CN103097050A - 用于操纵长形工件的夹持装置的夹头，用于使长形工件进出加工机器的输入和输出设备以及用于矫直长形工件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于夹持装置的夹头，所述夹持装置用于尤其在所述长形工件的端部区域处操纵水平设置的长形工件（W）。为了能够简化操纵，尤其是长形工件在尤其也能够包括用于长形工件的矫直机的生产线和/或加工线中的输入和输出以及必要时还有转向的操纵，并且尤其还为了能够将矫直装置集成到连续的流水线制造中，提出一种具有两个能彼此独立调节的夹爪（18A，18B）的夹头（8；8A，8B）。此外，提出一种用于使长形工件（W）进出例如是矫直机的加工机器的输入和输出设备，其中位于加工位置中的长形工件（W）限定加工路径（WP），并且长形工件在其两个端部上各由一个夹持装置（2A、2B）承载。在加工路径（WP）的直的延长部（EPA，EPB）中，用于长形工件（W）的水平输送机构（3）连接于加工路径（WP）的至少一个端头（WPA，WPB）。夹持装置（2A，2B）中的至少一个具有夹头（8A，8B），所述夹头用于力配合地夹持由水平输送机构输送过来的工件（W）的端部（WA，WB）；以及具有驱动机构，所述驱动机构用于借助于夹头将要矫直的工件（W）拉入到加工路径（WP）中并且用于将已矫直的工件推出到至少一个水平输送机构上。

Description

用于操纵长形工件的夹持装置的夹头,用于使长形工件进出加工机器的输入和输出设备以及用于矫直长形工件的方法

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的夹头；一种具有权利要求10或11的前序部分的特征的用于使长形工件进出加工机器的输入和输出设备以及一种具有权利要求12的前序部分的特征的用于矫直长形工件的方法。

背景技术

用于在加工机器中尤其是线性的、也就是说水平地或竖直地移动工件的方法和/或设备能够从DE 101 14 263 C1、DE 36 01 075 C1和DE 3834 546 A1中得到。

其中至少在多个在不同工件位置中的矫直步骤之间，将长形工件仅在其端部上竖直地支撑的矫直机从DE 101 44 135 C1中已知。为此，分别使用具有夹头的夹持装置，所述夹持装置也能够实现将工件围绕其纵轴线转动，并且所述夹持装置限定在矫直挤压机中的加工路径。矫直挤压机能够沿着仅在其端部上支撑的工件移动到相应期望的矫直位置中。为了夹持不同长度的工件，夹持装置沿着加工路径是间距可变的。原则上，待加工的工件能够借助于起吊装置装入夹持装置上的所述工件的支座中。通过使夹持装置具有枢转机构，能够简化矫直机的工作强度高的供料过程，其中所述枢转机构允许，能够夹持已经邻近于并且平行于加工路径放置的工件，并且能够以大约180度的枢转间距从输送位置横向于所述工件的纵向方向枢转到矫直机的加工路径中。现在常用的是借助于起重臂等等的径向输入。最后提到的作为本发明的出发点的矫直机由本申请人作为ASV-L结构系列大量销售。矫直过程自动地在整个工件长度上进行，并且具有高的精度。

发明内容

为了能够简化在尤其也能够包括用于长形工件的矫直机的生产线和/或加工线中的长形工件的操纵、尤其是输入和输出以及必要时还有其转向，并且尤其还为了能够将矫直装置（Richtanlage）集成到连续的流水线制造中，提出一种具有权利要求1的特征的夹头。因此提出，夹头具有两个能彼此独立调节的、能围绕夹头的转动中心转动的夹爪。夹头的转动中心位于夹头内部，并且理想地与工件的中点轴线重合。因此，此外可能的是，将在例如是辊道（Rollgang）的水平输送机构上的、在其纵向方向上输送进来的长形工件与其横截面无关地输入加工路径的直的延长部中。为此，夹头能够允许在此由水平输送机构输送过来的长形工件的端部区域被力配合地夹持住。此外，能够提出，将未矫直的工件借助于夹头和驱动机构拉入到加工路径中。为了将长形工件从矫直机中输出，夹头能够将已矫直的工件推出到加工路径的直的延长部中的相同的或相对置的水平输送机构上。与之相应地，实际地，夹持装置中的至少一个能够沿着整个加工路径连同由其夹头固定的长形工件沿着加工路径移动。夹头优选构造为内部穿通地敞开。所述夹头优选在周向侧上是闭合的。这允许了，在其整个长度上输送工件穿过夹头。优选地，这样选择夹头的布置方式和尺寸，使得所述夹头能够穿过压力机机架尤其沿着加工路径移动。

如已经在MAE的结构系列ASV-L中的已知的矫直机，用于工件端部的两个夹持装置是高度可变的，以便将工件在其不同的矫直位置中分别下降到矫直机的砧上。原则上，替代地，然而也能够为了支撑长形工件而保持将矫直砧升高，并且在矫直机沿着加工路径纵向移动期间的矫直步骤之间保持将矫直砧降低。如在DE 101 44 135 C1中和MAE的结构系列ASV-L中已经设计地，由两个夹持装置与工件长度无关地分别在端部上夹持、支撑工件，并且使所述工件围绕工件的纵向方向转动到每个期望的转动位置中。

本发明的主题也是在加工机器中的用于长形工件的输入和输出设备，以及根据权利要求10或11的用于连续流水线制造或加工长形工件的方法，它们分别是独立地具有发明性的意义的。

根据按照第一实施例的用于长形工件的输入和输出设备提出，能够通过用于使夹头水平运动的驱动机构来实现长形工件在加工路径内的水平运输，而替选的（根据权利要求11的）实施形式提出，在两个夹持装置之间设置有辊架（），所述辊架平行于夹持装置并且因此能够沿着加工路径移动。辊架具有水平支撑机构，如与辊道相符的辊子，所述水平支撑机构能够可选地移动到加工路径下，使得至少在使长形工件进出加工路径的输入和输出过程期间，所述水平支撑机构支撑所述长形工件。在用于长形工件的加工步骤期间，水平支撑机构能够横向于加工路径移回到使所述水平支撑机构不阻碍加工机器的位置中。工件的推进运动能够通过在辊子上的旋转驱动器或替选地再通过夹头来实现。

从权利要求3、4、5和8中得到一种夹头，其也可以操纵具有非圆形的横截面的长形工件以及能够实现所述长形工件的自动矫直，并且同样独立地具有发明性的意义。所述设备适用于加工不同长度的工件，其中长度差能够在3m和40m之间，尤其能够在4m和30m之间。

前述的以及要求的和在实施例中描述的根据本发明地使用的构件在其大小、造型、材料选择和技术方案方面不受特别的例外条件的限制，以至于能够不受限地使用在应用领域中已知的选择标准。

本发明的主题的其他细节、特征和优点由从属权利要求中得到，以及由相应的附图和图表的接下来的描述中得到，所述附图和图表示例地示出矫直机的实施例、输入和输出装置以及夹头。权利要求的或实施形式的各个特征也能够与其他权利要求的和实施形式的其他特征进行组合。

附图说明

在附图中示出：

图1示出不具有工件的矫直机的侧视图；

图2A/B示出在输送位置中（图2A）和在工件夹紧位置中（图2B）的同一矫直机；

图3A-E示出在矫直位置中具有工件的同一矫直机：在第二夹头闭合之前（图3A），两个夹头闭合时（图3B），第二夹头打开时（图3C）以及俯视图（图3D）和在输出长形工件期间（图3E）的矫直机；

图4A-E示出作为序列的用于长形工件的加工台的替选的实施形式的俯视图；

图5示出用于根据图1至4的矫直机的可选的夹持装置；

图6示出用于线性加工长形工件的替选的夹持装置；

图7A-C示出根据图6的夹持装置的用于加工不同横截面形状的长形工件的夹头的端面视图；

图8示出矫直机的替选的结构类型（O形）的示意性端面视图；以及

图9示出在侧面上敞开的矫直机（C形）的非常简化的、示意性俯视图。

具体实施方式

如在图1中清楚可见地，整体用100标记的矫直机包括能水平地沿着导轨4、4A、4B移动的压力机机架1，所述压力机机架具有竖直作用的矫直头1A和间距可变的竖直作用的矫直砧1B、1C。如压力机机架1，两个夹持装置2A、2B能够沿着机器底座5的导轨4、4B用电机驱动地纵向移动。替选地，能够提出，压力机机架1固定地设置，这在附图中没有示出。

夹持装置2A和2B结合矫直头1A和矫直砧1B和1C一起来限定虚线示出的加工路径WP，所述加工路径与为加工而被夹紧的工件W重合（图3A-C）。与之相应地，由矫直头1A和矫直砧1B、1C限定的加工区是加工路径WP的子路段。由于压力机机架1的沿着加工路径WP和与其平行的导轨4、4A、4B的可运动性，矫直区能够沿着加工路径相应地移位。加工路径WP（根据定义）也完全地或部分地穿过设置在夹持装置2A和2B上的和此外在下面还要更详细描述的夹头8A、8B，所述夹头用于支撑和旋转驱动水平设置的工件W。因此，加工路径WP至少与能在矫直机中加工的尽可能长的工件W连同夹头的长度同样长。

为了矫直直接存在于工件端部上的变形，当然也能够将矫直机移出超过夹头，并且能够将一个/多个矫直砧移到从夹头伸出的工件端部下方。

在加工路径WP的左侧的和右侧的延长部EPA和EPB中，在加工路径WP的至少一个端头WPA和/或WPB处各有一个水平输送机构3延伸，如特别是从图1至4中可见的，例如作为辊道3A、3B。同样地，水平输送机构3也能够仅在两个延长部EPA或EPB中的一个中延伸（未示出）。

在夹持装置2A、2B的图2A/B中示出的基本位置中，夹头8A、8B的夹持区以夹头的中心、尤其是以夹头的转动中心大概位于工件W的中心。由于例如能够通过夹头的高度可变性来实现的夹持装置的高度可变性，夹头相应于工件W的厚度在其高度上进行调节或预调节，进而夹头相对于辊道3A、3B匹配于工件中心的高度。原则上，水平输送机构3也能够在其高度方面被匹配。如从图2A/B中可见地，当沿加工路径WP推进时，工件W被移出超过辊道3A的端部，以至于所述工件相对于辊道伸出。在此，右侧的工件端部穿过在附图中左侧的夹持装置2A的夹头8A推进到在右侧的夹持装置2B中的夹头8B的夹持区中。接着，第二夹头8B的夹持机构或夹紧机构相对于工件W的包括右侧的工件端部WB的端部区移动过来，并且与所述端部区夹紧。然后夹头8B连同工件W借助于右侧的夹持装置2B沿着加工路径WP向右移动。为此，设置有适合的驱动器。在此期间，左侧的夹持装置2A的夹持机构保持为打开的，以至于能够将工件或多或少不受阻碍地引导穿过左侧的夹持装置2A。

从图3A中可见地，夹头8B与工件W处于力配合的连接，并且已经沿着导轨4B向右移动如工件长度所需的那样远，以便在其左侧的端部区（WA）上随后同样能够由夹头8A夹紧，如在图3B中关于矫直过程所示出的。夹头8A/8B能够围绕工件纵轴线转动，以至于能够以通常的方式测量和矫直工件。为此，压力机机架1沿着加工路径WP移动，以便到达沿着工件的所有所需的矫直位置中。为了在加工工件W结束后必需地将工件W从加工路径WP中推出，能够将工件W推回到在图2A/B中示出的原始位置中，或在相反的方向上推进到相对置的辊道3B上，如在图3C中示出地。为此，当夹头8A闭合并且夹头8B打开时，相应的夹持装置使（在实施例中左侧的）夹头沿着加工路径WP向右移动。

为了借助于夹头避开压力机机架1的有阻碍的轮廓例如矫直砧或矫直头，可能需要的是，将工件W，例如沿着竖直的方向箭头45，升高和/或降低。替选地或附加地，砧1B、1C和/或矫直头1A尤其也能够在竖直方向上运动，使得能够将工件W输送进来或输送出去，或能够使至少一个夹头穿过移动。

尤其是根据图3A至3C的矫直机的俯视图由图3D中可见。为了例如在将工件W输送进来或输送出去或者定位以及定心时能够避开具有例如是矫直头1A和/或矫直砧1B、1C的组件的压力机机架1的轮廓，有利的是，夹头8A、8B以及夹持装置2A、2B能够在根据方向箭头40的水平方向上横向于加工路径WP运动。夹头8A、8B以及夹持装置2A、2B的在所有空间方向上的可运动性，尤其是在竖直方向上的（高度可调节性）、在轴向方向上的（WP）和/或在沿着方向箭头40的水平方向上的（例如根据图9）也就是说基本上垂直于导轨4A、4B的可运动性，以及围绕夹头8A、8B的转动中心旋转的可运动性也用于对在设备（100）中的工件W进行对于弯曲加工所需的定心。

根据图4A-4E的传送顺序说明在替选的实施形式中的长形工件的水平输送：图4A示出长形工件W的输入情况包括所述长形工件的长度测量。根据长度测量的结果，如在图4B中示出地，沿着导轨4B的在夹持装置2A/B之间放置的两个或多个辊架30的位置与工件长度相匹配。原则上，属于辊架30的水平支撑机构33也能够构造为支撑辊子，所述支撑辊子也使用于辊道3A/3B。从图4C中可见地，如当阻挡部20打开时，长形工件W由水平支撑机构33支撑地移动到夹头的夹持位置中。随后，水平支撑机构33从其在加工路径WP下方的位置移回到图4D中示出的位置中。接着，长形工件W的在不同加工位置中的加工例如借助于矫直机进行，而长形工件在其端部区域处由夹头8A和8B暂时地夹紧。从图4E中可见地，在实现长形工件的加工后，所述长形工件连同辊架（30）和夹持装置2A/2B能够整体地（在附图中向右）移动。在随后经由辊道3B运走时，能够经由再次移动到加工路径WP之下的水平支撑机构33实现工件支撑。还未加工的不同长度的和/或不同横截面的长形工件在所述示图中已经穿过辊道3A向前移动至阻挡部20，以用于下一加工循环。工件的推进运动能够通过在辊子上的旋转驱动器实现和/或再通过夹头实现。

如从图5中可见地，如在MAE的结构系列ASV-L中已经使用的、借助于辊子的三点定位能够用作夹头。然而，优选使用如在图6和7中示出的并且随后描述的新型夹头。

图6和7A-C示出根据两爪夹盘类型的夹头8。基本壳体11经由能竖直运动的引导水平器（Führungswaagen）12固定在由图1至4中已知的夹持装置2A、2B上，并且能够相对于所述引导水平器调节高度。基本壳体11具有大面积的用于使待加工的工件W穿过的中间空隙11A。在所述基本壳体的朝向加工路径WP的侧上，转动环13连接于基本壳体11，所述转动环承载能够在其周向方向上围绕转动中心D转动360°的转动头14。因为转动环在周向侧上包括基本上闭合的、环形的构件，然而在中间具有至少一个开口或可改变的通道，所以转动环13适合于工件W的至少逐段的穿引。在基本壳体11和转动头14之间的转动经由环绕的啮合部和传动马达（未示出）实现，其中转动头14能够相对于基本壳体11转动360°或也能够无尽地转动。转动头14侧向对齐并且在当前的和就此而言优选的情况下不中心对齐地接纳两个马达驱动的转轴15A、15B。两个转轴中的每个与两个彼此相对置的夹爪18A、18B中的一个连接，所述夹爪能够沿着导轨16A、16B并且借助于引导水平器17A、17B彼此独立地进行调节。导轨16A、16B能够设置在工件W的侧部之一上，或（如示出地）设置在不同的侧上。夹爪固定工件W，由于敞开的结构形式，所述工件能够在轴向方向上不碰撞地穿过夹盘移动以用于加载和卸载。借助于夹爪18A、18B，工件W能够以其假想的、应位于加工路径WP中的工件轴线从夹紧位置定心到加工位置中。此外，夹头的转动中心D（也即是说其转动轴线）与假想的或实际的工件轴线重合。具有前述类型的特征的夹头独立地具有发明性的意义。

如图7A-C中可见地，借助于一个和相同的夹爪对，能够夹紧圆形的、正方形的、矩形的，然而还有其他多边形的横截面形状的工件。在不手动干预的情况下，覆盖了大的夹紧区域，这样例如覆盖了在120mm至150mm的尺寸范围内的圆形的和正方形的棒，或直至120mm×600mm的尺寸范围的矩形的棒。上爪和下爪的可独立的调节性补偿不同的爪几何形状19A、19B（上面为棱柱形并且下面为笔直的）和工件横截面。具有前述类型的特征的夹爪独立地具有发明性的意义。

虽然在附图中示出分别具有两个彼此不同的夹爪的夹头；然而，代替两个，也能够使用三个或多个彼此不同的夹爪，而不脱离本发明的设想。

在圆棒的情况下，为了更好地定心，将棱柱形的爪向下转动。尤其有利的是自由的可转动性。这样，圆棒能够旋转地被测量，并且这样能够更好地排除形状误差。在圆棒上的圆跳误差矢量（Rundlauffehler-Vektoren）能够精确地向上定位，以至于矫直过程最优地进行。

具有封闭的机器机架120的矫直机100的端侧的和示意的视图能够从图8中得到。在机架120内设置有导轨4B，夹头8A、8B和/或夹持装置2A、2B能够沿着所述导轨移动。为了避开尤其砧1B、1C的和/或矫直头1A的轮廓，夹头8A、8B能够沿着方向箭头40、45竖直地，也就是说在高度方向上和/或水平地，也就是说基本上垂直于矫直头1A的作用线，在机架120内移动。

优选地侧面敞开的矫直机100的示意的并极大地简化的示图能够从图9得到，其中机器的机架在轮廓方面能够具有大致C形的构造。工件W的引入能够沿着加工路径WP进行。这相当于沿着虚线的路径。替选地，在工件沿着方向箭头40移动到加工位置中前，所述工件能够沿着根据在图9中的实线的路径首先平行于加工路径设置在压力机机架1之前（也就是说在C形机架的开口之前），使得其位置在所述水平运动后与加工路径WP相一致。这样能够避免夹头8A、8B与砧或矫直头碰撞。

附图标记列表

1          压力机机架

1A         矫直头

1B         矫直砧

1C         矫直砧

2A         夹持装置

2B         夹持装置

3          水平输送机构

3A         辊道

3B         辊道

4          导轨

4A/B       导轨

5          机器底座

8          夹头

8A         夹头

8B         夹头

11         基本壳体

11A        中间空隙

12         引导水平器

13         转动环

14         转动头

15A        转轴

15B        转轴

16A        导轨

16B        导轨

17A        引导水平器

17B        引导水平器

18A        夹爪

18B        夹爪

19A        棱柱形的爪几何形状

19B        笔直的爪几何形状

20         阻挡部

30         辊架

33         水平支撑机构

40         水平的方向箭头

45         竖直的方向箭头

100        矫直机

120        机器机架

D          转动中心

EPA        延长部

EPB        延长部

W          工件

WA         工件端部

WB         工件端部

WP         加工路径

WPA        加工路径的端头

WPB        加工路径的端头

Claims (12)

1.用于夹持装置的夹头，所述夹持装置至少用于通过转动水平设置的长形工件（W），尤其在所述长形工件的端部区域处进行操纵，

其特征在于，

所述夹头（8；8A，8B）具有两个能彼此独立调节的、能围绕所述夹头的转动中心（D）转动的夹爪（18A，18B）。

2.根据权利要求1所述的夹头，其特征在于，所述夹头（8；8A；8B）在侧向尤其是在不同的侧上具有延伸经过要夹紧的所述长形工件（W）的、用于所述夹爪（18A、18B）的导轨（16A，16B）。

3.根据权利要求1的前序部分所述的、尤其根据权利要求1或2所述的夹头，其特征在于，两个所述夹爪（18A，18B）的夹几何形状彼此不同。

4.根据权利要求1的前序部分所述的、尤其根据权利要求1至3之一所述的夹头，其特征在于，一个所述夹爪（18A）具有棱柱形的夹几何形状（19A），并且另一所述夹爪（18B）具有平坦的夹几何形状（19B）。

5.根据权利要求1的前序部分所述的、尤其根据权利要求1至4之一所述的夹头，其特征在于，承载所述夹爪（18A、18B）的转动头（14）经由内部空心的、尤其适用于至少使所述工件（W）逐段穿过的转动环（13）连接于内部空心的基本壳体（11）。

6.根据权利要求1至5之一所述的夹头，其特征在于，尤其借助于至少一个引导水平器（12），所述夹头（8；8A，8B）在用于所述长形工件（W）的端部（WA，WB）的夹持装置（2A，2B）处是能调节高度的。

7.根据权利要求1至6之一所述的夹头，其特征在于，所述夹头能够相对于至少一个水平输送机构（3）匹配于工件中心的高度，或者至少一个所述水平输送机构（3）能够相对于所述夹头匹配于工件中心的高度。

8.根据权利要求1的前序部分所述的、尤其是根据权利要求1至7之一所述的夹头，其特征在于，在加工步骤期间，所述夹头在所述长形工件（W）处能够跟随所夹持住的工件端部（WA，WB）不受阻碍地移动。

9.根据权利要求1至8之一所述的夹头，其特征在于，所述夹头具有驱动器，所述驱动器用于在夹紧工件的情况下移动至少一个夹头以便沿着用于所述长形工件（W）的加工机器的加工路径（WP）移动所述工件。

10.用于使长形工件（W）进出例如是矫直机的加工机器的输入和输出设备，其中位于加工位置中的所述长形工件（W）限定加工路径（WP），并且所述长形工件（W）在其两个端部处暂时地各由一个夹持装置（2A、2B）承载，尤其是借助于根据权利要求1至8之一所述的夹头来承载，

其特征在于，

在所述加工路径（WP）的直的延长部（EPA，EPB）中，用于所述长形工件（W）的水平输送机构（3）连接于所述加工路径（WP）的至少一个端头（WPA，WPB），并且所述夹持装置（2A，2B）中的至少一个具有：夹头（8A，8B），所述夹头用于力配合地夹持住由所述水平输送机构输送过来的所述工件（W）的端部区域；以及驱动机构，所述驱动机构用于尤其借助于所述夹头，将未矫直的工件（W）拉入到所述加工路径（WP）中并且将已矫直的工件推出到至少一个所述水平输送机构上。

11.用于使长形工件（W）进出例如是矫直机的加工机器的输入和输出设备，其中位于加工位置中的所述长形工件（W）限定加工路径（WP），并且所述长形工件（W）在其两个端部处暂时地各由一个夹持装置（2A、2B）承载，尤其是借助于根据权利要求1至9之一所述的夹头来承载，

其特征在于，

在所述加工路径（WP）的直的延长部（EPA，EPB）中，用于所述长形工件（W）的水平输送机构（3）连接于所述加工路径（WP）的至少一个端头（WPA，WPB），并且所述夹持装置（2A，2B）中的至少一个具有：夹头（8A，8B），所述夹头用于力配合地夹持住由所述水平输送机构输送过来的所述工件（W）的端部区域；以及设置在两个所述夹持装置（2A，2B）之间的、能与所述夹持装置平行地移动的辊架（30），所述辊架具有可选地能移动到所述加工路径（WP）下方的用于输入和输出所述长形工件（W）的水平支撑机构（33）。

12.用于借助于能沿着工件（W）移动的挤压单元来矫直长形工件的方法，其中在所述长形工件上的不同位置中进行的矫直步骤之间，将所述长形工件在其端部区域上由高度可变的和间距可变的、具有夹头的夹持装置支撑，并且必要时围绕水平的转动轴线转动所述长形工件，

其特征在于，

将所述长形工件借助于在加工路径的延长部中延伸的水平输送机构水平地移动至所述加工路径的起点或所述起点附近，

将所述长形工件推进穿过第一夹持装置的夹头，并且直至与其相邻的第二夹持装置，

由所述第二夹持装置的夹头在靠前的工件端部的区域中力配合地夹持住所述长形工件，

将所述长形工件借助于第二夹头沿着平行于所述加工路径设置的引导机构由相关联的夹持装置移入到所述加工路径中，并且

在加工结束后，借助于所述夹头中的一个将所述长形工件从所述加工路径中移出到在所述加工路径的直线的延长部中的输入的水平输送机构上或移出到与所述输入的水平输送机构相对置的输出的水平输送机构上。

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