CN110799279A - 用于制造容器的工具包 - Google Patents

Abstract

公开了高精度高循环率金属成型工具包，用于被使用以生产超高精度的罐或其他本体和预成型件的压薄工艺。工具包的一实施例提供了改进的定中心、阻尼和力衰减响应。在一实施例中，工具包可以利用整合的反馈通信和感测来实现。工具包的一实施例还提供了统一的冷却剂分布，包括增强的无限可变的工具位置的位置智能。工具包的一实施例还提供了改进的轴向和纵向联接，用于改进工具跟踪和浮动。工具包能够提高产品质量、产量、生产效率，降低成本并减少劳动。

Description

用于制造容器的工具包

背景技术

在压薄(ironing，压薄拉伸、引缩加工、挤拉伸)设备中利用了金属成型工具包来制造和成型金属罐本体或柱形金属本体及预成型件。金属成型工具包通常由各种模块构建，利用这些模块来控制工具布置以生产整合在“拉伸(被拉伸)和压薄”按压机或“壁式压薄器”的金属成型设备中的饮料或食品容器。工具包可以包括多个模块，这些模块容纳并整合压薄工具以进行压薄并成型特定几何形状的金属本体的金属厚度。

现有的工具包受到在固定的径向位置构造和使用机械弹簧或聚氨酯型弹簧替换件的限制。受限的位置动作提供既没有可调整性也没有与工艺的任何可辨别的通信的固定方向性力率。不同的弹簧率仅在显著的机器停机时间、通过操作者干预的弹簧元件的机械交换以及通过熟练的分析的显著的猜测工作的情况下变化。这些阻尼(dampening，抑制、减弱、减振、消音)限制导致产品质量显著下降，使得生产速度和效率降低。

铝和/或钢饮料容器和瓶子的全球单位生产为大致每年2000亿单位。每年在美国生产超过900亿个单位。在复杂的制造系统中以这样高的量生产这些数十亿的金属容器的速度和准确度需要总产品群变化的最大准确度和可管理性。

制造商将容器重量控制在毫克级，并且容器壁的测量值保持在微米级范围内。如果只制造单个单位，这很简单，但制造数十亿个单位时则要困难得多。在单个设备上每分钟生产大致400个单位。工厂通常在一条线上使用超过8到10台这些金属成型机器。因此，整个生产线的速度常常超过每分钟2,000罐。因此，制造数十亿个单位需要极高的精度和控制，以确保在壁厚度的变化最小的情况下使用最少量的材料。数百万单位迅速增加的材料滥用使任何变化成倍增加。为了维持终端单位成本一致且有竞争力，重要的是不要出错或因高速而迅速出现管理不当。

生产数十亿这样的单位的领域的技术人员理解对跨越2000亿单位的重量控制和变化管理是保护驱动了最具竞争力的单位成本基础的所需材料和优化生产设施效率的理想方面。因此，工具包和压薄工艺变化的相互作用影响材料重量分布，并且对于超过数十亿单位的理想工艺管理结果至关重要。外部衰减控制或调整在当前生产系统中的缺乏以及用以优化压薄工艺变化的受限能力对正被生产的产品的生产速度和质量产生负面影响。

附图说明

图1是实现本文公开的示例性工具包的金属成型设备1的高级立体图示。

图2A是本文公开的示例性工具包的立体图。

图2B是图2A所示的示例性工具包的分解立体图。

图3是工具包模块中的一个工具包模块的分解立体图。

图4是示例性工具包的各种模块的截面图。这些模块中的一个或多个模块可以实现在工具包中。

图5是图4所示的各种模块的上部部分的详细截面图。

图6是示例性工具包的模块的典型布置的详细截面图。

图7是示例性工具包的模块中的一个模块的端部视图。

图8是例示可以针对示例性工具包实现的通信和反馈的高级框图。

具体实施方式

本文中描述的工具包和系统及方法极大地提高了管理和控制罐重量、罐壁变化、材料利用、工具磨损率的能力，提高了机器效率，并且因此在可实现的最低成本的基础上管理生产绩效。通过本发明随附的这些新颖的实施方式对阻尼速度、动作、调整和控制的制造工艺压薄控制变量的限制进行了直接改进。

一种示例性高循环率精度金属成型工具包被公开为可以被实现成用于压薄工艺，以在具有最小变化的高速率下成型罐本体或其他柱形本体及预成型件。示例性工具包通过被外部激励和通信的一整合且连续的偏置介质结构对工具控制的阻尼和力衰减进行改进。示例性工具包使得生产出的容器壁厚度的变化减小。示例性工具包还有助于提高生产速度、提高产品质量、降低工具磨损，从而引起改进罐重量控制、减小壁变化、改进冷却剂分布、冷却剂冲击和冷却剂跟踪。

可以容易地将示例性工具包实现到现有的生产设备中，使得熟练的技术人员和没有经验的操作者能够更好地操作复杂的压薄工艺。在一实施例中，工具包能够在无需关闭装备的情况下通过可调整性来实现关键工艺优化，而关闭装备将导致生产量和利润的损失。所造成的平均每分钟或每2000罐约85美元的利润损失使任何停机时间导致的损失很快受到关注。这些独特的方面有助于极大地改进生产系统管理控制、生产产量、效率，并且为现有压薄工艺提供了新颖的自动化。对于普通技术来说，现有生产的平均效率平均为约85％。利用本文讨论的改进，可以实现90％或更高的效率。

这些制造系统的自动化降低了对所利用的机械工作单元的劳动需求，并且这降低了对生产的总体配员需求。在较低的单位成本基础上增加生产效率的同时在财务上节省劳动是本发明要求保护的实施方式之一。

在继续之前，应该注意，如本文所使用的，术语“包括(includes)”和“包括(including)”意味着但不限于“包括(includes)”或“包括(including)”和“包括至少(includes at least)”或“包括至少(including at least)”。术语“基于”意味着“基于”和“至少部分基于”。术语“罐”和“容器”在本文中能够互换地使用，以指代正被成型的产品。术语“工具”或“模具”在本文中能够互换地使用，以指代压薄工具和/或压薄模具。术语“被拉伸”或“被压薄”在本文中能够互换地使用，以指代拉伸和压薄金属本体的工艺。

应该理解，附图不一定按比例绘制，并且可以改变各种尺寸。在某些情况下，可能已经省略了对于理解本发明不必要的细节或者使得难以理解其他细节的细节。当然，应该理解，本发明不必限于本文所示的特别的实施方式的全部内容。

图1是实现本文公开的示例性工具包100的示例性金属成型设备10的高级立体图。可以操作示例性设备10来生产轻质容器，包括食品或饮料容器和瓶子预成型件，例如“Bodymaker”、“Wall-ironer”或“Canformer”。

罐本体成型的工艺开始于在被称为“杯子成型按压机”的分开的机器中成型杯子制品。首先，从金属平板上切出圆形的“坯件”。盘状物被制成坯件并且被供给通过杯子成型按压机的工具。坯件通过这样的工具被“拉伸”或牵拉成“杯子”的形状。然后将杯子制品转移到设备10以供给“拉伸和压薄”(D&I)的罐本体成型工艺。

在一实施例中，设备10包括直接连接到曲轴14的连续运动飞轮和离合器制动组件。曲轴的运行是一次回转引起单个冲程。曲轴14上的凸轮通过气囊12的运动控制力跟随到夹紧再拉伸托架34上，以控制杯子制品被成型到容器中。曲轴14的旋转通常是逆时针方向，如箭头16的方向所示。机构联动装置通过初级连杆18操作摆杆20以驱动次级连杆22抵靠滑动轭24和撞锤衬套26。该动作驱动或“推动”撞锤28沿箭头30的方向通过工具包100并直至抵靠拱顶件32。

曲轴14的一次回转的完整周期以撞锤28沿箭头31的方向返回或被“牵拉”来完成。凸轮从动件机构及时地使连接到再拉伸推杆36和压紧杆38的再拉伸托架34返回，从而释放该杯子并打开用于放置下一个杯子。该曲轴类似于汽车发动机(一个活塞)的曲轴，并且凸轮操作夹紧机构以保持杯子。冲头/撞锤在每个方向上以大约每分钟500个冲程(大约26英寸)移动。

拉伸和压薄工艺包括将杯子制品装载到再拉伸工具27中，夹紧杯子，然后撞锤28迫使冲头工具25通过。在前进冲程期间，杯子的底部被推动到冲头25上，使得杯子制品的侧壁在撞锤28移动通过工具包100时被拉伸或“拉展”，从而使杯子具有成型的罐本体8的伸长的形状。工具的每个阶段使容器壁削减并相应地使容器高度伸长。

然后，在返回冲程，通过剥离器40将已成型的罐本体8从撞锤28“剥离”或释放，并通过卸载器组件42将该罐本体带走。由于速率高，许多机器还配备有高压空气剥离辅助装置，以从冲头25移除容器8。这自动地卸下已成型的容器8，使得可以成型下一个罐本体8。

市场上存在作为普通技术的各种压薄设备驱动机构设计：示例包括内摆线齿轮驱动、瓦特联动装置驱动和各种平行运动组件等。压薄设备10的一致性均是使用“工具包”100来将金属压薄成各种容器形状。设备的驱动机构仅用于发明申请的实施例和描述，应当理解，在本发明的金属成型工具包100的情况下，可以利用各种其他驱动机构。

压薄设备的一个完全周期(前进和返回冲程两者)是以一个连续的360度曲轴旋转运动以非常高的循环速率(例如，每分钟在150至500个周期(cpm)之间)完成的，每一完整的单个冲程生产出单个容器8。工具包100控制金属容器壁在硬质合金工具压薄模具47和冲头25之间的变形。通常，容器8需要在工具包中的再拉伸操作和多个压薄操作以削减壁并使容器伸长成期望的形状和规格。撞锤28通常处于超高的成型压力、载荷、速度和热条件，因为随着生产速度直接增加成型速度，压薄的摩擦方面显著增加。

金属压薄工艺的工具摩擦和结果的热反应常常决定了生产出的结果的容器的质量。压薄工艺将起始材料的容器(例如杯子)的壁厚度减少大约25％至75％，并使容器壁伸长成期望的最终容器高度和几何形状。容器壁的期望的公差需要在微米级内，并且最终壁厚的期望的正常变化在+/-.00015"(7.6微米)内。

工艺变化对罐本体壁的质量和成品罐重量的准确度产生不利影响。随着热条件由于需要被测量的精度控制和一致性以产生期望的产品准确度的一天24小时的生产计划的生产速度和持续时间的需求而变化，工艺变化增加。随着压薄力在轴向、径向和/或侧向方向上的模具运动衰减在压薄工艺期间可能变得不稳定或降低，工艺变化也会增加。传统上，成型速度受到这些条件和相互作用的限制，从而引起在大于每分钟350个单位的高速度下的增加的变化。

可以利用本文公开的金属成型工具包100在压薄工艺期间对下述方面进行改进：阻尼的能量、阻尼的速度和减小的力衰减变化。与随时间变化的工艺变化的改进的稳定性相结合，压薄设备的生产速度得到改进，因此这引起生产出的被成型的容器和预成型件的单位质量的一致性提高并且壁变化降低。

在继续之前，应该注意，提供上述示例性设备10是出于例示的目的并且不旨在进行限制。可以利用其他装置和/或装置构造来执行本文描述的操作。

图2A是本文公开的示例性工具包100的立体图。图2B是图2A所示的工具包100的示例性工具包模块的分解立体图。在一实施例中，在拉伸和压薄工艺期间，可以利用工具包100控制生产饮料或食品容器所需的工具布置。

在一实施例中，工具包100可以包括一个或多个模块44和一个或多个间隔件46。模块44以高速度容纳和整合压薄工具以压薄并成型特定几何形状的金属本体的金属厚度。间隔件46简单地决定该工艺的在模具47之间的压薄伸长变化的所需长度。应该注意，工具包100不受任何规格构造和/或模块44和/或间隔件46的数量的限制。

图3是工具包模块44的一个实施例的分解立体图。工具包模块可以具有各种构造，如参考示出的图4和图5所描述的。然而，工具包模块44中的每个工具包模块可以包括具有模块壳体环50、阻尼结构52、模具承载件32和冷却剂喷嘴34的一般构造。图3例示了图4所示的模块44变化的立体图与图5所示的各种模块44的特写的部分(例如，上部)的截面图的对应关系。

图4示出了工具包100的在图3中示出的示例性工具包模块的各种模块44'的截面图。这些模块44'中的一个或多个模块可以实现在单个工具包100'中。阻尼结构52'的任何和所有组合可以安装在工具模块壳体环50'中。模具承载件32'可以安装在阻尼结构52'中。压薄模具47'安装在模具承载件32'中。

单独的工具包模块44"可以被构造成接受任何大小的工具47'。当前的工业标准是六英寸直径乘四分之三英寸宽的硬质合金模具。对结合各种直径和厚度的其他模具47大小的设计没有限制。阻尼结构52的工具包100通过模具承载件环32适应各种直径变化，并且能够适应未通过实施例示出的新的构造。

阻尼结构52a至e'包括统一的结构阻尼设计，该统一的结构阻尼设计集中压薄模具的联接力和衰减，从而最大化弹簧能量、模具集中和衰减响应速度。为了期望的衰减性能和长使用寿命，阻尼结构52a至e可以包括由聚氨酯或氟橡胶(或其他适合的材料)模制的结构的变化。阻尼结构52'的硬度可以针对每个模具位置而变化，例如，以改进模具47对于该序列来说理想的实际压薄力的衰减。例如，在工具包100中的第二压薄序列操作中模具47a的阻尼衰减力可以是比第三压薄序列中的模具47'所需的衰减力高的衰减力。这些衰减差异主要受到材料减少、摩擦、润滑的金属成型物理现象和工具几何形状的控制。

阻尼结构52a至e可以包括具有内部加压几何形状的衰减设计，该衰减设计集中对金属成型工艺的压薄模具47a至e的衰减力的需求。阻尼结构52a至e的几何形状可以被构造成提供可变的阻尼衰减率以适应各种工艺变化。多种示例性几何形状56a至e仅作为实施例被示出在阻尼结构52a至e内部。模块44a至e中的每个模块的这些样本截面示出了无数的几何形状和材料组合选项，以理想地创建优化压薄衰减性能的径向构造。清楚的是，这些各种阻尼衰减结构中的一个或多个阻尼衰减结构可以实现到工具包100中。

阻尼结构52'可以包括通过外部激励和通信改进的阻尼衰减力的各种内部几何形状选项56'。内部连接使得内部压力室56能够改变介质52，从而阻尼衰减响应。介质衰减的可变性改进了工具47的定中心以及整合工具47的联接的速度的需求。

内部几何形状56'可以包括各种介质、流体、气体、凝胶或其他加压系统。介质也可以与各种增强材料和/或几何形状56'整合地混合或构建。示例包括但不限于纤维、Kevlar(TM)、钢缆、和/或各种绳索和/或赋能(energizing)布线构建类型的衰减增强件。这些改进的衰减选项可以将阻尼介质的性能寿命延长持续多年的高要求生产的数百万个周期。

阻尼介质52'与位移一致地起作用，使阻尼结构52a至e内的压薄工具47'衰减，而且整合冷却剂分布34a至e。

冷却剂分布喷嘴34a至e将冷却剂冲击聚集到压薄区域中。喷嘴聚集可以在压薄速度期间保持稳定的热温度并且在罐制作的制造工艺期间减少金属压薄。

速度通常高达每秒五百英寸(或45英尺/s)。这相当于对于每个生产出的容器来说每小时30英里的平均成型速度。清楚的是，这些高速率的金属成型速度需要完整且密切地控制冷却剂和工具运动。冷却剂的适当应用和冲击对于在这些高速率下控制压薄温度是重要的。过高的温度可能通过局部回火导致材料强度损失。过高的温度可能导致产品失效、堵塞和/或形成缺陷，这对产品质量方面产生负面影响。这些成型速度的高速率要求高精度以保持最佳的且稳定的金属成型温度。

冷却剂通道57a至e结合在模具承载件32a至e内，如图5中更好地看到的。图5是图4所示的各种模块的上部部分的详细截面视图。冷却剂可以通过供应冷却剂喷嘴34a至e的冷却剂通道57a至e提供。这使得能够在位置上得到优化的冷却剂输送被聚集到压薄区中。示例性实施方式独特地结合喷嘴几何形状以在模具47a至e的任何和所有位移期间完美地定位(例如，当模具47在压薄工艺期间移动或漂浮时，冷却剂一致地移动34a至e)。在一实施例中，可以调整冷却剂输送以优化模具47a至e的工作区域处的冷却剂输送。

图6是示例性工具包100的模块的典型布置的详细截面图。在该实施例中，模块被组装到图2A中例示的工具包100中，包括模块44e和44d、间隔件46a至c以及再拉伸模块48。工具包100被例示为具有可变化地限定的几何结构和阻尼结构的组成(例如，示出了52e和52d)，组合有整合的模具承载件环(例如，示出了32e和32d)及冷却剂结构(例如，示出了34e和34d)。

图7是示例性工具包100中的一个示例性工具包的端部视图。图6所示的工具包100的模具元件47可以被构造成具有通过冷却剂喷嘴环34的冷却剂分布。这些冷却剂分布端口57供给喷嘴34不限于固定定位的模具47的联接，改变了所有当前技术中的冲击。该新颖的实施例，即冷却剂分布34的联接一致地聚集，以在与模具承载件32连续位移时自动跟踪工具位置。冷却剂喷嘴34总是在模具47移动的任何地方移动。这改进了冷却剂接触冲击，并且冷却剂冲击的位置聚集改进了压薄区的热一致性。冷却剂喷嘴34和分布自动地跟踪、移动和分布到无限变化的工具位置的冷却剂冲击，直接改进了压薄几何形状强度的热稳定性和热效率。这通过改进的冷却剂冲击、几何形状优化的热稳定性和连续的工具跟踪，实现了下述方面：提高了金属成型生产率、容器质量、工具寿命并降低了工具磨损，从而实现在较高速度下的热稳定的压薄工艺。

在一实施例中，工具包100可以通过极大地增加的径向能量来改进必要工具的定中心和阻尼响应。增加的阻尼结构52的质量改进了工具47的速度和动作，使得实现了下述方面：改进了对产品质量要求的工具响应联接、增加了产量、提高了制造效率并且实现了直接的工艺反馈。通过本示例性发明的速度增加的力衰减特征和外部激励方法，极大地改进了对这些高生产速度和生产出的数十亿的大量年度单位的理想管理。

工具包100还能够通过增加定中心力来实现阻尼能量可调整性与工具联接的整合，该定中心力通过统一且聚集的外部激励方式在结构上无限地定向。通过与工艺和/或质量系统的关联通信，可以进一步自动化对这些压薄响应需求的管理。工具包100可以在机器操作和循环期间实现完整的轴向和侧向力调整。实施例使得通过调整和/或优化工具包100的定中心力响应和阻尼快速性的新颖能力，极大地提高了生产出的容器的生产效率、产量和质量。

已经测得现有技术对世界范围内领先的操作的效率为85％至92％。本领域技术人员容易理解这些85％至92％的效率是领先的。本发明的一主张通过去除对工艺优化的手动需求来支持并实现效率和产量的显著提高。手动干预总是导致生产产量损失。由于生产速度的当前限制小于400cpm，因此从不会超过最大机器速度或者追赶速度是不可行的。每次维护压薄机以对工艺进行任何调整时，总是损失生产。在工艺变化的情况下的外部激励方式和通信对于实现较高的效率是至关重要的，并且因此，通过每年360天、每天24小时运行的速度达400cpm的设备，在生产出的年度单位方面产生极大的收益。机器必须关闭的任何时间(甚至一分钟)都是生产力方面的重大损失。该损失的生产无法弥补。

工具包100还可以提供整合冷却剂分布的新颖应用，该新颖应用具有特定优化的位置位移跟踪、运动统一以及在模具承载件54和冷却剂分布结构的新颖整合时可变工具位置的直接校准通信。

工具包100还通过增加的力质量结构加之阻尼结构52的显式几何介质构建，提供对工具压薄工艺位移和衰减变化的轴向和纵向联接的阻尼速度进行改进的义务。

工具包100还通过整合全包式方向性联接、响应地减少工具磨损以及提高全等阻尼结构52的工具寿命和性能，来提供快速性和力范围较大的完全轴向一致性。

通常通过工具或模具的各种阶段或序列来制定金属的大小。这些通常包括至少一单个再拉伸阶段，紧接着是随后的压薄序列。压薄工艺需求由需要使金属变薄并使材料的几何形状限制伸长的容器的期望的厚度和形状决定。

可以制造这些制品的速度常常受到固有的无法智能地按照工艺需求容易地或通过需要来调整或改变工具的力的限制。缺乏阻尼或反应速度常常引起过度的厚度变化，过度的厚度变化需要操作者干预和/或设备的停机时间来补救。金属成型速度和制造效率速率因所形成的缺陷的频率而降低，这可能会使设备1停止、出现故障或完全关闭，需要操作者干预以重新启动。

压薄工艺利用了工具包100，该工具包结合并容纳有固定的和/或能够移动的模具元件。多个模具元件包括钢壳和用于成型几何形状的金属本体的标准几何形状构造的碳化钨或陶瓷元件。由于多达每分钟150至500个周期这样的快速循环速率需求，阻尼和振动频率通常由多个不同的固定力率偏置弹簧衰减。机械弹簧已经普遍使用多年，并且最近的改进已经将这些弹簧转换成聚合物或聚氨酯型弹簧构造。然而，这些构造缺乏基于下述方面的任何种类的力调整或衰减适应：由于工艺变量内的各种工艺变化或者优化能力，诸如材料类型、材料涂层、摩擦、模具类型、润滑、联接和/或成型速度引起的生产速度波动或力变化需求。

工具包100实现动态定中心力衰减可调整性和智能，这校正了对由下述方面产生的模具元件阻尼的限制，所述方面为升高的压薄力引起的衰减速度提高，以及较高的循环速率和降低的变化必要性引起的工艺需求。新颖的阻尼结构52可以被实现为通过利用工艺智能优化力衰减和能量聚集来调整阻尼的强度以提高工具对工件的反应速度(下面参考图8更详细地描述)。

阻尼衰减结构的可变强度可以实现为连续结构的统一的周向整合或被几何结构化，涉及完全力范围优化。结合在模块44内的阻尼结构(或多个阻尼结构)52具有基本上增加的偏置质量，以形成改进的力强度衰减和阻尼速度。在一实施例中，阻尼结构52可以通过材料构建加之诸如示出为几何轮廓选项56的各种几何选项成为能够完全调整和衰减的能量阻尼结构。

工具包100能够在力衰减和理想配件的定向组合的多个组合中实现衰减强度，以满足金属几何形状本体的压薄和金属成型工艺的服务需求。阻尼结构介质52包括组合有外部激励的几何构造、材料变化、构建选项的各种组合(例如，通过下面参考图8描述的通信部件)，产生了满足金属成型工艺需要的无数设计特异性选项。工具包100还能够在偏置介质结构52内实现配件的多个选项和各种组合、公式化，以通过特定定向、可选的几何形状轮廓或机器定向轴线内的构建来优化阻尼响应强度轮廓。这些变化使得工具包100能够针对阻尼力强度需要和特定理想径向定向的需求进行优化，以满足机器和金属成型定向的需要。

工具包100结合了偏置介质52的新颖构造以包括多种几何定向选项，使得区域化的力强度轮廓可以被智能地构造成用于各种几何形状或工艺需求。将外力衰减与几何构造进行组合的新颖能力形成了多个图案组合，该多个图案组合理想地适于对金属本体成型工艺的交互式智能响应。增强、布置和图案化阻尼结构52的几何变量56的组合能力加之力衰减是本发明的独特且新颖的主张。

工具包100提供了通过衰减智能的变化区域来优化柱形力的完整能力，使得金属柱体成型的圆度和金属柱体壁的厚度变化的准确度被优化。用于阻尼结构52的偏置介质的结构能够实现可以理想地定位到有特定金属本体需求的特定象限、区域或定向的各种能量输入。这使得本发明能够改进各种区域中的阻尼力或改变各种其他区域以优化金属成型工艺。无论金属本体的几何构造如何，工具包100都改进了金属成型能力和质量。

工具包100在模具47的整个周向构造的完整的径向整合中通过阻尼几何结构52的径向偏置介质结构的质量增加直接改进了模具元件47的运动速度的衰减和对工艺的反应。工具包100直接体现了阻尼结构52的弹性介质的增加的偏置质量和容积是全等的并且通过整个径向几何形状同样地偏置响应，从而改进响应速度要求和阻尼的快速性。这改进了金属成型工艺，因为模具(工具)47通过与工件和工具表面由几何平衡的衰减压薄力进行的完全和方向性位移通信来保持与工具和金属的更一致的接触。

工具包100特别地为增加的质量能量和阻尼力衰减的结构构造提供了明确的均衡轴向通信，该通信通过在整个压薄工艺动作序列中的智能侧向阻尼力控制进行。工具包100能够实现增加的阻尼方式的整合阻尼结构52，这是通过组合有围绕工具包模块和模具工具47的整体几何构造的偏置结构定向选项的完整性的内部激励方式的增加的截面质量能量来完成的，从而直接改进可制造性、产品质量、生产速度和工艺能力。

工具包100还包括对具有显著设计变化的完整的径向定中心介质、图案构造56和构建的整合，使得压薄模具元件(工具)47可以在较高的准确度和速度的情况下被快速且重复地定中心在“原位”位置。阻尼结构52包括多个内部几何布置和构造中的偏置选项，使得工具47对工艺需求的动作和智能响应的快速性显著提高，从而产生优化的压薄力。在一实施例中，工具包100改进了模具47的衰减和定中心响应，以保持集中或“原位”位置，使得生产和制造速度、质量和产量相较于现有技术极大地提高。该新颖实施方式将统一的顺应介质结构52与多个整合几何形状56、结构以及材料方面的选项相组合。工具包100实现了对定中心和偏置力强度的无限选项，这可以通过构建、材料组合和内部几何应用室56在与被智能地外部衰减的62和/或激励的阻尼或系统力响应相组合时理想地增强。

工具包100还可以通过阻尼结构52和通信控制单元60的新颖组合提供压薄力所需的确定力强度的完整的周向阻尼力可调整性，下面将参考图8的通信60和控制系统64更详细地讨论。在一实施例中，工具包100可以响应地增大阻尼反馈的力和快速性，通过阻尼结构52衰减、激励以及通信控制单元62的新颖组合直接自动化和优化金属成型工艺以满足理想的压薄需求。在一实施例中，工具包100可以向制造工艺200提供新颖的通信构造，使得制造系统现在可以被配置成用于自主控制和管理，从而使得劳动显著减少、质量提高和生产产量变高。工具包100产生提高速度能力的新颖能力，同时提供根据需要智能地200适应和调整通信的明确的能力，以协调最佳力响应，从而在高得多的生产率和金属成型速度下使得变化低得多。这极大地提高了制造效率和设备生产产量。

图8是例示可以通过通信和控制系统62针对示例性工具包100实现的通信64和反馈60的高级框图。通信和控制系统200可以包括通信部件60和控制器或处理器64，该通信部件能够操作成与罐成型设备10的工具包100(参见例如图7)相关联地自调整和调制62。在一实施例中，用户或操作者1可以通过控制和调整接口62与通信60和控制系统200相互作用。在另一实施例中，控制和调整接口62可以完全自动化和/或由操作者1简单地监测。

在一实施例中，可以为工具包100提供工具通信和控制系统200。通信和控制系统200使得能够调整阻尼力强度62。在一实施例中，通信部件60通过外部激励方法控制、感测和调整工具包100由于工艺需求而产生的偏置。该通信还能够通过在金属成型工艺期间直接感测和交互实现智能反馈，使得可以在不拆卸或干预设备100的情况下优化工具力，从而减少或完全消除机器10的停止和相关联的生产损失。通信部件60还能够以受控的方法和科学方式逻辑管理用于压薄所需的特定强度的衰减力，以在压薄工艺期间阻尼、激励和优化模具元件47的可变运动，在向工具发出明确的交互式特定命令的情况下能够通过外部激励62全面地优化、调整。通信、感测和控制部件60还使得能够通过不熟练的操作者1进行优化以“即时”使用简单调整，以通过智能控制通信60利用多样和方向性相关性改变、校正和优化金属成型力的强度。

工具包100的可调整性实现了对工艺输入的管理的增强和相关性，以在下述多种随机工艺变量的复杂性内优化性能：材料合金或类型、材料厚度、机器循环速率、增加金属成型速度和现在可以被直接感测、相关和智能地64管理到特定的设定点或测量的多个工艺引起的输入变化。这些读数、设定点和调整可以从各种其他工艺组合、数据挖掘中预测，使得它们被编程200为满足特定构造的生产需求或理想产品需要。这使得能够针对各种容器大小、需求和可变工艺需要实现生产计划和工艺优化，以改进总体大小变化、劳动需求、生产效率和单位产出。这些实施方式增强了智能工艺调整200的这种新颖简化、科学优化和可管理的压薄工艺调节。这种感测、调整、增强和改变工具包100系统要求的独特能力使操作者1能够智能地优化模具元件47对每个应用的定中心、衰减和反应速度的阻尼力的强度，使得通过对金属成型工艺的管理科学优化系统地增强制造金属本体8的提高的质量、增加的生产速度、倾斜斜率和净效率。

通信部件60通过交互地衰减独特的阻尼结构介质52的阻尼力强度轮廓，显著地提高了金属柱体的制造生产速度、效率和质量。通信部件60提供了通过工艺反馈和感测压薄和金属成型工具交互优化对工具响应的外部管理的能力，从而直接自动地或由操作者和技术人员实现衰减调整，以提高机器速度、循环速率和生产出的容器质量。

以高频率测量容器重量或金属本体重量的管理，以控制废料重量和可销售的容器重量，从而产生整体材料使用效率。系统通过通信部件60提供重量变化的工艺反馈，并且在金属成型工艺中感测和外部调整工具的力激励的能力可以提高生产参数200的管理能力。生产控制对于成功至关重要，因为单位量为500/分钟，即：每小时30,000单位，每天720,000单位，相当于每台机器10每年2.6亿单位。管理这些工艺变量可以提高生产出的容器的质量以及减少工具磨损、工具使用需求和材料消耗率。可以实现高度智能的容器重量控制工艺管理系统200，以对数十亿单位8的整个生产群以超高精度和一致性控制金属材料消耗和最终产品材料量。

通信和控制部件60还提供通过衰减和阻尼结构52的多个加压方式和机构布置来感测和传送阻尼、定中心力强度的能力。组合有材料结构56的感测和完整几何选项的外部激励通过对金属成型工艺64的独特且新颖的通信控制来放大组合和能力62的布置智能。该实施例还促进了压薄和金属成型工艺的自动化开发200，使得可以继续开发和智能地简化工具包模块44的仪表和感测能力。

在一实施例中，通信部件60还可以通过MEMS或微传感器、温度、力、振动、蓝牙或相关的压力感测装置和模块44'的联接反馈实现仪表化。因此，具有理想构造的直接测量、反馈和工艺控制60的工艺自动化可以通过生产管理系统64来协调和关联。一实施例可以包括组合有各种激励材料的各种几何室图案56'或形状的连续阻尼介质结构52'来实现简化的测量、感测和响应系统。可以将各种几何袋56和/或压力或位移感测反馈区域放置成理想地智能地传送工艺的衰减需求。阻尼介质的整合介质结构52还可以提供明确的衰减和精确的工艺反馈、各种测量以及与制造系统自动控制200的通信。

自监测、感测和测量系统响应的能力可以通过自动压力阀或力衰减系统与自调整性直接关联，该自动压力阀或力衰减系统直接调整和改变模具47的衰减力或阻尼响应的变化。或者，阻尼结构52衰减的压力介质可以是多个源，诸如液压的、磁性的或其他容易获得的力机构，以基于罐本体8的相关通信反馈和统计工艺控制测量以及生产或质量系统的多个各种其他工艺测量来调整工具位置和模具47的阻尼衰减。通过二次关系或区域几何特定的感测和/或激励的相应的力衰减可以在力强度或衰减要求方面自动地直接改变，从而直接改进金属成型工艺的变化和性能。

在一实施例中，通信部件60可以直接与将感测、衰减、调整、监测和/或优化阻尼强度要求的能力相互连接的统计工艺控制(SPC)系统和/或自动制造系统通信，从而直接减少现有技术工艺的配员和劳动需求。在生产时间间隔内记录压薄工艺的各种制造度量使得能够实现现有技术之前从未形成的工艺的智能。这容许制造管理工艺的自动化在整个容器制造系统中向每个单独的模具元件、生产出的每个容器或者线或机器、设备的任何各种组合动态地传送和/或测量每个工具包模块。

本领域普通技术人员在熟悉本文的教导之后将理解，工具包100和通信部件60提供了形成金属成型和压薄工艺的自主制造系统的竞争优势。连续几何偏置结构52的可变几何构造以及整个容器形状的图案组合提供了衰减力、外部阻尼、感测反馈的创造能力，而没有复杂性和高构建成本——同时最大化选项的工艺能力、智能和经济价值，以容易地操纵生产速度和容器质量的益处，而机器不会停机。本文所述的实施例提供了直接需求，即在较低的单位成本基础上通过较高的生产速度和提高的产品质量减少配员和劳动需求的同时增加单位生产、单位质量和净产出。

应该注意，所示出和描述的实施例是出于例示的目的而非旨在限制而提供的。还示出并考虑了其他实施例。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于制造容器的工具包，所述工具包具有多个单独的模块，每个单独的模块包括：

模块环；

在所述模块环内的阻尼结构；

在所述阻尼结构内的用于压薄模具的模具承载件；

整合在所述模具承载件内的冷却剂结构；以及

与所述阻尼结构和冷却剂结构耦合的外部通信和控制系统，所述外部通信和控制系统被配置成：从至少一个传感器接收工艺和系统反馈，并基于所述工艺和系统反馈来调整所述阻尼结构和冷却剂结构。

2.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构具有选择的内部加压几何形状，用于集中压薄模具的联接力和衰减。

3.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构是具有全包式径向联接和侧向力强度衰减的定中心偏置结构。

4.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构提供能响应性调整的力强度衰减和阻尼能量。

5.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构提供轴向和侧向阻尼力。

6.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构还包括具有偏置分室结构的多个不同的几何结构，所述偏置分室结构包括聚合物组合物与衰减增强材料在选择的几何构造中的组合以优化阻尼结构的力强度、衰减和使用寿命。

7.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构还包括轴向和侧向定向的力衰减介质，所述力衰减介质配置成改进在金属成型工艺期间的工艺性能、壁平衡和被拉伸的金属厚度变化。

8.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构还包括多个偏置介质材料和几何构造，其中，几何室基于工艺需要、关于特定的工具几何形状和构造被策略性地定位。

9.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构被主动地赋能。

10.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构被被动地赋能。

11.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构包括用于压力、位置、温度和/或振动通信的传感器。

12.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构能够基于被感测到的力衰减的反馈，通过空气、流体、气体、凝胶或电/磁激励进行调整，以提供所述阻尼结构的特定控制。

13.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼结构在径向轴线和侧向轴线两者上产生响应性联接，从而使得在金属成型工艺期间智能地改进压薄力衰减强度的定中心和平衡。

14.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述冷却剂结构径向地整合，使得完整的工具位移跟踪、冷却剂分布布置与在金属成型工艺期间的模具元件位置变化直接相关。

15.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述通信和控制系统被配置成：在金属成型工艺期间将金属成型操作与智能通信紧密耦合。

16.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述通信和控制系统被配置成对各种产品和条件进行优化，以及对在金属成型工艺期间的操作和工艺需求进行交互式管理。

17.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述通信和控制系统被配置成接收：所述模具承载件的外部通信智能、衰减、调整和偏置感测读数，所述读数包括对工具位置能量、强度和阻尼响应机制的速度的明确监测。

Claims (18)

1.一种用于制造容器的工具包，所述工具包具有多个单独的模块，每个单独的模块包括：

模块环；

在所述模块环内的阻尼和衰减结构；

在所述阻尼结构内的模具承载件；以及

整合在所述模具承载件内的冷却剂结构。

2.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述单独的模块中的每个单独的模块还包括整合的偏置和衰减介质结构。

3.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构是具有全包式径向联接和侧向力强度衰减智能的定中心偏置结构。

4.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构是能响应性调整力强度衰减和阻尼能量的偏置结构。

5.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构是具有几何设计灵活性和构造的轴向和侧向阻尼结构。

6.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构还包括具有偏置分室结构的多个不同的几何结构，使得各种聚合物组合物与纤维或金属弦或各种其他衰减增强元件在容易地优化力强度、衰减和聚集的多种组合的几何应用中进行组合，从而使阻尼结构的使用寿命延长。

7.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构还包括轴向和侧向定向的力衰减介质，使得产生：工具的衰减相互作用的显著改进，对压薄力、工具运动的响应速度的改进，从而使得直接改进工艺性能、壁平衡和被拉伸的金属厚度变化。

8.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构还包括多个偏置介质材料选项和几何构造，其中，几何室或区域基于工艺需要、关于特定的工具几何形状和构造被策略性地定位。

9.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构被主动地赋能。

10.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构被被动地赋能。

11.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构包括用于压力、位置、温度和/或振动通信的传感器。

12.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构能够在外部或内部通过空气、流体、气体、凝胶或电/磁激励进行调整，所述空气、流体、气体、凝胶或电/磁激励中的任何一种能够直接传送所述阻尼结构的被感测到的力衰减和特定控制。

13.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述阻尼和衰减结构在径向轴线和侧向轴线两者上产生响应性联接，从而使得智能地改进压薄力衰减强度的定中心和平衡以及金属成型需求。

14.根据权利要求1所述的工具包，其中，所述压薄冷却剂结构径向地整合，使得完整的工具位移跟踪、冷却剂分布布置与由各种金属成型工艺义务产生的确切的模具元件位置变化直接相关。

15.根据权利要求1所述的工具包，还包括通信和控制系统，所述通信和控制系统被配置成：接收反馈，并基于工艺和系统反馈来调整所述阻尼衰减结构和冷却剂喷嘴。

16.根据权利要求15所述的工具包，其中，所述通信和控制系统被配置成：在压薄工艺期间将金属成型操作与智能通信紧密耦合，使得多个工具和/或位置或模块保持与各种成型操作直接通信。

17.根据权利要求15所述的工具包，其中，所述通信和控制系统被配置成对各种构造的工具和相关性能度量或者特定于容器大小和质量的制造智能地进行编程和优化，以对各种产品和条件进行优化，所述条件对理想罐成型操作的操作和工艺需求进行交互式管理。

18.根据权利要求15所述的工具包，其中，所述通信和控制系统被配置用于：对所述模具承载件的外部通信智能、衰减、调整和偏置感测，以及对工具位置能量、强度和阻尼响应机制的速度进行明确监测。

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