CN105612049A - 冲压装置、制造生产线以及冲压装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供冲压装置、制造生产线以及冲压装置的制造方法。在本发明的冲压装置(100)中，具备：第1模具(110)；同第1模具(110)一起夹持工件从而对工件进行加工的第2模具(120)；以及被配置为将第1模具(110)与第2模具(120)连结，并使第1模具(110)与第2模具(120)的间隔变化的多个驱动单元(130a～130d)，第1模具(110)以及第2模具(120)分别具有与驱动单元(130a～130d)连结的连结部(111a～111d以及121a～121d)，第1模具(110)以及第2模具(120)中的至少一方具有加强部(113a～113d)。

Description

冲压装置、制造生产线以及冲压装置的制造方法
技术领域
本发明涉及冲压装置、制造生产线以及冲压装置的制造方法。
背景技术
在金属部件的成形中使用各种冲压装置。例如，在专利文献1中公开了能够降低冲压成形时作用于工件的最大负载的冲压装置。在专利文献1的冲压装置中，多个驱动单元支承上模板与下模板。模具的上模固定于上模板的下侧，下模固定于下模板的上侧。多个驱动单元能够独立控制，因此通过使上模板摆动的同时下降，能够减少成形时的最大负载。
专利文献1：日本特开2012-125834号公报
在专利文献1所记载的冲压装置中，为了成形多种工件，需要将板形成为符合最大的工件的大小。因此，设计自由度低，对于其他工件而言，板变得过大。作为结果，包括板的冲压装置整体的尺寸较大。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而形成的，其目的在于提供对于工件不过大且设计自由度高的冲压装置、制造生产线以及冲压装置的制造方法。
在本发明的冲压装置中，其特征在于，具备：第1模具、同上述第1模具一起夹持工件从而对上述工件加工的第2模具、被配置为连结上述第1模具与上述第2模具，使上述第1模具与上述第2模具的间隔变化的多个驱动单元，上述第1模具以及上述第2模具分别具有与上述驱动单元连结的连结部，上述第1模具以及上述第2模具的至少一方具有加强部。
在本发明中，优选为，上述第1模具以及上述第2模具具备与上述工件的加工步骤的数量对应且供上述工件送入的多个加工部，上述多个加工部在上述工件的输送方向上以不等间距配置。
在本发明中，优选为，上述第1模具以及上述第2模具具备与上述工件的加工步骤的数量对应且供上述工件送入的多个加工部，从夹持上述工件的方向观察，上述多个加工部呈交错状配置。
在本发明中，优选为，上述第1模具以及上述第2模具具备与上述工件的加工步骤的数量对应且供上述工件送入的多个加工部，从夹持上述工件的方向观察，上述多个加工部呈点对称配置。
在本发明中，优选为，上述第1模具以及上述第2模具具备多组的加工部，以便对加工步骤的数量不同的多个工件进行冲压。
在本发明中，优选为，具备被配置为在与上述第2模具之间配置上述第1模具的第3模具，当上述第1模具向上述第3模具侧移动时，在上述第3模具与上述第1模具之间夹持上述工件从而对上述工件进行加工，当上述第1模具向上述第2模具侧移动时，在上述第2模具与上述第1模具之间夹持上述工件从而对上述工件进行加工。
在本发明中，优选为，对上述多个驱动单元分别独立地控制。
本发明的制造生产线具备上述的冲压装置、输送上述工件的输送机器人。
本发明的冲压装置的制造方法中，该冲压装置具备：第1模具、同上述第1模具一起夹持工件从而对上述工件进行加工的第2模具、被配置为连结上述第1模具与上述第2模具，并使上述第1模具与上述第2模具的间隔变化的多个驱动单元，上述第1模具以及上述第2模具分别具有上述驱动单元的连结部，上述冲压装置的制造方法包括如下工序：根据加工的部件形状决定上述第1模具以及上述第2模具的加工部的形状的工序、决定上述第1模具以及上述第2模具的上述连结部的位置的工序、制作上述第1模具以及上述第2模具的工序、利用上述多个驱动单元将上述第1模具以及上述第2模具连结的工序。
根据本发明，能够提供对于工件不过大且设计自由度高的冲压装置、制造生产线以及冲压装置的制造方法。
附图说明
图1为表示实施方式1的冲压装置的结构的立体图。
图2为表示实施方式1的冲压装置的结构的主视图。
图3为实施方式1的冲压装置的第1模具的剖视图。
图4为表示从实施方式1的冲压装置取下的第1模具的结构的立体图。
图5为表示在实施方式1的冲压装置连结驱动单元的样子的图。
图6为表示在实施方式1的冲压装置中，使第1模具的连结部零乱动作的情况下的、第1模具的动作的曲线图。
图7为表示在实施方式1的冲压装置中，使第1模具的连结部零乱动作的情况下的、第1模具的动作的示意图。
图8为表示在实施方式1的冲压装置中，抑制工件的破裂的第1模具的动作方式的曲线图。
图9为表示在实施方式1的冲压装置中，多个加工部以等间距配置的第2模具的示意图。
图10为表示在实施方式1的冲压装置中，多个加工部以不等间距配置的第2模具的示意图。
图11为表示实施方式1的冲压装置中，多个加工部呈交错状配置的第2模具的示意图。
图12为表示在实施方式1的冲压装置中，多个加工部呈点对称配置的第2模具的示意图。
图13为表示在实施方式1的冲压装置中，具备2组加工部的第2模具的示意图。
图14为表示在实施方式1的冲压装置中，驱动单元为2轴规格的情况下的配置的一例的示意图。
图15为表示在实施方式1的冲压装置中，驱动单元为3轴规格的情况下的配置的一例的示意图。
图16为表示在实施方式1的冲压装置中，驱动单元为4轴规格的情况下的配置的一例的示意图。
图17为表示在实施方式1的冲压装置中，驱动单元为6轴以上的多轴规格的情况下的配置的一例的示意图。
图18为表示实施方式1的冲压装置的制造方法的流程图。
图19为表示使用实施方式1的冲压装置的制造生产线的结构的示意图。
图20为表示将使用实施方式1的冲压装置的制造生产线与焊接生产线组合的制造生产线的示意图。
图21为表示实施方式2的冲压装置的结构的立体图。
图22为表示实施方式2的冲压装置的动作的第1图。
图23为表示实施方式2的冲压装置的动作的第2图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[实施方式1]
使用图1～图5对本发明的实施方式1的冲压装置100进行说明。图1为表示冲压装置100的结构的立体图，图2为表示冲压装置100的结构的主视图。冲压装置100具备第1模具110、第2模具120、驱动单元130a～130d、基座140。冲压装置100通过在第1模具110与第2模具120之间夹持工件从而对工件进行加工。
基座140被固定于地面，并支承第1模具110、第2模具120、驱动单元130a～130d。在固定于地面的基座140之上固定第2模具120。
第1模具110以及第2模具120为用于夹持工件并对该工件进行加工的模具。在冲压装置100中，第1模具110作为上模发挥功能，第2模具120作为下模发挥功能。第1模具110具有与驱动单元130a～130d连结的连结部111a～111d。第2模具120具有与驱动单元130a～130d连结的连结部121a～121d。在第1模具110的连结部111a～111d分别连结驱动单元130a～130d的一端。在第2模具120的连结部121a～121d分别连结驱动单元130a～130d的另一端。驱动单元130a～130d能够从连结部111a～111d以及121a～121d容易取下。
图3为第1模具110的剖视图。图4为将从冲压装置100取下的第1模具110翻转后观察的图。如图3以及图4所示，在第1模具110设置加工部112a～112c。另外，在第2模具120设置加工部122a～122c。加工部112a～112c以及122a～122c由强度比工件高的金属制得。通过以在第1模具110的加工部112a～112c与第2模具120的加工部122a～122c之间夹持工件的状态进行加压，从而能够对工件进行加工。
第1模具110具备加强部113a～113d。在冲压装置100中，在第1模具110以及第2模具120的角部连结驱动单元130a～130d并进行加压，因此在第1模具110以及第2模具120承受大的弯曲应力。在成形时，因该弯曲应力而在第1模具110以及第2模具120产生挠曲。
为了减小第1模具110以及第2模具120的挠曲，考虑通过增厚第1模具110以及第2模具120的板厚来确保刚性。但是，如果增厚板厚会使得模具的重量增大，驱动单元130a～130d也需要是大输出的大型的单元，因此冲压装置100变大变重。因此，为了不增厚板厚地加强模具的强度，考虑在第1模具110以及第2模具120的加工部的周围配置加强部。
因此，优选为第1模具110以及第2模具120中的至少一方具有加强部。当然，也可以在第1模具110以及第2模具120的双方设置加强部。在第1模具110以及第2模具120中，也可以将加强部设置在表里的两面，也可以仅设置在一面。加强部优选配置在相邻的连结部之间。作为加强部，例如，如图1中的加强部113a所示，可以使用为拱状等的圆弧的两端将连结部111a附近与连结部111b附近连结之类的形状的肋。
驱动单元130a～130d使第1模具110与第2模具120的间隔变化。如图5所示，驱动单元130a～130d分别连结于第1模具110的连结部111a～111d以及第2模具120的连结部121a～121d。作为驱动单元130a～130d，可以使用液压式的驱动单元，也可以使用将伺服马达与滚珠丝杠组合而成的驱动单元。在冲压装置100中，使用伺服马达与滚珠丝杠组合而成的驱动单元。
冲压装置100通过使用多个驱动单元130a～130d，可以相比曲柄冲压方式减小加压力的最大值。在曲柄冲压方式的冲压装置中，蓄积于飞轮的旋转能量在各工序中逐步消耗。因此，需要将在各工序的加工所需的能量直列地考虑，作为冲压装置整体所需的最大加压力变大。与此相对，在伺服冲压方式、液压冲压方式的冲压装置中，能够连续供给加工所需的能量，因此加工中的加压力不会降低。因此，能够将在各工序中所需的加压力并列地考虑，因此能够通过将各工序的加工的正时错开来缩小所需的最大加压力。
冲压装置100不使用板，并且利用驱动单元130a～130d产生的驱动力使安装驱动单元130a～130d的第1模具110以及第2模具120不至变形。
在冲压装置100中，能够分别独立地控制多个驱动单元130a～130d。由此，第1模具110能够自由动作。通过改变各驱动单元130a～130d所施加的力，能够使对第1模具110施加的加压力针对不同场所产生变化。另外，通过改变各驱动单元130a～130d的驱动速度，使第1模具110的一方的端部快速下降，另一方的端部缓慢下降，能够使第1模具110与工件接触的角度变化。
图6为表示在使第1模具110的连结部111a～111d零乱动作的情况下的、第1模具110的动作的曲线图。图6的横轴表示时间，纵轴表示第1模具110的连结部111a～111d处于上止点到下止点之间的哪个位置。当使第1模具110如图6所示动作的情况下，如图7所示，第1模具110向连结部111b侧相比连结部111a侧偏低的方向倾斜。
另外，如图8所示，在使第1模具110从上止点向下止点移动的中途，可以使第1模具110临时停止，随后短暂向上止点方向返回，然后再次向下止点方向移动。由此，能够缓解在成形时的工件的弯曲应力，能够抑制工件的破裂。另外，能够提高拉伸成形的精度。此外，图8的横轴表示时间，纵轴表示第1模具110的连结部111a～111d处于上止点到下止点之间的哪个位置。在图8中，驱动单元130a～130d进行相同的动作。
使用图9～图13对第1模具110以及第2模具120中的加工部112以及122的配置的变更进行说明。
第1模具110以及第2模具120可以具备与工件的加工步骤的数量对应且供工件送入的多个加工部112以及122。通过具备多个加工部112以及122，从而能够利用一组模具(第1模具110以及第2模具120)进行多个工序的加工。
使用图9以及图10对工件的输送方向(左右方向)的长度为A的长方形的第2模具120的加工部122a～122c的配置进行说明。在图9中，在工件的输送方向(左右方向)以间隔P1的等间距配置多个加工部122a～122c。与此相对，在图10中，在工件的输送方向(左右方向)上，以加工部122a与加工部122b的间隔为P2、加工部122b与加工部122c的间隔为P3的方式将多个加工部122a～122c不等间距地配置。
在使用顺次输送模具的曲柄冲压方式的冲压装置100中的工件的输送中，多数情况下采用使用连杆机构的输送装置。使用连杆机构的输送装置只能够将工件沿直线输送，输送间距也为等间隔。但是，通过在工件的输送中使用多关节机器人，即便是加工部122a～122c以不等间距设置的模具，也能够将工件自动地配置在加工部122a～122c。通过将多个加工部122a～122c以不等间距配置，能够进行更为自由的模具设计。另外，由于不受等间距的制约，因此能够缩小加工部的间隔。
在图11中，从夹持工件的方向(上下方向)观察，多个加工部122a～122c呈交错状地配置。工件按照加工部122a、加工部122b、加工部122c的顺序被输送。在图11中，加工部122a～122c的大小与图9以及图10的情况无变化，不过工件的输送方向(左右方向)的长度为B，(前后方向)的长度为C。因此，与将加工部122a～122c排成一列相比，能够在左右方向上变短，作为整体使模具更为紧凑。由此，能够提高相对于模具的弯曲的刚性。
通过在工件的输送中使用多关节机器人，即便是多个加工部122a～122c呈交错状地配置的模具，也能够将工件自动地配置在加工部122a～122c。当加工部的配置为2列的情况下，过去存在人的手够不到靠内侧的列(加工部122a、122c)而难以进行工件的输送的情况。但是，通过使用多关节机器人，即便是人的手够不到的工件的配置也可以应对。
在图12中，从夹持工件的方向(上下方向)观察，多个加工部122a～122d呈点对称地配置。工件按照加工部122a、加工部122b、加工部122c、加工部122d的顺序被输送。与加工部122a～122d排成一列相比，能够缩短左右方向的距离，作为整体使模具更为紧凑。由此，能够提高相对于模具的弯曲的刚性。通过在工件的输送中使用多关节机器人，即便是多个加工部122a～122d呈点对称地配置的模具，也能够将工件自动地配置在加工部122a～122d。另外，与图11相同，工件的输送方向(左右方向)的长度为B，(前后方向)的长度为C，而与图11的情况相比，可以多设置一个加工部。
在图13中，第1模具110以及第2模具120具备2组加工部301以及302，以便对加工步骤的数量不同的多个工件进行冲压。加工部并不局限于2组，可以为多组，例如可以为3组以上。通过将加工部设置为多组，能够在一台冲压装置中加工多个部件，因此能够减少工厂内的冲压装置的台数，能够削减成本。如果加工部的数目增加，冲压加工所需的加压力会增大，而通过增加驱动单元的数目，能够得到所需的加压力。
使用图14～图17对驱动单元的配置进行说明。驱动单元的个数以及配置可基于第1模具110以及第2模具120的形状以及所需的加压力确定。在驱动单元的个数较多的情况下，冲压装置100可产生的加压力更大。图14为表示驱动单元为2轴规格的情况下的配置的一例的图。2轴为用于通过在左右改变加压力或在左右赋予速度差来进行冲压加工的、必要最低限度的驱动单元的个数。驱动单元130a以及130b配置在第1模具110的短边的中心附近，在左右方向上相向。
图15为表示驱动单元为3轴规格的情况下的配置的一例的图。在圆形的第1模具110的外周部，通过每隔120度配置一个驱动单元130a～130c的等间隔配置驱动单元，能够产生均匀的加压力。图16为表示驱动单元为4轴规格的情况下的配置的一例的图。通过在第1模具110的四角配置驱动单元130a～130d，能够在第1模具110产生均匀的加压力。
图17为表示驱动单元为6轴以上的多轴规格的情况下的配置的一例的图。共计2n个驱动单元130F1～130Fn、130R1～130Rn等间隔地被多个配置在第1模具110的长边上。根据该结构，能够产生大的加压力，并且能够在模具上产生均匀的加压力。
使用图18对冲压装置100的制造方法进行说明。首先，根据加工的部件形状决定第1模具110以及第2模具120的加工部的形状(ST401)。不只加工部的形状，对于加工部的在模具内的配置也可决定。
接下来，决定第1模具110以及第2模具120中的连结部的位置(ST402)。依据加工部的形状以及在模具内的配置，可以计算冲压加工所需的加压力。为了满足所需的加压力决定驱动单元的数目和配置，与之相应地决定连结部的位置。在冲压装置100中，驱动单元的数目为4个，在第1模具110以及第2模具120，每个模具配置4个连结部。
接下来，制作第1模具110以及第2模具120(ST403)。第1模具110以及第2模具120例如通过使用超硬工具的切削加工制作。
将第1模具110以及第2模具120通过多个驱动单元130a～130d连结(ST404)。驱动单元130a～130d分别连结于第1模具110的连结部111a～111d、第2模具120的连结部121a～121d。此时，第2模具120固定于基座140之上。
使用图19对使用冲压装置100的制造生产线500进行说明。制造生产线500具备冲压装置100、输送机器人501、搬入部502、搬出部503。
在搬入部502中，搬入从前工序送来的工件。在搬出部503中，向后工序搬出经冲压装置100加工的加工后的工件。输送机器人501使工件移动。即，输送机器人501从搬入部502向冲压装置100的加工部配置工件，在冲压装置100内使工件按照工序的顺序移动，将经冲压装置100加工后的工件向搬出部503移动。输送机器人501例如使用多关节机器人。通过组合冲压装置100与输送机器人501，能够实现紧凑且低成本的制造生产线500。
由于制造生产线500为低成本，因此可以在工厂内设置多条。例如，如图20所示，可以将部件S的制造生产线500s、部件T的制造生产线500t与焊接生产线600相邻设置。与制造生产线500s以及500t相邻设置的生产线并不局限于焊接生产线600，还可以是组装生产线或加工生产线。
由此，与以往的批量生产相比，能够向随后工序供给所需最低限度的个数的部件，因此消除了多余的库存，能够削减制造成本。
如上所述，根据本发明，能够提供对于工件不过大且设计自由度高的冲压装置、制造生产线以及冲压装置的制造方法。
[实施方式2]
使用图21对实施方式2的冲压装置700进行说明。冲压装置700具备第1模具710、第2模具720、第3模具730、驱动单元130a～130d、基座140、撑杆740a、740b。冲压装置700通过在第1模具710与第2模具720之间以及第1模具710与第3模具730之间夹持工件来对工件进行加工。
在冲压装置700中，在基座140之上固定第2模具720，在第2模具720配设撑杆740a、740b。在第1模具710设置2处的贯通孔，第1模具710以能够经由贯通孔沿撑杆740a、740b移动的状态配置。第3模具730固定于撑杆740a、740b的最上部。第1模具710通过驱动单元130a～130d能够上下移动。
第3模具730被配置为在与第2模具720之间配置第1模具710。即，在图21中，第3模具730配置于第1模具710的上方。
第1模具710具有连结部711a～711d、下侧的加工部712a～712c、上侧的加工部714a、714b。第2模具720具有连结部721a～721d、加工部722a～722c。第3模具730具有加工部732a、732b、加强部733a、733b。
使用图22以及图23，对冲压装置700的动作进行说明。如图22所示，当第1模具710向第2模具720侧移动时，在第2模具720的上侧的加工部722a～722c与第1模具710的下侧的加工部712a～712c之间夹持工件从而对工件加工。此时，第1模具710与第3模具730之间变大，因此能够向第1模具710的加工部714a、714b投入工件，或者使已经配置的工件移动。在这种情况下，在冲压装置700中，第1模具710作为上模发挥功能，第2模具720作为下模发挥功能。
如图23所示，当第1模具710向第3模具730侧移动时，在第3模具730的下侧的加工部732a、732b与第1模具的上侧的加工部714a、714b之间夹持工件，从而对工件加工。此时，第1模具710与第2模具720之间变大，因此能够向第2模具720的加工部722a～722c投入工件，或者使得已经配置的工件移动。在这种情况下，在冲压装置700中，第1模具710作为下模发挥功能，第3模具730作为上模发挥功能。
在一般的冲压装置中，模具每进行1次往复的上下移动便可进行1次的冲压加工。与此相对，在本实施方式的冲压装置700中，第1模具710每进行1次的往复的上下移动便可实现2次的冲压加工。由此，由一个冲压装置进行的加工步骤的数量增大，因此在工序整体中，能够减少冲压装置的台数，作为结果能够削减制造成本。另外，由一个冲压装置可一次加工的部件数目增加，因此可以期待生产性的提高所产生的制造成本削减。
此外，本发明并不局限于上述实施方式，可以在不脱离主旨的范围内进行适当变更。例如，在本发明的冲压装置中模具并不局限于1组或者2组、可以为由3组以上的模具构成3层以上的结构。
本申请主张以在2013年10月16日提出申请的日本申请特愿2013-215540为基础的优先权，并在此援引其公开的全部内容。
其中，符号说明如下：
100、700：冲压装置；110、710：第1模具；120、720：第2模具；111a～111d、121a～121d、711a～711d、721a～721d：连结部；112a～112c、122a～122c、712a～712c、722a～722c、714a、714b、732a、732b：加工部；113a～113d、733a、733b：加强部；130a～130d：驱动单元；140：基座；500：制造生产线；600：焊接生产线；730：第3模具；740a、740b：撑杆。

Claims (9)

1.一种冲压装置，其特征在于，
该冲压装置具备：
第1金属模；
第2金属模，该第2金属模同所述第1金属模一起夹持工件从而对所述工件进行加工；以及
多个驱动单元，所述多个驱动单元被配置为将所述第1金属模与所述第2金属模连结，所述多个驱动单元使所述第1金属模与所述第2金属模的间隔变化，
所述第1金属模以及所述第2金属模分别具有与所述驱动单元连结的连结部，所述第1金属模以及所述第2金属模中的至少一方具有加强部。
2.根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，
所述第1金属模以及所述第2金属模具备与所述工件的加工步骤的数量对应且供所述工件送入的多个加工部，所述多个加工部在所述工件的送入方向上以不等间距配置。
3.根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，
所述第1金属模以及所述第2金属模具备与所述工件的加工步骤的数量对应且供所述工件送入的多个加工部，从夹持所述工件的方向观察，所述多个加工部呈交错状地配置。
4.根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，
所述第1金属模以及所述第2金属模具备与所述工件的加工步骤的数量对应且供所述工件送入的多个加工部，从夹持所述工件的方向观察，所述多个加工部呈点对称地配置。
5.根据权利要求1所述的冲压装置，其特征在于，
所述第1金属模以及所述第2金属模具备多组加工部，以便对加工步骤的数量不同的多个工件进行冲压。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的冲压装置，其特征在于，
所述冲压装置具备第3金属模，该第3金属模被配置为在该第3金属模与所述第2金属模之间配置所述第1金属模，
当所述第1金属模向所述第3金属模侧移动时，在所述第3金属模与所述第1金属模之间夹持所述工件从而对所述工件进行加工，
当所述第1金属模向所述第2金属模侧移动时，在所述第2金属模与所述第1金属模之间夹持所述工件从而对所述工件进行加工。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的冲压装置，其特征在于，
对所述多个驱动单元分别独立地进行控制。
8.一种制造生产线，其中，具备：
权利要求1～7中任一项所述的冲压装置；以及
输送所述工件的输送机器人。
9.一种冲压装置的制造方法，其中，
该冲压装置具备：
第1金属模；
第2金属模，该第2金属模同所述第1金属模一起夹持工件从而对所述工件进行加工；以及
多个驱动单元，所述多个驱动单元被配置为将所述第1金属模与所述第2金属模连结，所述多个驱动单元使所述第1金属模与所述第2金属模的间隔变化，
所述第1金属模以及所述第2金属模分别具有与所述驱动单元连结的连结部，
所述冲压装置的制造方法包括如下工序：
根据要加工的部件形状决定所述第1金属模以及所述第2金属模的加工部的形状的工序；
决定所述第1金属模以及所述第2金属模中的所述连结部的位置的工序；
制作所述第1金属模以及所述第2金属模的工序；以及
利用所述多个驱动单元将所述第1金属模以及所述第2金属模连结的工序。
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