CN109982783A - 用于变形的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于变形的装置和方法，在其中，至少一个主轴借助于转动驱动器旋转地驱动，工件借助于张紧机构被容纳在主轴处并且在主轴处被张紧并且至少一个变形滚子相对地轴向地和/或径向地进给到工件处以用于执行挤压或挤压辊压过程。根据本发明设置成，主轴和张紧机构联合成交替单元，所述交替单元能够横向于旋转轴线调节，其中，交替单元在变形位置与准备位置之间进行调节。

Description

用于变形的装置和方法

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于变形的装置，带有

至少一个主轴，其能够经由转动驱动器旋转地被驱动，

张紧机构，其布置在主轴处并且构造用于将工件容纳且张紧在主轴处，以及

至少一个变形滚子，其能够相对地轴向地和/或径向地进给到工件处以用于执行挤压或挤压辊压过程。

本发明此外涉及根据权利要求11的前序部分的用于变形的方法，在其中，至少一个主轴借助于转动驱动器旋转地被驱动，工件借助于张紧机构被容纳在主轴处并且在主轴处被张紧并且至少一个变形滚子相对地轴向地和/或径向地进给到工件处以用于执行挤压或挤压辊压过程。

背景技术

挤压辊压方法是一种有效的方法以用于在批量生产中制造尤其旋转对称的部件。挤压辊压方法在制造传动机构部件、如带盘和滚子、车辆车轮以及大量另外的成品方面尤其是有利的。

尤其在批量生产经加热的部件或相对大的且重的部件时需要设置有自动的引入和引开机构。在此通常，使用带有抓握器或多轴机器人的操纵机构。工件的引入和引开在此原则上是困难的，因为在挤压辊压机器之内的工作空间受限。工作空间附加地在运行中通过作为针对在运行中所需的冷却液体的防溅件的壳体来封闭，这进一步限制了可触及性。为了避免工件与机器的碰撞，移交运动必须非常精确并且由此相对慢地进行。这花费时间并且减少有效的机器使用。

用于借助于挤压辊压进行变形的已知的装置由DE102007012765B4已知，其中，设置有单独的引入和引开机构。

这种类型的装置由CN202387812U和CN205798097U得知。碗形的工件被夹入在柱状的主轴处，所述主轴然后水平地移动到变形位置中。

US4,047,413公开了一种自动的挤压装置，在其中，大量主轴连同各一个工件环形地绕中间的挤压滚子地布置。环形的主轴组件绕中间轴线转动。

发明内容

本发明的任务是，给出一种用于变形的装置和方法，利用它们实现特别有效的准备。

该任务一方面通过带有权利要求1的特征的装置并且另一方面通过带有权利要求11的特征的方法解决。本发明的优选的实施方式在相应从属权利要求中给出。

根据本发明的装置的特征在于，主轴和张紧机构联合成交替单元，所述交替单元能够横向于旋转轴线来调节，并且交替单元能够在装置的变形位置与准备位置之间进行调节。

本发明的基本构思在于，如下地使工件引入到用于变形的装置中或引开，使得主轴连同张紧机构从受限的工作空间中从变形位置调节到可更好触及的准备位置中。工件能够以简单的方式引入到所述准备位置中并且张紧或引开。在这种处理过程之后，主轴连同张紧机构能够又驶回到挤压辊压位置中，在所述挤压辊压位置中然后执行挤压或挤压辊压过程。为此目的，主轴和张紧机构联合成单元，所述单元能够被称为交替或移动单元。挤压是没有紧要的壁厚改变的旋转变形，而在挤压辊压的情况下有针对性地使得壁厚减少和/或提高。在本发明的意义下的变形要一般地进行理解并且还包括成型材、压缩、拉伸和类似方式。

通过主轴连同张紧机构移动到准备位置中的根据本发明的想法能够使引入机构显著地简化。由此可行的是，将操纵机器人显著地简化或通过简单的移交机构代替。这显著减少成本。还能够使手动的准备简化。本发明的另外的优点在于，在主轴和张紧机构处的必要时还有另外的准备工作或维护工作通过可更好触及的准备位置来简化。优选地，准备位置处于装置的工作空间和壳体之外。准备位置能够还用于交替固定在主轴处的挤压工具，以用于预处理工件、例如加热，或用于其它的功能。

本发明的优选的改进方案在于，交替单元具有转动驱动器。带有转动驱动器的整个的交替单元能够由此在准备位置与挤压辊压位置之间移动。用于转动驱动器的供应线路在此相应地柔性地构造。对于交替单元尤其在变形位置中存在有调校机构，从而交替单元在工作空间中始终能够占据精确的挤压辊压位置。在运行或变形位置中，工件能够在两侧利用附加的配对保持件或仅仅在一侧通过张紧机构夹入在主轴处并且进行固定。

特别快的准备根据本发明如下地实现，使得设置有带有第一主轴和第一张紧机构的第一交替单元以及带有第二主轴和第二张紧机构的至少一个第二交替单元并且第一交替单元和至少第二交替单元能够交替地在变形位置与准备位置之间调节。在此，一个交替单元能够在机器中位于变形位置中，在其中执行工件加工。同时，第二交替单元在机器的工作空间之外位于准备位置中。在此，能够将加工过的工件取出并且新待加工的工件置入到所述交替单元的张紧机构中。由此，机器的准备和额外时间与机器的加工或有效时间相组合。这显著提高机器的利用率。一旦加工过的工件得以完成，则将这两个交替单元交替，从而能够直接地开始另外的加工。原则上能够还设置有超过两个交替单元、优选地三个或四个交替单元。

本发明的优选的实施方式在于，所述至少一个交替单元能够线性移动地支承。优选地，能够在此在装置的两个侧上分别设置有准备位置。由此，例如至少一个第一交替单元始终移动到第一准备位置，而所述至少一个第二交替单元从变形位置移动到与第一准备位置间隔开的第二准备位置中。

备选地或补充性地，根据本发明的改进方案能够设置成，所述至少一个交替单元能够摆动地支承。例如，两个交替单元能够通过转动回转器状地绕摆动轴线在挤压辊压位置与准备位置之间往复运动。这实现了特别快的交替。

能够设置有多个交替单元，其能够彼此无关地移动。根据本发明的装置的特别有效的实施方式如下实现，即第一交替单元和所述至少一个第二交替单元布置在共同的调节元件上。共同的调节元件能够在此是能够线性移动的滑座或能够摆动的转动台。通过唯一的交替运动和单个的调节驱动器能够由此使所述至少两个交替单元同时运动和调节。

根据本发明的实施变型方案优选的是，工件能够从第一交替单元重新张紧到第二交替单元上。由此能够在第一交替单元处设置有第一挤压工具并且在第二交替单元处设置有第二挤压工具，它们彼此不同。在此，工件能够首先被夹入在第一挤压工具中，其中，第一侧被加工或第一变形步骤得以执行。接着，工件能够在准备位置中手动地或优选地通过自动的重新张紧机构移置到第二交替单元上。在此，工件固定在第二挤压工具处，从而能够执行第二加工步骤。由此能够节省中间存放的使用或不柔性的多站机器。交替单元还能够同时或时间上彼此错开地位于准备位置中。

装置能够由此作为柔性的多站机器使用。装置能够柔性地根据工件地作为单个主轴装置来加工两个不同的工件或作为多重主轴装置在后续复合（Folgeverbund）中来加工单个的工件。转移优选地通过借助于带有能够选取的转弯站的运输带所进行的装载和卸载来进行。

本发明的改进方案在于，旋转轴线水平地或竖直地布置。根据本发明的交替机构能够用于这两种主轴布置，其中，竖直的布置、尤其悬挂的主轴布置是特别有利的。在这种竖直的布置的情况下，交替运动优选地在水平的平面中进行。

原则上，所述至少一个变形滚子的相对的进给通过变形滚子本身的轴向的和/或径向的调节来进行。这能够通过用于各个变形滚子的相应的支撑件实现。优选地，能够还设置有工件的轴向的和/或径向的进给运动。

本发明的有利的改进方案能够在于，为了执行挤压或挤压辊压过程，所述至少一个变形滚子轴向地固定不动，其中，工件能够轴向地移动地支承。在张紧机构处夹入的工件优选地连同交替单元在变形过程期间轴向地移动。

在本发明的意义下，挤压辊压不是仅仅包括带有壁厚度改变的变形，而是要更一般地来理解，从而还一同包括了在保持不变的壁厚度的情况下的变形、还称为挤压。

此外有利的是，在准备位置处设置有装载和卸载机构。这能够是用于引入和/或引开工件的简单的机械装置。原则上，还能够使用操纵机构、尤其多轴机器人。由于在准备位置处的改善的可触及性，引入和引开运动能够在没有碰撞的危险的情况下相对快地执行。还能够实现工件通过加热机构的加热或挤压工具优选地通过自动的交替机构的交替。工具交替能够在附加的准备位置中进行，所述附加的准备位置平行于第一准备位置。

优选地，变形滚子优选地以工件表面所具有的相同的变形速度被驱动。对此，能够需要的是，将转速在工艺中自动地进行匹配。这能够例如通过驱动器的或主动的转速调节的无载运转来发生。

此外优选的是，所述至少一个变形滚子支承在能够调节的滚子支撑件处并且在滚子支撑件处布置有滚子交替机构。滚子交替机构能够尤其是带有回转器载体的回转器组件，在所述回转器载体处布置有多个不同的变形滚子。通过调节滚子载体能够使相应期望的变形滚子调节到加工位置中。由此，使用多样性进一步改善并且使用于准备机器的额外时间减少。能够设置有大量变形滚子，其还同时在工件的外和/或内侧处作用到所述工件上。

根据本发明的用于变形的方法的特征在于，主轴和张紧机构联合成交替单元，所述交替单元能够横向于旋转轴线调节，其中，交替单元在变形位置与准备位置之间进行调节。

根据本发明的方法能够尤其在之前描述的装置上执行。能够在此实现之前提到的优点。

根据本发明的方法的优选的方法变型方案在于，设置有带有第一主轴和第一张紧机构的第一交替单元和带有第二主轴和第二张紧机构的至少一个第二交替单元，其中，第一交替单元和所述至少第二交替单元交替地在变形位置与准备位置之间进行调节。通过交替或交换运动能够进行特别快的工件交替或快的准备。这减少了机器的额外时间并且提高有效时间。由此，改善了机器的和变形方法的利用度和效率。

特别有效的交替根据本发明的改进方案如下实现，即所述至少一个交替单元为了在挤压辊压位置与准备位置之间调节而线性移动或摆动。线性的移动能够例如利用调节缸、球滚子主轴或线性驱动器进行。为了摆动，能够实行转动马达或调节缸，其在摆动机械处带有相应的铰接部。

原则上，工件能够在变形时轴向地固定不动，而所述工件由变形滚子轴向地经过。根据本发明的实施变型方案特别有利的是，为了执行变形过程，所述至少一个变形滚子轴向地固定不动，其中，工件轴向地移动。因为工件已经支承在带有主轴的能够移动的交替或移动单元处，所以所述交替和移动单元还能够在挤压辊压时用于移动工件。能够由此实现变形滚子利用相应的引导部的附加的轴向的移动驱动。

此外，能够为了推走经变形的工件而设置有刮除器或顶出器。此外，能够专门地将顶出器构造为能够移位的轴。优选地，用于变形滚子的支撑件如下布置，使得空程尽可能小。

附图说明

本发明在下面按照优选的实施例进一步阐述，所述实施例示意性地在附图中示出。在附图中：

图1示出在第一运行状态中的根据本发明的用于变形的装置的前视图；

图2示出在第二运行状态中的图1的装置的前视图；

图3示出朝图1和2的装置的俯视图；

图4示出朝根据本发明的带有不同的交替单元的装置的前视图；

图5示出朝另外的根据本发明的用于变形的装置的俯视图；以及

图6示出朝改型的根据本发明的装置的俯视图。

具体实施方式

根据本发明的用于使工件5变形的装置10在图1至3中示出。装置10具有大约矩形的机器框架12，所述机器框架带有机器床身14和载体状的上部部分18，所述上部部分经由总共四个竖直的立柱16与机器床身14连接。在两个内部的立柱16处支承有能够竖直移动的滚子支撑件27，在所述滚子支撑件处分别能够转动地支承有变形滚子28以用于接触工件5的外侧。

工件5在根据图1的第一准备站35处由带有提升机构的装载和卸载机构60移交到第一交替单元30处。第一交替单元30具有第一主轴31，所述第一主轴能够由第一转动驱动器32旋转地驱动。在第一主轴31的下方的端部处布置有第一张紧机构34、尤其张紧卡盘，其带有径向地能够进给的张紧钳。罐形的工件5借助于第一张紧机构34抗转动地与第一交替单元30的第一主轴31连接。第一交替单元30固定在滑座状的调节元件22处，所述调节元件是在装置10的上部部分18处的调节机构20的部件。板形的调节元件22能够水平地沿着线性引导部24移动，所述线性引导部沿着上部部分18布置。在机器框架12处此外布置有液压缸作为线性驱动器26，其连同调节元件22构造用于执行线性的移位运动。

在第一交替单元30旁边，在调节元件22处布置有第二交替单元40。第二交替单元40与第一交替单元30相同地构造并且具有第二主轴41、第二转动驱动器42以及第二张紧机构44用于张紧另外的工件5。

通过操纵线性驱动器26使得第一交替单元30从第一准备站35（如其在图1中示出的那样）移动到中间的加工或变形站中，如能够直观地从图2中看出的那样。在这种移动运动中，第二交替单元40同时从中间的变形位置移动到在第二准备站45中的侧向的第二准备位置中。之前加工过的工件5能够经由在图2中没有示出的装载和卸载机构60取出。接着能够将新待加工的工件5引入给第二交替单元40并且利用第二张紧机构44张紧。

于在第二交替单元40处的这种准备过程期间同时进行工件5在第一交替单元30处在根据图2的变形位置中的加工。在变形位置中，工件5借助于第一转动驱动器32被置于绕旋转轴线11的旋转中。从对置的侧处有两个变形滚子28进给到旋转的工件5处，所述两个变形滚子使工件5的外侧变形。变形滚子28在此能够径向地且轴向地相对于工件5移动。

同时，内滚子38进给到柱状的工件5的内侧处。内滚子38布置在配对主轴13处，所述配对主轴能够经由滑座15竖直移动。滑座15在此沿着在这两个内部的立柱16处的竖直引导部能够移动地支承。配对主轴13能够被动地或自己主动地借助于转动驱动器旋转地驱动。

在工件5处的变形操作结束之后，第一交替单元30能够又从中间的变形位置借助于调节机构20回位到侧向的第一准备站35。在此同时又在第二交替单元40处进给新的工件5，从而在没有紧要的时间中断的情况下能够进行新的变形加工。完成加工的工件5在第一准备站35处取出并且通过新待加工的工件5代替。然后能够进行另外的加工循环。

另外的根据本发明的装置10在图4中示出，其中，所述装置在很大程度上相应于之前描述的根据图1至3的装置10。在之前描述的实施方式的改型方案中，装置10具有两个不同的交替单元30、40。在第二交替单元40处布置有挤压工具48。在安置在第二交替单元40的第二主轴41处的挤压工具48处夹入工件5。在此，挤压工具48形成张紧机构的至少一部分。为了轴向的压紧，在能够竖直移动的配对主轴13处布置有压紧板17，所述压紧板轴向地压靠工件5。配对主轴13能够通过转动驱动器与在第二交替单元40处的第二转动驱动器42同步地驱动。在加工结束之后，配对主轴13向下行驶，而经变形的工件5保持在挤压工具48处。在这种状态中，第二交替单元40移动到第二准备站45，而同时第一交替单元30连同新待加工的工件5从第一准备站35移动到中间的变形位置中。由不同的交替单元30、40保持的工件5能够是不同的和/或不同地被加工。

在图5中示出了另外的根据本发明的装置10，带有成角度布置的机器床身14。在这种机器布置的情况下，布置有总共三个中间的竖直的立柱16。沿着这些中间的立柱16，总共三个变形滚子28分别彼此错开了120°地布置。在变形位置中能够由此使总共三个变形滚子28作用在工件5的外侧处。

在根据图5的图示中，工件5在第二交替单元40处处在变形位置中。在变形加工结束之后，第二交替单元40连同工件5移动到第二右侧的准备站45。与此同时或时间上错开地能够使第一交替单元30连同新的工件5从第一准备站35移动到变形位置中。

完成成形的工件5能够在相应的准备站35、45处借助于装载和卸载机构60（所述装载和卸载机构构造为带有抓握器的多轴机器人）从相应的交替单元30、40取出。接着能够从没有示出的存放地点处拿来坯件并且将所述坯件置入到相应的交替单元30、40中。

在图6中示出改型的装置10，其在很大程度上相应于图5的装置10。附加地，在两个中间的立柱16之间在滚子支撑件27的区域中布置有带有多轴机器人臂的滚子交替机构66。利用滚子交替机构66能够在磨损或形状变化的情况下交替变形滚子28。

工具交替能够自动化地进行，从而工具被容纳在专门构造的准备位置中并且在使用之后又被交出。工具能够例如从工具交替车、交替托盘或自动的仓库直接或利用辅助机构来取出。装载和卸载机构60能够例如作为辅助装置来用于交替工具。

出于地点原因或可触及性的原因，能够还设置有至少一个备选位置以用于工具交替。所述至少一个备选位置应该并行于第一备选位置地能够通过交替单元30、40的进一步的径向的移位来到达。能够每交替单元30、40地设置有至少一个备选位置。

图3、图5和图6示出针对支撑件的布置的实施例。在图3的装置构建中在交替单元30、40驶入到加工位置中之后仍需要变形滚子28的径向的和轴向的移位，而挤压辊压支撑件还能够以90°错开。由此，变形滚子28的径向的进给会垂直于交替单元30、40的移位来进行，从而不需要变形滚子28的附加地轴向的进给或径向的进给能够最小化。

图5和6示出挤压辊压支撑件的如此优化的布置，然而在此专门针对变形滚子28的3x120°布置。然而在此以理想的方式地，交替单元30、40的进给不是在90°之下而是仅仅60°地、正好在这两个变形滚子28之间进行。由此省去了轴向的进给，然而接受较高的径向的进给。

Claims (13)

1.用于变形的装置，带有

-至少一个主轴（31、41），所述至少一个主轴能够经由转动驱动器（32、42）旋转地驱动，

-张紧机构（34、44），所述张紧机构布置在所述主轴（31、41）处并且构造用于将工件（5）容纳且张紧在所述主轴（31、41）处，以及

-至少一个变形滚子（28），所述至少一个变形滚子能够相对地轴向地和/或径向地进给到所述工件（5）处以用于执行挤压或挤压辊压过程，

-其中，所述主轴（31、41）和所述张紧机构（34、44）联合成单元，所述单元能够横向于旋转轴线（11）调节，以及

-所述单元能够在于其中执行所述挤压或挤压辊压过程的变形位置与用于准备的准备位置之间调节，

其特征在于，

设置有带有第一主轴（31）和第一张紧机构（34）的第一交替单元（30）以及带有第二主轴（41）和第二张紧机构（44）的至少一个第二交替单元（40），以及

所述第一交替单元（30）和所述至少一个第二交替单元（40）能够交替地在所述变形位置与所述准备位置之间调节。

2.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于，

所述交替单元（30、40）具有专有的转动驱动器（32、42）。

3.根据权利要求1或2所述的装置，

其特征在于，

所述准备位置处于所述装置（10）的壳体之外。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述至少一个交替单元（30、40）能够摆动地或能够线性移动地来支承。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述第一交替单元（30）和所述至少一个第二交替单元（40）布置在共同的调节元件（22）上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述旋转轴线（11）水平地或竖直地布置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，

其特征在于，

为了执行所述挤压或挤压辊压过程，所述至少一个变形滚子（28）轴向地固定不动，其中，所述工件（5）能够轴向地移动地支承。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，

其特征在于，

在所述准备位置处设置有装载和卸载机构（60）。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述工件（5）能够从所述第一交替单元（30）重新张紧到所述第二交替单元（40）上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述至少一个变形滚子（28）支承在能够调节的滚子支撑件（27）处，并且

在所述滚子支撑件（27）处布置有滚子交替机构（66）。

11.用于尤其利用根据权利要求1至10中任一项所述的装置（10）来变形的方法，在其中

-至少一个主轴（31、41）借助于转动驱动器（32、42）旋转地被驱动，

-工件（5）借助于张紧机构（34、44）被容纳在所述主轴（31、41）处并且在所述主轴（31、41）处被张紧，以及

-至少一个变形滚子（28）相对地轴向地和/或径向地进给到所述工件（5）处以用于执行挤压或挤压辊压过程，

其中，所述主轴（31、41）和所述张紧机构（34、44）联合成单元（30、40），所述单元横向于旋转轴线（11）在于其中执行所述挤压或挤压辊压过程的变形位置与用于准备的准备位置之间进行调节，

其特征在于，

设置有带有第一主轴（31）和第一张紧机构（34）的第一交替单元（30）以及带有第二主轴（41）和第二张紧机构（44）的至少一个第二交替单元（40），其中，所述第一交替单元（30）和所述至少一个第二交替单元（40）交替地在所述变形位置与所述准备位置之间进行调节。

12.根据权利要求11所述的方法，

其特征在于，

所述至少一个交替单元（30、40）为了在所述变形位置与所述准备位置之间调节而线性移动或摆动。

13.根据权利要求11或12中任一项所述的方法，

其特征在于，

为了执行所述挤压或挤压辊压过程，所述至少一个变形滚子（28）轴向地固定不动，其中，所述工件（5）轴向地移动。