CN116323031A - 用于成型制造物品的机床和制造物品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于成型制造物品的机床(1)，包括工具座(2)、工具输送装置(3)、工具(5)储库(4)和控制装置(6)，其中，机床(1)被配置成根据待加工的物品而从储库(4)选择工具(5)并将工具(5)固定在工具座(2)上。本发明还涉及一种使用该机床制造物品的方法。

Description

用于成型制造物品的机床和制造物品的方法

发明领域

本发明涉及一种用于制造物品的成型机床，包括工具座、工具输送装置、工具储库和控制装置。本发明还涉及一种制造物品的方法。

背景技术

在制造技术中，机床有各种用途。利用机床通过机器加工制造半成品、物品或者市售的物体。其中，可以为用于金属加工的机床配设各种工具，这些工具适于处理不同的材料或者制造特定物品。已知的机床例如是诸如车床和铣床的切削机床，以及诸如压机和冲床的成型机床。冲压方法无切屑，并且通常在成型机床上实施。压机与冲床的设计方案类似，其中与压机相比，冲床、特别是自动冲压机还配设有进给装置。

一般而言已知的是，根据待制造的物品手动进行工具切换，这相对耗时。此外已知的是，为机床配备工具座，此工具座配设有工具储库，工具能够通过工具座移入工作位置。就这些机床而言，可供使用的工具的选择是受限的。此外，这个工具储存方式并非适用于任何类型的机床。已知的是设于切削机床中的这类工具储存装置。

特别是在小批量制造待成型的物品时，存在以下问题：或是以小批量制造，这伴随着频繁的工具切换，或是制造大批量的物品，这又伴随着制造的物品的大量仓储。两个方案均带来较高的成本。

本发明的目的在于提供一种成型机床，该机床实现快速工具切换。

本发明通过权利要求1的特征实现上述目的。有利的技术方案参阅从属权利要求。

为了实现上述目的，用于成型制造物品的机床包括工具座、工具输送装置、工具储库和控制装置，其中，机床被配置成根据待制造的物品从该储库选择工具并将工具固定在工具座上。

根据本发明，自动化地选择适于制造物品的工具，并且同样自动化地将工具固定在工具座上。在此情形下，可以借助机械的或者液压的固定构件来将工具固定，其中，固定构件优选构造为夹具，其引起工具在工具座上的力配合的固定。夹具的位置可以是可通过控制装置监控的。为此，可以为该夹具配备传感器。

根据本发明的方法在此适用于成型机床，在本发明的范围内，冲床或自动冲压机也归入其中。就切削机床而言，已知低成本的易于实现的工具切换方案。就切削工具而言，工具以及特别是其针对工具座的接口往往是标准化的，且加工参数易于调节，例如通过修改工具的进给和转速实现。因此，就切削机床而言，自动化工具切换特别易于实现。

而就成型机床(冲床和自动冲压机也归入其中)而言，工具切换则要困难地多。工具通常非常重且工具座有时难以触及；例如可能需要架空安装。此外，大量的处理参数是可调节的，例如进给、工具所施加至半成品上的根据物品而改变的力、以及成型速度。另一问题在于，特别是就自动冲压机而言，冲压工具及其针对工具座的接口往往不是标准化的。故通常需要手动装调操作，且对于成型机床而言，不考虑就切削机床而言长久以来为人所知的形式例如刀具转塔(Werkzeugrevolver)的自动化切换。

工具可以配备有机器可读的代码。其中，代码优选可远程读取。机器可读的代码可以自动通过读取装置读取，其中，在控制装置中保存有与代码对应的工具类型。借此，机床可以具有包含大量工具的储库，其中可以通过适当的运输装置来运输并读入工具。其中，代码可以光学或电磁的方式读取。在具备可光学读取特性的情况下，工具配设有可光学读取的代码，例如条形码或者DM码(数据矩阵码)。在具备可电磁读取特性的情况下，读取设于工具上的有源或无源发射器。为此，在工具上例如可以设有RFID标签。

为了选择物品，控制装置可以包括输入装置。其中，输入装置可以通过接口实现，通过该接口能够将电子物品信息传输至机床。就此而言，也可以通过输入装置传输形式为各待制造的物品的列表的工作任务。在此情形下，列表包含有关制造物品所需的工具的信息。如果需要制造列表中的物品，则机床能够根据该列表和其中给定的工具从工具储库选择工具，并自动化地将这个工具固定在工具座上。

控制装置可以包括存储器，其中，在该存储器中存储有待制造的物品的列表，为待制造的物品分配工具和与该工具对应的机器可读的代码。以利用输入装置将列表输入控制装置。通过列表来建立工具与待制造的物品的对应关系。可以利用输入装置来产生列表，或者通过输入装置将列表传输至控制装置。

可以为工具输送装置分配用于读取代码的读取装置。工具输送装置优选还包括用于运输工具的运输装置。其中，运输装置可以同时用于运输工具以及充当工具储库。举例而言，运输装置可以构造为输送带，工具布置在该输送带上。其中，可以循环地运输工具。在此情形下，工具经过读取装置，且机床自动化地选择被分配给待制造的物品的工具。作为替代方案，可以为运输装置分配独立的工具储库，工具能够被自动化地存入该工具储库以及工具能够自动化地被从该工具储库取出。此外，可以借助无人驾驶的自动化运输***来实现在工具储库与工具输送装置之间的工具运输。

随后自动化地将工具固定在工具座上。据此，工具可以在利用运输装置运输的过程中经过读取装置，其中，读取装置检测代码。

控制装置可以具有用于选择待制造的物品的输入装置，其中，控制装置根据该列表来确定制造物品所需的工具。此操作自动化地进行，使得无需人工干预便能实现整个工具切换及装调过程。

机床可以是自动冲压机。迄今为止，自动冲压机的工具切换特别复杂，故针对每个工作班次(Arbeitsschicht)仅能进行少量工具切换。因此，迄今为止无法在经济成本合理的情况下以无需仓储的方式制造小批量的物品。在采用根据本发明的形式为自动冲压机的机床的情况下，能够快速并且自动化地更换冲压工具。这样一来，能够显著提升每个班次的工具切换数目，从而也能实现经济的小批量生产，而无需对制造的物品进行大量仓储。

在根据本发明的利用机床制造物品的方法中，在第一步骤中确定待制造的物品和制造所需要的工具，在第二步骤中从工具储库选择工具，在第三步骤中将该工具固定在工具座上，以及在第四步骤中从该控制装置提供针对特定物品的制造参数。在制造预定数量的物品后，可以在第五步骤中将工具从工具座拆下，并且在第六步骤中将该工具重新输送至工具储库。

其中，机床优选是冲床。工具储库包括用于运输工具的运输装置和用于读取设于该冲床上的代码的读取装置。

为了制造物品，在控制装置的存储器中存储有待制造物品的列表。其中，分别为待制造的物品分配工具和与该工具对应的机器可读的代码。通过运输装置运输工具，并且在运输期间利用该读取装置读取工具。如果读取装置检测到与待制造的物品对应的工具，则将这个工具从储库取出并且固定在工具输送装置上。随后便能制造物品。

如果生产了预定数量的待制造物品，则从列表选择下一类物品以及对应的工具。在此情形下，首先如前所述将前一工具拆下，随后从工具储库取出下一工具并固定在工具座上。

下面参照附图对根据本发明的机床的设计方案进行详细说明。其中

图1示意性地示出自动冲压机形式的冲床。

图1示出机床1，其在此构造为自动冲压机。在机床1中，利用自动冲压机将形式为金属带材(Blechband)的半成品成型加工成物品。其中，机床1例如可以构造成用金属带材制造针对密封件的金属支承环。

机床1包括工具座2、工具输送装置3、工具5储库4和控制装置6。

工具5配备有机器可读的代码7，其中，代码7优选构造为条形码或者DM码且进而可光学读取。

控制装置6包括存储器，在该存储器中可以存储待制造物品的列表。在该列表中可以存储有待制造物品的类型、待制造物品的数目、与待制造物品对应的工具5、以及与工具5对应的机器可读的代码7。

控制装置6与输入装置8连接。其中，输入装置8具有用于选择保存在存储器1中的物品的操作面板。此外，输入装置8配设有接口，经由该接口可以将包含待制造物品的列表传输至存储器。

控制单元6监控生产过程，并检测生产任务何时结束。一旦生产任务结束，控制单元6便引起工具5的切换。为了更换工具5，在控制单元6中保存了针对更换过程的处理步骤和处理参数。控制单元6将对应的信号发至工具座2、运输装置9和机床1，以便实施进行工具更换所必需的运动。其中，工具更换既包括用于拆卸工具的参数，也包括用于装入工具的参数。控制单元6也为切割装置给定参数，该切割装置对带状半成品进行定尺剪切

控制单元6还引起工具5以及压杆(

有时也称为压机滑块)的正确定位。此外，控制单元6给定用于制造新物品的制造参数，例如进给速度和成型速度。据此，控制单元6既包含用于工具切换的参数，也包含用于制造过程的参数。就此而言，机床1可以具有针对工具切换的第一控制单元和针对生产过程的第二控制单元。在第一控制单元中保存有用于工具切换的参数，并且在第二控制单元中保存有用于生产过程的参数。其中，两个控制单元均能访问共同的存储器，所述参数保存在该存储器中。

工具输送装置3包括用于运输工具5的运输装置9。这个运输装置在此构造为输送带，其中，在运输装置9上对工具5进行循环式运输。工具输送装置3还配备有用于读取设于工具5上的机器可读的代码7的读取装置10。

为了更换工具5，通过运输装置9一直循环式运输工具5，直至读取装置10检测到与当前生产任务的待制造物品对应的工具5。随后选择这个工具，并通过与工具输送装置3对应的输送装置自动化地输送至工具座2，并自动化地固定在工具座2上。在通过运输装置9运输工具5，并且为每个经过读取装置10的工具5检查是否存在分配给工具5的物品的生产任务的情况下，能够缩短装调时间(Rüstzeit)。如果存在生产任务，则选择工具5并安装。若非如此，则继续运输工具5。

输送装置包括气动调节构件，通过所述气动调节构件能够使工具5朝向工具座2移行。在本设计方案中，工具座2包括气动夹具，通过所述气动夹具能够将工具5以形状配合和力配合的方式固定在工具座2上。其中，夹具配备有传感器并可通过控制装置6控制。

如果制造了预定数目的物品，则提取接下来的物品的列表，并且在将前一工具5拆下后，将对应的工具5固定在工具座2上。在此情形下，工具5的切换以及制造参数的调节均自动化地进行，并且无需任何人工干预。

使用机床1制造的物品大多被输送至诸如箱子的运输容器。为此，机床1配设有形式例如为吹出单元的顶出装置。其中，控制单元6可以配置成当实施工具切换时，引起运输容器的更换。借此能够确保依据种类(sortenrein)存放和运输制造的物品。在此情形下，运输容器能够在类似于运输装置9的装置中移行。运输容器的容量取决于物品的尺寸。物品的尺寸信息保存在控制单元6中，故当容量耗尽时，能够自动化地引起运输容器的更换。

Claims (11)

1.一种用于成型制造物品的机床(1)，所述机床(1)包括工具座(2)、工具输送装置(3)、工具(5)储库(4)和控制装置(6)，其中，所述机床(1)被配置成根据待加工的物品而从所述储库(4)选择工具(5)并将所述工具(5)固定在所述工具座(2)上。

2.根据权利要求1所述的机床，其特征在于，所述工具(5)配备有机器可读的代码(7)。

3.根据权利要求2所述的机床，其特征在于，所述代码(7)可远程读取。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机床，其特征在于，所述控制装置(6)包括存储器，其中，在所述存储器中存储有待制造的物品的列表，为待制造的物品分配工具(5)和与所述工具(5)对应的机器可读的代码(7)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机床，其特征在于，为了选择待制造的物品，所述控制装置(6)包括输入装置(8)。

6.根据权利要求4或5所述的机床，其特征在于，所述控制装置(6)根据所述列表确定制造物品所需的工具(5)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的机床，其特征在于，所述工具输送装置(3)包括用于运输所述工具(5)的运输装置(9)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的机床，其特征在于，为了读取所述代码(7)，为所述工具输送装置(3)分配读取装置(10)。

9.根据权利要求7或8所述的机床，其特征在于，所述工具(5)在利用所述运输装置(9)运输的过程中经过所述读取装置(10)，其中所述读取装置(10)检测所述代码(7)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的机床，其特征在于，所述机床(1)是自动冲压机。

11.一种利用上述权利要求中任一项所述的机床(1)制造物品的方法，其中，在第一步骤中确定待制造的物品和制造所需的工具(5)，在第二步骤中从工具(5)储库(4)选择工具(5)，在第三步骤中将所述工具(5)固定在所述工具座(2)上，以及在第四步骤中从所述控制装置(6)提供针对特定物品的制造参数。

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