CN104550532B - 金属卷材数控冲压变向送料方法及其装置 - Google Patents

金属卷材数控冲压变向送料方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属卷材数控冲压变向送料方法及其装置。该方法先通过横向输送辊组件将待加工金属卷材由横向固定承料台的一端输送至另一端，然后向上绕过T型转向导杆，变向90°输送至横向滑动承料台上，再通过纵向输送辊组件将其输送至冲床完成纵向送料；当需要待加工金属卷材相对于冲床横向送料时，由横向滑动承料台带动其作横向摆动完成。其装置主要由与冲床垂直布置的开卷机、与开卷机相对布置的横向固定承料台、设置在横向固定承料台上方的横向滑动承料台、横向和纵向输送辊组件、以及T型转向导杆等部件组成。具有有结构简单、工作稳定、操控精确的特性，可实现宽幅金属卷材在横向送料和纵向送料上无相互干扰的二维数控冲压加工。

Description

金属卷材数控冲压变向送料方法及其装置
技术领域
本发明涉及数控冲压加工中的送料技术，具体地指一种金属卷材数控冲压变向送料方法及其装置。
背景技术
金属材料的数控冲压工艺，是机械制造中广泛采用的加工手段之一。在传统的数控冲压工艺中，冲压原料多为板料。但近年来随着钢材市场的变化，已有大量的卷材进入冲压加工领域。传统的卷材冲压加工设备普遍采用的是将冲床与放料装置同轴直列摆放，冲床的进料方向与放料装置的放料方向一致。
目前，用于冲压加工的卷材根据其横向幅面规格分窄幅面和宽幅面两种：针对窄幅面卷材采用单方向一维冲压加工即可，针对宽幅面卷材则往往需要采用二维冲压加工。采用现有冲压设备进行二维冲压加工的方法通常是这样的：由放料装置的输送辊沿冲床纵向挤出送料，即冲床的进料方向与放料装置的放料方向相同，与冲床配套使用的横向工作台可相对于冲床横向平移，即横向工作台的移动方向垂直于冲床的进料方向，由此实现宽幅面卷材的二维冲压加工。但在此种情况下，由于放料方向与横向工作台的移动方向互相垂直，在实际冲压加工过程中时常出现纵横方向的干扰现象，非常影响冲压效率和加工质量。
为了避免纵横两个方向的运动相互干扰，本领域技术人员试图采用以下两种方式来解决：
其一，将放料装置安放在冲床及其配套使用的横向工作台较远处，使被加工的宽幅面卷材在纵向输送过程中始终处于超长下垂状态，利用卷材的柔性保证横向工作台的移动不与纵向放料方向干扰。但冲床和放料装置这样布局占地面积空间极大，对加工场地要求很高，固定资产成本高昂。更为严重的是，被加工卷材两端分别固定在冲床和放料装置上，而中间超长段则因张力和弹性在冲压加工的过程中不停晃动，加工噪声增大，对模具和机座等部件的拉动冲击不断，导致冲压工作状况十分不稳定，加工精度大幅降低。
其二，将放料装置安放在专门设置横向滑轨上，使其可在自身驱动机构的作用下在横向滑轨上主动平移，或通过增加横向工作台的电机功率牵引其在横向滑轨上被动平移，利用放料装置相对于横向工作台作同步运动来保证横向工作台的移动不与纵向放料方向干扰，本领域技术人员将此设备组合俗称为摇摆送料机。虽然这种设备布局可以缩短放料装置与冲床之间的距离、节省部分占地空间，但横向滑轨和放料装置自身驱动机构或横向工作台大功率电机的配置将大大增加设备投入成本。并且，常规放料装置的自重及料重高达五至十吨左右，其在自身驱动机构或横向工作台电机的作用下移动时，不仅启动十分困难，而且中途惯性大，转向和停止也很不易，这样仍然存在加工冲击大、部件损耗严重、冲压工作状况稳定性差，加工精度低下的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种金属卷材数控冲压变向送料方法及其装置，其通过特定方位的设备布局和巧妙灵活的变向送料，可以在满足设备稳固紧凑布局的情况下，确保纵横两个方向的送料运动互不干涉，有效提高冲压加工的稳定性，实现宽幅面卷材的高精度二维数控冲压加工。
为实现此目的，本发明所设计的金属卷材数控冲压变向送料方法，它主要是针对冲床冲压加工较宽幅面金属卷材的情况，通过改变开卷机与冲床的布置方位，并通过中途变换待加工金属卷材的送料方向，以实现待加工金属卷材无干扰二维数控冲压加工的过程，其特殊之处在于：
该方法将开卷机布置在冲床的前方一侧，使其上待加工金属卷材的放料方向与冲床的纵向送料方向交汇垂直；并且在冲床的前方设置与开卷机相对应的横向固定承料台，在横向固定承料台与开卷机之间设置横向输送辊组件；同时在横向固定承料台的上方设置可相对于冲床摆动的横向滑动承料台，在横向滑动承料台上设置T型转向导杆和纵向输送辊组件；
在冲床开始工作时，首先启动开卷机横向释放待加工金属卷材，并通过横向输送辊组件的挤出作用将待加工金属卷材由横向固定承料台的一端输送至另一端；然后利用待加工金属卷材的柔性特征将其由横向固定承料台的另一端向上绕过T型转向导杆，并变向90°输送至横向滑动承料台上；再通过与横向输送辊组件同步运转的纵向输送辊组件的挤出力，将待加工金属卷材输送至冲床完成纵向送料；当需要待加工金属卷材相对于冲床横向送料时，由横向滑动承料台带动其上的待加工金属卷材作横向摆动完成，从而实现宽幅金属卷材在横向送料和纵向送料上无相互干扰的二维数控冲压加工。
作为优选方案，所述待加工金属卷材先由横向固定承料台的另一端向上往远离冲床的方向绕过T型转向导杆，再向下折回往冲床的方向输送，最终变向90°紧贴在横向滑动承料台上。这样，通过待加工金属卷材的柔性迂回绕行，可以充分利用其弹性力紧贴在横向滑动承料台上，确保送料运动平稳可靠。
进一步地，所述横向输送辊组件和纵向输送辊组件的同步转动、以及所述横向滑动承料台的横向移动均由计算机数控系统自动操控完成，这样可大幅提高冲压加工的精准度和工作效率。
本发明所设计的金属卷材数控冲压变向送料装置，包括与冲床配套使用的开卷机，其特殊之处在于：
所述开卷机布置在冲床的前方一侧，且所述开卷机上待加工金属卷材的放料方向与冲床的纵向送料方向交汇垂直；所述冲床的前方设置有与开卷机相对应的横向固定承料台，所述横向固定承料台与开卷机之间设置有横向输送辊组件和导向滚筒组件，从而可以通过开卷机和横向输送辊组件的共同作用将待加工金属卷材由横向固定承料台的一端输送至另一端；
所述横向固定承料台的上方设置有可相对于冲床摆动的横向滑动承料台，所述横向滑动承料台安装在横向固定承料台两侧平行布置的横向滑台导轨上，用于实现冲床的横向送料；所述横向滑动承料台上与横向固定承料台另一端相对应的侧部设置有T型转向导杆，所述横向滑动承料台上与冲床相对应的端部设置有纵向输送辊组件，从而可以将待加工金属卷材由横向固定承料台的另一端向上绕过T型转向导杆，并变向90°进入横向滑动承料台，再通过纵向输送辊组件进入冲床完成纵向送料。
作为优选方案之一，所述T型转向导杆的横杆长度等于或大于待加工金属卷材的宽度。这样，可以保证完全托住宽幅面的待加工金属卷材，使其受力均衡，避免弯折，并减小输送阻力。
作为优选方案之二，所述T型转向导杆的横杆与竖杆之间为角度可调式结构。这样，可以根据待加工金属卷材的幅面宽度、张力和弹性大小，灵活调整相应的角度，使待加工金属卷材以最小的阻力变向90°进入横向滑动承料台。
进一步地，所述T型转向导杆的顶部横杆与横向固定承料台上待加工金属卷材的放料方向之间的较佳夹角为30～60°，最佳夹角为40～50°；所述T型转向导杆的顶部横杆与水平面之间的较佳倾角为0～30°，最佳倾角为10～15°。这样，可以适应绝大部分宽幅面待加工金属卷材的低阻力平稳输送要求。
再进一步地，所述横向固定承料台、横向输送辊组件和导向滚筒组件依次刚性连接为一体。这样，可以有效减轻设备晃动，使待加工金属卷材的横向输送更加稳定。
更进一步地，所述横向输送辊组件和纵向输送辊组件的驱动机构为同步运行的伺服电机或步进电机；所述横向滑动承料台的驱动机构为伺服电机或步进电机控制的丝杆螺母副传动或齿轮齿条传动副。选择技术成熟的电机和机械传动副，具有结构简单、工作稳定、易于控制的特性，能够确保横向输送辊组件和纵向输送辊组件在工作过程中始终同步运转，杜绝纵横两个方向的送料运动产生牵扯，进而提高待加工金属卷材的输送质量。
本发明的优点在于：所设计的变向送料方法及其装置通过改变开卷机与冲床的布置方位，在横向固定承料台上增设T型转向导杆，并通过横向输送辊组件和纵向输送辊组件的同步配合，即可平稳可靠地中途变换待加工金属卷材的送料方向，最终实现待加工金属卷材横向和纵向送料无干扰的二维数控冲压加工过程。其结构简单紧凑，经济性实用性强，仅仅比传统送料装置增加一组输送辊组件和T型转向导杆，就解决了金属卷材冲压加工中长期困扰业界的进料双向干涉难题，并使得整个卷材二维数控冲压送料的工艺过程大为改观。同时，其系统结构稳定，占地空间小，冲压加工精度高，特别适于宽幅面金属卷材的二维数控冲压加工。
附图说明
图1为一种金属卷材数控冲压变向送料装置的主视结构示意图。
图2为图1的俯视结构示意图。
图中：开卷机1；导向滚筒组件2；横向输送辊组件3；横向固定承料台4；T型转向导杆5；横向滑动承料台6；横向滑台导轨7；纵向输送辊组件8；冲床9；待加工金属卷材10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1～2所示的金属卷材数控冲压变向送料装置，主要由与冲床9配套使用的开卷机1、横向固定承料台4和横向滑动承料台6等部件组成。开卷机1布置在冲床9的前方一侧，且开卷机1上待加工金属卷材10的放料方向与冲床9的纵向送料方向交汇垂直。横向固定承料台4设置在冲床9的前方，且与开卷机1的位置相对应。在横向固定承料台4与开卷机1之间设置有横向输送辊组件3和导向滚筒组件2，横向固定承料台4、横向输送辊组件3和导向滚筒组件2依次刚性连接为一体，这样可以保证结构稳定，通过开卷机1和横向输送辊组件3的共同作用将待加工金属卷材10由横向固定承料台4的一端平稳输送至另一端。
横向滑动承料台6安装在横向固定承料台4两侧平行布置的横向滑台导轨7上，其可在横向固定承料台4的上方相对于冲床9摆动，用于实现冲床9的横向送料。在横向滑动承料台6上与横向固定承料台4另一端相对应的侧部设置有T型转向导杆5，在横向滑动承料台6上与冲床9相对应的端部设置有纵向输送辊组件8，从而可以将待加工金属卷材10由横向固定承料台4的另一端向上绕过T型转向导杆5，并变向90°进入横向滑动承料台6，再通过纵向输送辊组件8进入冲床9完成纵向送料。
本实施例中，T型转向导杆5的横杆长度略大于待加工金属卷材10的宽度，以保证完全托住宽幅面的待加工金属卷材。T型转向导杆5的横杆与竖杆之间也可以设计成角度可调式结构，以适应不同规格待加工金属卷材10的输送要求。具体地，T型转向导杆5的顶部横杆与横向固定承料台4上待加工金属卷材10的放料方向之间的较佳夹角为30～60°，最佳夹角为40～50°；T型转向导杆5的顶部横杆与水平面之间的较佳倾角为0～30°，最佳倾角为10～15°；以适应绝大部分宽幅面待加工金属卷材10的低阻力平稳输送要求。
本实施例中，横向输送辊组件3和纵向输送辊组件8的驱动机构采用同步运行的伺服电机或步进电机；横向滑动承料台6的驱动机构采用伺服电机或步进电机控制的丝杆螺母副传动或齿轮齿条传动副。横向输送辊组件3和纵向输送辊组件8的同步转动、横向滑动承料台6的横向移动均由计算机数控系统自动操控完成。
上述金属卷材数控冲压变向送料装置的工作过程如下：在冲床9开始工作时，首先启动开卷机1横向释放待加工金属卷材10，并通过横向输送辊组件3的挤出作用将待加工金属卷材10由横向固定承料台4的一端输送至另一端。然后利用待加工金属卷材10的柔性特征，先将其由横向固定承料台4的另一端向上往远离冲床9的方向绕过T型转向导杆5，再向下折回往冲床9的方向输送，最终变向90°紧贴在横向滑动承料台6上，随后通过与横向输送辊组件3同步运转的纵向输送辊组件8的挤出力，将待加工金属卷材10输送至冲床9完成纵向送料。在横向输送辊组件3和纵向输送辊组件8的同步运行过程中，对冲床9而言，完成的是纵向进料动作，对开卷机1而言，其送料方向(即横向输送辊组件3的挤出方向)与放料方向一致。
当需要待加工金属卷材10相对于冲床9横向送料时，由横向滑动承料台6带动其上的待加工金属卷材10作横向摆动完成，从而实现宽幅金属卷材在横向送料和纵向送料上无相互干扰的二维数控冲压加工。在横向滑动承料台6的横向移动过程中，对冲床9而言，完成的是横向送料动作，对开卷机1而言，其送料方向(即横向输送辊组件3的挤出方向)也与放料方向一致。
由此可见，采用本发明方法及其装置进行冲压加工时，针对冲床9的横向送料由横向滑动承料台6的移动实现，针对冲床9的纵向送料由横向输送辊组件3和纵向输送辊组件8的同步转动实现，整个加工过程可按加工要求由计算机编程自动完成，具有结构简单、工作稳定、操控精确的特性，可避免纵横两个方向的送料运动产生牵扯，进而提高待加工金属卷材10的输送质量。

Claims (10)

1.一种金属卷材数控冲压变向送料方法，它是针对冲床(9)冲压加工较宽幅面金属卷材的情况，通过改变开卷机(1)与冲床(9)的布置方位，并通过中途变换待加工金属卷材(10)的送料方向，以实现待加工金属卷材(10)无干扰二维数控冲压加工的过程，其特征在于：
该方法将开卷机(1)布置在冲床(9)的前方一侧，使其上待加工金属卷材(10)的放料方向与冲床(9)的纵向送料方向交汇垂直；并且在冲床(9)的前方设置与开卷机(1)相对应的横向固定承料台(4)，在横向固定承料台(4)与开卷机(1)之间设置横向输送辊组件(3)；同时在横向固定承料台(4)的上方设置可相对于冲床(9)摆动的横向滑动承料台(6)，在横向滑动承料台(6)上设置T型转向导杆(5)和纵向输送辊组件(8)；
在冲床(9)开始工作时，首先启动开卷机(1)横向释放待加工金属卷材(10)，并通过横向输送辊组件(3)的挤出作用将待加工金属卷材(10)由横向固定承料台(4)的一端输送至另一端；然后利用待加工金属卷材(10)的柔性特征将其由横向固定承料台(4)的另一端向上绕过T型转向导杆(5)，并变向90°输送至横向滑动承料台(6)上；再通过与横向输送辊组件(3)同步运转的纵向输送辊组件(8)的挤出力，将待加工金属卷材(10)输送至冲床(9)完成纵向送料；当需要待加工金属卷材(10)相对于冲床(9)横向送料时，由横向滑动承料台(6)带动其上的待加工金属卷材(10)作横向摆动完成，从而实现宽幅金属卷材在横向送料和纵向送料上无相互干扰的二维数控冲压加工。
2.根据权利要求1所述的金属卷材数控冲压变向送料方法，其特征在于：所述待加工金属卷材(10)先由横向固定承料台(4)的另一端向上往远离冲床(9)的方向绕过T型转向导杆(5)，再向下折回往冲床(9)的方向输送，最终变向90°紧贴在横向滑动承料台(6)上。
3.根据权利要求1或2所述的金属卷材数控冲压变向送料方法，其特征在于：所述横向输送辊组件(3)和纵向输送辊组件(8)的同步转动、所述横向滑动承料台(6)的横向移动均由计算机数控系统自动操控完成。
4.一种金属卷材数控冲压变向送料装置，包括与冲床(9)配套使用的开卷机(1)，其特征在于：
所述开卷机(1)布置在冲床(9)的前方一侧，且所述开卷机(1)上待加工金属卷材(10)的放料方向与冲床(9)的纵向送料方向交汇垂直；所述冲床(9)的前方设置有与开卷机(1)相对应的横向固定承料台(4)，所述横向固定承料台(4)与开卷机(1)之间设置有横向输送辊组件(3)和导向滚筒组件(2)，从而可以通过开卷机(1)和横向输送辊组件(3)的共同作用将待加工金属卷材(10)由横向固定承料台(4)的一端输送至另一端；
所述横向固定承料台(4)的上方设置有可相对于冲床(9)摆动的横向滑动承料台(6)，所述横向滑动承料台(6)安装在横向固定承料台(4)两侧平行布置的横向滑台导轨(7)上，用于实现冲床(9)的横向送料；所述横向滑动承料台(6)上与横向固定承料台(4)另一端相对应的侧部设置有T型转向导杆(5)，所述横向滑动承料台(6)上与冲床(9)相对应的端部设置有纵向输送辊组件(8)，从而可以将待加工金属卷材(10)由横向固定承料台(4)的另一端向上绕过T型转向导杆(5)，并变向90°进入横向滑动承料台(6)，再通过纵向输送辊组件(8)进入冲床(9)完成纵向送料。
5.根据权利要求4所述的金属卷材数控冲压变向送料装置，其特征在于：所述T型转向导杆(5)的横杆长度等于或大于待加工金属卷材(10)的宽度。
6.根据权利要求4所述的金属卷材数控冲压变向送料装置，其特征在于：所述T型转向导杆(5)的横杆与竖杆之间为角度可调式结构。
7.根据权利要求4所述的金属卷材数控冲压变向送料装置，其特征在于：所述T型转向导杆(5)的顶部横杆与横向固定承料台(4)上待加工金属卷材(10)的放料方向之间的夹角为30～60°、与水平面之间的倾角0～30°。
8.根据权利要求4所述的金属卷材数控冲压变向送料装置，其特征在于：所述T型转向导杆(5)的顶部横杆与横向固定承料台(4)上待加工金属卷材(10)的放料方向之间的夹角为40～50°、与水平面之间的倾角10～15°。
9.根据权利要求4所述的金属卷材数控冲压变向送料装置，其特征在于：所述横向固定承料台(4)、横向输送辊组件(3)和导向滚筒组件(2)依次刚性连接为一体。
10.根据权利要求4～9中任一项所述的金属卷材数控冲压变向送料装置，其特征在于：所述横向输送辊组件(3)和纵向输送辊组件(8)的驱动机构为同步运行的伺服电机或步进电机；所述横向滑动承料台(6)的驱动机构为伺服电机或步进电机控制的丝杆螺母副传动或齿轮齿条传动副。
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