控制单独切削模具的动作，与传统压力机相比这种布置允 许加工更长产 品。根据本发明的特点，压力机包括一个可上下移动的滑块和向压力机送入工 件的进料装置。冲压可编程系统包括输入工件加工方式数据的设备；基于输 入的加工方式数据显示工件加工方式的设备；根据加工方式数据选取加工所需 的多个模具的设备；按撞锤动作(striker activation)顺序以任意间距确定每 一所选模具位置的设备；计算工件传送步距的设备，以使要加工工件的部件沿进料方向顺序地布置在模具定位设备确定的模具位置上、并且结合传送步距确定要操作的模具；以及控制计算的传送步距及模具运动的控制部分。模具选取设备基于输入的加工方式数据选取加工所需的多个模具。模具定 位设备以任意顺序和任意间距确定(多个模具中的)每一所用模具的位置。计 算工件传送步距，以相应于模具定位设备确定的模具的位置，沿进料方向顺序 地布置工件部件。结合传送步距确定要操作的模具。当结合传送步距确定模具 的运动后，控制部分控制传送步距，完成工件的冲压加工。因而，沿纵向传送工件，以便在滑块下方沿工件的传送方向布置模具，并 选取所需的模具。沿纵向以任意步距进料，并且与工件位置相对应的模具被选 择性地操作，例如，在产品上任意地沖出不同的形状的冲孔，与传统压力机相 比，允许加工更长产品。根据本发明，软件可编程压力机包括一个模具布置设备，该设备将模具选 取设备选取的多个加工模具中具有最大冲压公称压力的模具布置在滑块下方 的中部(中央位置)，并将余下的模具布置在中部的前后。因此，由模具选取设备选取的加工模具中具有最大冲击公称压力的模具布 置在滑块下方的中部，而余下的模具则布置在中部的前部和后部，由此避免了 偏心载荷，提高了冲压精度。根据本发明的优点，如果除最后的切削模具之外，所有的冲压模具都要求 较小的公称压力(或几乎相同的公称压力)，则模具定位设备就将具有高冲压 频率的模具布置在中央，从而获得中心加载平衡。根据本发明的另一个优点，模具定位设备将具有加工方式的形状的模具靠 近模具端部布置，最靠近压力机的进料侧。因此，具有加工方式的形状的模具布置在靠近工件的进料側，提高了压力 机的生产率。另一个优点是冲压装置包括了一个装有一个凸模的凸模座(punch base), 该凸模与一个凹模相配合，在凸模座中，凸模可以在装有凹模的凹模座(die base)的上方上下移动，凸模座上方至少装有两个分开布置的被撞捶撞击的凸 模头。在凸模座上至少装有两个分开布置被撞锤撞击的凸才莫头，因此，撞锤以 预先设定的载荷表面压力同时且平均地撞击分开的凸模头。进一步地，凸模头5在撞锤移动方向是分开的，因此与传统冲压装置相比，缩短了退刀间距(escape pitch), 这样允许进4亍高速加工。根据本发明的另一目的，为进行工件沖孔提供了一个软件可编程压力才几。 该软件可编程压力机包括 一台输入设备、 一台显示设备、 一台模具选取设备、 一个计算器、及一个控制器。输入设备能够使得冲压装置的操作者输入表示工 件的加工方式数据。显示设备基于输入的加工方式数据显示工件的加工方式。 模具选取设备根据加工方式数据选取加工工件所要求的多个模具。计算器计算 工件传送步距，以便将被加工的工件部件沿冲压装置的进料方向顺序地布置在 与模具选取设备选取的多个模具相对应的预定位置上。计算器也结合传送步距 确定要操作哪一个才莫具。控制器控制计算出的传送步距。根据本发明的特点，多个模具包括用来在工件上冲出预定冲孔的多个凸模。根据发明的另一特点，工件包括块、条材或长材。长材可以是例如巻材。 根据本发明的另一目的，公开了一个软件可编程压力机，包括有可上下移 动的滑块的压力机，和向冲压装置传送工件的进料装置。软件可编程压力机包 括一台用来输入工件加工方式数据的输入设备。显示设备根据输入的加工方式 数据显示工件的加工方式。模具选取设备根据加工方式数据选取加所工要求的 多个模具。模具布置(定位)设备确定所选多个模具的布置位置。计算设备计算工件传送步距，以便将被加工的工件部件沿沖压装置的进料方向顺序地布置 在与所选多个模具布置位置相应的位置上，并且结合传送步距确定要操作的模 具。控制部分控制传送步距，并结合计算的传送步距控制模具的运动。根据本发明的优点，工件包括由例如块、条材或例如巻材的长材。根据本发明的特点，模具定位设备将选取的多个模具中具有最大沖击公称 压力的模具布置在滑块下方的中央位置，同时模具定位设备将余下的模具布置 在中央位置的前后。根据本发明的另 一特点，模具定位设备将有高冲压频率的模具布置在中 央，从而获得中心加载平衡。根据本发明的另一目的，公开了一种控制冲压装置的冲压操作的方法。输 入与工件相关的加工方式数据，并根据输入的加工方式数据显示工件的加工方式。然后，根据加工方式数据选取加工工件所需的多个模具。确定所选多个模 具的布置位置，之后，计算工件传送步距，以便依照可编程软件的模具布置功 能中的优先选取，将工件部件沿预先确定的方向顺序地布置在与所选多个模具 的布置位置相应的位置上，并且以便结合传送步距确定要操作的模具。结合计 算的传送步距控制传送步距和每一进程模具的运动。根据本发明的特点，所选的多个模具中具有最大冲击公称压力的模具布置 在冲压装置的中央位置，而余下的模具则布置在中央位置的前后。根据本发明的另 一特点，所选的多个模具中具有最高沖压频率的模具布置 在中央，从而获得中心加载平衡。根据本发明的另一特点，具有与加工方式相符的形状的模具布置在最靠近 冲压装置的工件进料端。根据本发明的另一方面，提供了一种控制冲压装置的沖压操作的方法，包括以下步骤输入与工件相关的加工方式数据；根据输入的加工方式数据显示 工件加工方式；根据输入的加工方式数据选取加工工件所需的多个模具；确定 所选多个模具的布置位置；计算工件传送步距，以便将被加工的工件部件沿预 定方向顺序地布置在与所选多个模具的布置位置相应的位置上，并结合上述传 送步距确定要操作的模具；控制传送步距并结合所述传送步距控制模具的运 动，其中，当所选模具较大以至于需要两个或更多的撞锤来撞击时，撞锤的选取应使得撞击所选模具的方式是撞锤同时撞击所选模具的大部分表面(a plurality portions)。根据上述方法，即使所选模具较大以至于需要两个或更多的撞锤来撞击 时，通过撞击模具的大部分表面可以同时撞击所选模具。因此，降低了模具和 撞锤上的偏心载荷(offset load),延长和增加了模具和撞锤的寿命周期。


本发明上述及其它的目的、特点和优越性将通过下面对附图中参照实施例 的更详细的说明体现出来，图中，不同视图中的相同的参照符号表示相同的部 件，其中图l是沖压装置、进料装置和出料装置的主^L图；图2A和2B是模具装置的侧视图，该模具装置有一个撞锤系统(strikersystem)、有凸模的凸模座，凸模与凹模相对应，凸模座相对于有凹模的凹模 座可上下移动；图3是控制本发明冲压装置和进料装置的控制结构的方框图； 图4是表示加工方式数据的平面图；图5是根据图4的加工方式数据选取的多个模具的平面图；图6是根据加工方式数据的最小模具选取例的平面图；图7A和7B是表示被选模具的模具定位例的平面图；图8是表示产品形状和模具位置的示意图；图9是基于要加工产品的形状选取冲莫具典型例的示意图；图IOA至IOF是表示根据本发明的压力机工作的示意图；图IIG至IIL是表示根据本发明的压力机工作的示意图；图12M至12Q是表示根据本发明的压力机工作的示意图；图13是表示一个沖压产品和同时冲压的模具布置例的示意图，该冲压模具布置例可实现高效的产品加工；和图14是本发明的另一实施例，表示冲压装置和进料和出料装置的主视图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是沖压装置1的示意图，进料装置3出料装置5分别布置在其左右侧。 进料装置3由一个开巻机7和一个整平进料器9构成。开巻机7通过压平巻材 W的整平进料器9传送(开巻)工件(例如但不限于此，环状(endless)的类 似腹板的巻材W)。然后，整平(压平)的工件W被输送至进料器13，进料器 13将工件W通过冲压装置1送到压力机机体11的加工区(台)15进行沖压。 冲压后的产品G，借助于如传送带或出料系统，从沖压装置1的加工区15出 料(送出)到出料装置5的出料台17上。对于从一侧至一侧送进工件W的情 况，本发明进行了说明，与此同时，瞬间沖压也允许由前至后和由后至前送进 工件W，从而加工不同宽度的产品。压力机机体11利用了一个组合式的模具台(modular tooling station)。 在这一点上，压力机的上部装有一个滑块21，该滑块21可在垂直方向移动(如 上下移动)，例如，像液压或机械传动的一个机构。在滑块21的下方装有多个撞锤(striker) 25，这些撞锤被适当地布置并可借助于撞锤移动设备23 (见 图3)在垂直于进料方向(如工件W输送方向)上移动。可编程冲压系统包括一个上部冲击板(upper strike plate)(才莫具组tool unit) 29和一个下部冲击板(模具组)31。多个撞锤25紧固在上部冲击板29 上。凹模(下模)D安装在下部模具组31的上表面。依照上模组29,按图2A 和2B中箭头的方向将撞锤25分开地布置。凸模(上模)P布置在下凹模D的 上向，它们一起组成了一套模具(tooling set)。然而，在不影响本发明和范 围和/或精神的情况下，当然可以对沖压装置部件的具体布置进行改变。为驱动进料器13，例如，将其与一个带有一个编码器33的压轮驱动伺服 控制马达35 (见图3)相连。控制器37 (如图所示，布置在公开的实施例中 的冲压装置1的右侧)控制冲压机1 (包括伺服控制马达35 )、进料装置3和 出料装置5的动作。作为选择,控制器也可用来控制进料装置3及撞锤的起动。这里，在不背离本发明精神和/或范围的情况下，提倡采用不同的控制方案。如图2A中的上模组29和下模组31分别带有凸模座39和凹模座41，凸 模座39具有与凹模D相应的凸模P，凹模座41具有凹模D。凸模座39(其凸 模P与凹模D相配合)可在凹模座41的上方的垂直方向上移动。在沖模座39 的顶部，沿撞锤25的移动方向分开设置了由撞锤25撞击的多个冲模头39A， 如两个凸模头。作为选择，为起动每一撞锤25，凸模39A也可按圆弧方向分 开布置。在撞锤25的底部装有与相应的凸模头39A相对应的撞击部件25A。 在公开的实施例中，与气缸43相连的活塞杆45的前端用作撞锤移动装置23, 并且如图2A所示与撞击部件25A的右端连接。然而，对于在不背离本发明精 神和/或范围的情况下，当然可以进行替换。例如，可这样设计压力机，使得 可将撞锤设置在预定的位置上，而活塞杆45固定在上;^莫具组29上，使上模具 组29可沿图2A和2B中箭头方向移动。在上述的结构中，随着滑块21的垂向运动，向下移动的撞锤"便可撞击 凸模头39A,如图2A所示，撞击部件25A撞击凸模头39A,进而凸模P和凹模 D—同冲压工件W。当气缸43拉回(抽出)活塞杆45时，如图M所示，撞击 部件25A就从冲模头39A上部的撞击位置移位(移出)到非撞击位置。因而， 当由滑块21的垂向移动使撞锤25向下移动时，撞击部件25A便无法撞击凸模头39A。从而，凸模P和凹模D便不对沖压工件W进行冲压加工。因此，在具有可在凹模D的凹模座41的上方垂直方向移动的具有与凹模 D相配的凸模P的凸模座39的模具装置中，撞锤25撞击的两凸模头39A被分 开放置在凸模座39的顶部。从而，撞锤25就可以以更大的载荷表面压力同时 且均勻地撞击分开放置的凸模头39A。进一步地，由于凸模头39A可在撞锤25 的移动方向(箭头方向)上按预定的间隔分开布置，从而，退刀间距比传统装 置短，因此，提高了加工速度。凸模头39A和撞击部件25A可以是任何想要的 形状，例如，但并不限于此，方形和梯形等。图3是表示控制器37的方框图。控制器37包括一个处理器(CPU) 47和 一个总线47a。另外， 一个输入设备49、 一个输出设备51、 一个压轮驱动马 达35、 一个编码器33、 一个滑块移动设备19、 一个撞锤移动设备23、 一个加 工方式数据存储器53、 一个模具管理文档(tool management file) 55、 一个 模具选取设备57、 一个模具定位设备59、 一个传送步距和操作模具计算设备 61,及一个控制部分63也与总线47a相连。须注意的是，控制器37并不仅仅 是如图l所示的控制器，它也可以是设在底座上的独立的系统控制器，与支持 上述功能的主控制台或计算机一道动作。输入设备49包括，但不仅限于此，例如一个键盘，操作者能够使用这个 键盘输入工件W的加工方式数据，加工方式数据包括，但不仅限于此，例如 与特定材料有关的信息、工件W的板厚、巻宽、形状和尺寸。输出设备(显示 设备)51包括，但不仅限于此，例如一个CRT显示器，该显示器根据输入设 备49输入的加工方式数据显示工件W的加工方式。可选择的输入设备，例如， 但不仅限于此，鼠标、图形输入板、PDA、语音识别设备(可以是硬件或是软 件)也可以使用，而并不影响本发明的范围和/或精神。类似地，可选择的输 出设备，例如，但不仅限于此，投影仪、打印机、LCD显示器、语音合成设备、 等离子显示设备(PDP)也可用来代替CRT显示器51。加工方式数据存储器53存储工件W的加工方式数据，作为一个例子如图 4所示，这些数据由，例如，输入设备49输入。模具管理文档55根据产品的形状、尺寸、数量、历史记录及诸如此类的 信息管理多个模具。模具管理文档55将加工所需的多个模具K的数据存档，例如，将根据图4所示的存储于加工方式数据存储器53中的加工方式数据确 定的五个模具(见图5)这一数据存档。模具选取设备57用来选取用于特定加工任务的模具，例如，从模具管理 文档55管理的五个模具K中选取的四个模具K,作为一个例子由图6表示。模具定位设备59用来以任意顺序和任意步距(距离)确定四个模具K (由 模具选取设备57选出的)的位置。传送步距和操作;漠具计算设备61用来计算步距，以在给料方向在模具定 位设备59确定的位置上顺序地布置模具K，并结合传送步距确定要操作的特 定模具K。控制部分63结合传送步距和操作模具计算设备61确定的传送步距控制模 具的操作。现在对模具选取设备57进行的如图6所示的模具K的选取(从图5所示 的模具K选出)进行说明。 一种(或多种)要加工的产品数据显示在CRT显示 器51上，这些数据包括属于单一的一种产品或多种产品的板厚、材料特性(例 如，拉伸强度)和加工数量(例如，产品A100件和产品B100件)。如图4所 示，显示在，例如，CRT显示器(屏)51上的产品开有多个不同形状的孔(例 如，圆孔和矩形孔)。才艮据屏幕51上的孔，操作者找出并拖出显示在同一屏幕 上适当的模具，从而将相同孔的相同或类似的位置(布置)分成一组，并确定 模具。确定之后，显示加工公称压力(拉伸长度x板厚x拉伸应力x 1. 1 (例 如， 一个安全系数))。在为所有要冲压的冲孔确定了模具的布置后，编制一个 程序(基于，例如， 一个最普通的多重计算)来确定加工所需模具。所需模具 的确定将导致加工台(workstation)数量的确定。接下来，模具定位设备59依据预定的布置在确定模具位置之前，确定模 具工位(punch tool station)的布置。在公开的实施例中，有三种布置形式 标准型布置、节省空间型布置和高效型布置，其中，标准型布置是根据已有模 具的安装位置和滑块21下安装的撞锤25的位置，"等步距"地布置模具；节 省空间型布置是一种考虑到具有在滑块21以下较小安装尺寸的冲压装置，缩 小模具工位(station)间间距的布置(例如，在给定的冲压装置的滑块21底表 面的尺寸内确定模具的布置尺寸)；高效型布置是一种同时撞击两个或多个模具，以缩短(减少)循环时间的模具工位布置。对于标准型布置或节省空间型布置，应注意本发明的可变通、兼容型撞锤系统允许每一工位(station)独立 地和/或同时地利用多个并排的撞锤，将这些撞锤布置在一起可为大尺寸模具 形成一个较宽的加工空间。根据一个模具工作面积要求，当一个加工尺寸比标 准型和/或节省空间型的一个标准加工工位宽时，可无需改变上部撞锤系统而 为一套模具选择使用一个(或几个)撞锤。在不背离本发明的范围和/或精神 的情况下，当然可以采用替换的布置形式(或另外布置型)。在高效型布置中，在模具工位间要留有一个与要同时冲压的产品的孔间尺 寸相当的间距。因此，当选择该种布置时，应布置标准型布置中确定的模具工 位的数量，从而使选取的模具位置尽可能地与产品的沖压方式相对应，以通过 最少撞锤启动次数的同时冲压，提高加工速度。模具定位设备59根据下列条件确定沖割模具(the blank tools)的位置 条件A:为防止偏心载荷(如提高冲压精度)，在模具选取设备57选取的 加工用的多个模具中，将其中具有最大沖压公称压力的模具布置在滑块下方的 中部(即中央位置)，将余下的模具布置在中部的前后。在公开的实施例中， 对于切去工件W端部的剪切模具K4(见图8),即使它有最大的冲压公称压力， 也要将其布置在工件给料端的最远处。然而，在不背离本发明的精神和/或范围的情况下，也可改变剪切模具K4的位置。条件B:为使模具选取设备57选取的加工所需的多个模具有一个最大的 加工空间，应尽可能将多个模具靠近布置以得到最大的可利用空间。条件C:为进一步提高生产率，模具K的选取(位置)应与工件W上要沖 压的冲孔的顺序相对应。但是，如果这种布置会对模具K产生一个不平衡加载， 那么就要对模具K进行补偿以获得一个中央加载。作为选择，也可重复排列模 具K的顺序直到取得理想的平衡。必须选择上述三种条件A、 B和C之一。在公开的实施例中，根据条件A对模具选取设备57选取的模具K，如图6 所示，进行定位时，模具的布置如图7A或7B所示。在根据条件B对模具K 进行定位时，模具的布置如图7B所示。根据条件C对模具K进行定位时，模 具的布置也如图7B所示。但是，在不超出本发明的范围和/或精神的情况下，当然可以采用替换的布置。传送步距和操作模具计算设备61以下面的方法计算传送步距和模具的操 作顺序如图8所示，工件W上要冲出圓形孔和矩形孔H1至H13。工件W孔 Hl至H13中相邻孔间的间距(距离)分别用Ll至L13表示。加工方式数据G 的前端与模具K1至K4中心间的距离分别用Pl至P4表示。这样，可预先将工 件W的前端切掉。在这种状态下，在规定的速度下，孔H1到模具K1、孔H2到模具K1、孔 H3到模具K2和孔H4到模具K3的移动距离Rl、 R2、 R3和R4分别由下式确定 距离R1=L1+P1 距离R2=L2+ L1+P1 距离R3-L3+ L2+ L1+P1+P2 距离R4=L4+ L3+ L2+ L1+P1+P2+P3将R1、 R2、 R3和R4进行比较以计算最小距离。在公开的实施例中，Rl 被确定为最小距离。接下来，从孔Hl到达模具Kl的位置，计算孔H2、 H3、 H4和H5到模具K1、 K2、 K3和K2的移动距离，并将其进行比较以确定最小距 离。这样，确定冲压所有孔H1至H13和工件W的后端C的顺序。因此，就确定了用来冲出孔H1至H13的模具，如图9所示。冲压冲孔H1 至H13顺序为H1、 H2、 H3、 H4、 H5、 H6、 H8、 H9、 H7、 HIO、 Hll、 H12和H13。 在工件W加工后，模具K4切掉工件W的后端部C。现参照附图来:^兌明上述的例子。如图8所示，当从工件W的前端至后端冲 压冲孔H1至H13时，从如图IOA所示的状态开始，模具Kl冲出冲孔Hl,如 图10B所示。接下来，向右移动工件W,用模具K1沖出冲孔H2，如图10C所 示。向右移动工件W,用模具K2冲出冲孔H3，如图10D所示。再向右移动工 件W，用模具K3冲出冲孔H4，如图10E所示。再向右移动工件W，用模具K2 沖出冲孔H5，如图IOF所示。接下来，如图11G所示，模具K1冲出冲孔H6，将工件W向右移动，模具 K1冲出沖孔H8，如图IIH所示。再向右移动工件，模具K1冲出冲孔H9，如 图11I所示。移动工件以将沖孔H7与模具K3对齐，沖出冲孔，如图IIJ所示。类似地，相对模具Kl至K4定位工件W,就可用模具O冲出冲孔H10 (如图11K所示)。模具K1冲出冲孔Hll (如图IIL所示)。模具K1冲出冲孔H12 (如图12M所示)。模具K1沖出冲孔H13 (如图12N所示)。模具K4切掉工件 W的后端C (如图120所示)。随后，如图12P和12Q所示传送工件W,从而完成工件的加工。如果工件 W是连续的(如不用模具K4进行切割的连续板)，为加工下一个工件W，需要 在图12N和12P所示的状态间加入几个步骤。总之，工件W沿纵向传送以相应于模具K进行布置，模具K沿工件W传送 方向布置在滑块下方，该滑块在压力机中可上下移动，在才莫具K中选取所需的件W。可以以任意步距沿纵向送进工件W,选取处于与要加工工件W相对应的 位置上的模具K进行加工，从而可在产品上沖出不同形状的冲孔，如圆孔、矩 形孔等。进一步地，模具选取设备57可根据由输入设备49输入的加工方式数据选 取多个模具K完成在工件W上沖孔。模具定位设备59以任意顺序和任意步距 确定模具选取设备57选出的每一模具K的位置。传送步距和操作模具计算设 备61为传送工件W计算传送步距(距离)，以在给料方向顺序地在模具定位设 备59确定的位置上布置工件W的部件，并结合传送步距确定要操作的模具。 控制部分控制由传送步距和操作模具计算设备61计算的传送步距，并结合传 送步距控制模具的运动，以完成工件W的冲压加工。这样，沿纵向传送工件W,并布置在模具K的位置上，该模具定位在滑块 21 (可上下移动)的下方的工件W传送方向上，并且从;漠具K中选取所需的模 具，以一定的组合方式单独(或同时)完成冲压(沖出)冲孔加工。在冲孔(冲 压)工件W时，工件W沿纵向以任意步距进料，模具K被选取操作以在产品上 冲出所要的冲孔，从而其加工的产品比传统压力机加工的产品更长。模具定位设备59将模具选取设备57选取的具有最大冲压公称压力的模具 布置在滑块的下方的中部，将余下的模具布置在中部的前后，因此防止了偏心 载荷，提高了冲压精度。进一步，模具定位设备59将高冲压频率模具(在模具选取设备57选出的 加工所需的模具中)布置成是中心加载的，从而提高了加工生产率。进而，模具定位设备59将一个具有与加工方式最相近的形状的模具布置在靠近工件给料端处，从而提高了加工生产率。本发明预想对工件W的多次冲孔(冲压)可以同时完成。作为加工方式数 据(产品)G同时加工的例子，如图13所示，相邻模具间的间距(距离)设 定为P1、 P2和P3，冲孔Hl的中心与冲孔H3的中心的距离，及冲孔H4的中 心与冲孔H6的中心的距离，分别设定为与间距P1和P2相同。在公开的例子 中，冲孔H1和H3同时冲压，沖孔H4和H6同时冲压。应注意的是，应冲艮据上 述的条件A、 B和C来确定模具位置优先权。进一步，在上^t具组29和下模具组31中，凸模座39上装有相互配合的 凸模P和凹模D,凸模座39在具有凹模D的凹模座41的上方上下移动，由撞 捶撞击的凸模头39A分开地布置在凸模座39上，从而，撞捶25可以以一个更 大的载荷表面压力同时且均勻地撞击分开的凸模头39A。本发明不只限于上述的实施例，在适当地修改后也可以在其它的实施例中 实现。例如，附图所示的是工件W按正向加工的方向进料，在不背离本发明的 精神和/或范围的情况下，可对压力机结构进行修改以实现逆向加工。现参照图14对本发明的另一实施例进行说明。对于选取的由凸模P7和凹模D7组成的模具，如果其尺寸较大需要由两个 或多个撞锤251和252进行撞击时，选取撞锤251和252以下面的方式来撞击 所选的有凸模P7和凹模D7组成的模具，即撞锤251和252同时撞在所选的有 凸模P7和凹模D7组成的模具的大部分表面。根据上述方面的方法，即使所选模具的尺寸较大需要由两个或多个撞锤进 行撞击时，可以通过所选模具的大部分表面同时撞击所选的模具。因此，可以 减小作用在(影响)模具和撞锤的偏心载荷，从而可以延长和提高模具和撞锤 的寿命周期。另一方面，例如，当选取了由凸模P8和凹模D8、凸模P9和凹模D9组成 的两个模具，并由两个撞锤253和254来进行撞击时，这两个撞锤253和254 可以同时或单独地撞击上述的两个模具。因此，改进并提高了加工生产率。本发明并不限于上述的实施例，在对本发明进行适当的修改后可以在其它的实施例中实现。在上述的实施例中，具有凹模D的凹模座41是一个夹钳， 可方便地改变该夹钳来适应每个模型(module)，该夹钳可在交叉方向上(垂直 于进料方向)被手工移动。工件W可沿正向进料方向(-方向)，也可以按逆向 进料方向(+方向或返回方向)。此外，在根据本发明的压力机中可以实施下述的另一个其它的修改和改 进。即，在滑块21和撞锤25之间安装一个(或多个)上部传动器(actuator), 该传动器在与图2A和2B中箭头方向相平行的前向方向和逆向方向上移动撞锤 25。此外，在模具组29、 31和垫木27之间安装一个(或多个)下部传动器， 该传动器在与图2A和2B中箭头方向相平行的前向方向和逆向方向上移动模具 组29、 31。根据上述结构，通过使用上部和下部传动器在与图2A和2B中箭头方向相 平行的前向方向和逆向方向上移动模具组29、 31和撞锤25，便可以使用与能 沖出图13所示的冲孔H1、 H2、 H6、 H8、 H9、 Hll至H13相同的模具沖出图13 中所示的冲孔H4和H7。因此，对于在工件W前后方向上不集中布置的多个冲孔，只需要一组模具 就可在工件上冲出多个冲孔，因此，减少了所需的模具组并降低了加工成本。根据对本发明实施例的上述说明的理解，模具选取设备根据输入设备输入 的加工方式数据选取多个冲压模具。传送步距和操作模具计算设备计算传送工 件的步距，以便沿进料方向在相应于(由模具定位设备确定的)模具位置上顺 序地布置，同时结合传送步距确定要使用的模具。控制部分控制由传送步距和 操作模具计算设备确定的传送步距。结合传送步距确定的才莫具的运动完成工件 的沖压加工。这样，在滑块的下方沿工件W的传送方向传送条材(例如，但不限于此， 环状的腹板巻材)，从多个模具中选取模具，单独(或同时)操作进行工件的 冲压加工。在冲压加工中，沿纵向以任意预先确定的步距将工件送入，选择位 于适当位置(对应于要加工工件的位置)的模具完成诸如在产品上冲出不同形 状的冲孔的加工，这样，与传统装置相比，可加工更长的产品。通过改变压力 机的程序，可以在不更换模具的情况下，加工不同长度的材料和冲压出不同形 状的沖孔。16根据本发明，模具选取设备根据输入设备输入的加工方式数据选取加工所 需的多个模具。模具定位设备按任何顺序和任何间距确定加工所需的多个模具 (由模具选取设备选取的)的位置。传送步距和操作模具计算设备为传送工件 计算步距，以便沿进料方向顺序地将要加工工件的部件放置在由模具定位设备 确定的模具位置上。结合传送步距，传送步距和操作模具计算设备进一步确定 要操作的模具。控制部分控制由传送步距和操作模具计算设备计算的传送步 距。结合传送步距，确定的模具的运动，来完成工件的冲压加工。这样，沿纵向传送工件W，以便相应于滑块21的下方工件W传送方向上定位的模具进行布置。从模具中选取所需的模具，以不同的组合方式选择地(或 同时地)完成冲压加工。在冲压加工中，沿纵向以任意步距将工件送入，选择 处于与工件位置相应的位置上的模具进行操作，在产品上任意地冲压出不同的 孔形，这样，与传统压力机相比，允许加工更长的产品。根据本发明，在加工所需的(由模具选取设备选取的)模具中有最大冲压 公称压力的模具布置在滑块下方的中部，余下的模具布置在中部的前后，这样 防止了偏心载荷，从而提高了沖压精度。根据本发明，对于选取模具中有较高冲压频率的模具(如与其它模具相比， 更多地由模具选取设备选取来冲压沖孔)，应将其布置成被中心加载的。此外，从所选取模具(模具选取设备57选取的)中，具有加工方式的模 具布置在靠近工件的进料端，所以，提高了压力机的加工生产率。更进一步地，由于撞锤撞击凸模座上分开布置的凸模头，从而，撞锤以一 个更大的载荷表面压力同时且均匀地撞击分开的冲模头。此外，因为在撞锤的移动方向上，凸模头是以预先确定的间距互相分开布 置的，所以缩短了退刀间距(与传统的压力机相比)，能够实现高速沖压操作。现有技术的压力机，当要改变工件W冲压时，必须更换压力机中所有的凸 模和凹模。因为本发明的模具台(tooling station)是组合式的(modular),所 以可以方便快捷地更换模具。当要求用另外一套模具来完全改变冲压特性和方 式时，使用组合式的模具台只需更换冲压改变所涉及的特定模具(或几个模 具)，改变整套下部凸模和凹模或包括上部的撞锤板完全改变。因此，组合式 模具台的利用可以方便地更换某些(或全部)凸模P和凹模D，提高生产率并降低制造成本。此外，本发明的压力机适用于各种尺寸的产品(条材或巻材)。本发明加 工的产品尺寸不限于预先确定的最大尺寸。如果要加工较宽的产品，冲压位置(the punch position of the press)以及凹模D和凸模P的布置要进行改变 或退出，例如从凹模板的轨道退到一个位置区以提供进料和沖压的空间。此外， 根据材料的宽度，可以从压力机的前部向压力机的后部进料，或者从后至前进 料，或从压力机的一端到另一端进料。这样，可以移动撞捶，例如，从一端或 相对的两端来调节空间以适应不同的加工尺寸。进一步地，从一个进料路径转 向另一个进料路径可以容易地完成。因此，制造成本可以最小化。在参照优选的实施例来具体说明和描述本发明时，在不背离本发明的精神 和/或范围的情况下，在形式和细节上，本领域的技术人员当然可以制定不同 的替换方案，如下面权利要求所定义的那样。前面的讨论只出于解释本发明的目的，并不是作为本发明的限制来讨论 的。在参照优选的实施例来说明本发明时，所使用的词语应理解为说明和示例 词语而不是限制词语。如现在说明和修改的那样，在不背离本发明的精神和范 围的情况下，在附加的权利要求的权限内，可以进行改变。尽管本发明是参照 特定的装置、材料和实施例来说明的，但是，本发明并不限于这些公开的特例， 而是，本发明可扩展到所有功能等效的结构、方法和用途，如在附加的权利要 求的范围内。例如，在本发明对不同的装置进行说明时(例如，但不限于此， 模具选取设备、模具定位设备等等)，这种装置的搡作可以通过适当的操作者 执行的硬件和/或软件完成，该操作者可以是(或可以不是)与控制器37相关 的操作者。这里说明的方法由专用硬件设备执行构成，包括，但并不限于此， 应用特定的集成电路、可编程逻辑排列和其它执行这里所述方法的硬件装置。 然而，本发明当然可以通过计算机执行的软件来实现。另外，其它可替换的软 件实现方式包括，但不限于此，分布式处理或分量/目标分布式处理、并行处 理、或虛拟器处理也可用来实现这里所述的方法。本申请基于2001年3月29日提出的美国临时申请60/279， 430和2002 年3月25日提出的美国申请(Attorney Docket P20801 )，通过全面地参照， 将这两项申请的主要内容清楚地合并成本申请。
权利要求
1.一种冲压装置，包括压力机，其带有在第一方向和第二方向上移动的滑块；进料装置，其将工件送入所述冲压装置中；输入设备，输入工件的加工方式数据；显示设备，其基于输入的所述加工方式数据来显示工件加工方式；选取设备，其根据所述加工方式数据来选择加工工件所需的多个模具；模具定位设备，其确定选出的所述多个模具的布置位置；计算设备，其计算工件的传送步距以将工件的部件顺序地布置在与选出的所述多个模具的布置位置相应的所述冲压装置的进料方向的预定位置上，并且结合所述传送步距来确定要操作的模具；和控制器，其与由所述计算设备计算的所述传送步距相关并控制所述传送步距和所述模具的运动。
2. 根据权利要求1所述的沖压装置，其特征在于，所述模具定位设备尽可能靠近多个模具而确定模具布置位置。
3. 根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，所述模具定位设备根 据在工件上进行冲孔的顺序来确定模具布置位置。
4. 根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，所述模具定位设备确 定模具布置位置以将具有最接近于工件加工方式的形状的模具配置在最靠近工件给料端的位置上。
5. 根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，所述模具定位设备将 所选出的多个模具中具有最大公称压力的模具布置在所述滑块下方的中央位 置上，并将余下的模具布置在中央位置的前后。
6. 根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，所述模具定位设备将 相对于所选出的多个模具而具有最高冲压频率的模具布置在最接近于所述冲 压装置的中心加载位置的位置上。
7. 根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，所述工件是条材和长 材中的至少一个。
8. 根据权利要求l所述的冲压装置，其特征在于，所述工件是巻材。
全文摘要
本发明申请涉及工件冲孔的一种方法和装置。冲压装置(1)的两侧设置有被分别布置在其左右侧进料装置(3)出料装置(5)。进料装置(3)包括一个开卷机(7)和一个整平进料器(9)。开卷机(7)通过压平卷材W的整平进料器(9)传送(开卷)工件。然后，整平的工件W被输送至进料器(13)，进料器(13)将工件W通过冲压装置(1)送到压力机机体(11)的加工区(15)进行冲压。
文档编号B26D7/00GK101251752SQ20081000345
公开日2008年8月27日 申请日期2002年3月29日 优先权日2001年3月29日
发明者山本浩司 申请人:阿玛达美国公司