模块化罐本体制造机的制作方法

本发明涉及一种模块化罐本体制造机。本发明还涉及一种设置模块化罐本体制造机的方法以及用于模块化罐本体制造机的模块。

背景技术：

在已知的用于通过所谓的“拉伸和壁引缩”(dwi)工艺生产薄壁金属罐的本体制造机中，杯被进给到本体制造机，并由在往复式冲杆的端部上的冲头携带通过一系列模，以获得罐的所需尺寸和厚度。该系列模可包括用于减小杯的直径并延长其侧壁的再拉模，以及用于将杯壁引缩成罐本体的一个或多个引缩模。最终，冲头上携带的罐本体可以接触底部形成工具或制拱顶器，以便在罐的基部形成诸如拱顶的形状。

wo9934942提供了一种已知的本体制造机的示例，该本体制造机在图1中示意性地示出。已知的本体制造机1包括支撑工具包5和驱动机构10的框架2。驱动机构包括齿轮箱(未示出)和第一动作组件，第一动作组件包括冲杆12、杠杆臂14和曲轴16。曲轴16的旋转将冲杆/冲头12移入和移出工具包5。模组组件20包括工具包5和第二动作组件，第二动作组件包括安装在十字头24上的坯料保持器，十字头24连接到推杆26(在图1中示出为剖开)和延展板/杠杆28。杠杆28上的凸轮从动件30接合曲轴16上的凸轮32。模组组件20和驱动机构10通过主隔板40和密封组42彼此分开。

重新构造已知的本体制造机(例如上述本体制造机)以生产不同直径的罐是一个耗时的过程，通常需要八个多小时才能完成。在转换期间，必须停止生产，以更换本体制造机中的工具，并重新对准本体制造机部件以适应新的罐直径。

制罐行业的高产量特性意味着生产时间的任何损失对罐生产商来说可能代价不菲。另外，转换的持续意味着制造灵活性降低。例如，罐生产商可能不愿意为小批量生产重新构造本体制造机。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种包括需要相对对准的多个部件的罐本体制造机。罐本体制造机包括工具包模块，工具包模块包括工具包框架和部件，部件包括由工具包框架支撑的一个或多个模。当工具包模块没有附接到本体制造机时，模相对于工具包框架可对准。罐本体制造机还包括固定件，固定件允许工具包模块可移除地固定到罐本体制造机。

模可以是(再拉模)拉伸模或引缩模，其中拉伸模、引缩模、杯保持器、再拉套筒和剥离器中的一个或多个还被提供、联接到工具包框架并可对准到工具包框架。

工具包模块可以包括成对耐磨杆，成对耐磨杆附接到工具包框架上并被布置成支撑所述一个或多个模。通过调节所述耐磨杆中的一个或两个，模相对于工具包框架可对准。

工具包模块可以包括再拉套筒模块，再拉套筒模块被构造成将再拉套筒与工具包框架对准。再拉套筒模块联接到工具包框架，并具有一个或多个轴承，所述一个或多个轴承限定再拉套筒移动通过的通道。再拉套筒模块具有轴承调节机构，以便于再拉套筒模块与工具包框架的径向对准。

罐本体制造机可以包括一个或多个另外的模块，每个另外的模块具有所述部件中的一个或多个，所述部件中的一个或多个联接到另外的框架，并且当另外的模块没有附接到本体制造机时，相对于另外的框架可对准。然后，罐本体制造机还包括用于每个另外的模块的另外的固定件，另外的固定件允许另外的模块可移除地固定到罐本体制造机。另外的模块可以是具有底部形成工具的制拱顶器模块。

固定件可以是允许模块的快速转换的快速释放固定件。固定件可以是单点固定件，例如零点夹具。固定件可以提供优于10μm的位置精度，优选优于5μm，用于将每个模块可移除地固定到本体制造机。

每个模块可以在基准位置可移除地固定到罐本体制造机，基准位置提供了用于对准罐本体制造机的其它部件的参考位置。罐本体制造机可以包括一个或多个固定件，一个或多个固定件允许模块在基准位置卡入适当位置，使得模块可以不需要相对于本体制造机进一步对准。在本体制造机操作期间，模块保持锁定在适当位置。可以有用于本体制造机的不同构造的多个基准位置。

罐本体制造机可以包括进给-卸载模块，用于将杯或其它预形成制品输送到工具包模块，并用于在使用中移除形成的罐本体。进给-卸载模块可以是可移除的，以便允许移除和附接工具包模块。

罐本体制造机的部件可以包括冲杆和固定到冲杆的端部的冲头。罐本体制造机可以包括用于相对于罐本体制造机对准冲杆和冲头的机构。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于与罐本体制造机一起使用的工具包模块。罐本体制造机包括需要彼此相对对准的多个部件，这些部件包括一个或多个模。工具包模块包括：框架；调节机构，用于将模支撑在框架中，并且用于当工具包模块未附接到本体制造机时相对于框架可调节地对准模；和一个或多个固定特征，用于使工具包模块能够可移除地固定到罐本体制造机。

工具包模块可以包括再拉套筒模块，再拉套筒模块被构造成将再拉套筒与工具包框架对准。再拉套筒模块联接到工具包框架，并具有一个或多个轴承，所述一个或多个轴承限定再拉套筒移动通过的通道。再拉套筒模块具有轴承调节机构，以便于再拉套筒模块与工具包框架的径向对准。

工具包模块可以包括成对耐磨杆，成对耐磨杆附接到工具包框架上并被布置成支撑所述一个或多个模。通过调节所述耐磨杆中的一个或两个，模相对于工具包框架可对准。

工具包模块可以包括再拉套筒模块，再拉套筒模块被构造成将再拉套筒与工具包框架对准。再拉套筒模块联接到工具包框架，并具有一个或多个轴承，所述一个或多个轴承限定再拉套筒移动通过的通道。再拉套筒模块具有轴承调节机构，以便于再拉套筒模块与工具包框架的径向对准。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于与罐本体制造机一起使用的制拱顶器模块。罐本体制造机包括需要彼此相对对准的多个部件，这些部件包括底部形成工具。制拱顶器模块包括：框架；调节机构，用于将底部形成工具支撑在框架中，并且用于当制拱顶器模块未附接到本体制造机时相对于框架可调节地对准底部形成工具；和一个或多个固定特征，用于使制拱顶器模块能够可移除地固定到罐本体制造机。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于与罐本体制造机一起使用的模块。罐本体制造机包括需要彼此相对对准的多个部件。模块包括：框架；调节机构，用于将多个部件中的至少一个部件支撑在框架中，并且用于当模块未附接到本体制造机时相对于框架可调节地对准该部件；和一个或多个固定特征，用于使模块能够可移除地固定到罐本体制造机。

固定特征可以被构造成与罐本体制造机相互作用，以提供单点固定件，例如，零点夹具。

根据本发明的第五方面，提供了一种设置罐本体制造机的方法。罐本体制造机包括需要彼此相对对准的多个部件。方法包括以下步骤：将包括至少一个模的一个或多个部件联接到工具包框架以形成工具包模块；相对于工具包框架对准所述一个或多个部件；以及将工具包模块可释放地安装到罐本体制造机中。

模可以是拉伸模或引缩模，并且一个或多个部件可以包括拉伸模、引缩模、杯保持器、再拉套筒和剥离器中的一个或多个。

方法可以包括：通过将所述多个部件中的一个或多个联接到另外的框架中的每一个而构造一个或多个另外的模块，每个另外的模块具有另外的框架；对于每个另外的模块，相对于另外的框架对准所述部件中的一个或多个；以及将另外的模块中的每一个可释放地安装到罐本体制造机中。

方法可以包括在对准该/或每个模块的一个或多个部件之前将该/或每个模块附接到对准测试台，对准测试台具有对应于罐本体制造机的固定件的固定件。

还描述了一种包括需要彼此相对对准的部件的罐本体制造机，罐本体制造机包括工具包模块，工具包模块包括工具包框架，工具包框架支撑包括一个或多个模的所述部件中的两个或更多个，当工具包模块未附接到罐本体制造机时，所述两个或更多个部件相对于工具包框架可对准，罐本体制造机还包括允许将工具包模块可移除地固定到罐本体制造机的固定件。

还描述了一种设置罐本体制造机的方法，罐本体制造机包括需要彼此相对对准的部件，方法包括以下步骤：将包括至少一个模的两个或更多个部件联接到工具包框架以形成工具包模块；相对于工具包框架对准两个或更多个部件；以及将工具包模块可释放地安装到罐本体制造机中。

附图说明

图1示意性地示出了已知的罐本体制造机；

图2是根据本发明的实施例的模块化本体制造机的透视示意图；

图3是图2的本体制造机的透视图，其中移除了多个模块；

图4是图2和图3的机床的透视图，示出了精密安装件；

图5是图2的工具包模块的透视图；

图6是图2和图5的工具包模块的剖视图；和

图7是流程图，示出了设置图3的模块化本体制造机的方法。

具体实施方式

上面已经参照图1简要描述了一种已知的罐本体制造机1。图1中具有虚线轮廓的框包围了已知罐本体制造机的多个可对准部件5、22、24，这些部件例如可以包括在下面描述的工具包模块中。

图2是用于由从金属板中拉出的杯制造罐本体的模块化本体制造机201的透视示意图。本体制造机201包括基座202，基座202支撑具有基准表面204和冲杆组件205的机床203。冲杆组件205包括在一端上安装有冲头(未示出)的往复式冲杆206。在本体制造机201的向前冲程期间，冲头接触保持在位于基准表面204上的工具包模块207内的冲杆的路径中的杯(未示出)。冲头推动杯通过包含在工具包模块207中的再拉模(未示出)，以形成细长的罐本体。罐本体被携带在冲头上，以接触容纳在制拱顶器模块209中的底部形成工具208，从而在罐的基部形成诸如拱顶的形状。在本体制造机201的返回冲程中，通过工具包模块207的剥离器(未示出)将罐本体从冲头上移除。罐本体通过位于工具包模块207和制拱顶器模块209之间的进给-卸载模块211的卸罐转台210从冲杆轴线上运走。

工具包模块207还包括再拉套筒模块212，再拉套筒模块212位于再拉模(未示出)前面，用于在再拉过程中定位杯。再拉套筒模块212包括轴承213，轴承213具有杯定位器(未示出)，以接纳来自进给-卸载模块211的进给机构214的杯。轴承213支撑往复式再拉套筒215，套筒215与冲杆同轴对准，并具有允许冲头穿过的中心孔。再拉套筒215的后端联接到再拉滑架216，再拉滑架216由位于冲杆206的相对侧的成对推杆217a、217b以往复运动驱动。在冲头接触罐之前，再拉套筒215进入杯的敞开端，并迫使杯与再拉模接触。当冲头推动杯穿过再拉模的孔隙时，再拉套筒215将杯抵靠再拉模牢固地保持在位，其中再拉模的孔隙的直径小于杯的直径。随着杯被冲头拉过再拉模，杯的直径减小，并且杯的侧壁变长。工具包模块207还可以包含在再拉模之后的用于形成罐本体的一个或多个引缩模或其它工具。然后，冲头携带细长杯远离再拉套筒模块，并穿过剩余的引缩模和工具。

图3是移除了工具包和制拱顶器模块的本体制造机201的透视示意图。精密安装件305a-d、306a、306b附接到机床203，用于将模块固定到本体制造机201。精密安装件305a-d、306a、306b允许工具包模块207和制拱顶器模块209从本体制造机上移除，并在基准表面上基本相同的位置被替换。例如，精密安装件305a-d、306a、306b可以允许以优于10μm的定位精度替换模块。安装手段可以包括零点夹具，在这种情况下，定位精度可以优于5μm。用于模块的各种精密安装件限定了相对于基准表面204的相应基准位置。图4是机床203的透视示意图，示出了精密安装件305a-d。

图5是可移除工具包模块207的透视示意图。工具包模块207容纳再拉模501和引缩模(未示出)以及形成罐本体可能需要的其它工具。工具包模块207的内部通过掀起铰接盖502来进入。再拉套筒模块212包括螺栓连接到工具包模块207前部的凸缘503以及支撑杯定位器505和轴承213的支架504。再拉套筒模块212包括一组可调节凸轮506a-c，用于相对于再拉模501对准杯定位器505和轴承213。成对支脚507a、507b从工具包模块207的基部水平延伸。每个支脚507a、507b具有竖直穿过的孔508，以允许当工具包模块207被安装到基准表面204上时支脚507a、507b被定位在对应的成对精密安装件305c、305d上。

图6是沿着由图1中的冲杆206限定的轴线来看的工具包模块207的示意性剖视图。工具包模块207包括牢固地安装在工具包模块本体207内的模保持器601。模保持器601与盖502结合限定大体圆柱形的空腔602，在该空腔中容纳再拉模501和引缩模(未示出)。每个模固定在圆柱形保持器(未示出)内，该圆柱形保持器与模保持器601紧密配合，同时留下少量空间以进行调节。圆柱形间隔件(未示出)被插入模保持器之间，以沿着模保持器601的轴线定位模。当使用本体制造机201时，间隔件可以被主动冷却，例如通过泵送冷却剂通过间隔件，以耗散dwi工艺产生的热量。

模保持器601包括安装在模保持器601的内壁内并平行于模保持器601的轴线延伸的成对耐磨杆603a、603b。耐磨杆603a、603b突出到圆柱形空腔602中一小段距离，使得当引缩模和圆柱形间隔件被安装时，它们由耐磨杆603a、603b支撑。模和圆柱形间隔件可以通过关闭盖502而被锁定就位。在设置本体制造机201期间，模和间隔件相对于模保持器601的轴线的径向位置可能需要调节。这种调节可以通过加工耐磨杆603a、603b来进行，例如通过磨削，或者通过在耐磨杆603a、603b和模保持器601之间插入一个或多个垫片来进行。耐磨杆603a、603b围绕圆柱形空腔602的圆周隔开约90°的角度，以允许进行正交调节。

本体制造机201的操作要求工具包模块207的再拉套筒模块212、再拉模、引缩模、剥离器和任何其它工具相对于公共轴线精确对准。制拱顶器模块209的底部形成工具208也必须对准到同一轴线。各种部件的对准可以使用激光对准系统来执行。例如，准直激光可以沿着公共轴线被引导，并且部件的径向位置被调节以确保它们居中。作为示例，剥离器可以通过松开一系列螺钉来手动调节，这些螺钉将剥离器固定到本体制造机201。基准目标可以安装在每个部件上，以清楚地限定部件的中心，例如通过提供激光可以穿过的小孔隙。

重新构造本体制造机201以生产不同直径的罐需要更换两个模块的许多部件，并重新对准新部件。例如，较大的直径将需要具有较大孔隙的再拉模安装在工具包模块207中，并与本体制造机的公共中心轴线对准。制拱顶器模块209的底部形成工具208或“拱顶模”也可能需要与制拱顶器模块209的其他可能部件一起更换，例如拱顶模间隔件(未示出)和压紧环(未示出)。制拱顶器模块209包含调节机构(未示出)，调节机构允许底部形成工具208相对于制拱顶器模块209的框架定位。

本体制造机201的模块化设计减少了转换到不同罐直径或其他本体制造机设置所需的时间。例如，当本体制造机201生产一种直径的罐时，可以针对不同的罐直径预对准单独的工具包模块207和制拱顶器模块209。工具包模块207和制拱顶器模块209的预对准可以在单独的对准台上进行，该对准台设置有安装手段，该安装手段被构造成具有与本体制造机201相同的布局。在转换期间，预对准的工具包模块207和制拱顶器模块209可以相对快速地安装在基准表面204上的适当位置。可能很少需要或不需要工具包模块207或制拱顶器模块209的重新对准。

可以有多个模块用于与特定的本体制造机201一起使用。例如，可以有多个工具包模块207，每个工具包模块207被构造为用于不同的罐尺寸。为了有助于在模块之间进行区分，模块和本体制造机201可以设置有识别标签，例如rfid标签。或者，“防错”型机构可以用于防止模块207、209的错误组合被安装到本体制造机201中。

本体制造机201的模块化设计还可以允许在损坏、维修、或减少磨损的情况下快速更换工具包模块207和/或制拱顶器模块20。

进给-卸载模块211可以装配有快速固定机构，以允许在转换期间移除和更换卸罐转台210和进给机构214。

图7是示出了设置图2的模块化本体制造机的方法的流程图。该方法的第一步骤s1是通过将需要相对于彼此对准的一个或多个罐本体制造机部件(包括至少一个模)联接到工具包框架来形成工具包模块。在第二步骤s2中，可以通过将一个或多个罐本体制造机部件联接到另外的框架中的每一个来形成一个或多个另外的模块，每个模块具有另外的框架。然后将每个模块安装到对准测试台中，s3。然后，每个模块的一个或多个部件相对于每个模块的框架对准，s4，例如使用附接到对准测试台的冲杆。然后将对准的模块安装到罐本体制造机中，s5。

设置图2的模块化本体制造机的替代方法涉及一个或多个模块的原位对准。例如，工具包模块可以在安装到罐本体制造机中时对准，即一个或多个部件可以联接到工具包框架(在工具包框架安装到罐本体制造机中之前或之后)，并且相对于工具包框架对准，而无需从罐本体制造机中移除工具包框架。一旦进行了原位对准，模块就可以被移除，然后重新安装到罐本体制造机中，而不需要对模块进行重新对准，或者可能只需要很小的重新对准。

如果模块被原位对准，则可能不需要单独的对准测试台。然而，单独的对准测试台允许至少一个模块从罐本体制造机上移除并对准，而其余模块被原位对准。这种方法可以用于加速对准过程，因为模块可以单独并行对准，例如由多个工人同时对准。

本领域技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。