CN101347813B - 线材成形机器 - Google Patents

Abstract

线材成形机器，包括机架、线材进给器和用于将被进给的线材传送到机器工作区的线材导向器，其中，线材通过一个或多个工具被加工和/或成形，为此，每个工具可通过进给运动从远离线材的初始位置移动到位于线材处的操作位置，工具布置在设置于机架上的工具板上并位于形成在所述板中的凹槽周围，线材通过该凹槽传送到机器的工作区。每个工具沿每个工具相对于工具板的进给运动的方向固定地连接到工具板，并且至每个工具操作位置的进给运动仅通过工具板的相应运动来实现。工具板安装在第二板上，并且沿第一方向相对于第二板可移置，而第二板沿第二方向相对于机架可移置。两个方向分别具有均与线材成形机器的竖直法向轴线成45°的倾角且同时彼此垂直。

Description

线材成形机器

技术领域

本发明涉及一种线材成形机器，具体地涉及一种弹簧弯曲或弹簧卷绕的机器，所述机器包括机架、线材进给器、用于将被供给的线材传送到机器工作区的线材导向器，其中，利用一个或多个工具对线材进行加工和/或成形，为此目的，每个工具可通过进给运动而从远离线材的初始位置被引导到位于线材处的操作位置中，所有工具都布置在设置于机架上的工具板上并处于形成在所述板中的凹槽周围，通过该凹槽线材被传送到工作区，每个工具沿每个工具相对于工具板的进给运动的方向进一步固定连接到工具板，至每个工具操作位置的进给运动仅通过工具板的相应运动实现，该工具板安装在设有与工具板凹槽相对应的凹槽的第二板上，工具板可沿第一方向在第二板上移置，并且该第二板可相对于机架沿第二方向移置。

背景技术

DE 10134828B4公开了一种支架弹簧机器形式的线材成形机器，其中多种多样的工具设置在一个板上。每个工具具有底板，并设有仅分配给所述工具的其自己的传动机构，所述传动机构的启动使得工具能够径向移向或远离该线材。底板可连接到可绕线轴旋转的环，在生产过程期间(摆动轴)，通过所述环可实现相对于线材的对工具的微调。然而，在此已知的机器中，每个工具设有其自己的传动机构，这使得机器复杂且昂贵。

DE 10342451A公开了一种支架弹簧机器，其中设置在圆形竖直工作台上的工具单元可以任意角位安装到该工作台上。在凸轮传动的情况下，设置可连接到工具单元的用于驱动凸轮轴块的中心驱动轮，以便于驱动工具单元的移动。尽管在此情况下，不是每个工具单元都需要其自己的专门指定的传动机构，但是不能对移动的时序进行充分自由地设计。

根据DE 19938905B4的线材成形机器也是支架弹簧机器，其包括两个紧邻线材导向器安装的转向架。所述转向架设置在3D十字工作台上，因此能够定位于空间中的任意位置。此外，转向架还可绕平行于线轴的轴线而旋转，从而可使不同的工具在不同位置处与线材接合。然而，在此已知的机器中，工具的更换很慢，在很大程度上限制了机器的性能。而且，该已知的机器比传统的支架弹簧机器需要更大的空间。

DE 29913014U公开了一种用于线材弯曲机的模块形式的成形装置，所述装置的模块由具有传动机构的底板、线性导向器和滑块曲柄构成。该成形装置可简易安装到机器壁并可再从机器壁上拆下。然而，其缺点在于：同样地，每个工具单元均具有分配给它的自己的传动机构，这又使得机构昂贵，特别是在工具的数量较多的情况下。

EP 1637251A的支架弹簧机器与安装到2D或3D十字工作台的进给装置一起操作。这使得线材能够传送到径向安装的工具；然而，这需要非常大的质量块的移动。因此，该已知机器的性能和刚度降低。

从DE 69715953T获知包括二维可移动进给器的另一支架弹簧机器，其用于线材相对于工具的最优定位。在此情况下，工具头设置在进给器上方并能够水平和竖直移动。此外，还为工具设置了旋转轴。然而，此已知的机器仅允许一个工具安装到工具头。需要用于切割的单独工具单元。预先固定工具头的布置(即从上方竖直地)。

上述类型的支架弹簧机器可从JP-P2007-30038A中获知。工具台可沿第一方向在第二板上线性移置，该第二板又可相对于机架沿第二方向线性移置，所述第一方向水平延伸而所述第二方向相对于机器的纵向轴线竖直延伸。然而，实践经验已表明已知的机器在操作期间经历很强的振动，并且整个机器产生相当大的摇动，这在各个已生产的弯曲线部件处导致令人非常不满意的振动，从而不利地分别影响了整个卷绕或缠绕过程。

发明内容

基于上述内容，本发明的目的是提出一种上述类型的线材成形机器，从而，在保持简单构造的同时，可以实现机器的特别低振动的操作，允许实现高操作性能。

根据本发明，此目的可通过上述类型的线材成形机器实现，其中：工具板和第二板的两个移置方向分别以与机器竖直法向轴线成大约45°的倾角延伸。

非常令人惊奇地是，根据本发明的线材成形机器导致极低的振动操作，允许实现特别高的生产速度和很好的精度，而没有出现损害机器输出的干扰机器的振动。这可能由于如下事实：两个可移置板的移置轴线是根据本发明定向的，相比于两个移置轴线的竖直/水平定向的情形，任一板的横向移置幅度通常较小。

在本发明中，因为仅需要安装每种情况下所需的工具，所以工具板的移动质量相对小。由于工具的任意布置都是可能的，所以工具可被如此安装以使得工具板的移置路线减小到最小。

特别优选地，在根据本发明的线材成形机器中，安装到工具板的所有工具的纵向轴线分别被设置成与机器的竖直法向轴线成锐角，尤其优选为30°或45°角，由此可实现力到地面的特别有利的传输，具体地这施加45°角的冲击。

特别优选地，如果各自的移动是作为线性运动实现的，则将工具板和第二板分别设置在两个平行的线性导向杆上。

根据本发明，工具板和第二板有利地以2D十字工作台的形式安装。

此外，特别值得推荐的是，如果用于移置工具板的传动机构也安装在第二板上，这将使得所述传动机构总是相对于机架沿着第二板的移动方向而移动，并且通过将所述传动机构传动连接到工具板可容易地实现第二板的移动在工具板移动上的叠加。

还提供了本发明的另一有利实施例，其中：工具板和第二板代表3D十字工作台的部件，因此也可沿与线材的方向平行的方向结合地移动，实现所有工具的三维进给运动。

在本发明的另一优选实施例中，其上安装有工具的工具板也可绕垂直于线材进给方向的轴线旋转，从而工具在操作位置中不再竖直地与线材接触，这在某些情况中是理想的。

在特定的应用情形中，还可能有利的是，将工具安装在工具板上以便可垂直于所述板单独调整。为此，各自的工具架可设有相应的调整装置，能够实现最佳对准，如果可能的话，在个别情形中利用线材导向器。

在特定的应用情形中，还有利的是，工具板上的工具设有附加的旋转传动机构，例如在包括车床心轴的车床工具中，那么该旋转传动机构将允许同样在操作位置中执行旋转运动。

特别优选地，进一步设想，在工具板和第二板相对于彼此的每个位置中，工具板中的凹槽完全设置在由第二板的凹槽限定的区域中。

有利地，将板盖设置在工具板的凹槽中，由此以绕所述凹槽的边缘周向扩展，该板盖覆盖工具板和机架之间的间隙，从而没有部件、指状物等能够进入板之间。优选此板盖在四个点处，例如在凹槽的四个角处，螺纹连接到工具板。

两个可移动板被设置成彼此相对，并相对于机架的正面板，从而工具板与第二板之间的间隙以及第二板与机架的前壁之间的间隙分别具有从0.8至1.3mm范围内变化的间隙宽度，并优选为1mm的间隙宽度。这可通过如下方式而容易地实现：提供两个可移动板使得它们不是“实心板”，而是包括凹槽和凹处，线性导向器的每一个和在它们之上工作的导向滚轮嵌入指定的板中至这样的程度，即最终达到期望的狭窄间隙宽度。

第二板中的凹槽优选具有大致矩形的形状，特别优选为正方形形状，由于对称和重量的原因这是有利的。

进一步特别有利的是，如果设置为切割刀的工具不支撑在工具板上，而是通过支撑臂支撑在机架上，那么非常大的切割力将不再经由工具板、其在第二板上的支撑以及第二板的支撑而传输到机架，而是直接引入机架中。这种方法也额外地有助于根据本发明的机器的平稳低振动操作，并有助于减小用于两个可移动板的驱动力。

由于其相对简单的构造，根据本发明的线材成形机器将导致相当低的成本，同时与许多现有机器相比具有相当可观的成本降低。这可通过机器的简化以及由此可能的传动轴数量的减少而实现，同时不必承受性能的较大降低。

附图说明

基本上通过实例，参照附图将对本发明进行更详细地说明，其中：

图1显示了根据本发明的支架弹簧机器形式的线材成形机器的正透视图；

图2显示了图1的支架弹簧机器的工作区的放大透视图，但在此情形中，其处于从右上方观看的斜角正视图中，处于用于弯曲的操作位置；

图3显示了与图2相对应的放大的斜角透视图，但是处于用于卷绕的操作位置，以及

图4显示了与图2和图3相对应的图1的机器的放大透视图，但此时处于切割前不久的操作位置。

具体实施方式

图1显示了自支架弹簧机器1形式的线材成形机器的正面(上左)的斜角透视图，所述机器1包括线材进给器(在图中是隐藏的)、矫直装置(图中未示)以及线材导向器2。线材进给器、矫直装置以及线材导向器2都可绕供给线材3的纵向轴线旋转。这些模块实际上是已知的：轿直装置包括矫直辊，所述矫直辊安装在不同的平面中，通过适当的传送，分别消除线材3中的内部应力，并从而消除任何弯曲或产生其定向尽可能直的线。线材进给器包括几个驱动轧辊对，该轧辊对的转动导致线材3夹在它们之间，从而通过线材导向器2将线传送到机器的工作区中。

支架弹簧机器1总体包括机架4，其在图1中仅非常基本地示出，其正面设有正面机器壁5(面板壁)。

2D十字工作台6安装到正面机器壁5，所述十字工作台正面设有工具板7，其滑动支撑在作为底板的第二板8上。两个平行的第一线性导向器9安装在底板8上，沿着线性导向器9，工具板7可沿方向x在底板8上移置，该方向x相对于支架弹簧机器1的竖直法向轴线H-H倾斜45°角(在图1中，从右下到左上地倾斜)。为了相对于底板8在第一线性导向器9上移置工具板7，设置主轴传动机构10并将其安装到底板8的延伸臂11，从而工具板7可沿线性导向器9在其上移动，同时在底板8的每次移动时，保持工具板7的位置。

正面机器壁5还具有两个安装到其上的平行的第二线性导向器12，底板8可相对于正面机器壁5(从而相对于机架4)沿方向y在第二线性导向器12上移置，该方向y垂直于工具板7的移置方向x，并以相对于支架弹簧机器的竖直法向轴线H-H的45°角而延伸(在图1中，从左下到右上)。

还设置可安装到正面机器壁5的主轴传动机构13，用于在线性导向器12上移置底板8。

工具板7和第二板或底板8分别在各自中心设置有绕线材导向器2扩展的凹槽14，如图1中所示。板7和8中的凹槽14均为带有斜切割角的正方形形状，并且彼此叠置在2D十字工作台6的初始非操作位置中且形成结合开口区，通过该开口区，供给线材3可无阻碍地经由线材导向器2传送到机器1的工作区中。

如从图1(或者从其它附图)中显而易见的，几个不同的工具分布在工具板7中的凹槽14周围，诸如包括可旋转弯曲头16的弯曲机15、此外包括卷绕指17，几个卷绕槽可设置在所述卷绕指17上、最后还包括刀具18。当然，此处可设置更多或更少的工具。所述工具的每一个固定到工具板7，使得它不能沿进给运动的方向朝向线材导向器2而运动。

如需要，每个工具可另外设置有传动机构；图1仅示出了这样一个用于使弯曲机15的弯曲头16旋转的另外的传动机构19。

包括多种多样的孔的栅格20设置在工具板7上，以便使待安装到其上的工具能够容易地安装。

图2至图4的放大正面透视图使处于不同操作位置的十字工作台6上的局部状态看起来很清楚：

首先，如从图2中显而易见的，例如，所用的工具包括适配于孔栅格20的并能够通过螺丝钉22螺纹连接到孔栅格20的工具架21。

孔栅格20绕凹槽14的整个周缘扩展，允许工具根据需要而定位在此栅格中。

工具架21还可设有例如调整装置23，各个工具沿线材3的纵向方向的位置可通过该调整装置23调整，以便实现最佳对准，如有可能的话，可以利用线材导向器2。

现在，所描述的支架弹簧机器1如下运转：

通过线材进给器(在图中是隐藏的)从后面传送线材3，通过线材导向器2到达前面并进入机器1的工作区中，在这里，通过工具15、17和18分别对线材3进行顺序加工和/或成形。

为了相对于所用的工具15、17和18最优地定位线材导向器2，线材导向器2可绕线材3的纵向轴线旋转。

可通过启动2D十字工作台6的传动机构10和13来使各自所需的工具与线材3接合。

图2显示了这样的状态，其中工具板7的移置(工具板7的移置运动总体上由其相对于底板8的移置与底板8相对于正面机器壁5的移置的叠加所引起)导致弯曲机15的弯曲头16靠近线材导向器2的出口并与线材3接合。然后，启动另外的用于弯曲机15的弯曲头16(用于弯曲操作)的传动机构19或者启动线材进给器(用于卷绕)。

以这种方式，通过2D十字工作台6的工具板7的适当移置运动，所安装工具中的不同工具可依序移动到各自指定的操作位置，并且因此，也可按需要对线材3执行一系列的不同加工操作。

作为最后的操作，刀具18靠近线材3并移动使得它在线材导向器2处剪断线材3。

现在，图2至图4显示了不同的操作步骤：

在图2中，弯曲机已靠近线材3，并导致被连续传送的线材3弯曲成相应的形状。

图3显示了这样的位置，其中卷绕指17已移动到其操作位置，并且使得被供给的线材3被卷绕。

最后，图4显示了这样的位置，其中刀具18已恰好靠近线材导向器2，并且刀具18的移置运动继续，直到最后在线材导向器2处将线材3剪断。

安装到工具板7的所有工具15、17和18通过2D十字工作台6的两个传动机构10和13结合地移置，不需要它们自己的独立传动机构来将它们移动到其操作位置。

然而，如果需要任何进一步的自由度，可将另外的传动机构安装到这些工具上，同样没有任何问题。

为生产简单的弹簧，其中仅实施卷绕以及随后的分离，例如，仅沿十字工作台6的移置轴线来移置工具板7和/或第二板6通常就足够了。

代替使用可旋转进给器，对于根据本发明的支架弹簧机器1而言，整个工具单元的旋转设计也是可能的。

代替2D十字工作台6，也可使用3D十字工作台以允许工具板7沿线传送方向的附加运动，从而允许安装到工具板7上的工具沿线传送方向的附加运动。

最后，还可想到的是，将整个工具单元(其上安装有工具的2D十字工作台)设计成可绕垂直于线材3的轴线而转动，在这种情况下，工具15、17、18将不再与线材3竖直接合。

即使移置轴线x、y相对于机器1的竖直法向轴线H-H倾斜稍小于或稍大于45°，例如40°或50°，也仍可导致整个机器的相对无振操作。

代替将刀具18安装到工具板7，也可将刀具18通过支撑臂(图中未示)直接支撑在底架4或其正面板5上，以便减缓2D十字工作台对相当大的切割力的引入和吸收。然而，在这种情况下，一方面，支撑臂本身必须可相对于机架移置，以便实施其用于切割线材3的进给运动。作为可选方法，支撑臂也可是固定的，并且包括其自己的进给传动机构的刀具18可通过该支撑臂承载。

为设置根据本发明的支架弹簧机器1，推荐将如下过程存储在机器控制器的软件中：

如果可能的话，为了允许用户实现支架弹簧机器1的最优设置，用户应经由操作软件的输入屏输入最期望的弹簧几何形状。在此输入的基础上，软件然后计算各自的理想工具位置，然后将其输出给用户，用于设置机器。在机器的设置之后，必须在软件生成实际生产程序之前由用户对所述位置进行确认或修改。提供工具位置的自动询问也是可以想象的。

然后，由中央处理控制设备在所限定的程序的基础上最终实现生产过程的控制。

Claims (15)

1.一种线材成形机器(1)，包括机架(4)、线材进给器和用于将被进给的线材(3)传输到所述机器(1)的工作区的线材导向器(2)，其中所述线材被一个或多个工具所加工和/或成形，为此目的，每个工具可通过进给运动从远离所述线材(3)的初始位置移动到位于所述线材(3)处的操作位置，并且所述工具布置在设置于所述机架(4)上的工具板(7)上并处于形成在所述板(7)中的凹槽(14)周围，所述线材(3)通过所述凹槽(14)进给到所述机器(1)的工作区，每个工具沿每个工具相对于所述工具板(7)的进给运动的方向进一步固定地连接到所述工具板(7)，并且至每个工具操作位置的所述进给运动仅通过所述工具板(7)的相应运动来实现，且所述工具板(7)安装在设有与所述工具板(7)的凹槽(14)相对应的凹槽(14)的第二板(8)上，所述工具板(7)可沿第一方向(x)在所述第二板(8)上移动且所述第二板(8)可沿垂直于所述第一方向(x)的第二方向(y)在所述机架(4)上移动，其特征在于，两个方向(x，y)分别具有均与所述线材成形机器(1)的竖直法向轴线(H-H)成45°的倾角。

2.根据权利要求1所述的线材成形机器，其特征在于，安装到所述工具板(7)的所有工具的纵向轴线也被布置成与所述机器(1)的竖直法向轴线(H-H)成45°角。

3.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，所述工具板(7)在安装于所述第二板(8)上的两个平行的第一线性导向杆(9)上可移动地被导向，并且所述第二板(8)在安装于正面机器壁(5)上的两个平行的第二线性导向杆(12)上可移动地被导向。

4.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，所述工具板(7)和所述第二板(8)形成2D十字工作台(6)。

5.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，用于移动所述工具板(7)的传动机构(10)也安装到所述第二板(8)。

6.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，安装到所述工具板(7)的工具可垂直于所述工具板(7)地调整。

7.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，所述工具板(7)上的工具设有附加旋转传动机构(19)。

8.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，所述工具板(7)和所述第二板(8)是3D十字工作台的部件，并且也可沿与所述线材的传送方向平行的方向一起移动。

9.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，所述工具板(7)还可绕垂直于线材进给方向的轴线枢转，所述工具板(7)包括安装到其上的所述工具。

10.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，在所述工具板(7)和所述第二板(8)相对于彼此的任意位置中，所述工具板(7)的凹槽(14)完全位于由所述第二板(8)的凹槽(14)所限定的区域中。

11.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，板盖安装在所述工具板(7)的凹槽(14)中，所述工具板(7)和所述机架(4)之间的空间通过所述板盖在周向上沿所述凹槽(14)的边缘被覆盖。

12.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，所述工具板(7)与所述第二板(8)之间的间隙以及所述第二板(8)与所述机架(4)之间的间隙的宽度分别仅处于从0.8到1.3mm的范围内。

13.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，所述第二板(8)中的凹槽(14)具有大致正方形形状。

14.根据权利要求1或2所述的线材成形机器，其特征在于，所述工具设置为切割刀并通过支撑臂支撑在所述机架(4)上。

15.根据权利要求1所述的线材成形机器，其特征在于，所述线材成形机器是一种弹簧弯曲或弹簧卷绕的机器。

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