CN104550536A - 宽幅数控冲压换位夹持二次定位方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽幅数控冲压换位夹持二次定位方法及其装置。该方法利用板料夹钳的松开、回移、再夹紧动作,将被加工宽幅板料的长距离冲压加工过程分段完成,在板料夹钳换位动作的同时,由安装在冲床床身上部和下部的驱动气缸压紧机构将被加工宽幅板料牢靠地夹持固定住,从而保证二次定位装夹的准确性。其装置主要由设置在冲床前面的二维平面驱动机构、设置在二维平面驱动机构上位置可调的板料夹钳、设置在冲床上部的驱动气缸和板料压紧块、以及设置在冲床下部的板料支承垫等组成。具有方法巧妙快捷、结构简单紧凑的特点,能够以较小的单次夹钳行程完成较大幅面的金属板料冲压的全幅面加工,并可通过调整板料夹钳的位置避免与冲压模具产生干扰。

Description

宽幅数控冲压换位夹持二次定位方法及其装置
技术领域
[0001] 本发明涉及数控冲压加工中的夹持技术,具体地指一种宽幅数控冲压换位夹持二次定位方法及其装置。
背景技术
[0002] 在数控冲压加工领域,一般被加工板料都是采用传统的板料夹钳夹持,然后由二维平面驱动机构带动板料夹钳实现板料的送料冲压。对于大幅面的板料加工而言,往往需要板料夹钳具有很长的行程才能保证加工幅面的要求。但是,板料夹钳行程过长,则会导致整个机械设备体积庞大,而且对运动部件和传动部件的刚度、精度要求也相应提高,导致制造成本大幅上升。因此,如何能够用较小的设备行程满足大幅面板料的加工要求,一直是本领域技术人员试图攻克和解决的难题,但目前尚未见到一种简洁、有效、可行的技术方案能够实现上述加工要求。
发明内容
[0003] 本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种宽幅数控冲压换位夹持二次定位方法及其装置,其能够在不增加板料夹钳行程的前提下有效增加板料的加工幅面范围,且其结构简单、、工作可靠、经济实用,特别适于对幅面较宽的板料进行快捷、准确、高效的数控冲压加工。
[0004] 为实现上述目的,本发明所设计的宽幅数控冲压换位夹持二次定位方法,它是在冲床上针对板料加工距离大于设备设计行程的情况,对被加工宽幅板料的送料方式进行控制,以较小的设备行程实现板料全幅面冲压加工的过程,其特殊之处在于:
[0005] 该方法在冲床前面的二维平面驱动机构上设置至少两套相对位置可调的板料夹钳;在冲床的床身上部设置至少两个驱动气缸,且在两个驱动气缸的活塞杆端设置板料压紧块;同时在冲床的床身下部设置至少两块板料支承垫,并使板料支承垫与板料压紧块——对应同轴线布置;
[0006] 在冲床开始工作时,首先根据被加工宽幅板料的规格参数调整好板料夹钳之间的相对位置,调整完毕后将其锁定在二维平面驱动机构上;然后由板料夹钳横向夹持住被加工宽幅板料的外侧边缘,并通过二维平面驱动机构的横向和纵向移动将被加工宽幅板料输送至冲床的上模具与下模具之间进行冲压加工;
[0007]当板料夹钳的横向行程将尽时,停止上模具与下模具的冲压加工,同时停止二维平面驱动机构输送被加工宽幅板料的动作,随后控制驱动气缸使其活塞杆端的板料压紧块下行,并与对应的板料支承垫相配合紧密夹持固定住被加工宽幅板料;
[0008] 此时松开板料夹钳,通过二维平面驱动机构使板料夹钳先纵向后移微小距离,以板料夹钳的钳口不脱离被加工宽幅板料的外侧边缘为准;然后使板料夹钳横向返回至初始夹持位置或反向行程内的任意位置,并用板料夹钳重新夹持住被加工宽幅板料的外侧边缘;
[0009] 再控制驱动气缸使其活塞杆端的板料压紧块上行,使其脱离松开被加工宽幅板料;最后通过板料夹钳带动被加工宽幅板料沿原加工方向继续输送,如此循环操作,直至完成被加工宽幅板料的全幅面冲压加工。
[0010] 作为优选方案,所述冲床的上模具与下模具的冲压动作、所述二维平面驱动机构的横向和纵向移动、以及所述驱动气缸的伸缩动作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和夹持定位的精准度和工作效率。
[0011] 本发明所设计的宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,包括设置在冲床前面可作横向和纵向移动的二维平面驱动机构,其特殊之处在于:
[0012] 所述二维平面驱动机构上设置有至少两套相对位置可调的板料夹钳,所述板料夹钳用于横向夹持住被加工宽幅板料的外侧边缘,从而控制其相对于冲床的上模具和下模具作横向和纵向移动;
[0013] 所述冲床的床身上部设置有至少两个驱动气缸,所述驱动气缸的活塞杆端设置有板料压紧块;所述冲床的床身下部设置有至少两块板料支承垫,且所述板料支承垫与板料压紧块一一对应同轴线布置,从而在驱动气缸的活塞杆端下行时使板料压紧块与板料支承垫紧密夹持固定住被加工宽幅板料。
[0014] 作为优选方案,所述驱动气缸设置有两个,横向对称布置在上模具的两侧。对应地,所述板料压紧块和板料支承垫也各对称设置有两块。这样,可以用二点一线的稳定夹持方式,保证被加工宽幅板料在二维平面驱动机构带动板料夹钳移动时保持位置不变,防止出现平移错位的情况,进而保证被加工宽幅板料的加工精度。
[0015] 进一步地,所述板料压紧块与其对应的板料支承垫之间的距离设计为20〜50mm。这样,既可以灵活地、无阻碍地夹持输送被加工宽幅板料,又可以将驱动气缸的行程控制在合理的短范围内,提高板料压紧块和板料支承垫对被加工宽幅板料夹持的稳定性。
[0016] 更进一步地,所述板料支承垫的高度与下模具的上表面高度相等。这样,可有效避免夹空现象,防止被加工宽幅板料因夹持松动错位移动。
[0017] 再进一步地,所述板料压紧块和板料支承垫的工作面上敷设有弹性橡胶或聚氨酯类柔性材料缓冲层。这样,可以增加压紧摩擦力,在保证压紧效果稳固的同时,避免对被加工宽幅板料表面造成划痕等质量缺陷。
[0018] 还进一步地,所述板料夹钳设置有两至四套。这样,可以适应尺寸规格更大的被加工宽幅板料的夹持需要,避免因被加工宽幅板料过长而出现夹持变形等情况。
[0019] 更具体地,所述板料夹钳具有与二维平面驱动机构上的横向导轨滑动配合的夹钳滑块,所述夹钳滑块的顶部设置有可与横向导轨定位配合的锁紧螺杆;所述夹钳滑块的侧面固定有夹钳支座,所述夹钳支座上通过转动销轴铰接有夹钳摆板,所述夹钳摆板的前端设置有钳口上齿面,所述夹钳支座的前端设置有钳口下齿面;所述夹钳摆板的后端设置有夹钳气缸,所述夹钳气缸的活塞杆端与夹钳支座的后端限位凸台抵接配合。这种特定设计的板料夹钳结构简单紧凑,夹持稳定可靠,移动灵活方便,特别适于超宽幅面金属板料的夹持和定位。
[0020] 本发明的优点在于:所设计的换位夹持二次定位方法及其装置利用板料夹钳的松开、回移、再夹紧动作,将被加工宽幅板料的长距离冲压加工过程分段完成,在板料夹钳换位动作的同时,由安装在冲床床身上部和下部的驱动气缸压紧机构将被加工宽幅板料牢靠地夹持固定住,从而保证了二次定位装夹的准确性。其方法巧妙快捷,其结构简单紧凑,能够以较小的单次夹钳行程完成较大幅面的金属板料冲压的全幅面加工,加工距离可扩大至设备设计行程的数倍。并且,针对被加工宽幅板料上一些特定部位的冲压需要,可通过在线灵活调整板料夹钳的夹持位置,有效避免板料夹钳与冲压模具相互干涉。同时,其结构简单、工作可靠、经济实用,特别适于对幅面较宽的板料进行快捷、准确、高效的全幅面数控冲压加工。
附图说明
[0021] 图1为本发明宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置的主视结构示意图。
[0022] 图2为图1所示二次定位装置在松开状态时的左视结构示意图。
[0023] 图3为图1所示二次定位装置在压紧状态时的左视结构示意图。
[0024] 图4为图2中板料夹钳的剖视结构示意图。
[0025] 图中:冲床I ;驱动气缸2 ;板料压紧块3 ;板料夹钳4(其中:夹钳滑块4a ;锁紧螺杆4b ;夹钳支座4c ;转动销轴4d ;夹钳摆板4e ;钳口上齿面4f ;钳口下齿面4g ;夹钳气缸4h ;活塞杆端4i ;限位凸台4j) ;二维平面驱动机构5(其中:横向导轨5a);板料支承垫6 ;被加工宽幅板料8 ;毛刷支承面7 ;下模具9 ;上模具10。
具体实施方式
[0026] 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。
[0027] 如图1〜3所示的宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,包括设置在冲床I前面可作横向和纵向移动的二维平面驱动机构5,二维平面驱动机构5的结构及工作原理为现有技术,于此不多赘述。
[0028] 在二维平面驱动机构5上设置有两套相对位置可调的板料夹钳4,板料夹钳4用于横向夹持住被加工宽幅板料8的外侧边缘,从而控制其相对于冲床I的上模具10和下模具9作横向和纵向移动。
[0029] 在冲床I的床身上部设置有两个驱动气缸2,两个驱动气缸2横向对称布置在上模具10的两侧,每个驱动气缸2的活塞杆端均设置有板料压紧块3。在冲床I的床身下部还设置有两块板料支承垫6,两块板料支承垫6与相应的板料压紧块3 —一对应同轴线布置,且板料压紧块3与其对应的板料支承垫6之间的距离为20〜50mm,板料支承垫6的高度与下模具9的上表面高度相等,从而在驱动气缸2的活塞杆端下行时使板料压紧块3与板料支承垫6紧密夹持固定住被加工宽幅板料8。另外,在板料压紧块3和板料支承垫6的工作面上敷设有弹性橡胶或聚氨酯类柔性材料缓冲层,以增强其于被加工宽幅板料8之间的摩擦力,确保夹持稳定可靠。
[0030] 本实施例中,板料夹钳4的具体结构设计如图4所示:它具有一块与二维平面驱动机构5上的横向导轨5a滑动配合的夹钳滑块4a,夹钳滑块4a的顶部设置有可与横向导轨5a定位配合的锁紧螺杆4b。夹钳滑块4a的侧面固定有夹钳支座4c,夹钳支座4c上通过转动销轴4d铰接有夹钳摆板4e,夹钳摆板4e的前端设置有钳口上齿面4f,夹钳支座4c的前端设置有钳口下齿面4g。夹钳摆板4e的后端设置有夹钳气缸4h,夹钳气缸4h的活塞杆端4i与夹钳支座4c的后端限位凸台4j抵接配合。
[0031] 上述板料夹钳4的工作原理是这样的:在松开状态下,夹钳气缸4h的活塞杆端4i缩进,在自重及杠杆效应的作用下,夹钳摆板4e绕转动销轴4d顺时针摆动,其后端与夹钳支座4c的限位凸台4j抵接配合,其前端随动的钳口上齿面4f与夹钳支座4c前端的钳口下齿面4g张开。需要夹紧时,夹钳气缸4h的活塞杆端4i伸出,并与夹钳支座4c的限位凸台4j相抵触,使得夹钳摆板4e绕转动销轴4d逆时针摆动,其前端随动的钳口上齿面4f与夹钳支座4c前端的钳口下齿面4g闭合,实现对被加工宽幅板料8外侧边缘的夹紧。图4中显示的是夹紧状态。
[0032] 上述宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置的工作过程如下:在冲床I开始工作时,将被加工宽幅板料8放置在冲床I的毛刷支承面7上,先根据被加工宽幅板料8的规格参数调整两板料夹钳4的夹钳滑块4a之间的相对位置,既要保证被加工宽幅板料8夹持的稳定性,也要使两个板料夹钳4避开上模具10与下模具9的合模位置。调整完毕后,通过锁紧螺杆4b将夹钳滑块4a锁定在二维平面驱动机构5的横向导轨5a上。然后由板料夹钳4的钳口上齿面4f与钳口下齿面4g横向夹持住被加工宽幅板料8的外侧边缘,并通过二维平面驱动机构5的横向和纵向移动将被加工宽幅板料8输送至冲床I的上模具10与下模具9之间进行冲压加工。
[0033] 在冲压加工过程中,当板料夹钳4的横向行程将尽时,停止上模具10与下模具9的冲压加工,同时停止二维平面驱动机构5输送被加工宽幅板料8的动作,随后控制驱动气缸2使其活塞杆端的板料压紧块3下行,并与对应的板料支承垫6相配合紧密夹持固定住被加工宽幅板料8。
[0034] 此时可通过电动或气动开关控制板料夹钳4的夹钳气缸4h,使钳口上齿面4f与钳口下齿面4g松开,通过二维平面驱动机构5使板料夹钳4先纵向后移微小距离,以板料夹钳4的钳口下齿面4g不脱离被加工宽幅板料8的外侧边缘为准;然后使板料夹钳4横向返回至初始夹持位置或反向行程内的任意位置,并通过夹钳气缸4h驱动板料夹钳4的钳口上齿面4f与钳口下齿面4g重新夹持住被加工宽幅板料8的外侧边缘。
[0035] 再控制驱动气缸2使其活塞杆端的板料压紧块3上行,使其脱离松开被加工宽幅板料8。最后通过板料夹钳4带动被加工宽幅板料8沿原加工方向继续输送,如此循环操作,直至完成被加工宽幅板料8的全幅面冲压加工。上述冲床I的上模具10与下模具9的冲压动作、二维平面驱动机构5的横向和纵向移动、以及驱动气缸2和夹钳气缸4h的伸缩动作均可由计算机数控系统自动操控完成。
[0036] 最后,应当指出,以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然,本发明不限于上述实施例,还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种宽幅数控冲压换位夹持二次定位方法,它是在冲床(I)上针对板料加工距离大于设备设计行程的情况,对被加工宽幅板料(8)的送料方式进行控制,以较小的设备行程实现板料全幅面冲压加工的过程,其特征在于: 该方法在冲床(I)前面的二维平面驱动机构(5)上设置至少两套相对位置可调的板料夹钳(4);在冲床(I)的床身上部设置至少两个驱动气缸(2),且在两个驱动气缸(2)的活塞杆端设置板料压紧块(3);同时在冲床(I)的床身下部设置至少两块板料支承垫¢),并使坯支承垫(6)与板料压紧块(3) —一对应同轴线布置; 在冲床(I)开始工作时,首先根据被加工宽幅板料(8)的规格参数调整好板料夹钳(4)之间的相对位置,调整完毕后将其锁定在二维平面驱动机构(5)上;然后由板料夹钳(4)横向夹持住被加工宽幅板料(8)的外侧边缘,并通过二维平面驱动机构(5)的横向和纵向移动将被加工宽幅板料(8)输送至冲床(I)的上模具(10)与下模具(9)之间进行冲压加工; 当板料夹钳(4)的横向行程将尽时,停止上模具(10)与下模具(9)的冲压加工,同时停止二维平面驱动机构(5)输送被加工宽幅板料(8)的动作,随后控制驱动气缸(2)使其活塞杆端的板料压紧块(3)下行,并与对应的板料支承垫(6)相配合紧密夹持固定住被加工宽幅板料⑶; 此时松开板料夹钳(4),通过二维平面驱动机构(5)使板料夹钳(4)先纵向后移微小距离,以板料夹钳(4)的钳口不脱离被加工宽幅板料(8)的外侧边缘为准;然后使板料夹钳(4)横向返回至初始夹持位置或反向行程内的任意位置,并用板料夹钳(4)重新夹持住被加工宽幅板料(8)的外侧边缘; 再控制驱动气缸(2)使其活塞杆端的板料压紧块(3)上行,使其脱离松开被加工宽幅板料(8);最后通过板料夹钳(4)带动被加工宽幅板料(8)沿原加工方向继续输送,如此循环操作,直至完成被加工宽幅板料(8)的全幅面冲压加工。
2.根据权利要求1所述的宽幅数控冲压换位夹持二次定位方法,其特征在于:所述冲床(I)的上模具(10)与下模具(9)的冲压动作、所述二维平面驱动机构(5)的横向和纵向移动、以及所述驱动气缸(2)的伸缩动作均由计算机数控系统自动操控完成。
3.一种宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,包括设置在冲床(I)前面可作横向和纵向移动的二维平面驱动机构(5),其特征在于: 所述二维平面驱动机构(5)上设置有至少两套相对位置可调的板料夹钳(4),所述板料夹钳(4)用于横向夹持住被加工宽幅板料(8)的外侧边缘,从而控制其相对于冲床(I)的上模具(10)和下模具(9)作横向和纵向移动; 所述冲床(I)的床身上部设置有至少两个驱动气缸(2),所述驱动气缸(2)的活塞杆端设置有板料压紧块(3);所述冲床(I)的床身下部设置有至少两块板料支承垫¢),且所述板料支承垫(6)与板料压紧块(3) —一对应同轴线布置,从而在驱动气缸(2)的活塞杆端下行时使板料压紧块(3)与板料支承垫(6)紧密夹持固定住被加工宽幅板料(8)。
4.根据权利要求3所述的宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,其特征在于:所述驱动气缸(2)设置有两个,横向对称布置在上模具(10)的两侧;对应地,所述板料压紧块(3)和板料支承垫(6)也各对称设置有两块。
5.根据权利要求3所述的宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,其特征在于:所述板料压紧块(3)与其对应的板料支承垫(6)之间的距离为20〜50mm。
6.根据权利要求3所述的宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,其特征在于:所述板料支承垫(6)的高度与下模具(9)的上表面高度相等。
7.根据权利要求3所述的宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,其特征在于:所述板料压紧块(3)和板料支承垫¢)的工作面上敷设有弹性橡胶或聚氨酯类柔性材料缓冲层。
8.根据权利要求3所述的宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,其特征在于:所述板料夹钳(4)设置有两至四套。
9.根据权利要求3〜8中任一项所述的宽幅数控冲压换位夹持二次定位装置,其特征在于:所述板料夹钳(4)具有与二维平面驱动机构(5)上的横向导轨(5a)滑动配合的夹钳滑块(4a),所述夹钳滑块(4a)的顶部设置有可与横向导轨(5a)定位配合的锁紧螺杆(4b);所述夹钳滑块(4a)的侧面固定有夹钳支座(4c),所述夹钳支座(4c)上通过转动销轴(4d)铰接有夹钳摆板(4e),所述夹钳摆板(4e)的前端设置有钳口上齿面(4f),所述夹钳支座(4c)的前端设置有钳口下齿面(4g);所述夹钳摆板(4e)的后端设置有夹钳气缸(4h),所述夹钳气缸(4h)的活塞杆端(4i)与夹钳支座(4c)的后端限位凸台(4j)抵接配入口 ο
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