CN1106921C - 模压装置 - Google Patents

Abstract

两套线性马达方向相反地安装在一挤出头驱动装置的两侧。每个线性马达包括一朝向壳体的滑块。线性马达有一挤出头和一朝向挤出头的磁片。用两线性马达相对抵消了它们之间的电磁引力。一线性滚柱导向装置安装在与线性马达电磁引力相垂直的方向上，因此线性马达的电磁引力不能作用在线性滚柱导向装置上。在另一实例中，由三套挤出头驱动装置安装在整体突出于同一底座上的左机体和右机体之间而构成模压装置。

Description

模压装置

本发明涉及一种加工用于清洁的工作环境和装配线中受力小而位置精度要求高的微小精密零件的模压装置。

通常，水压机、曲柄压力机和类似的机构被用作模压装置加工受力小而位置精度要求高的微小精密零件。

除以上压力装置外，还有用交流伺服马达通过螺旋机构升降滑块的模压装置。

另外，利用线性马达的模压装置已研制成功。这些装置利用了线性马达的如下优点，例如高速、位置精度高、高效的驱动力传动，从而拥有较快的加减速性能。

在通常的模压装置中，由于热变形或其它原因造成滑块底部死区，这样形成一夹紧力使得位置精度不稳定。在水压机中，由于使用了油，要有一定的装配间隙，噪音，还有其它原因，使得水压机不能用于清洁的环境。

在用交流伺服马达作为动力源的模压装置中，能否提供高的位置精度是一个问题。另外，该装置安全性的高低与输出功率的大小有很大的关系。

在用线性马达的模压装置中，由于线性马达安装在导向机构上，线性马达会对引导升降挤出头的导向机构产生电磁引力。这将引起磁片和线性马达的可动滑块之间的间隙发生变化，从而造成线性马达牵引力不稳定，而导向机构的变形将增加摩擦阻力，进而影响挤出头的稳定升降，等等。

本发明的一个目的在于提供一种克服以上缺点的模压装置。

本发明的另一目的在于提供一种高精度、不会由于热变形或其它原因造成滑块底部死区，从而有较高的位置精度的模压装置。本发明不需很大的装配空间，并可在一定的噪声及振动限制的洁净环境下使用。挤压头在高速运转过程中的定位很稳定，并且当功率输出断开或操作停止后，挤出头将稳定地保持在停止位置。

本发明的又一个目的在于提供多个并联模压装置，各装置可共同工作、也可单独工作。

本发明的再一个目的在于，提供一在共同底座上的多个并联模压装置。该多个并联模压装置安装在突出于底座的轨道之间。

为了实现上述目的，本发明提供了一种应用线性马达作为动力的模压装置，该线性马达包括一磁片和一升降挤出头的可动滑块，而挤出头由装于机体上的导向机构所引导。由线性马达产生的电磁引力通过在挤出头周围相对安装两个或多个线性马达加以抵消。线性马达包括以下任一种：一磁片朝向挤出头、一滑块朝向机体；或一滑块朝向挤出头、一磁片朝向机体。一导向机构引导挤出头沿与线性马达之间电磁引力垂直的方向升降。从而线性马达产生的电磁引力不能作用于导向机构。

本发明还提供如上所述模压装置，其中导向机构做成线性滚柱导向机构，并且至少在挤出头两侧装有两个线性滚柱导向机构。线性滚柱导向机构包括一导轨和一滚动体，导轨可以朝向挤出头，滚动体朝向机体；或者也可以是滚动体朝向机体，导轨朝向挤出头。

本发明也可以包括一直标尺，用来检测挤出头垂直移动的位置。

本发明还提供如上所述模压装置，其中有一装有上模的反向平衡装置用来平衡挤出头的质量。该反向平衡装置可以是一弹簧机构或一气缸机构。

本发明还可以包括一支撑机构，该机构用来在操作完成或电源切断后保持挤出头停留在停止位置。这种支撑机构可以是一个弹簧触发的电磁开关，可以是一个弹簧触发的气压开关或可以为一个弹簧触发的油压开关。

概括地说，本发明提供两套线性马达安装在挤出头相对的两侧。每个线性马达包括一个朝向盒体的滑块。每个线性马达包括一个与磁片活动连接的电枢板。通过将两线性马达相对使用而抵消了线性马达的电磁引力。线性滚柱导向装置安装在与线性马达电磁引力相垂直的方向上，因此线性马达产生的电磁引力就不能作用于导向机构。在另一实施例中，三套挤出头驱动装置安装在整体突出于底座的机体左右之间。本实施例的进一步改进，有两对线性马达驱动四个挤出头。两对线性马达通过，例如螺栓，连接在一起。

根据本发明的一个实施例，提供的一种模压装置包括：至少两个线性马达，此至少两个线性马达位于挤出头两侧相对，线性马达的电磁引力通过它们位置相对而相互抵消，线性马达包括一个朝向一个挤出头和机体的磁片，和一个朝向另一个挤出头和机体的滑块，一个引导挤出头沿与线性马达电磁引力相垂直的方向上升降的导向装置，这样线性马达产生的电磁引力就不能作用于导向机构。

根据本发明的一个特点，提供的一种模压装置包括：一个挤出头，一个引导挤出头直线运动的导向装置，一个挤出头驱动装置，挤出头驱动装置至少包括第一和第二线性马达，其中第一、第二线性马达之一位于挤出头两侧，每一个线性马达包括一个滑块和一个磁片，滑块和磁片之一被装在挤出头上，还包括被装在挤出头上的其它滑块和磁片，第一和第二线性马达中的磁片之间的磁场方向相对，因此二者作用在导向装置上的磁场相互抵消，导向装置安装在与线性马达电磁引力相垂直的方向上，挤出头驱动装置做成模块形式，这样导向装置就不会受线性马达电磁引力的影响，并且至少有一个挤出头驱动装置安装在同一底座上的机体的左边，中部，和右边之间。

以上所述和其它的目的、特点和优点，可以通过结合附图阅读以下描述容易地理解，并足以依此设计出相同的装置。

图1A是根据本发明的一个实施例的模压装置简要的局部前视透视图。

图2A是图1A模压装置简要的局部后视透视图。

图3A是图1A模压装置简要的剖视图。

图4A是用来对描述线性马达结构的参考图。

图1是在同一底座上有多个模压驱动机构的模压装置的剖视图。

图2是图1中沿A-A剖视图。

图3是图1中模压驱动装置之一的垂直方向的剖视图。

图5是模压驱动装置进一步改进的垂直方向的剖视图。

图6表示的是在同一底座上有两对模压驱动装置的垂直方向的剖视图。

图7表示的是在同一底座上有一对模压驱动装置的垂直方向的剖视图，该驱动装置安装在与底座整体连接的成对的相互分离的轨道之间。

图8是与图7相类似的垂直剖视图，所不同的是在同一底座上有三个模压驱动装置，该驱动装置安装在与底座整体连接的成对的相互分离的轨道之间。

图9表示的是有两对滑块驱动装置的垂直剖视图，其中每对滑块驱动装置在其各自的底座上，两底座被连接在一起。

参考图1A、2A和3A，模压装置1的机体2包括一带底座3A的主机体3，底座3A上可以安装一下模(图中未表示)。一前机体4安装在主机体3上。前机体包括一使挤出头5升降的垂直驱动机构。一上模(图中未表示)可以安装在挤出头5上。

现在参考图4B，线性马达6之可动滑块6A安装在前表面的内部，即前机体4的前表面的背面。磁片6B安装在前表面和挤出头5的背面，即前机体4的内部。磁片6B面对并紧接着可动滑块6A，安装在前机体上。

线性马达6包括：一可动滑块6A，其中包含有连成一体的线圈19和冷却部分。一磁片6B，由一永磁体的N极和S极构成，与可动滑块6A隔有一定间隙。为使磁极方向朝向线圈19可通过控制并使电流同相输入线圈19从而得到持续的驱动力。

一主动冷却管，图中未表示，该管被置入可动滑块6A中，十分接近线圈19。冷却管吸收线圈19产生的热量。一冷却装置未在图中表示，它通过管20提供冷却液来致冷，管20连接在可动滑块6A一端的开口16上，这样就可以有效的将内部的热量排出。通过这种方式可将模压装置中线性马达产生的热量造成的影响降到最小。

线性马达的冷却也可通过空气冷却的方式。

滚动体7A安装在前机体4的左右表面内部。导轨7B朝向并紧接滚动体7A，安装在挤出头5的左右表面。

一反向平衡机构11安装在挤出头5内。反向平衡机构11通过用双头螺栓9连接在前机体4上的支撑件8支撑弹簧10提供推动力，将挤出头5，包括未示出的上模，推到预定位置。

一直标尺13，安装在主机体3背面，通过一探测头12探测挤出头5的垂直位置。探测头12置于不防碍线性马达6的位置处。探测头12通过主机体3上的切口17从挤出头5内伸出。

一弹簧触发的，电磁开关支撑装置14安装在主机体的背面。为不防碍线性马达6，一板15通过主机体3上的切口18从挤出头5伸出。当提供给模压装置1的功率输出断开或操作停止后，板15将通过图中未示出的弹簧卡住，这样就可以稳定的使挤出头5保持在停止位置。

当能量提供给模压装置1时，支撑装置14激活，同时弹簧(未表示出)被触发而将板15释放。

当板15被释放后，电流则提供给线性马达6中的滑块6A的线圈19，线性马达6根据行程和前述定义的挤出头5上下死区通过图中未示出的控制装置加以控制。挤出头5通过线性马达6提供升降力。线性滚柱导向装置7安装在线性马达6电磁引力垂直的方向上。这样，线性马达的电磁作用力就影响不到线性导向装置，从而为底部死区提供了稳定而精确的位置精度。

在此实施例中的线性马达6中，滑块6A朝向前机体4且磁块6B朝向挤出头5。然而，线性马达6也可以将磁块6B朝向前机体4而滑块6A朝向挤出头5。

同样，在此实施例中的线性滚柱装置中，滚柱体7A朝向前机体4且导轨7B朝向挤出头5。然而，线性滚柱装置也可以将导轨7B朝向前机体4而滚柱体7A朝向挤出头5。

另外，在此实施例中，反向平衡装置11由一弹簧机构操作。当然，此反向平衡装置业可以用一气缸或其它方式代替，支撑结构14，由前所述采用的是一套弹簧触发的电磁开关，业可以用弹簧触发的气压开关或弹簧触发的油压开关。

由上所知，本发明提供一种高位置精度，不会由于热变形或其它原因造成滑块底部死区。另外，本发明只需有限的装配空间，并可在洁净的环境下使用，挤压头在高速运转过程中可在一定的噪声及振动限制下稳定的定位。

同样，当功率输出断开或操作停止后，挤出头将稳定地保持在停止位置。

参考图1，2和3，一个并联模压装置1’包括在一底座2上形成一体的左机体3和右机体4。一下模9(未示出)连接在底座2上。数个挤出头6安装在三个同样的挤出头驱动装置5内。挤出头驱动装置安装在左机体3和右机体4之间。挤出头驱动装置5独立升降。数个上压模(未示出)连接在挤出头6上。

滑块8A安装在盒体7的左右表面内。推动滑块8A的磁块8B安装在盒体7中挤出头6的左右两边，使之朝向滑块8A。

现在参考图4，在此实施例中的每一线性马达8都与前述单模线性马达相同，勿需多言。

返回图1到图3，滚动体12A安装在盒体7的前后表面内部。导轨12B朝向滚动体12A并与之相接。导轨12B安装在挤出头6的前后表面，从而构成线性滚柱导向装置12。

由前述，构成挤出头驱动装置5的元件安装在盒体7内形成一个单独的部件。挤出头驱动装置5的挤出头6可以根据需要的行程和时间升降。这样就可以很容易广泛应用于多步骤的产品。

根据预先输入未示出的控制装置中的挤出头上下死区和行程参数，电流输入线性马达8中滑块12A的线圈9。挤出头6被线性马达8驱动升降，对连接在底座2上的下压模(未示出)和连接在挤出头6上的上压模(未示出)之间的给定物体施加压力作用。

通过将线性马达8置于挤出头6的两边，线性马达8由于方向相对，电磁作用相互抵消，这样挤出头6就可以自由升降。

同样，线性导向装置12安装在线性马达8相对安装相垂直的方向上，也就是线性马达8电磁引力相垂直的方向上。这样，线性马达8的电磁作用就不能作用在线性滚柱导向装置12上，也就可以对底部死区提供稳定的位置精度。

在本实施例中，由安装在盒体7上的滑块12A和安装在挤出头6上的磁块8B构成线性马达8。当然，也可以由安装在盒体7上的磁块8B和安装在挤出头6上的滑块12A构成线性马达8。

另外，在此实施例中，由安装在盒体7上的滚柱体12A和安装在挤出头6上的导轨12B构成线性导向装置12。当然，也可以由安装在盒体7上的导轨12B和安装在挤出头6上的滚柱体12A构成线性导向装置12。

参见图5，本发明的第二实施例之模压装置包括在同一底座22上构成整体的左机体23和右机体24。一独立的挤出头驱动装置5安装在左机体23和右机体24中间。第二实施例和图1至图3所示第一实施例相同，区别在于挤出头5数目不同，因此也勿需多言。

参见图6.本发明的第三实施例包括两对挤出头驱动装置5。此实施例的操作同前述实施例，因此也勿需多言。

参见图7，本发明的第四实施例包括一对挤出头驱动装置5。参见图8，本发明的第五实施例。此实施例的操作同前述实施例，因此也勿需多言。

第三、第四、第五实施例除机体中部外与第一实施例完全相同，因此略去详细说明。

回到图6，限据本发明第三实施例之模压装置31，包括在底座32上形成一体的左机体33和右机体34。在左机体33和右机体34中间位置处有与底座32连成一体的中间机体35。两个相同的挤出头驱动装置5安装在左机体33和中间机体35左侧之间。两个相同的挤出头驱动装置5安装在中间机体35右侧和右机体34之间。

回到图7，限据本发明第四实施例之模压装置41，包括在底座42上形成一体的左机体43和右机体44。在左机体43和右机体44中间位置处有与底座42连成一体的中间机体45。一个挤出头驱动装置5安装在左机体43和中间机体45左侧之间。一个挤出头驱动装置5安装在中间机体45右侧和右机体44之间。

参考图8，本发明的第五实施例包括与底座52连成一体的左机体53和右机体54。与底座52连成一体的第一中间机体55A和第二中间机体55B位于左机体53和右机体54之间。

一单独的挤出头驱动模块5安装在左机体53和第一中间机体55A左侧之间。一单独的挤出头驱动模块5安装在第一中间机体55A右侧和第二中间机体55B左侧之间。

另外，一单独的挤出头驱动模块5安装在第二中间机体55B右侧和右机体54之间，从而形成模压装置51。

在以上所述实施例中，挤出头驱动装置5安装在左机体3，23，33，43，53和右机体4，24，34，44，54之间，并有相同的结构。不过，当盒体7有不同的连接方式时，也可以在左机体3，23，33，43，53和右机体4，24，34，44，54之间安装不同的挤出头驱动装置5。

同样，在这些实施例中，中间机体35，45，55由两部分构成。参见图9，也可以由第六实施例所示的那样，将凸出于底座62A的左边中间机体65A和凸出于底座62B的右边中间机体65B通过连接件66，例如，一个螺栓，连接成模压装置66。

同样，在这些实施例中，位于左机体3，23，33，43，53和右机体4，24，34，44，54之间的挤出头驱动装置5安装在线性马达8的连接表面上。当然，也可以安装在线性滚柱导向装置12的连接表面上。

由上所述，本发明提供一种能使挤出头在高速运转过程中定位的模压装置。本装置的噪音和振动受到限制，并且挤出头在底部死区可以精确定位不会受到热变形或其它原因的影响。本发明也可应用于洁净环境下并且仅需有限的安装空间。

而且，当生产小而精密的零部件需要多步骤时，机体可根据模压步骤而组合，这样就可以使本发明很容易应用于模压生产线上。

所附附图业经实例说明，不可仅限具体实例来理解本发明，任何改动和改进都可能影响本发明所附权利要求所保护的范围。

Claims (18)

1.一种模压装置，包括：

至少两个安装在机体上的线性马达；

所述至少两个线性马达相对地位于一挤出头两侧，该线性马达可驱动挤出头作垂直方向运动；

相对的线性马达之间的电磁引力由它们位置相对而抵消；

所述线性马达包括一安装于朝向所述挤出头和所述机体之一的磁片，和一安装于朝向所述另一挤出头和所述机体的滑块；

一引导所述挤出头沿与所述线性马达之间电磁引力相垂直的方向升降的导向机构；并且

所述线性马达之间的所述电磁引力不能作用于所述导向机构。

2.如权利要求1所述模压装置，其特征在于：

所述导向机构为线性滚柱导向装置；

所述线性滚柱导向装置包括至少两套安装于所述挤出头两侧的线性滚柱导向装置；并且

所述线性滚柱导向装置包括一朝向所述挤出头和所述机体之一的导轨，和一朝向所述另一挤出头和所述机体的滚柱体。

3.如权利要求1所述模压装置，其特征在于：还包括一检测所述挤出头位置的直标尺。

4.如权利要求2所述模压装置，其特征在于：还包括一检测所述挤出头位置的直标尺。

5.如权利要求1所述模压装置，其特征在于：还包括一平衡所述挤出头质量的反向平衡装置，该装置包括一附加的上压模。

6.如权利要求2所述模压装置，其特征在于：还包括一平衡所述挤出头质量的反向平衡装置，该装置包括一附加的上压模。

7.如权利要求6所述模压装置，其特征在于：所述反向平衡装置为一弹簧装置或一气缸装置之一。

8.如权利要求1所述模压装置，其特征在于还包括：

一支撑装置；

所述支撑装置包括当所述模压装置电源被切断后使所述挤出头保持在停止位置的装置。

9.如权利要求8所述模压装置，其特征在于：

所述支撑装置为一弹簧触发的电磁开关，一弹簧触发的气压开关，和一弹簧触发的油压开关之一。

10.如权利要求1所述模压装置，其特征在于：所述模压装置为模块化结构。

11.如权利要求1所述模压装置，其特征在于：至少有一个挤出头驱动装置安装在连成整体的突出于一底座上的第一机体和第二机体之间。

12.如权利要求11所述模压装置，其特征在于还包括：

一与所述挤出头驱动装置安装在同一底座上的第二挤出头驱动装置；

所述第二挤出头驱动装置安装在突出于所述底座上的第二机体和第三机体之间；并且

所述第二挤出头驱动装置和所述挤出头驱动装置构成挤出头双驱动机构。

13.如权利要求12所述模压装置，其特征在于：还包括第二对与所述双挤出头驱动装置连成一体的挤出头驱动装置，此四个驱动装置驱动四个挤出头。

14.如权利要求12所述模压装置，其特征在于：

所述第二挤出头驱动装置连接在第二底座上，

所述挤出头驱动装置连接在第一底座上；并且

所述第一第二底座为一整体。

15.如权利要求12所述模压装置，其特征在于：

所述第二挤出头驱动装置连接在第二底座上，

所述挤出头驱动装置连接在第一底座上；并且

所述第一第二底座至少用一紧固件连接。

16.一种模压装置包括：

一挤出头；

一引导所述挤出头线性运动的导向机构；

一挤出头驱动装置；

所述挤出头驱动装置包括至少第一和第二线性马达，所述第一第二线性马达之一安装在所述挤出头一侧；

每个线性马达包括一滑块和一磁片；

所述第一线性马达中的磁片和滑块之一安装在所述挤出头上，而第二线性马达中的滑块和磁片之一安装在所述挤出头上；

所述第一、第二线性马达中的磁片之间的磁场方向相反，从而可在所述导向机构处互相抵消；

所述导向机构安装在与所述线性马达之间电磁引力相垂直的方向上；

所述挤出头驱动装置为模块化结构，因此所述导向机构不受所述线性马达之间的所述电磁引力的影响；并且

至少所述挤出头驱动装置之一安装在突出于同一底座上的左机体，中部机体，和右机体之间。

17.如权利要求16所述模压装置，其特征在于：

所述导向机构包括第一第二线性滚柱导向装置，每个线性滚柱导向装置包括一导轨和一滚柱体；

所述第一第二线性滚柱导向装置安装在所述挤出头相对的两侧，从而构成线性滚柱导向机构；

每个线性滚柱导向装置包括：滚柱体和导轨之一安装在所述盒体上，其余滚柱体和导轨安装在所述挤出头上。

18.如权利要求16所述模压装置，其特征在于：

所述导向机构包括第一第二线性滚柱导向装置，每个线性滚柱导向装置包括一导轨和一滚柱体；

所述第一第二线性滚柱导向装置安装在所述挤出头相对的两侧，从而构成线性滚柱导向机构；

每个线性滚柱导向装置包括：滚柱体和导轨之一安装在所述盒体上，其余滚柱体和导轨安装在所述挤出头上。

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