CN103056213A - 在模具中热成形和切割板材并取出废料件的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对板材(300)进行热成形尤其是加压淬火的设备，该设备包括至少一个模具(100)，该模具具有至少两个可相对移动的模具部分(110、120)，被加热的板材可在这至少两个模具部分之间成形，所述模具还具有至少一个机械切割装置，通过该机械切割装置可在板材成形后在仍较热的状态中对该板材进行切边和/或冲孔。此外规定，所述设备包括至少一个可移动的抓具(200)，通过该抓具可在板材被切边和/或冲孔后自动地将至少一个仍较热的板边废料件(310、320)从模具(100)中取出，所述模具设计成，使得仍较热的板边废料件在切边和/或冲孔后进入能够被抓具工艺可靠地取出的定义位置。本发明还涉及一种可在所述设备上实施的、用于对板材进行热成形尤其是加压淬火的方法。

Description

在模具中热成形和切割板材并取出废料件的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种具有模具的、用于对板材进行热成形尤其是加压淬火并且随后切割成形板材的设备。

本发明还涉及一种用于所述设备的用来从模具中取出至少一个板边废料件的抓具。

本发明也涉及一种可在所述设备上实施的用于对板材进行热成形尤其是加压淬火并且随后切割成形板材的方法。

背景技术

用于热成形板材并且随后对之前成形的板材进行切割或分离的模具在现有技术中已知。与之相关地例如可参考DE 102008034996A1。在之前已知的模具中，从工件(或切割件)上分离出的通常仍较热的板边废料件由于重力作用而向下掉落，并且例如由位于成型挤压机下方的板边废料件容器(所谓废料容器)收集。由DE 102006026805A1已知一种用于热成形和切割的模具，其中，板边废料件同样通过重力作用经由设计在类似夹具的模具部分上的斜面或斜坡从模具中导出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供处理板边废料件的另一可能性，其消除或至少减少了现有技术所具有的缺点。

该技术问题按本发明通过一种用于对板材进行热成形尤其是加压淬火的设备、一种应用在按本发明的设备上的抓具(抓具装置)和一种用于通过按本发明的设备对板材进行热成形尤其是加压淬火的方法解决。之前和/或之后的阐述类似地适用于本发明的所有主题。

按本发明的设备和按本发明的方法也用于制造热成形的尤其是至少局部加压淬火以及被切边和/或冲孔的板材成型件。制造出的板材成型件已经成型并且被切边和/或冲孔。

按本发明的用于对板材进行热成形尤其是加压淬火的设备包括至少一个模具，该模具具有至少两个可相对移动的模具部分，被加热的板材能够在所述两个模具部分之间成形，所述模具还具有至少一个机械的切割装置，通过该切割装置能够基本上在板材成形后(也就是说在成形过程之后或成形过程结束时)在仍较热的状态中对该板材进行切边和/或冲孔。

板材成形视实施工艺而定理解为成型(直接热成形或加压淬火)或者形状校正(间接热成形或加压淬火)。机械切割装置理解为用于通过至少一个平移运动的切割元件(例如切削刃、切刀、冲孔凸模等)切割板材的装置，通过切割装置可以在板材或由板材构成的工件上实施分离操作。分离操作可以是以开放或封闭的切割线走向切割以产生外轮廓或者可以是以封闭的切割线走向冲孔以产生内轮廓(冲孔、凹槽等)，其中会产生至少一块板边废料件。之后的阐述部分涉及一块单独的板边废料件，但不局限于此。

在此规定，按本发明的设备还包括至少一个可移动的抓具，通过该抓具可以在板材被切边和/或冲孔后自动地将至少一个仍较热的板边废料件从模具中取出，其中，所述模具设计成，使得仍较热的板边废料件在切边和/或冲孔后进入能够被抓具工艺可靠地取出的定义位置(转递位置)。

可移动的抓具理解为借助机器人、进给器等运动的抓取装置，其上设置有单独的或多个抓取元件，通过所述抓取元件可以有针对性地抓取板材(板边废料件或板材成型件)并且随后再有针对性地放置或投置。抓取元件在此与板材形成能实现提升和移动的摩擦配合连接。

对至少一个板边废料件的抓取优选在模具打开时进行，为此，模具各部分在板材成形后或成形过程后或在板材被切边和/或冲孔后或切割过程后彼此远离地移动，使得抓具可以进入打开的模具中。仍较热的板边废料件最晚在被抓取时需要位于定义位置中，其中，存在位置公差是完全可以的。可以直接在切割过程之后，或者稍晚些，例如在模具打开时才将板边废料件置于定义位置。所述定义位置优选位于模具中或者也可紧邻模具(例如在挤压台上)。

本发明因此规定了至少一个可移动的抓具，其抓取至少一个仍较热的板边废料件并且将其从模具或挤压腔中取出。由此，本发明开辟了一条与由现有技术已知的方案完全不同的路径(在这些方案中，仍较热的板边废料件通过重力作用从模具或从挤压腔中导出，其中该板边废料件，尤其是较大的板边废料件经常会导致故障，因为板边废料件会绞在一起)。此外，需要在模具和/或成型挤压机上设置相应的装置(例如废料竖井和废料容器)，然而这些装置经常由于空间原因而不能被安装。通过抓具也可以取出难接近的板边废料件，这些板边废料件在其它情况下，例如由于置入模芯等而不能自动地从模具中导出。此处尤其涉及在以封闭轮廓切割时产生的板边废料件。

优选规定，按本发明的设备的模具具有至少一个用于冷却板材的冷却装置。这种冷却装置可以例如由多条冷却通道构成，通过这些冷却通道可主动冷却模具作用面，以便由此能够尤其在待达到的淬火效果方面对热板材进行有针对性的冷却。在这种情况下特别优选地规定，切割装置设计用于在板材被切边和/或冲孔时将至少一个未冷却的板区域与冷却过的板区域分开。未冷却的板区域例如是指外侧边缘和/或加工余量，其在分离后作为未冷却的并且因此仍较热的板边废料件产生。

此外优选规定，模具的至少一个切割装置设计为，使得板材可以在基本上垂直于工作方向(挤压作用方向)延伸的区域内被切边和/或冲孔。同样优选规定，模具的至少一个切割装置具有滑块或分离滑块，通过其可在相对于工作方向陡峭的区域内对所述板材进行切边和/或冲孔。相对于工作方向陡峭地延伸的区域尤其理解为(在模具中)相对于工作方向基本上以0°至60°，优选为0°至40°并且尤其是约5°至15°的角度延伸的板材区段。

为了定位板边废料件，模具可以具有至少一个预设的带有止挡(例如形式为一个或多个止挡销)的运动面或运动轨道，板边废料件直接在切割过程之后或者在打开模具时可以在运动面或运动轨道上滑动并且在止挡处进入定义位置。板边废料件在运动面上的运动例如可通过推进器进行。然而，运动面设计为滑坡式或斜面状，使得板边废料件可以由于重力作用而向止挡滑行或滑落。

为了定位板边废料件，模具也可以具有至少一个带有收集装置(例如止挡面或收集盘)的(用于板边废料件的)下降部段或沉落部段。

优选规定，按本发明的设备的抓具具有至少一个耐热的抓取元件，通过该抓取元件能够从所述定义位置抓取所述仍较热的板边废料件。在此尤其是指电磁抓取元件或者气动操控或控制的磁性抓取元件(其具有例如吸引板材的永久磁体，其中通过机械地按压板材使其与永久磁体分开来实现松脱)。然而，耐热的抓取元件也可以是夹式抓取元件或抽吸式抓取元件，只要材料具有耐热的性质即可。

特别优选地规定，抓具还设计用于同时取出至少一个被切边和/或冲孔的板材成型件。由此可以用唯一的抓具既抓取至少一个板材成型件，又抓取在切边和/或冲孔时产生的至少一个板边废料件，并且将上述部分从模具或挤压腔中取出。抓具为此只需进入打开的模具一次。

在此特别有利的是，抓具具有用于抓取仍较热的板边废料件的带有一些第一抓取元件(即带有至少一个第一抓取元件)的第一抓取装置和用于抓取已经冷却的板材成型件的带有一些第二抓取元件(即带有至少一个第二抓取元件)的第二抓取装置。尤其规定可彼此独立地操作或控制所述两个抓取装置，使得板边废料件可以与板材成型件分开地被抓取并且投置或放置。第一抓取元件例如可以是如上所述耐热的抓取元件。第二抓取元件例如可以是传统的抽吸式抓具。

按本发明的方法至少包括以下步骤：

-提供按照本发明的设备；

-将被加热的板材放入尤其是自动放入打开的模具中并且关闭所述模具；

-使被加热的板材成形并且必要时对其进行加压淬火，接下来在模具中对板材进行切边和/或冲孔；

-打开模具并且借助抓具自动地抓取至少一个仍较热的板边废料件。

按本发明的方法的设计方案和扩展设计可类似于之前和/或之后的阐述得出。按本发明的方法可以具有在此未详细阐述的其它步骤、分步骤和/或中间步骤。

附图说明

本发明的其它特征和优点由附图和以下的说明得出并且不限于此。在示例性附图中示出的和/或在以下阐述的特征与所示或所述的特征组合方式无关地同时也是本发明的公共特征。在附图中：

图1以示意性剖视图示出按本发明的用于加压淬火和切割板材的设备；

图2以示意性剖视图示出用于图1中设备的另一模具。

具体实施方式

图1示出用于加压淬火和切割板材或用于制造加压淬火且被切割的板材成型件的设备。所述设备包括整体用100表示的加压淬火模具(其中热成形模具可以基本上相同地构造)，所述模具装入未示出的成型挤压机内，所述设备还包括整体用200表示的抓具。

抓具200具有抓臂210，该抓臂210带有固定在其上并且与模具100适配的抓具十字叉220，多个抓取元件230和240设置在抓具十字叉(Greiferspinne)上。抓具200并且尤其是抓具十字叉220也可以构造得不同。

模具100具有第一下部模具部分110，其带有用于造型的凸模111和夹具112。113表示集成在凸模111中的有冷却介质流过的冷却通道。模具100还具有只示意性示出的上部第二模具部分120，该上部第二模具部分可以借助成型挤压机沿用D表示的工作方向相对于下部模具部分110移动。

在模具部分110和120之间，可以按本身已知的方式成形并且加压淬火被加热的板材300。根据方法导向，板材300的成形理解为成型或形状校正。所示的模具100还具有多个未详细示出的机械切割装置，通过该切割装置能够基本上在成形后(也就是说在成形过程之后或成形过程结束时)在仍较热的状态中对板材300进行切边和/或必要时还进行冲孔。所述切割装置例如具有对应的可确定地按本身已知的方式剪切板材的切削刃、切刀等。设置在上部模具部分120内的滑块用125表示，通过该滑块可在按照上述定义陡峭的区域内对板材300进行切边和/或必要时进行冲孔。

图1的视图示出了完成的加压淬火和切割过程，模具100又处于打开状态。成形为板材成型件301并且外轮廓被切边的板材300位于凸模111上。用310和320表示在切割过程中产生或掉落的板边废料件。板材300的板厚例如可以为0.5mm至2.0mm。

板材成型件301和板边废料件310和320共同被抓具200同时从模具100中取出。为此，在模具100打开时，借助机器人或进给器运动的抓具200首先移动到模具部分110和120之间，接着如所示的那样下沉，以便抓取板材成型件301和板边废料件310和320，这在下面还要详细阐述。为了使抓具200能够工艺可靠地抓取板边废料件310和320并且将其从模具100中取出，板边废料件需要在切割过程后被置于定义位置上。

在为工件或板材300切边时在陡峭区域(相对于工作方向D陡峭的区域)产生的板边废料件310在切割后由于重力作用而经由下部模具部分110上的滑坡式运动面115(例如设计在凸模111上)向止挡116(例如可以是一个或多个止挡销)滑落并且以此方式处于模具100内部的所示定义位置上。因此模具100设计为，使得在切边时产生于陡峭区域内的板边废料件310被置于定义位置，板边废料件310从该定义位置上可由抓具200工艺可靠地取出。

在为工件或板材300切边时产生于基本上水平的区域(垂直于工作方向D的区域)内并且位于夹具112上的板边废料件320在模具100打开时夹具112向上(与工作方向D相反地)垂直移动被置于模具100内部的所示定义位置上。

例如加热到超过900℃并且在被加热状态下放入模具100中的板材300(其中视实施工艺而定可以指的是平的或者已经冷预成形的板材)只在冷却通道113的区域内被冷却并且相应地淬火(在上部模具部分120中也可以存在冷却通道)。因此在图1所示的模具100中，切边时的切割导引以有利的方式在被冷却的区域之外进行，其中，位于外部的未冷却板材区域与位于内部的冷却板材区域分开并且形成板边废料件。然而这意味着板边废料件310和320在被抓取和取出时还是热的，而板材成型件301已经冷却了。

为了能够共同地同时取出冷却的板材成型件301和例如仍有400℃并且部分仍高达650℃的热板边废料件310和320，抓具200装备有至少两个可单独控制的抓取装置。第一抓取装置设置用于抓取板边废料件310和320并且包括多个耐热的第一抓取元件230，其中，该抓取元件例如可以是指如上所述的电磁抓取元件、气动控制的磁性抓取元件或夹式抓取元件。板边废料件310和320可能受到的表面损伤是无关紧要的。第二抓取装置设置用于抓取加压淬火且被切边的板材成型件301并且包括多个第二抓取元件，其中，该抓取元件例如可以是指传统的抽吸式抓具。可能设置的可使板材成型件301从凸模111上松脱的部件起模器没有示出。

在抓取板材成型件301和板边废料件310和320后，抓具200从模具100中移出。接着将抓具十字叉220定位在废料槽、废料容器等上方并且通过使第一抓取元件230松脱(例如通过使附属的电路或气动回路解锁)而投下板边废料件310和320。接着将抓具十字叉220移动到运输容器等上方，加压淬火且被切边的板材成型件301可以尤其是被分类地放置在运输容器中，这通过使第二抓取元件240松脱来实现。备选地，板材成型件301也可以被转运到接下来的加工站处，其中，该转运可以按板材成型件301的确定定向进行。所述放置或投置过程也可以按相反的顺序进行。

图2示出另一模具100a的下部模具部分110a。与图1所示的模具100不同的是，在此设置有下降部段117a，如所示的那样，热板边废料件310a沿着该下降部段在切割后通过重力作用基本上垂直向下掉落并且最后位置准确地处于基本上水平定向的平的收集装置118a上。从该模具100a内部的定义位置上，板边废料件310a可以与板边废料件320a和板材成型件301a一起如上所述地由抓具工艺可靠地抓取并且从模具100a中取出。位置适配器用119a表示。设计在凸模111a上的切削刃用114a表示，其为了进行分离操作而与设置在上部模具部分上的切削刃(其中该切削刃尤其设计在滑块上，如图1所示)共同作用，以便基本上在成形后沿定义的切割线剪切板材300a。

附图标记清单

100模具(加压淬火模具)

110下部模具部分

111凸模

112夹具或支顶器

113冷却通道

114切削刃

115滑坡式运动面

116止挡

117下降部段

118收集装置

119位置适配器

120上部模具部分

125滑块

200抓具

220抓具十字叉或抓具网架

230第一抓取元件

240第二抓取元件

300板材

301板材成型件

310板边废料件

320板边废料件

Claims (10)

1.一种用于对板材(300)进行热成形尤其是加压淬火的设备，该设备包括至少一个模具(100)，该模具具有至少两个可相对移动的模具部分(110、120)，被加热的板材(300)能够在所述至少两个模具部分之间成形，所述模具还具有至少一个机械的切割装置，通过该切割装置能够在板材(300)成形后在仍较热的状态中对该板材进行切边和/或冲孔，其特征在于，所述设备还包括至少一个可移动的抓具(200)，通过该抓具可以在所述板材(300)被切边和/或冲孔后自动地将至少一个仍较热的板边废料件(310、320)从模具(100)中取出，其中，所述模具(100)设计成，使得所述仍较热的板边废料件(310、320)在所述切边和/或冲孔后进入能够被所述抓具(200)工艺可靠地取出的定义位置。

2.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述模具(100)具有至少一个用于冷却所述板材(300)的冷却装置(113)，并且所述切割装置设计成，使得在对所述板材(300)进行切边和/或冲孔时将至少一个未冷却的板区域与冷却过的板区域分割开。

3.按权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述模具(100)的切割装置具有滑块(125)，通过该滑块可对所述板材(300)在其陡峭或大坡度的区段内进行切边和/或冲孔。

4.按前述权利要求之一并且尤其是权利要求3所述的设备，其特征在于，所述模具(100)为了定位所述板边废料件(310)而具有带有止挡(116)的滑坡式运动面(115)。

5.按前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述模具(100a)为了定位所述板边废料件(310a)而具有带有收集装置(118a)的下降部段(117a)。

6.按前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述抓具(200)具有至少一个耐热的抓取元件(230)，通过该耐热的抓取元件(230)能够从所述定义位置抓取所述仍较热的板边废料件(310、320)。

7.按前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述抓具(200)还设计用于同时取出至少一个被切边和/或冲孔的板材成型件(301)。

8.按权利要求7所述的设备，其特征在于，所述抓具(200)具有用于抓取所述板边废料件(310、320)的带有第一抓取元件(230)的第一抓取装置和用于抓取所述板材成型件(301)的带有第二抓取元件(240)的第二抓取装置，其中，能够彼此独立地操作所述两个抓取装置。

9.一种应用在按前述权利要求之一所述的设备中的抓具(200)，其中，所述抓具(200)按照前述权利要求1至8中至少一项的特征设计。

10.一种用于对板材(300)进行热成形尤其是加压淬火的方法，其特征在于以下步骤：

-提供按照前述权利要求1至8之一所述的设备；

-将被加热的板材(300)放入打开的模具(100)中并且关闭所述模具(100)；

-使被加热的板材(300)成形并且必要时对其进行加压淬火，接下来在所述模具(100)中对所述板材(300)进行切边和/或冲孔；

-打开所述模具(100)并且借助抓具(200)自动地抓取至少一个仍较热的板边废料件。

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