CN106563738A - 定中心坯件 - Google Patents

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Abstract

一种定中心***，所述定中心***包括用于接收从炉输出的多个坯件并沿第一水平轴线位移所述坯件的传送机；和包括两个或更多个可调节提升杆的用于每个单独坯件的移动单元，所述移动单元经配置沿第二水平轴线移动，并且所述可调节提升杆经配置沿竖直轴线提升所述坯件，其中每个所述移动单元是沿所述第二轴线独立地可移动的；以及用于使所述坯件定中心的多个定中心销，使得所述坯件能够通过沿所述第二轴线移动所述单独坯件倚靠所述定中心销而定中心。还公开的是用于使坯件定中心并传送所述坯件的传送机***和方法。

Description

定中心坯件
相关申请的交叉参考
本申请要求2015年10月13日提交的欧洲专利申请No.15382493.3的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于使从炉输出的坯件在热成形生产线中定中心的定中心***，并且涉及热成形生产线中的传送***。本公开还涉及用于在热成形生产线中使坯件定中心并传送所述坯件的方法。
背景技术
若干制造工业生产并加工金属坯件，以获得成品。在此类过程中，所述坯件可以沿生产线传送。这些生产线中的一些生产线包括热成形过程，例如，热冲压过程。
热冲压是一种在例如汽车工业中的常见过程，其允许制造具有特定性能的热成形结构组件，所述特定性能可以包括诸如一定强度、厚度和亮度(lightness)等特征。在热冲压线***中，在压机***的上游设置了一种加热和软化坯件以热成形的炉***。然后所述压机***使所述坯件变形成基本上所述成品的形状。在所述施压步骤之后，可以执行诸如校准、折叠凸缘和钻孔等后期操作。典型地在所述汽车工业中，使用高强度钢坯件或超高强度刚坯件。通过使所述钢坯件在所述施压中或在所述施压之后冷却，所述钢坯件获得具有高抗张强度的合适微结构。通过这些过程获得的组件的强度的增加可以允许使用较薄规格材料，这导致用于汽车应用的传统冷冲压低碳钢组件方面的重量减轻。
为了提高生产率，所述压机***可以包括经配置同时冲压若干坯件的多个模具。可以提供包括多对上下模具的单个压机***，其中每个模具对(上下模具)经配置用于冲压坯件。或者可以提供多个压机***，其中每个所述压机***包括单个上下模具。它们的组合也都是可能的。
在此背景下，由坯件装载***将坯件连续地且稳定地装载到所述压力机的工作站上并且通过一个冲程在所述装载的坯件上继续地执行施压加工，从而提高生产率并显著地降低生产成本，是可能的。可替代地，能够使用若干并联的压机***。
在此类生产线中的传送机***经配置将冷坯件传送至炉且通过炉传送冷坯件。炉和传送机***经配置使得所述坯件在离开所述炉之前加热至期望的温度并且加热期望的时间段(例如，3-5分钟)。所述组件通过所述炉的传送在例如棍子传送机上发生。为了能够在同一时间使若干坯件成形或施压若干坯件，若干坯件彼此并联传送，且在同一时间离开所述炉。
随着所述坯件离开所述炉，所述坯件需要正确地定位，以便将所述坯件正确地转移至所述热成形模具。如果多个坯件在同一时间离开所述炉，则所述坯件需要正确地相对于彼此定位，使得所述坯件可以正确地转移至所述热成形模具。从所述炉的所述离开区域至所述热成形模具的转移可以使用用于每个单独坯件的工业机器人完成，或者可以使用在同一时间提升所有坯件并且将所述坯件放置在所述模具中的输送叉完成。
然而，包括上述效率改进和加工能力的将从炉输出的加热坯件转移至冲压工具的已知方法受所述炉的所述端面出口部分(run-out section)的尺寸对(versus)所述施压工具的尺寸限制。
(一个或多个)压机***的模具需要在坯件之间的特定定位和距离，以便同时热冲压这些坯件。此类限制间接地设置对能够由所述炉供给的坯件的数量以及必须供给的沿所述传送机的位置的限制。
所述模具中的坯件之间需要的距离是意味着必须沿所述传送机且在所述炉中提供相同的距离。因此，所述炉的宽度可以需要在一些情况下增大，以便能够在同一时间施压例如四个或六个坯件。
此外，所述传送机可以沿其上放置所述坯件的所述(一个或多个)传送机的各部分变脏。为了避免所述坯件变脏，将所述坯件放置在所述(一个或多个)传送机的不同部分上将是可取的。
本公开寻求提供对经配置使从炉输出的坯件在热冲压线***中定中心的定中心(centering)***，以及方法的改进。
发明内容
在第一方面，本公开提供一种用于使从炉输出的坯件在热冲压线中定中心的定中心***。所述定中心***包括用于接收从炉输出的多个坯件并至少沿第一水平轴线位移所述坯件的传送机。所述定中心***还包括：包括两个或更多个可调节提升杆的用于每个单独坯件的移动单元，所述移动单元经配置沿基本上垂直于所述第一方向的第二水平轴线移动，并且所述可调节提升杆经配置沿基本上垂直于所述第一轴线和第二轴线的垂直轴线提升所述坯件。在这里，每个所述移动单元是沿所述第二轴线独立地可移动的，并且提供用于使所述坯件定中心的多个定中心销，使得所述坯件能够通过沿所述第二轴线倚靠所述定中心销移动所述单独坯件而定中心。
在所述炉的出口处，每个所述坯件可以定位在单独移动单元上。所述移动单元能够从(一个或多个)传送机向上提升所述坯件。每个所述移动单元能够在所述炉的出口处沿垂直于所述传送方向的方向分别地驱动。定中心能够通过分别地倚靠定中心销移动每个所述坯件发生。通过分别地移动所述坯件，单独坯件之间的距离能够被增大且起因于移动单元和定中心销之间的协作而适应。坯件之间的距离能够因此使在所述炉和所述(一个或多个)压机***之间被增大。如果所述坯件被在所述(一个或多个)传送机的不同部分上传送，如果所述传送机已经变脏，则相同的***也能够将所述坯件重定位到所述正确位置。
在下文中，所述传送路径的方向被称为所述第一方向或x轴线。垂直于所述第一方向的在所述传送平面中的所述方向被称为所述第二方向或y轴线。垂直于所述传送平面的所述垂直方向被称为所述第三方向或z轴线。
然而应当注意的是，在所述炉的出口处的所述传送路径可以在一些具体实施中倾斜。然后所述第一方向(x轴线)应当理解为所述传送方向的所述水平分量。所述第二方向或y轴线也是水平的并垂直于所述x轴线。所述第三方向(z轴线)垂直于所述x轴线和y轴线两者，并且因此是基本上竖直的。
在进一步方面，提供了一种使用所描述的此类定中心***用于使坯件在热成形线中定中心的方法。所述方法包括从炉接收多个坯件并至少沿第一水平轴线位移所述多个坯件，从由所述第一水平轴线和垂直于所述第一水平轴线的第二水平轴线限定的预定中心(pre-centering)平面沿垂直于所述平面的第三轴线提升所述坯件，并且通过沿所述第二轴线倚靠定中心销单独地移动所述坯件使所述坯件定中心。
在一些示例中，所述定中心销中的一个或多个是沿所述y轴线可移动的。这提供所述定中心***适应不同形状和尺寸的坯件的多用途，而不必必须适应所述移动单元或移动单元运动。另外地或可替代地，所述定中心销中的一个或多个是沿所述竖直z轴线可移动的。所述定中心销可以被竖直地驱动，以便从所述炉缩回并提供所述坯件到(预)定中心平面的无拘束的经过。一旦所述坯件已经达到此平面，所述定中心销可以被驱动，以便提供其中能够驱动所述坯件的阻塞元件。
在一些示例中，所述方法可以包括在提升所述坯件之前使所述坯件在所述预定中心平面中预定中心。随着所述坯件通过所述炉传送，它们可以轻微地移动并且所述坯件不在笔直取向上离开所述炉是可能的。可以由在所述第二方向上移动的定中心销执行所述预定中心。在一些示例中，可以提供专用的“预定中心销”。如本文所用的预定中心销应当理解为专门地用于预定中心的销。专门地用于或也用于定中心的销在本文理解为定中心销。在其他示例中，预定中心可以由确保定中心的相同销执行。
在一些示例中，所述定中心***可以包括四个移动单元，即用于四个坯件。在这些示例中的一些示例中，成对的移动单元经配置用于在相反方向上从中立位置移动到定中心位置。所述成对的坯件之间的距离可以因此增大。所述对的单独坯件之间的距离可以由所述定中心销调整。
在另一方面，提供了一种传送机***，所述传送机***包括定中心***和用于每个单独坯件的转移机器人，以将所述坯件单独地传输到热成形压力机。
附图说明
本公开的非限制性示例将在下面参照附图进行描述，其中：
图1示意性地示出在顶视图中用于将从炉输出的坯件在热冲压线中定中心的定中心***的示例；
图2示意性地示出用于使坯件定中心的定中心***的示例的横截面侧视图；以及
图3a-3e示意性地示出在顶视图中在用于使坯件定中心的方法的示例的执行期间发生的一序列情况。
具体实施方式
图1示意性地表示根据一个示例的用于将从炉15输出的坯件在热冲压线中定中心的定中心***1。坯件可以由传送机***传送。在此示例中，示出了包括大量传送机辊子的棍子传送机。所述传送机棍子在传送方向(在图1中x轴线)上彼此间隔开。所述棍子可以由能够控制所述传送机棍子的速度的马达驱动。
传送机棍子14通过炉15传送所述坯件。在所述炉中，所述坯件被加热到期望的温度。例如，在使用硼钢坯件的情况下，期望的温度可以是约900℃。在所述炉的出口处，提供了门12。所述门经配置或控制以当所述坯件达到时打开并且当所述坯件已经离开所述炉时再次关闭。通过这种方式，在所述炉内产生的热能够被保持在所述炉内。
随着所述坯件离开所述炉15，它们通过进一步的棍子16朝向限制器22传送。在所示的具体示例中，所述热成形线经设计用于被同时热成形的四个坯件。因此，四个坯件可以通过所述炉并排地传送，并传送到所述定中心工作台上。每个所述限制器22可以是单独地可控制的并且在所述传送方向(沿所述x轴线)上移动。所述限制器的位置确定在定中心发生之前所述坯件的末端位置。所述传送机棍子16可以被间歇地驱动。随着所述坯件离开所述炉，这些传送机棍子16经旋转来传送所述坯件，直到它们到达所述限制器。然后所述棍子可以停止。
在此特定示例中，所述定中心工作台1可以由具有八个提升杆18的四个独立移动单元20组成。每个所述提升杆布置在所述传送机棍子16中的两个棍子之间。所述提升杆因此能够在所述传送机棍子之间向上(在图1的图示中，向上移动离开纸；如图2中所示的z轴线)移动，以从所述“预定中心平面”提升所述坯件离开。
所述***也可以包括多个定中心销24和预定中心销。可以选择一些定中心销是非致动销并且其他可以是致动销，这分别意味着它们相对于所述坯件的移动路径缩回，并且因此它们不与所述坯件相互作用，或者它们不相对于所述坯件的移动路径缩回，并且因此它们能够与所述坯件的边缘相互作用(即，使所述坯件停止和/或定中心)。致动和非致动的销的选择可以根据坯件的数量、坯件的类型和坯件的尺寸进行适应性修改(adapt)。
选择的所述销可以是被动的，即，它们总是维持相同的位置和相同的高度。选择的或所有的所述销可以经控制以适应性修改其高度。例如，随着所述坯件朝向所述限制器传送，所述销可以在所述传送平面的平面(即与所述传送机棍子的顶部一致的所述平面)下面。然后，随后地用于定中心，所述销可以升高以达到至少高于所述传送平面的高度。类似地，选择的所述销可以经控制以在垂直于所述传送方向的水平方向上，即沿图1中所示的y轴线适应性修改其位置。
在一些示例中，预定中心可以在所述坯件已经达到所述限制器之后发生。由此确定所述坯件沿所述x轴线的位置。然后，为了使所述坯件在所述正确取向上，许多(预)定中心销可以沿所述y轴线被驱动并且稍微地重定位所述坯件。
在任选的预定中心步骤之后，每个移动单元20的所述提升杆18能够沿所述z轴线移动并升高所述坯件。然后，所述移动单元可以沿所述y轴线倚靠定中心销位移。所述定中心销由此确定所述坯件的末端位置。
可以看到的是，所述定中心工作台1的宽度大于所述炉15的宽度。在一个示例中，所述炉可以具有约2米、3米的宽度，然而所述定中心工作台1的宽度可以是约3米。根据此示例的所述定中心工作台使增加所述坯件之间的距离以便用于其进一步加工变得可能。所述炉的宽度不需要相应地增加，这能够降低所述炉的成本以及能量消耗。
图2示意性地示出根据图1的示例的用于使坯件定中心的定中心***的横截面侧视图。在图2中，所述移动单元20和所述提升杆18是在缩回位置中，低于由所述传送机棍子16的顶表面限定的所述传送平面。此外，销24也被缩回并且因此低于所述棍子16水平。
在图2中，示出了四个分离的移动单元20a、20b、20c和20d。这些移动单元中的每个可以包括底座23和致动器27，以适应性修改所述提升杆18的高度。所述底座23a和致动器27a被指示用于移动单元20a。所示的致动器可以是例如液压或气动的致动器。在一些示例中，每个所述提升杆可以具有单独致动器。
图2中还示出了其中销24凹陷(在图2中所示的情况下)进的多个销底座26a、26b、26c和26d。可以使用合适的致动器(例如，含有齿轮的液压的、气动的或电动的致动器)将所述销从其底座驱动出来。
所述销底座可以是所述销能够沿其滑动的细长引导件。在图1的视图中，它们可以从侧边延伸，并且可以布置在所述传送机棍子之间。所述底座和所述提升杆可以是相对薄的，使得它们可以靠近彼此装配在所述传送机棍子16 之间。
图3a-3e示意性地示出在顶视图中在用于使坯件定中心的方法的示例期间发生的一序列的情况。以图3a-3e的序列示出的所述定中心***通常非常类似于图1和图2的***。相同的元件使用相同的参考标记指示。
在这种情况下，主动的定中心销用参考标记24指示。被动的定中心销(至少在所示的序列中)用参考标记25指示。如前面提到的，在含有不同形状或不同尺寸的不同坯件的序列中，在本文示出为主动的所述销中的一些销可以然后是被动的，并且反之亦然。
在图3a中，示出了四个坯件。一对坯件10a和10b是第一类型的坯件，然而另一对坯件11a和11b是不同类型的坯件。所述坯件被示出在所述炉中，然而所述炉的门12关闭。所述传送机棍子14经驱动将所述坯件朝向所述出口并朝向所述定中心工作台传送。
在图3b中，所述炉门12已经打开(且因此在此图中未示出门)，并且所述限制器22a-22d已经移动到其停止位置。限制器22a和22b在停止位置中，以确定在坯件10a和10b的所述x方向上的所述末端位置。由于坯件11a和11b具有不同的大小，根据图3b中所示的内容，限制器22c和22d在所述x方向上的位置可以是不同的。
随着所述坯件离开所述炉，传送机棍子16经驱动在所述x方向上向前推送所述坯件(图3c)。当所述坯件触及其相应限制器时，所述传送机棍子可以被停用，使得当所述限制器22a-22d返回到其原始位置时，所述坯件不移动。
在此阶段，预定中心步骤可以发生(未示出)。许多预定中心销可以沿所述y方向移动，以正确地取向所述坯件。
在图3d中，所述炉门12被示出再次关闭，并且所述限制器22a-22d已经部分地朝向其原始位置移动。然后使用沿所述z轴线升高的所述提升杆18可以使所述坯件传送提升离开所述平面。基本上在同一时间，定中心销24在相同的方向上升高。所述定中心销中的一些定中心销可以已经在升高的位置中。例如，定中心销24a、24b、24g和24h是相对地远离所述坯件的正常传送路径，并且将不必将它们撤回在所述传送平面下面。
相反地，定中心销24d、24e和24f(并且还有仅在图3e中所示的定中心销24c)可以干扰所述坯件的移动。这些定中心销可以在所述坯件已经达到其相应限制器之后因此升高至其位置用于限制器定中心。
然后具有其对应提升杆的所述移动单元20a和20b可以朝向所述左侧(在沿所述y轴线的“负”方向上)移动，然而所述移动单元20c和20d可以朝向右侧(在沿所述y轴线的“正”方向上)移动。在定中心销24c的情况下，此销可以仅在所述移动单元已经开始移动之后升高到用于定中心的其位置。
在图3e的情况下，所述坯件触及相应定中心销。当所述坯件触及所述定中心销时，即使所述移动单元被稍微远地移动，所述坯件仍然在适当位置中。因此所述定中心销确定沿所述y轴线的位置。坯件10a与定中心销24a和24b接触。坯件10b与定中心销24c和24d接触。坯件11a与定中心销24e和24f接触。坯件11b与定中心销24g和24h接触。
所述移动单元20a和20b与前面的图相比已经沿所述y轴线在负方向上移动。所述移动单元20c和20d已经沿所述y轴线在正方向上移动。
如图3e中所示，所述外部移动单元20a和20d可以已经移动比所述内部移动单元20b和20c更多。所述移动单元将因此不干扰彼此。距离y2大于距离y1。类似地，距离y4可以大于距离y3，或者至少基本相同的大小。
通过在相反方向上移动所述移动单元，成对的坯件之间的距离已经增大。类似地，通过所述移动单元的移动和所述定中心销的位置，一方面所述坯件10a和10b之间的距离以及坯件11a和11b之间的距离可以增大。所述坯件的外部位置可以因此超过所述炉的宽度。所述炉可以因此更窄，然而在同一时间所述坯件可以具有充足的间隔，以便能够正确地转移至所述(一个或多个)热压机。
类似地，如果所述传送机的各部分已经变脏，则所述坯件可以稍微不同地定位在所述传送机上，以便避免所述坯件变脏。如本文所建议的所述定中心工作台确保每个所述坯件可以仍然定位在相同的末端位置中，即使它们沿所述y轴线在稍微不同的位置中离开所述炉。
转移机器人(未示出)，例如合适的工业机器人可以从所述移动单元拾取坯件10，并且将其放置在所述热压机(未示出)上。用于此的所述转移机器人可以包括多个抓持单元，以抓持并拾取所述坯件。
如在本文所用的抓持单元应当理解为覆盖例如吸盘、钳子或类似物。
在一些示例中，单个转移机器人可以包括若干组的抓持单元，每个组经配置用于拾取坯件，即单个转移机器人能够在同一时间拾取一个以上的坯件。
在其他示例中，提供了多个转移机器人，其中每个所述转移机器人经配置拾取单个坯件。
本文表达“工业机器人”例如涵盖自动控制的、可重新编程的并任选地多用途的在三个或更多个轴线中可编程的操纵器，其可以固定在适当位置中或可移动用于在工业自动化应用中使用，如由在ISO 8373中的国际标准组织所限定的。
即使所述转移机器人可以是可(重新)编程的，只要坯件被正确地并一致地定位和定中心，根据其编程转移机器人就将能够拾取坯件。这是根据示例和根据本文所公开的方法的所述定中心工作台所确保的。
虽然本文已经仅公开了一些示例，但是其他可替代物、修改、使用和/或它们的等同物都是可能的。具体地，本文所示的示例适于在同一时间施压压并传送四个坯件。在其他示例中，例如两个或三个或六个坯件可以在同一时间被施压并且并排地传送。在这些示例中，每个所述坯件可以具有单独移动单元且任选地用于将所述坯件从所述定中心工作台朝向所述(一个或多个)热压机转移的单独转移机器人。
此外，还涵盖了所描述的示例的所有可能组合。因此，本公开的范围不应该由具体示例限制，而是应该仅通过随附权利要求的合理阅读确定。

Claims (15)

1.一种用于使从炉(15)输出的坯件(10a、10b、11a、11b)在热冲压线中定中心的定中心***(1)，所述定中心***(1)包括：
用于接收从炉(15)输出的多个坯件(10a、10b、11a、11b)并至少沿第一水平轴线位移所述坯件(10a、10b、11a、11b)的传送机；
用于每个单独坯件(10a、10b、11a、11b)的移动单元(20)，其中每个所述移动单元(20)是沿所述第二轴线独立地可移动的，
其特征在于，
所述移动单元包括两个或更多个可调节提升杆(18)，所述移动单元(20)经配置沿基本上垂直于所述第一方向的第二水平轴线移动，并且所述可调节提升杆(18)经配置沿基本上垂直于所述第一轴线和所述第二轴线二者的竖直轴线提升所述坯件(10a、10b、11a、11b)；其中
所述定中心***(1)还包括用于使所述坯件(10a、10b、11a、11b)定中心的多个定中心销(24)，使得所述坯件(10a、10b、11a、11b)能够通过沿所述第二轴线移动所述单独坯件(10a、10b、11a、11b)倚靠所述定中心销(24)而被定中心。
2.根据权利要求1所述的定中心***(1)，其中所述定中心***(1)还包括用于沿所述第一轴线阻止所述坯件(10a、10b、11a、11b)的一个或多个限制器(22)。
3.根据权利要求2所述的定中心***(1)，所述定中心***(1)包括用于每个单独坯件(10a、10b、11a、11b)的限制器(22)。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的定中心***(1)，其中所述传送机是具有沿所述第一轴线分离的多个传送机棍子(16)的滚动式传送机，其中所述移动单元(20)的所述提升杆(18)布置在所述传送机棍子(16)之间。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的定中心***(1)，其中所述定中心销(24、25)中的一个或多个是沿所述第二轴线可移动的。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的定中心***(1)，其中所述定中心销(24)中的一个或多个是沿所述竖直轴线可移动的。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的定中心***(1)，所述定中心***(1)还包括用于在由所述第一轴线和所述第二轴线限定的预定中心平面中使所述坯件(10a、10b、11a、11b)预定中心的沿所述第二方向可移动的预定中心销。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的定中心***(1)，其中所述定中心***(1)包括四个移动单元(20)。
9.根据权利要求8所述的定中心***(1)，其中成对的所述移动单元(20)经配置用于在相反方向上从中立位置移动到定中心位置。
10.一种传送机***，所述传送机***包括根据权利要求1-9中的任一项所述的定中心***(1)和用来将所述坯件单独地传输至热成形压力机的一个或多个转移机器人。
11.一种用于使用根据权利要求1-10中的任一项所述定中心***(1)使坯件在热成形线中定中心的方法，所述方法包括：
从炉(15)接收多个坯件(10a、10b、11a、11b)并至少沿第一水平轴线位移所述多个坯件(10a、10b、11a、11b)；
从由所述第一水平轴线和垂直于所述第一水平轴线的第二水平轴线限定的预定中心平面，沿垂直于所述平面的第三轴线提升所述坯件(10a、10b、11a、11b)；
其特征在于，
所述方法还包括通过沿所述第二轴线单独地移动所述坯件(10a、10b、11a、11b)倚靠定中心销(24)而使所述坯件(10a、10b、11a、11b)定中心。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括在提升所述坯件(10a、10b、11a、11b)之前使所述坯件在所述预定中心平面中预定中心。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中使所述坯件(10a、10b、11a、11b)定中心包括沿所述第二轴线在相反方向上移动至少两个坯件。
14.根据权利要求11-13中的任一项所述的方法，其中使所述坯件(10a、10b、11a、11b)定中心包括在移动所述坯件倚靠所述定中心销(24)之前，将所述定中心销(24)中的一个或多个移动到定中心位置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述定中心销(24)的所述定中心位置具有不同的高度。
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