CN111183572B - 用于加工连续半成品的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于加工连续半成品(W)的设备，包括进料单元(10)、加工单元(21、22、23)以及终端切割单元(30)，通过终端切割单元(30)可以生产半成品(W)的加工片段(M)，加工片段(M)的长度(L1，L2，L3)与进料步骤相关。进料单元(10)在进料步骤中能够自动调节。该设备还包括致动装置(21a，22a，23a)，致动装置被设置成调节加工单元沿着半加工产品(W)的进料方向(A)的位置，以及还包括控制装置(40)，控制装置(40)设置成：读取与所要产生的一系列连续片段有关的输入指令，根据输入指令确定所要求的加工单元(21、22、23)的位置，以及根据输入指令确定所需的进料步骤。

Description

用于加工连续半成品的设备和方法

技术领域

本发明一般涉及用于加工从卷线轴送入的连续半成品的技术，该连续半成品例如是涂覆有用于制造电机的绝缘材料的导电棒或导线。

特别地，本发明涉及一种用于加工连续半成品的设备，该设备包括：

进料单元，进料单元被设置成根据进料步骤使半成品沿着进料方向向前移动，

至少一个加工单元，至少一个加工单元被设置成在对向前移动的所述半成品进行加工，加工单元位于沿半成品的进料方向的相应位置，以及

终端切割单元，终端切割单元在所述半成品的进料方向上位于加工单元之后，通过该终端切割单元可以生产半成品的加工片段，加工片段的长度与进料步骤相关。

背景技术

基于加工单元的固定位置的现有技术可以处理：

i.在具有恒定宽度的连续进料步骤的情况下，导体元件的各片段都彼此相等。为了改变加工尺寸(长度)，需要重新配置设备，因此停止设备以允许重新放置加工单元。

ii.在带有中间挡块的进料步骤中，导体元件的各片段彼此不同。

这构成了加工生产率的限制。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种能够消除上述缺点的设备。

基于这样的目的，上述类型的设备是本发明的目的，其中，

进料单元在进料步骤中能够自动调节，该设备还包括：

致动装置，致动装置被设置成调节加工单元沿着半成品的进料方向的位置，以及

控制装置，控制装置被设置成：

读取与所要产生的一系列连续加工片段有关的输入指令，

根据输入指令确定所要求的加工单元的位置，并

根据输入指令确定所需的进料步骤。

根据一个实施例，至少一个加工单元包括沿着半成品的进料方向连续地设置多个可移动的加工单元。

本发明被特别用于加工半成品，该半成品包括涂覆有绝缘材料套筒的连续的导电棒或导线。

在此，至少一个加工单元可以包括至少一个剥离单元，至少一个剥离单元被设置成用于在与半成品的横向相对面相对应的区域中去除绝缘材料的套筒，和/或至少一个压印单元，压印单元被设置成沿与进料方向正交的方向将半成品压平。

在任何情况下，本发明均不限于加工这种类型的半加工产品。

一种用于加工连续半成品的方法也是本发明的目的，该方法包括以下步骤：

根据进料步骤，将半成品沿着进料方向向前移动，

通过至少一个加工单元加工向前移动的半成品，以及

通过在该半成品的进料方向上位于该加工单元之后的终端切割单元生产该半成品的加工片段，该加工片段的长度与进料步骤相关。

其中进料步骤和加工单元沿半成品进料方向的位置是自动调节的，

其中，该方法还包括以下步骤：

读取与所要产生的一系列连续片段有关的输入指令，

根据输入指令确定所要求的加工单元的位置，以及

根据输入指令确定所需的进料步骤。

根据本发明的设备和方法允许在同一设备上以连续的方式生产具有各种长度和各种加工操作的加工片段(特别是导体元件的片段)，因此无需停止设备本身。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的实施例的详细描述，本发明的方法和设备的其他特征和优点将更加明显，附图仅以非限制性示例的方式给出，其中：

图1是示出根据本发明的设备的侧视图，并且

图2是一个时序图，其描述了许多具有不同长度的连续片段的加工序列，因此在图1的设备中进料步骤有一些变化。

具体实施方式

图1示出了用于加工连续半成品的设备，特别是用于加工涂覆有绝缘材料套筒的连续导电棒或导线的设备。

该设备包括支撑架1，在支撑架1的顶部包括加工路径3，沿着该加工路径3，连续半成品W根据箭头A所示的进料方向向前移动。在所示的示例中，连续半成品W从卷线轴5解卷。

所示的设备还包括进料单元或工位10，该进料单元或工位10被设置成根据可以改变的进料步骤沿着进料方向A向前移动半成品W，这将在后面阐明。进料单元10可以包括例如驱动辊，该驱动辊接合半成品的外表面并且该运动引起半成品W向前移动。根据适合于其他类型的半成品的其他实施例，进料单元可以包括例如传送带或类似的传送装置。

该设备还包括至少一个加工单元或工位，该至少一个加工单元或工位被设置成处理沿方向A向前移动的半成品W。在所示示例中，该设备包括水平剥离单元21，垂直剥离单元22以及沿着半成品W的进给方向A连续布置的压印单元23。水平剥离单元21通常被设置成相对于水平横向方向在半加工产品W的相对面的对应区域中去除绝缘材料的套筒。垂直剥离单元22通常被设置成以相对于垂直横向方向在半加工产品W的相对面的对应的区域中去除绝缘材料的套筒。压印单元23通常被设置成沿与进料方向A正交的方向压平半成品W。上述单元21、22、23中的每一个均与相应的可移动单元21a，22a，23a相关联，这些可移动单元21a，22a，23a设置成使对应的单元21、22、23在平行于半加工产品W的进给方向A的方向上移动。为此，每个可移动单元21a，22a，23a可包括具有位置控制的线性致动器。

设备还包括终端切割单元或工位30，该终端切割单元或工位30在半成品W的进料方向A上经过最后一个加工单元23。切割单元30通常被设置成从棒或线W获得分开的加工片段M。加工片段的长度是可变的，并且取决于加工序列组。切割单元30在一个进料步骤和相继的另一个进料步骤之间的间歇中切割半成品W。在半成品W的加工过程中，每个加工单元21、22、23与终端切割单元30的距离都是通过控制系统40实时计算得出的，该控制系统40用于控制设备的各个处理部分的操作。

控制系统40使用能够对设备中的材料W的连续流动进行建模和管理的算法。

该算法在静态数据结构(以后也称为“配方”)上处理信息，并方便地将信息输入到动态结构(“动态缓冲区”)中，该模型实时模拟物料W在各个单元上以及各个单元之间的流动。目的是根据在每个单元上瞬时的材料W的片段以及根据材料W前进的片段来获得各个单元的瞬时处理参数。

静态数据结构或“配方”可能包含以下信息：

-可能生产的片段总数M；

-动态缓冲区结构中各个加工单元的逻辑位置(固定值)。

每个片段依次通过数据结构建模，该数据结构例如包括：

-识别码

-类型

-总长度

-可以进行各个操作(水平移动，侧面剥离，压印，切割)

初始化过程最初会使用默认值加载“动态缓冲区”。

“移位”过程将“动态缓冲区”滑动一个步骤，并模拟将“导线”向前拖动的进料步骤。“移位”准备所有工位的处理数据，与每个工位上该步骤的片段一致。

一旦获得了新数据，每个工位将移至加工位置。然后在需要时执行特定处理。

从计算中获得每个加工位置，该计算考虑了在切割位置和所考虑的工位之间的那一瞬间所有片段的长度。通过评估所涉及工位的参考系统的原点与切割点之间的绝对距离，可以获得该加工步骤的相对运动值。

该算法还可以管理其他功能，例如：

-“n”个件后自动召回单个测试片段的生产

-评估各个片段的正确加工结果，以便在切割时剔除那些具有加工缺陷的片段

参考图2，现在描述分别具有长度L1，L2，L2，L1和L3的5个片段M的预定序列的自动生产过程的可能示例。该图的2.1-2.11片段描述了物料W的连续进料步骤。

图2的2.1部分描绘了设备，其中加工单元21、22和23被定位以便产生长度为L1的所有片段(在开始或“默认”条件下)；在这种情况下，配方的第一个元素L1将被加载到动态缓冲区输入中。下表描述了在此开始步骤中加工单元到切割单元的距离(以及因此加工单元相对于切割单元所描绘的参考的位置)。在该表、下面其他表以及图2中的通用标记“Dxx-yy”表示在“yy”部分描述的步骤中加工单元“xx”与切割单元的距离。

在图2的2.2部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L1。现在位于切割单元30下游的物料W片段被切割，从而获得加工的片段M；这样的片段M在2.1部分之前的步骤中由单元21、22和23进行加工，并且其未在图2中进行描述。在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，按照配方中设置的加工序列组，最后“加载”了一段长度为L2的片段。

在图2的2.3部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L1。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这样的片段M在图2未示出的第2.1部分之前的步骤中由单元21和22进行加工，并且在2.1部分的步骤中由单元23进行加工。在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，按照配方中设置的加工序列组，最后“加载”了一段长度为L2的片段。

在图2中的2.4部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L1。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这种片段M由以下单元进行加工：

·21在2.1部分之前的步骤中，未在图2中显示；

·22在2.1部分的步骤中；

·23在2.2部分的步骤中。

在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，按照配方中设置的加工序列组，最后“加载”了一段长度为L1的片段。

在图中的2.5部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L1。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这种片段M由以下单元进行加工：

·21在2.1部分之前的步骤中，未在图2中显示；

·22在2.2部分的步骤中；

·23在2.3部分的步骤中。

在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，按照配方中设置的加工序列组，最后“加载”了一段长度为L3的片段。

在图2的2.6部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L1。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这种片段M由以下单元进行加工：

·21在2.1部分的步骤中；

·22在2.3部分的步骤中；

·23在2.4部分中的步骤中。

在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，一段长度为L1的片段再次“加载”在配方的第一个元素的末尾。按照配方中设置的加工序列组再次开始生产周期。

在图2的2.7部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L1。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这种片段M由以下单元进行加工：

·21在2.2部分的步骤中；

·22在2.4部分的步骤中；

·23在2.5部分的步骤中。

在此部分中产生的长度为L1的片段M为元素L1，该元素在2.1部分中作为从配方中提取的第一个元素被加载，并加载到缓冲区中。

在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，一段长度为L2的片段再次“加载”在配方的第二个元素的末尾。

在图2的2.8部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L2。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这种片段M由以下单元进行加工：

·21在2.3部分的步骤中；

·22在2.5部分的步骤中；

·23在2.6部分的步骤中。

在此部分中产生的长度为L2的片段M为元素L2，该元素在2.2部分中作为从配方中提取的第二个元素被加载，并加载到缓冲区中。

在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，一段长度为L2的片段再次“加载”在配方的第三个元素的末尾。

在图2的2.9部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L2。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这种片段M由以下单元进行加工：

·21在2.4部分的步骤中；

·22在2.6部分的步骤中；

·23在2.7部分的步骤中。

在此部分中产生的长度为L2的片段M为元素L2，该元素在2.3部分中作为从配方中提取的第三个元素被加载，并加载到缓冲区中。

在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，一段长度为L1的片段再次“加载”在配方的第四个元素的末尾。

在图2的2.10部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L1。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这种片段M由以下单元进行加工：

·21在2.5部分的步骤中；

·22在2.7部分的步骤中；

·23在2.8部分的步骤中。

在此部分中产生的长度为L1的片段M为元素L1，该元素在2.4部分中作为从配方中提取的第四个元素被加载，并加载到缓冲区中。

在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，一段长度为L3的片段再次“加载”在配方的第五个元素的末尾。

在图2的2.11部分中，执行动态缓冲器的移位并且将半成品W向前移动长度L3。现在位于切割单元30下游的物料W的片段被切割，从而获得加工的片段M；这种片段M由以下单元进行加工：

·21在2.6部分的步骤中；

·22在2.8部分的步骤中；

·23在2.9部分的步骤中。

在此部分中产生的长度为L3的片段M为元素L3，该元素在2.5部分中作为从配方中提取的第五个也是最后一个元素被加载，并加载到缓冲区中。

在半成品前进的末尾，单元21、22和23会对切割片段上游的片段进行可能的相应加工操作，其中，在半成品W前进步骤的过程中，根据控制系统40的计算结果，如下表所示，布置单元21、22和23。

此外，一段长度为L1的片段再次“加载”在配方的第一个元素的末尾。

该过程一直持续到可能更改配方为止。

上面描述的系统的进一步发展在于，通过其他系统代替包含预定片段序列的静态配方来服从设备的动态生产要求。

Claims (6)

1.一种用于加工连续半成品（W）的设备，包括

进料单元（10），所述进料单元被设置成根据进料步骤使所述半成品（W）沿着进料方向（A）向前移动，其中，所述进料步骤是向前拖动所述半成品（W)的指令，

至少一个加工单元（21、22、23），所述加工单元（21、22、23）被设置成对向前移动的所述半成品（W）进行加工，所述加工单元（21、22、23）位于沿所述半成品（W）的进料方向（A）的相应位置，

终端切割单元（30），所述终端切割单元（30）在所述半成品（W）的进料方向（A）上位于所述加工单元（21、22、23）之后，通过所述终端切割单元（30）可以生产所述半成品（W）的加工片段（M），所述加工片段（M）的长度（L1，L2，L3）与在所述进料步骤中所述半成品（W）被向前拖动的长度相关，其中，所述终端切割单元（30）在相继的所述进料步骤之间的间歇切割所述半成品（W），

其中，所述进料单元（10）根据所述进料步骤自动调节所述半成品(W)被向前拖动的长度，所述设备还包括：

致动装置（21a，22a，23a），所述致动装置（21a，22a，23a）设置成调节所述加工单元（21、22、23）沿着所述半成品（W）的进料方向（A）的位置，以及

控制装置（40），所述控制装置（40）设置为：

读取与所要产生的一系列连续加工片段有关的输入指令，

根据所述输入指令确定所要求的所述加工单元（21、22、23）的位置，并在根据所述进料步骤将所述半成品（W）向前移动的过程中，根据所述控制装置(40)的计算结果布置所述加工单元（21、22、23），以及

根据所述输入指令确定所需的进料步骤，

其中，所述加工单元(21、22、23)配置为在根据所述进料步骤将所述半成品（W）向前移动结束时加工所述半成品(W)。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个加工单元包括沿着所述半成品（W）的进料方向（A）连续地设置的多个加工单元（21，22，23）。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述半成品（W）是连续的导电棒或导线，所述导电棒或导线包覆有由绝缘材料形成的套筒。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个加工单元包括至少一个剥离单元（21，22），所述剥离单元（21，22）被设置成用于去除所述套筒。

5.根据权利要求3或4所述的设备，其中，所述至少一个加工单元包括至少一个压印单元（23），所述压印单元（23）被设置成用于沿与所述进料方向（A）正交的方向将所述半成品（W）压平。

6.一种用于加工连续半成品（W）的方法，包括以下步骤：

根据进料步骤，使所述半成品（W）沿进料方向（A）向前移动，其中，所述进料步骤是向前拖动所述半成品（W)的指令，

借助于至少一个加工单元（21、22、23）对向前移动的所述半成品（W）进行加工，所述加工单元（21、22、23）位于沿所述半成品（W）的所述进料方向（A）的相应位置，以及

通过在所述半成品（W）的进料方向（A）上的、位于所述加工单元（21、22、23）之后的终端切割单元（30）生产所述半成品（W）的加工片段（M），所述加工片段（M）的长度（L1，L2，L3）与在所述进料步骤中所述半成品（W）被向前拖动的长度相关，其中，所述终端切割单元（30）在相继的所述进料步骤之间的间歇切割所述半成品（W），

其中：

所述半成品(W)被向前拖动的长度可根据所述进料步骤自动调节，自动调节所述加工单元（21、22、23）沿所述半成品（W）进料方向（A）的位置，

其中，所述方法还包括以下步骤：

读取与所要产生的一系列连续加工片段有关的输入指令，

根据所述输入指令确定所要求的所述加工单元（21、22、23）的位置，并在根据所述进料步骤将所述半成品（W）向前移动的过程中，根据控制装置(40)的计算结果布置所述加工单元（21、22、23），以及

根据所述输入指令确定所需的进料步骤，

其中，所述加工单元(21、22、23)配置为在根据所述进料步骤将所述半成品（W）向前移动结束时加工所述半成品(W)。

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