用于对工件、特别是对金属板冲压加工的加工单元和机床的制作方法

本发明涉及用于对工件、特别是对金属板冲压加工的机床的加工单元，具有冲压工具载架并且具有包括横向驱动元件的冲压驱动器，冲压工具能装配到所述冲压工具载架，其中冲压工具载架能沿着行程轴线由横向驱动元件移动，横向驱动元件能借助于冲压驱动器的冲压驱动电机相对冲压工具载架以沿着横向移动轴线的横向驱动移动驱动，所述横向移动轴线沿着冲压工具载架行程轴线的横向方向延伸。

本发明还涉及具有上述类型加工单元用于对工件冲压加工的机床。

背景技术：

一般的现有技术从ep2527058a1知晓。该文献公开了具有行程驱动装置的压力机，借助于行程驱动装置，压制工具能沿着行程轴线在朝向借助于压制工具想要加工的工件的方向和/或在相反方向上移动。为了产生压制工具沿着行程轴线的移动，行程驱动装置包括驱动电机和在驱动电机和压制工具之间设置的楔形传动机构。驱动侧楔形传动元件借助于驱动电机在压制工具行程轴线的横向方向上移动。在它们的移动期间，驱动侧楔形传动元件与输出侧楔形传动元件配合，压制工具连接至所述输出侧楔形传动元件并且所述输出侧楔形传动元件由于通过驱动侧楔形传动元件在行程轴线的横向方向上所进行的移动而与压制工具一起沿着行程轴线移动。

技术实现要素：

本发明的目的是扩展现有技术的功能。

该目的按照本发明由根据专利权利要求1的加工单元和由根据专利权利要求15的机床实现。

除了冲压单元具有用于冲压工具的冲压工具载架和具有用于沿着行程轴线移动冲压工具载架和冲压工具的冲压驱动器，根据本发明的加工单元具有脱模单元，所述脱模单元具有用于冲压单元的冲压工具的脱模件，其中脱模载架并且因此还有脱模件能以与冲压工具脱离耦接的状态沿着行程轴线定位。冲压驱动器包括横向驱动元件，所述横向驱动元件以沿着在行程轴线的横向方向上延伸的横向移动轴线的横向驱动移动而被驱动，以便产生冲压工具载架沿着行程轴线的移动。为了将脱模移动与冲压工具移动脱离，一方面，冲压驱动器的横向驱动元件在其相对于脱模载架的横向驱动移动期间能沿着横向移动轴线移动。另外，冲压工具载架和脱模载架能相对于彼此沿着行程轴线移动。脱模载架的位置并且因此还有想要装配至脱模载架的脱模件的位置，沿着行程轴线能因此能独立于冲压工具载架和冲压工具沿着行程轴线所采取位置地被限定。冲压驱动器的横向驱动元件沿着横向移动轴线的移动不会影响脱模载架和脱模件沿着行程轴线的位置。

因此在本发明的情况下可能的是，尤其是不仅以“主动脱模”的操作模式而且还以“被动脱模”的操作模式对脱模件进行操作。

在“主动脱模”的操作模式中，脱模件不必需要单独的驱动器以能够执行沿着行程轴线的移动。相反的，当冲压工具在朝向待加工工件的方向进行方向沿着行程轴线的操作行程时并且当冲压工具进行在相反方向执行的返回行程时，脱模件沿着行程轴线所采取的位置由冲压工具或由设置有冲压工具的冲压工具载架限定。在按照移动到冲压工具关联的状态中，在冲压工具的沿着行程轴线在朝向想要加工的工件方向上的操作行程期间，脱模件移动直到脱模件冲击工件。当脱模件支撑在工件上并且因此就行程轴线的方向上的位置而言必然不能改变时，冲压工具沿着行程轴线继续它的操作行程直到工件已经受冲压加工操作。当已到达操作行程的死点时，冲压工具的沿操作行程相反方向的返回行程开始，并且冲压工具开始相对于持续定位于工件上的脱模件在与操作行程相反方向上沿着行程轴线移动，直到冲压工具离开已经经受冲压加工操作的工件。一旦冲压工具已离开工件，所述冲压工具在返回行程方向上以远离工件方向的移动对脱模件进行携载。

在“被动脱模”的操作模式中，脱模件沿着行程轴线移动到其中脱模件与工件间隔的位置。当脱模件与工件间隔时，使用相对于脱模件沿着行程轴线执行相应尺寸行程的冲压工具对工件进行加工。相比于上述“主动脱模”的操作模式，在“被动脱模”的操作模式中，在工件沿着行程轴线加工操作期间，由脱模件所采取的位置由单独的脱模驱动器限定，是因为相比“主动脱模”的操作模式工件不能用于这个目的。从而当脱模件与工件间隔时，工件加工操作能借助于冲压工具执行，必须可以没有工件辅助和在彼此脱离耦接的状态下沿着行程轴线移动脱模件和冲压工具。

根据专利独立权利要求1和15的发明特定实施方式将会从专利从属权利要求2到14和16理解。

为了使冲压驱动器的横向驱动元件能以操作可靠的方式相对于脱模载架沿着横向移动轴线移动，在本发明的优选实施方式中脱模载架在横向移动轴线的方向上被支撑，其中，为了实现特别紧凑结构类型的加工单元，冲压工具载架用于支撑脱模载架(专利权利要求2)。

冲压驱动器的横向驱动元件沿着横向移动轴线的限定移动，根据本发明由横向驱动元件的相应引导保证。优选的，根据本发明为了实现紧凑结构类型的加工单元，设置用于脱模载架和脱模载架在行程轴线方向上移动支撑于其上的载架结构用于沿着横向移动轴线引导横向驱动元件(专利权利要求3)。在横向移动轴线的方向上，用于脱模载架的载架结构能支撑在冲压工具载架上，以使冲压驱动器的横向驱动元件能相对于用于脱模载架的载架结构以操作可靠的方式沿着横向移动轴线移动。

紧凑结构类型的整个设置还通过专利权利要求4的附加技术特征产生，根据权利要求4，冲压驱动器的横向驱动元件在行程轴线的方向上被支撑在加工单元的载架结构上，并且它自身在行程轴线的方向上支撑脱模载架和/或其载架结构和/或脱模驱动器的脱模驱动电机和/或冲压工具载架在行程轴线的方向上。

在本发明另一个优选实施方式中，活塞/气缸电机设置为脱模驱动电机(专利权利要求5)。

在本发明的优选实施方式中，脱模载架在冲压工具载架上的支撑(利用脱模载架沿着行程轴线的同时可移动性，该支撑在横向移动轴线的方向上是有效的)是通过脱模载架借助于驱动杆连接到脱模驱动器的脱模驱动电机而产生，所述驱动杆沿着行程轴线经过、特别是延伸穿过冲压工具载架，其中脱模载架设置在驱动杆的远离脱模驱动电机的一侧(专利权利要求6)。

如果活塞/气缸电机被设置为脱模驱动电机，可以的是将活塞杆用作经过或延伸穿过冲压工具载架的驱动杆，所述活塞杆装配至脱模驱动电机的活塞并且脱模载架连接到该活塞杆的远离脱模驱动电机的那端(专利权利要求7)。

为了确保脱模载架和因此还有脱模件的特别高效的支撑和引导，在本发明进一步优选的实施方式中使用特别是相对于彼此沿着横向驱动轴线偏置的两个驱动杆。两个驱动杆都沿着行程轴线经过或延伸穿过冲压工具载架。借助于两个驱动杆，脱模载架在横向移动轴线的方向上被支撑，并且沿着行程轴线在冲压工具载架上被可移动地引导(专利权利要求8)。

在这种情况中，优选具有两个电机单元的脱模驱动电机用于移动设置有脱模载架的驱动杆，每个电机单元与两个驱动杆中之一关联(专利权利要求9)。在本发明的优选实施方式中，脱模驱动电机的电机单元构造为活塞/气缸单元。

根据本发明特别是具有楔形传动机构的驱动结构类型设置为冲压驱动器，所述楔形传动机构设置在冲压驱动电机和冲压工具载架之间。楔形传动机构包括一个或两个冲压驱动电机侧传动元件，所述冲压驱动电机侧传动元件各自由冲压驱动器的横向驱动元件形成。楔形传动机构的一个或两个冲压工具载架侧传动元件与在冲压驱动电机侧的传动元件(一个或多个)关联(专利权利要求10、13)。

如果两个横向驱动元件被设置为冲压驱动电机侧传动元件，则横向驱动元件沿着横向移动轴线在相反方向上移动，目的是产生冲压工具载架沿着行程轴线的移动(专利权利要求12)。

冲压驱动器的横向驱动元件(一个或多个)和/或冲压工具载架侧传动元件(一个或多个)在本发明有利的实施方式中构造为具有楔形面的传动楔形部(一个或多个)，所述楔形面相对于横向移动轴线倾斜(专利权利要求11、14)。

在根据本发明的机床的优选实施方式中，根据专利权利要求16规定整个加工单元能够沿着横向移动轴线定位在机床的机架上。利用沿着横向移动轴线执行的定位移动，加工单元到达想要加工的工件上的加工位置。在这种情况中，想要加工的工件和机床的加工单元优选能相对于彼此定位在垂直于行程轴线并且由横向移动轴线和垂直于横向移动轴线延伸的另一个轴线限定的平面内。为了产生加工单元和工件在附加的移动轴线方向上的相对移动，能想到工件的相应可移动性或加工单元的相应可移动性或工件和加工单元两者的相应可移动性。

在本发明的优选实施方式中，加工单元沿着横向移动轴的移动通过冲压驱动电机沿着横向移动轴线驱动横向驱动元件以及横向驱动元件在移动方向上携载冲压工具载架和脱模载架而产生。

附图说明

以下参照示例性示意图更加详细地说明本发明，其中：

图1是具有用于对金属板冲压加工的加工单元的机床的高度示意图，以及

图2是根据图1的加工单元的详细透视图。

具体实施方式

根据图1构造为冲压机械1的机床具有包括上水平架腿3的机架2。上架腿3延伸超过工件支撑部4，所述工件支撑部对想要加工的形式为金属板5的工件进行支撑。

金属板5的冲压加工操作借助于加工单元6实现。加工单元6包括具有常规工具接收件8的冲压工具载架7，形式为常规构造类型冲压模的冲压工具(图1中未示出)能引入所述工具接收件中。另外，加工单元6包括对常规构造类型的脱模件10进行支撑的环形脱模载架9，所述脱模件用于引入到工具接收件8中的冲压模。

带有工具接收件8的冲压工具载架7一方面与已引入到工具接收件8中的冲压模、另一方面与带有脱模件10的脱模载架9能以彼此脱离耦接的状态沿着竖直行程轴线11(z轴线)移动和定位。冲压工具载架7沿着行程轴线11的移动借助于电机驱动的冲压驱动器12产生。为了沿着行程轴线11移动和定位脱模载架9，设置电机驱动的脱模驱动器13。

冲压驱动器12包括电动冲压驱动电机14，所述电动冲压驱动电机包括装配在机架2上的两个电机单元15、16。沿着水平横向移动轴线19(y轴线)，电机单元15通过图2中以虚线表示的驱动轴46驱动第一横向驱动元件17，并且电机单元16通过在图2中也以虚线表示的驱动轴47驱动第二横向驱动元件18。电机单元15、16的驱动轴46、47为此接合在装配到第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18的轴螺母48、49中(图2)。

驱动轴46、47具有在相同方向延伸的螺纹。随着在相同方向的转动，驱动轴46、47相应地沿着横向移动轴线19在相同方向驱动轴螺母48、49和连接其上的横向驱动元件17、18。驱动轴46、47互相相反的转动运动造成轴螺母48、49和横向驱动元件17、18沿着横向移动轴线19的相反移动。

在它们沿着横向移动轴线19移动期间，第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18在它们的移动方向上在加工单元6的共用于横向驱动元件17、18的导轨20上引导。导轨20装配至冲压机械1的机架2(为了清晰机架在图2中没有示出)并从而形成加工单元6的载架结构。

第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18是楔形传动机构21的一部分，楔形传动机构设置在一方面冲压驱动电机14或电机单元15、16和另一方面冲压工具载架7之间。第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18形成楔形传动机构21的被构造为传动楔形部的冲压驱动电机侧传动元件。

在相对于横向移动轴线19沿相反方向倾斜的楔形面22、23上，横向驱动元件17、18与冲压工具载架7的传动楔形部24、25配合。传动楔形部24、25形成楔形传动机构21的冲压工具载架侧传动元件，并且设置有相对于横向移动轴线19在相反方向延伸并且朝向第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18的楔形面22、23的楔形面26、27。

导轨28、29装配到传动楔形部24、25的楔形面26、27，在所述导轨上定位安装在第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18上的导块30、31。由于一方面导轨28、29和另一方面导块30、31之间在竖直方向上有效的形状锁合(positive-locking)连接，所以冲压工具载架7悬置在第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18上。横向驱动元件17、18继而通过冲压机械1的机架2上的导轨20在竖直方向并且因此沿着行程轴线11支撑。第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18能相对于冲压工具载架7沿着横向移动轴线19移动。

在图1中，第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18沿着横向移动轴线19相互间隔到最大程度。冲压工具载架7因此沿着行程轴线11相对于工件支撑部4和支撑于工件支撑部上的金属板5上升到最大程度。

如果，从这些关系出发，冲压驱动电机14的电机单元15、16以驱动轴46、47的对应相反转动方向致动，由电机单元15、16驱动的横向驱动元件17、18朝向彼此沿着横向移动轴线19移动。由于横向驱动元件17、18的水平驱使引导，作为第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18一起移动靠近的结果，楔形传动机构21导致冲压工具载架7沿着行程轴线11以朝向工件支撑部4和想要加工的金属板5的操作行程下降。

一旦安装在冲压工具载架7的工具接收件8上的冲压模已穿过金属板5并且因此以冲压的方式对金属板进行加工，冲压工具载架7沿着行程轴线11的下降移动(该移动被执行以便对金属板5进行加工)就结束。在金属板5的冲压加工期间，冲压模与设置在金属板5下侧上的常规结构类型的底部冲压模配合，底部冲压模在附图中不可见。

当操作行程已结束，控制电机单元15、16和驱动轴46、47以便改变它们的转动方向，并且第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18通过电机单元15、16沿着横向移动轴线19以相反移动远离彼此移动。从而，冲压工具载架7以相反行程沿着行程轴线11抬升直到它最终重新采取图1中所示的位置。

如果整个加工单元6想要沿着机架2的上架腿3移动到另一个加工位置，则电机单元15、16和其驱动轴46、47应当以相同转动方向致动。取决于驱动轴46、47在相同方向的转动运动的方向，横向驱动元件17、18以及连同其一起整个加工单元6从根据图1的位置开始沿着横向移动轴线19移动到图1的右侧或左侧。

在与冲压工具载架7脱离耦接的状态，脱模载架9和脱模件10沿着行程轴线11借助于脱模驱动器13的脱模驱动电机32移动，其中脱模驱动电机32包括形式为活塞/气缸单元33、34的两个电机单元。

脱模载架9借助于第一驱动杆35连接到活塞/气缸单元33。第二驱动杆36将脱模载架9连接至活塞/气缸单元34。在这种情况中，驱动杆35、36是活塞/气缸单元33、34的活塞杆。

第一驱动杆35和第二驱动杆36相对彼此沿着横向移动轴线19偏置。第一驱动杆35和第二驱动杆36二者都沿着行程轴线11延伸穿过冲压工具载架7。通过驱动杆35、36，脱模载架9在横向移动轴线19的方向上支撑在冲压工具载架7上，并且沿着行程轴线11被可移动地引导。

第一横向驱动元件17和第二横向驱动元件18能相对于脱模载架9沿着横向移动轴线19移动。由横向驱动元件17、18相对于脱模载架9沿着横向移动轴线19执行的移动被引导。为了这个目的，导块38、39布置在支撑部37上，所述支撑部被设置用于活塞/气缸单元33、34并且形成载架结构，并且导轨40、41设置在横向驱动元件17、18的上侧。为了相对于脱模载架9沿着横向移动轴线19引导横向驱动元件17、18，活塞/气缸单元33、34的支撑部37上的导块38、39与横向驱动元件17、18上的导轨40、41配合。

同时，横向驱动元件17、18在行程轴线11的方向上接管脱模载架9和支撑部37的支撑以及脱模驱动电机32和驱动杆35、36的支撑。

按照图1，安装在脱模载架9上的脱模件10处于如下位置，在所述位置脱模件10沿着行程轴线11与想要加工的金属板5的上侧稍微隔开。在沿着行程轴线11的这个位置，脱模载架9和脱模件10借助于夹紧装置42保持。夹紧装置42设置在用于活塞/气缸单元33、34的支撑部37上并且包括可切换的夹紧单元43、44。在相应切换状态中，夹紧单元43沿着行程轴线11固定第一驱动杆35。相应地，夹紧单元44用作沿着行程轴线11固定第二驱动杆36。随着驱动杆35、36被夹紧，脱模件10处于“被动脱模”的操作模式。在这个操作模式中，不论冲压工具载架7和装配其上的冲压工具的当前位置，脱模件10与想要加工的金属板5保持由夹紧装置42限定的距离。

为了控制冲压驱动器12和脱模驱动器13，设置图1中示意性图示的数字机械控制器45。数字机械控制器45还接管机床1的其他功能的控制，尤其是还有上述整个加工单元6沿着横向移动轴线19的位移移动。