CN108290202A

CN108290202A - 在压机中装载冲模

Info

Publication number: CN108290202A
Application number: CN201580082035.7A
Authority: CN
Inventors: 卡洛斯·帕斯特·萨尔瓦多; 米克尔·伯纳尔·佛朗哥
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2018-07-17
Also published as: JP6975133B2; US20180221935A1; JP2018520885A; US11338349B2; WO2017016603A1; EP3328570A1

Abstract

公开了用于在压机(P_n)中装载和/或卸载冲模(OD_n)的***及方法。用于装载冲模(OD_n)的处理***包括线性滑动路径(10)和机械手(R_n)，其中，线性滑动路径(10)处于压机(P_n)外侧的供应位(20)与压机基座上的冲压位(30)之间，配置为支承冲模(OD_n)，使得在路径(10)上支承冲模(OD_n)时冲模是可替换的；机械手(R_n)配置为在供应位(20)与冲压位(30)之间沿线性滑动路径(10)转移冲模(OD_n)。方法可包括：为压机(P_n)中工件的装载提供机械手(R_n)，在压机外侧的供应位(20)与压机基座上的冲压位(30)之间设置线性滑动路径(10)，将冲模(OD_n)放置在供应位中，并借助于机械手(R_n)在线性滑动路径(10)上将冲模(OD_n)从供应位(20)转移至冲压位(30)。

Description

在压机中装载冲模

技术领域

本公开涉及用于在压机中装载或替换冲模的***及方法。

背景技术

用于生产例如手机壳、电视机壳体及许多其它小零件或物件的冲压线可包括多个压机，每个压机都设置有适当的成型冲模，压机在坯件或工件上执行连续切割和/或成形操作，以给予坯件或工件所需的最终配置。用于这种冲压线的压机可例如是C型框式压机。

冲压线可设置有机械手，例如具有4轴或更多轴的串行机械手，用于将工件(即坯件或半成型零件)从一个压机传送至另一个。由于这些机械手处理重量轻的工件和零件，因而它们可相对较小。

待在冲压线中制造的每一零件或物件需要相应的一套冲模。因此，每次在冲压线中生产新的零件或物件时，必须移除并更换线中至少一些压机的冲模。冲模比正在制造的工件和零件重得多；例如，用于具有约40×40cm尺寸的零件的典型的冲模可能具有1000Kg的重量。

为执行替换，使用叉式升降机操作者等可将现有的冲模从压机上卸载，将其带至储放空间，取来新的冲模并将新冲模装载至压机。该过程很耗费时间并且需要操作者可在适当的时候提供服务，因而效率不高并且对于冲压线来说涉及很长的停工期。

另一已知的冲模更换***包括附接至每一压机上的一对控制台，其设置有诸如钢球的滚动元件以及例如一个或多个活塞的驱动单元。使用例如起重机或叉式升降机将待装载至压机中的新冲模放置在一对控制台上，并借助于驱动单元将其转移至压机中的适当位置。现有的冲模在此之前已使用相同的控制台和驱动单元从压机上卸载。

然而，这不仅需要提供控制台和滚动元件，还需要提供另外必须连接至电源的一个或多个驱动单元。

为装载和卸载冲模提供更简单的解决方案可能是可取的，这能够减少停工期以及操作所需的工作量，并因而能够降低成本并提高生产力。

发明内容

根据第一方面，本公开涉及一种用于在压机中装载冲模的处理***，其中，该处理***包括：

机械手，以及

第一线性滑动路径，处于压机外侧的供应位与压机基座上的冲压位之间，第一线性滑动路径配置为支承冲模，使得在冲模支承在路径上时冲模是可替换的，以及

其中，机械手配置为在冲模支承在路径上的同时，沿第一直线滑动路径在供应位与冲压位之间转移冲模。

用于在压机中装载冲模的机械手的使用允许在不需要外部或附加驱动单元的情况下，通过使用已存在于冲压线中的用于每一压机的机械手自动装载冲模，其中，该机械手即为向压机供给工件的机械手。因此，为处理冲模提供了一种高效且节省成本的解决方案。

使用用于装载冲模的机械手也是一种特别通用的解决方案：其它驱动单元限于很简单的运动，但可对机械手编程来执行任何运动以将冲模从压机附近的适当位置带动至冲压位，并且因此，允许根据各具体冲压线或压机的需要选取不同的初始位置，将冲模从该初始位置自动装载至压机中。

此外，在冲压线正常制造操作期间，可在该压机附近的初始位置处提供冲模，使得在冲压线完成一个制造批次且必须准备制造不同物件或零件且冲模需要装载至压机中时，这些步骤能够在不需要人类操作者介入的情况下完成，并只需要最短停工期。

由于待处理零件的重量较小，尽管在生产小零件或物件时向压机供给工件的机械手相对较小，然而用于这些线的冲模通常具有较大重量，这使得机械手无法处理，但该问题通过适当滑动路径的设置而被解决，其中，在装载操作期间在该适当滑动路径上支承冲模，使得机械手不需要提升冲模，而只需要将其水平转移。冲模的重量通过滑动路径支承。

滑动路径在本文意为配置为减小冲模与冲模必须在其上移动的表面之间的摩擦，并因此允许冲模滑动的路径。在一些实施方式中，例如，该路径可包括诸如轴承球或轴承滚子的滚动元件。

根据另一方面，本公开涉及包括至少一个压机以及如上文公开的处理***的冲压线，其中，处理***的机械手也是用于在压机中装载工件的机械手。

根据另一方面，本公开涉及根据权利要求11所述的用于在压机中装载冲模的方法，涉及根据权利要求14所述的用于从压机上卸载冲模的补充方法，以及涉及根据权利要求15所述的用于在冲压线中从压机上装载和卸载冲模的方法。

附图说明

下文中将参照附图对本公开的非限制性示例进行描述，在附图中：

图1、图2和图3以平面图形式概略地示出了如本文所公开的用于在压机中装载冲模的处理***的多个实施方式；

图4以立体图形式概略地示出了使用如本文所公开的***实施方式中的示例性冲压线；以及

图5是图4的冲压线处于冲模装载与卸载操作的不同时刻的另一视图。

具体实施方式

图1以平面图形式非常概略地示出了冲压线中的压机P_n。冲压线的一部分以虚线形式粗略勾画在压机的两侧，示出为压机P_n-1和P_n+1，在工件沿线前进的方向上分别在压机P_n的上游和下游。

机械手R_n、R_n-1和R_n+1在冲压线中布置为用于在制造操作期间将工件(未示出)从一个压机传送至另一个：例如，机械手R_n可将工件从压机P_n-1上移除并将其供给至压机P_n。用于上述操作的适当的机械手可以是例如可从ABB(www.abb.com)获得的其中的模型IRB1200、IRB1400、IRB1600或IRB4600。

图1还非常概略地示出了用于在压机P_n中装载冲模(未示出)的处理***的第一实施方式。待在压机中使用的冲模通常包括上冲模构件与下冲模构件。将上冲模构件与下冲模构件的装配件装载至压机中的适当位置，然后冲模构件各自以公知的方式附接至压机冲头和压机基座。在本说明书中，措辞“冲模”意味着包括具有上冲模构件与下冲模构件的这种冲模，将该上冲模构件与下冲模构件作为装配件装载至压机以及从压机上卸载。

在图1的实施方式中，用于装载冲模的处理***包括机械手R_n和线性滑动路径10，其中，线性滑动路径10处于压机外侧的供应位20与压机基座上的冲压位30之间。

可对机械手R_n编程以沿线性滑动路径10在供应位20与冲压位30之间转移冲模，同时通过路径10本身对其进行支承。

在一些实施方式中，机械手R_n可在供应位20处与冲模的侧表面或顶表面接合，并沿路径10推动冲模直至其到达冲压位30，在冲压位30中，如所已知的，可将上冲模构件与下冲模构件夹持在或以其他方式固定在压机中的位置上。

根据每种情况的需要，机械手可以多种可能的方式与冲模接合。例如，可转动机械手腕部以使得将用于在正常操作期间拾取工件的工具移开，并且机械手腕部本身可与冲模接合；可替代地，可更换该工具，并可在冲模装载操作前将适于与冲模接合的工具安装在机械手上。

在一些实施方式中，机械手腕部和/或冲模可配有用于相互接合的适当机械装置，以允许机械手推动和/或拉动冲模；在其它实施方式中，机械手腕部可配有电磁体以将其暂时性地附接至冲模。

在机械手仅需推动冲模的实施方式中，机械手腕部或工具可以简单地用来与冲模适当的点相接触，而不与其附接。

图4和图5是冲压线的立体图，诸如图1的冲压线在压机的冲模替换过程的两个不同时刻的立体图，该替换过程使得将从诸如手机壳的某一零件的制造批次改变为不同零件的制造批次。为避免混淆，在图4和图5中没有对路径10进行描述：应理解，在冲压线中路径10与以箭头A表示的工件前进方向大致平行，并在冲压位30与供应位20之间延伸，其中，冲压位30在压机P_n的基座上，供应位20在压机P_n-1与P_n之间。

在图4与图5中，正通过机械手R_n+1将在已完成的制造批次期间在压机P_n中使用过的冲模OD_n从压机P_n上卸载下来，以及正通过机械手R_n将在下一制造批次中将要用于同一压机P_n中的新冲模ND_n装载至压机P_n。下文将对在图4和图5中示出的完整操作进行更详细描述。

直线滑动路径10以这样的方式进行配置，即它可支承冲模，允许其滑动，使得冲模在停留在该路径上时是可替换的。该路径可包括例如多个轴承球或轴承滚子，其可布置在如图1所示的两个平行线上。

路径10的诸如球或滚子的滚动元件从底部表面向上凸出，因而冲模可在放置在其上。在路径的一些部分中，底部表面是压机基座，例如在冲压位30中。在路径的其它部分，底部表面可以是冲压线的任一框架部分或辅助支承表面，例如在供应位20中。

在一些实施方式中，滑动路径10的至少一些部分可在较高的活动位置与不活动位置之间竖直地移动，其中，在较高的活动位置中，滚珠轴承或其它元件从底部基座向上凸出；在不活动位置中，它们与底部基座保持齐平或在较低水平处。在活动位置中，冲模停留在路径10的元件上并能容易地使其转移；一旦已将冲模放置在所需位置中，路径10可变换至较低的不活动位置中，使得冲模也下降直至其停留在底部固定的表面上。路径10下面的表面可设置有适当的槽、凹部等以布置路径元件并允许该操作。

图1的实施方式示出了处理***可包括另一线性滑动路径40，该线性滑动路径40可具有与对所述路径10描述的配置类似的配置。

滑动路径40在供应位20与等待位50之间延伸，该等待位50如位置20一样位于压机外侧，在冲压线的正常制造过程期间，可利用例如叉式升降卡车、起重机等将冲模放置在等待位50上。

如图所示，滑动路径40可大致垂直于滑动路径10，且等待位50可位于线的两个压机之间但朝向压机的背侧，并因此位于利用机械手将工件从一个压机移送至另一个所穿过的空间之外。因此，在等待位中的冲模不会与冲压线上的正常操作干涉。

应理解，等待位50以及该位置与供应位20之间的滑动路径40的设置允许在线的正常制造操作期间做好冲模更换的准备，以使得该时间不会加到冲模更换本身所需要的时间，并因而可减少用于冲模更换操作的停工期。此外，考虑到冲压线、用于运输冲模的工具等的布局和尺寸，等待位50可定位为例如便于冲模的放置操作。

因此，参照图1、图4和图5，用于在压机P_n中装载冲模的方法的实施方式可包括：

例如在冲压线的正常操作期间，将冲模(图1中未示出)放置在等待位50中，然后，一旦当前制造批次完成，

-将等待位处的新冲模与机械手Rn相接合，例如在冲模的前侧上进行接合，

借助于机械手拉动新冲模，以在线性滑动路径40上使其转移，直至冲模到达供应位20，

-在方便的情况下改变机械手与冲模的接合，例如接合冲模的不同侧，以及

推动冲模，以在滑动路径10上将其从供应位20转移至压机Pn中的冲压位30。

旧冲模可以相同的操作从压机P_n上移除或卸载，以使冲压位30空闲的方式来接收新冲模，这将在下文中进行描述；可替代地，可在新冲模的装载操作开始之前将旧冲模移除。

图2以平面图形式非常概略地、如图1那样示出了带有多个压机P_n-1、P_n和P_n+1及用于将工件从一个压机传送至另一个的机械手R_n、R_n-1和R_n+1的冲压线，以及示出了用于在压机中装载冲模(未示出)的处理***的另一实施方式。

如图1那样，示出在图2中的处理***包括机械手R_n以及在供应位20与冲压位30之间的线性滑动路径10。如图1那样，供应位20是位于压机外侧、例如位于两个压机之间的空间中的几何位置，并在冲压线中工件的前进方向上与冲压位大致对准。

此外，在图2中示出的实施方式中，处理***包括带有两个工位61和62的可旋转台60，每一工位都适于接收冲模(未示出)。如可从图中理解的，可旋转台60布置为使其一个工位可位于供应位20中。可旋转台在工位上形成滑动路径10的一部分或一段长度，而另一部分形成在位于压机与可旋转台之间的固定框架上，且另一部分位于压机基座上。

在台60的一个工位处于供应位20中时，另一工位处于等待位70中，并可旋转可旋转台60可以在等待位70与供应位20之间移动冲模(未示出)。

根据本公开的处理***的另一实施方式非常概略地以平面图的方式示出在图3中：如图1与图2那样，该图中冲压线带有多个压机P_n-1、P_n和P_n+1并带有用于将工件从一个压机传送至另一个的机械手R_n、R_n-1和R_n+1。

示出在图3中的处理***还包括机械手R_n以及处于供应位90与冲压位30之间的线性滑动路径10，在该情况下，该线性滑动路径10不处于通过冲压线的工件的前进方向上，而是在垂直方向上。因此，供应位90在压机外侧的几何位置中，但其并不位于如图1和图2中两个压机之间的空间中，而是在压机P_n前方的空间中。

在如图3所示的实施方式中，处理***还包括带有两个工位61和62的可旋转台60，并布置为使得其一个工位可位于供应位90中。如图2那样，可旋转台在工位上形成滑动路径10的一部分或一段长度，而另一部分形成在位于压机与可旋转台之间的固定框架上，且另一部分位于压机基座上。

在台60的一个工位处于供应位90中时，另一工位处于等待位100中，并可旋转台60可以旋转以在等待位90与供应位100之间移动冲模(未示出)。

因此，在图2和图3的实施方式中，用于在压机P_n中装载冲模的方法可包括：

-例如在冲压线的正常操作期间，将冲模(未示出)放置在位于等待位70或100中的旋转台60的工位上，然后，一旦当前制造批次完成，

-旋转可旋转台60，以使得将冲模从等待位移动至供应位20或90，

借助于与冲模相接合的机械手Rn，并在线性滑动路径10上将冲模从供应位20或90转移至压机Pn中的冲压位30。

在一些实施方式中，处理***还可在等待位50、70或100处包括用于冲模的定心***(未示出)，例如适当的邻接件。在图2与图3的实施方式中，可旋转台60的每一工位均可包括这样的冲模定心***。因此，操作者可在等待位70或100中将冲模精确地放置在工位62上。由于冲模处于精确且已知的位置中，在台60旋转并且冲模到达供应位20或90中时，机械手R_n可与其接合并将其朝向冲压位30精确地转移。

在一些实施方式中，可在等待位处提供短的附加线性滑动路径(未示出)，该路径与存在于该位置处的主滑动路径垂直，以协助精确地放置并定心冲模。

例如，可在图1中等待位50处与路径40垂直地提供这种短的附加滑动路径；或在图2和图3中，可在可旋转台60的每一工位61、62上与路径10垂直地提供该短路径，以使得其在等待位70或100处可用。

在上述任一实施方式中，也可在压机基座上的冲压位30中提供精细的定心***，以便更正冲模在等待位和/或在其行进期间出现的、潜在的定位误差。

根据本公开的处理***也可用于从压机上卸载冲模。

在图1和图2的实施方式中，为从压机P_n处卸载冲模，例如，可在压机基座上的冲压位30与压机外侧的卸货位20'之间提供另一线性滑动路径10'，在该情况下，该路径10'位于压机P_n本身的下游，并且机械手R_n+1可用来与处于冲压位30中的冲模接合，并将其转移至滑动路径10'上的卸货位20'。

在图1和图2的实施方式中，路径10'与上文已描述且用于装载冲模的路径10(位于压机P_n的上游)对准。应理解，用于压机P_n的卸货位20'可位于与用于在线的下一压机P_n-1中装载冲模的供应位20相同的位置处。

在图1、图4和图5的实施方式中，机械手R_n+1也可在滑动路径40上将冲模从卸货位20'(或供应位20)转移至等待位50，其中，机械手R_n+1、路径40与位置50可在同一时间为用于向压机P_n+1装载冲模的处理***的一部分。

因此，应理解，在如图1、图4和图5所示的实施方式中，用于从冲压线中的如P_n-1、P_n和P_n+1的压机处装载和卸载冲模的方法可包括：利用如上文关于图1或图2所公开的方法在每一压机中装载冲模并从每一压机卸载冲模，其中，诸如R_n的每一机械手从冲压线中紧靠其上游布置的压机P_n-1处卸载冲模，并在冲压线中紧靠其下游的压机P_n中装载冲模，并且其中，在冲压线中对应于一个压机P_n的供应位20与紧靠上游的压机P_n-1的卸货位20'相同。

图4和图5最佳地示出了这种用于装载和卸载冲模的方法。

在图4中，在压机P_n的下游，机械手R_n+1正将旧冲模OD_n从压机P_n中的冲压位30朝向滑动路径10'上的卸放位20'转移。同时，在压机P_n的上游，机械手R_n正将滑动路径40上的新冲模ND_n从等待位50转移至供应位20。

在图5中，对应于下一时刻，机械手R_n+1正将旧冲模OD_n从卸货位20'朝向滑动路径40上的、压机P_n下游的等待位50转移。同时，在压机P_n的上游，机械手R_n正将滑动路径10上的新冲模ND_n从供应位20转移至压机P_n中的冲压位30。

例如，可在诸如图2所示的实施方式中执行类似的方法，除了可通过将可旋转台60旋转180°来代替通过机械手执行等待位70与供应位20之间的位移以及卸货位20'与等待位70之间的位移。

为在冲压线的正常制造操作期间更换所有线的压机中的冲模，在线的每一压机上游的等待位处准备好新冲模，以使得在最后一个压机的下游具有空的等待位。

正常制造操作一旦完成，便如上所述地更换每一压机中的冲模，从线的最后一个压机开始：在已将最后一个压机的冲模更换的情况下，最后一个压机与倒数第二个压机之间存在空的等待位，因此可更换倒数第二个压机的冲模。重复该过程，直至所有压机中的冲模均已更换，且空的等待位处于线的第一个压机的上游。所有的这些过程均可自动执行，不需要操作者在每一压机处干预。

可在冲压线再次执行正常制造操作的同时发生的后续操作中，旧冲模例如可由操作者利用叉式升降机从等待位移除。

在图2的实施方式中，在两个压机之间共享可旋转台60，以使得相同的台在一个压机中用于装载冲模，并在邻近的压机中用于卸载冲模。

相反地，在图3中的实施方式中，每一个台60仅用于一个压机，用于冲模装载与冲模卸载操作两者；对于每一压机，卸货位与供应位90相同，因而，冲压位30与卸货位90之间的滑动路径与供应位90与冲压位30之间的滑动路径相同。

因此，在图3的实施方式中，冲模可在线中的所有压机中同时替换，但在每一压机中，新冲模的装载操作在旧冲模的卸载操作之后执行，且同一机械手可执行与一个压机相关的所有操作。

例如，在图3的情况下，在正常制造操作期间，首先在对应于每一压机的等待位100中准备新冲模。然后，对于所有压机，沿路径10通过机械手将旧冲模从冲压位30同时转移至卸货位90；可旋转台转动180°，使得两个冲模对换位置，旧冲模移至等待位100且新冲模移至供应位90；并且最后，通过同一机械手在路径10上将新冲模从供应位90转移至冲压位30。

尽管本文仅公开了几个示例，但其它的替代、修改、使用和/或其同等物也是可能的。此外，也覆盖所描述的示例的所有可能的组合。因此，本公开的范围不应受到具体示例的限制，而应仅通过对所附的权利要求的公正阅读来确定。

Claims

1.用于在压机中装载冲模的处理***，其中，所述处理***包括：

机械手，以及

第一线性滑动路径，处于所述压机外侧的供应位与压机基座上的冲压位之间，所述第一线性滑动路径配置为支承冲模，使得在所述路径上支承所述冲模的同时能够替换所述冲模，以及

其中，所述机械手配置为在所述路径上支承所述冲模的同时，沿所述第一直线滑动路径在所述供应位与所述冲压位之间转移所述冲模。

2.根据权利要求1所述的处理***，还包括处于所述压机外侧的等待位与所述供应位之间的第二线性滑动路径，所述第二线性滑动路径配置为支承冲模，以使得在所述路径上支承所述冲模的同时能够替换所述冲模。

3.根据权利要求2所述的处理***，其中，所述第二线性滑动路径大致垂直于所述第一线性滑动路径。

4.根据权利要求1所述的处理***，还包括带有两个工位的可旋转台，每个所述工位都适于接收冲模，其中，所述可旋转台布置为使得一个工位处于所述供应位的同时，另一工位处于等待位中，以及其中，所述可旋转台能够旋转以在所述等待位与所述供应位之间移动冲模。

5.根据权利要求4所述的处理***，其中，所述可旋转台的每个工位均包括所述第一线性滑动路径的一段长度。

6.根据权利要求5所述的处理***，其中，所述可旋转台的每个工位均具有在其上形成的、垂直于所述第一线性滑动路径的附加线性滑动路径。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的处理***，其中，在所述等待位处设置冲模定心***。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的处理***，其中，每个滑动路径均包括多个滚动元件。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的处理***，其中，至少一个滑动路径的至少一部分能够在较高的活动位置与较低的非活动位置之间移动，所述至少一部分在所述较高的活动位置从固定的底部基座向上凸出，在所述较低的非活动位置未从所述固定的底部基座向上凸出。

10.一种冲压线，包括至少一个压机和根据前述权利要求中的任一项所述的处理***，其中，所述处理***的所述机械手也是用于在所述压机中装载工件的所述机械手。

11.用于在压机中装载冲模的方法，包括：

提供用于在所述压机中装载工件的机械手，

在所述压机外侧的供应位与压机基座上的冲压位之间设置第一线性滑动路径，

在所述第一线性滑动路径上，将冲模放置在所述供应位中，以及

借助于所述机械手，在所述第一线性滑动路径上，将所述冲模从所述供应位转移至所述冲压位。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述将冲模放置在所述供应位中的步骤包括：

在等待位与所述供应位之间，设置垂直于所述第一线性滑动路径的第二线性滑动路径，

将冲模放置在所述等待位中，以及

借助于所述机械手，在所述第二线性滑动路径上，将所述冲模从所述等待位转移至所述供应位。

13.如权利要求11所声明的方法，其中，所述将冲模放置在所述供应位中的步骤包括：

提供带有两侧的可旋转台，使得所述台的一侧处于所述供应位中，且所述台的另一侧处于等待位中，

将冲模放置在处于所述等待位中的所述旋转台的一侧上，以及

转动所述可旋转台以将所述冲模放置在所述供应位中。

14.用于从压机上卸载冲模的方法，包括：

提供用于在所述压机中装载工件的机械手，

在所述压机基座上的冲压位与所述压机外侧的卸放位之间的直线方向上设置第三滑动路径，以及

借助于所述机械手，在所述第三滑动路径上，将冲模从所述冲压位转移至所述卸放位。

15.用于从冲压线中的压机装载与卸载冲模的方法，包括：

利用根据权利要求11至13中的任一项所述的方法，在每个压机中装载冲模，以及

利用根据权利要求14所述的方法从每个压机上卸载冲模，其中，每个机械手均从所述冲压线中紧靠所述机械手上游布置的所述压机上卸载冲模，并在所述冲压线中紧靠所述机械手下游布置的所述压机中装载冲模，以及其中，对应于一个压机的所述供应位与所述冲压线中紧上游的压机的所述卸放位相同。