CN112917990A - 精冲压力机的压力机压头和精冲压力机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于精冲压力机的压力机压头，包括用于承载精冲工具的压头板部段，并且包括用于在精冲过程中引导压头相对于精冲压力机的压力机框架运动的引导部段，该引导部段布置在压头板部段的两个相对侧上，其中引导部段在压头板部段的两个相对侧上延伸到比压头板部段的上侧更高的竖向高度。本发明还涉及一种精冲压力机。

Description

精冲压力机的压力机压头和精冲压力机
技术领域
本发明涉及一种用于精冲压力机的压力机压头，包括用于承载精冲工具的压头板部段，并且包括用于在精冲过程中引导压头相对于精冲压力机的压力机框架运动的引导部段，引导部段布置在压头板部段的两个相对侧上。本发明还涉及一种精冲压力机。
背景技术
精冲压力机允许例如从金属板冲裁出零件，在零件设计方面具有高品质和灵活性。精冲压力机通常包括压力机压头和与压力机压头相对布置的台面单元，如工作台。压力机压头上布置有精冲工具。精冲工具可以包括例如一个或多于一个压板或顶出器，其通过转移销直接连接到压力机压头的压垫或工作台的压垫，或者连接到集成在工具本身内部的任何其他垫或致动器；以及一个或多于一个压力机冲头或压模。在精冲过程中，压力机压头在驱动运动中抵靠工作台被驱动，其中待加工的过程材料，例如金属板，被保持在压力机压头与工作台之间。在精冲过程步骤期间，压力机压头沿其驱动方向推动工作台。压力机压头可以相对于压板或压力机冲头、压模或其他部件移动。例如，为了从过程材料中冲裁出零件，压力机冲头可以相对于压力机压头移动。通常，精冲工具设置有冲击构件，例如冲击环，如V形环，用于将过程材料牢固地保持在适当的位置。精冲过程还可以包括渐进的、转移的、旋转的或其他工具作业过程步骤，其中通过执行压力机压头和工作台的后续运动来冲裁零件。例如从EP 2 158 982 A1或EP 3 115 191 A1已知精冲压力机。
压力机压头的压头板部段通常在两个相对侧设有引导部段。这些引导部段与压力机框架中的相对应引导部段接合，用于在精冲压力机的操作期间引导压力机压头的运动。当不均匀的力作用在精冲压力机的部件上时，实际上会出现问题。这种不均匀的力尤其可能发生在渐进工具作业中。不均匀的力会导致压力机压头倾斜，从而对压力机框架上的压力机压头的引导产生负面影响。这同样会导致工具损坏、压力机引导磨损或由于压力机压头液压驱动装置的极度磨损而导致泄漏。所有这些都对精冲压力机的寿命和性能以及所生产零件的品质产生负面影响。
发明内容
从上述现有技术开始，因此本发明的一个目的是提供一种压力机压头和精冲压力机，其具有减少的磨损和损坏风险，以及在出现不均匀力的情况下改进所生产零件的品质。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于精冲压力机的压力机压头，包括用于承载精冲工具的压头板部段，并且包括用于在精冲过程期间引导压头相对于所述精冲压力机的压力机框架运动的引导部段，所述引导部段布置在所述压头板部段的两个相对侧上，所述引导部段在所述压头板部段的两个相对侧上延伸到比所述压头板部段的上侧更高的竖向高度。
对于上述类型的压力机压头，本发明解决的目的在于，引导部段在压头板部段的两个相对侧延伸到比压头板部段的上侧竖向更高的高度。
根据本发明，设置在压头板部段的两个相对侧上的用于在操作中引导压力机压头的竖向运动的引导部段竖向延伸的高度高于压头板部段，特别是在过程平面的方向上，在精冲步骤期间，待精冲的过程材料被进给并保持在过程平面中。以这种方式，在进行冲裁的过程平面与承载精冲工具的压头板部段的上侧之间提供了扩大的引导区域。特别地，由引导部段与压力机框架的相对应引导元件的接合形成的有效引导区域比压头板部段的高度大得多。这导致更稳固的引导，尤其是当不均匀的力发生时，例如在渐进工具作业中。在压力机框架的压头板部段与其引导部段之间实现了更好的支撑。可以最小化压力机压头的倾斜。可靠地避免了现有技术的上述问题，例如增加的磨损、损坏的风险和受损的零件品质。根据本发明，压力机压头在其中上下移动的两个压力机框架侧部之间的空间部分地由竖向较高延伸的引导部段使用。因此，该空间不适用于精冲工具。然而，发明人已经发现，可以使用足够小宽度的精冲工具而没有问题，使得压力机压头的宽度不需要实质上扩大。
压力机压头可通过精冲压力机的压力机驱动装置沿竖向轴线移动。压力机驱动装置例如可以是包括液压缸的液压驱动装置。当然，其它压力驱动装置也是可能的，例如电驱动装置等。
根据一个实施例，引导部段可以至少延伸到过程平面，在精冲步骤期间，待精冲的过程材料被进给并保持在该过程平面中，优选地在过程平面上方。引导部段尤其可以超过过程平面，即延伸到过程平面之上。例如，过程材料可以是从卷材上解绕的金属板，并以通常水平的方向进给经过精冲压力机。因此，在精冲压力机的操作中，过程平面由过程材料被进给经过的平面限定。通过将引导部段延伸到过程平面，甚至在过程平面之上，可以进一步改进压力机压头的创造性引导的强度。当然，引导部段也可能不延伸到过程平面，但同时可以超过压力机压头平面，即延伸到压力机压头平面上方。
特别地，如果引导部段延伸到过程平面上方，还可能的是，每个引导部段包括用于容纳待精冲的过程材料的中央凹部。凹部例如可以是U形的。它们足够宽，使得过程材料可以被引导通过这些凹部，一个在精冲步骤之前，一个在精冲步骤之后。
根据另一个实施例，引导部段中每一个可以包括竖向延伸的引导元件，所述竖向延伸的引导元件被配置成接合精冲压力机的压力机框架的相对应竖向延伸的引导元件。压头板部段的引导元件和压力机框架的引导元件可以包括例如在操作中相互接合的引导滑动件或导轨，以引导压力机压头的竖向运动。
引导部段还可以在压头板部段的两个相对侧延伸到比压头板部段的下侧更低的竖向高度。这进一步改进了稳定性和引导，因为引导部段也延伸到压头板部段之下。因此，压力机压头可以具有H形，压头板部段形成H形的水平中间部分，引导部段形成H形的竖向腿。
根据在出现不均匀力时进一步改进稳定性和引导的另一实施例，引导部段可以对称地布置在压头板部段的两个相对侧。当然，引导部段也可以不对称地布置在压头板部段的两个相对侧。
压力机压头板和引导部段可以一体地形成。替代地，压力机压头板和引导部段可以分立地形成。优选地，引导部段的位置可以手动或自动地在相对于压头板部段的不同竖向位置上调整，特别是在压力机压头平面上，这取决于过程平面。这提供了引导部段到不同工具高度的手动或自动可调性，并因此提供了过程平面的不同高度。
根据另一实施例，压力机压头和/或压力机框架可以包括可调整的压力机压头和/或压力机框架引导元件。特别地，在精冲压力机的压力机框架的引导部段的竖向延伸的引导元件与压力机压头的竖向延伸的引导元件之间的间隙可以手动或自动调整。这种调整可以基于它们之间的引导元件间隙。可以提供至少一个致动器来调整间隙。致动器可以链接到控制致动器的至少一控制器。此外，可以提供至少一个传感器来测量间隙。控制器可以基于从至少一个传感器接收的测量数据来控制致动器。控制器可以执行开环控制，在这方面优选闭环控制。间隙调整可以在精冲过程之前或期间进行。
根据另一个实施例，压力机压头材料可以选自但不限于钢例如不锈钢、铝或铝合金、钛、钨或任何其他金属，任何金属合金和/或任何非金属合金的组合，另外的复合材料，例如玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉尔纤维，或者与钛、不锈钢或任何其他任何种类的材料组合的碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉尔纤维或其他材料，以及但不限于保温绝缘材料、陶瓷、塑料、橡胶和任何环氧基化学组分。材料可以根据过程要求灵活选择。例如，玻璃纤维或碳纤维材料是轻质和高强度的材料。特别是重量是一个重要因素，因为在精冲过程中必须使压力机压头加速，这取决于质量，可能导致振动、材料疲劳和压力机框架振荡等不希望的影响，这同样对精冲零件品质和压力机寿命有不期望的影响。这可以通过选择合适的材料来避免。当然，使用轻质材料也可以降低能耗。当然，压力机压头也可以包括上述材料的组合。
此外，压力机压头可以由几种不同的材料子结构及其组合形成，以减轻压力机压头重量并增加压力机压头强度，例如但不限于固体材料板、任何材料的蜂巢结构、或任何种类的任何其它结构和/或这种结构的可能组合，目的是减轻重量，同时增加压力机压头强度，获得高性能压力机压头，以便能够在精冲压力机中实现更高水平的动态性能，避免精冲过程中高动态运动所涉及的重型压力机压头的不期望的影响。
根据另一个实施例，压力机压头可以通过从包括但不限于锻造、铸造、焊接、3D印刷、模制、模具注射(例如碳纤维或碳纤维合金模具注射)的组中选择的方法来生产。同样，可以根据要求灵活选择合适的方法。例如3D印刷，例如3D金属印刷或3D纤维印刷，允许形成复杂或甚至在其他过程例如铸造过程中不可能制造的零件，特别是底切或内部结构，例如某些冷却通道。
本发明通过一种精冲压力机进一步解决了上述目的，该精冲压力机包括具有竖向延伸的引导元件的压力机框架，还包括根据本发明的压力机压头和由压力机压头的压头板部段承载的精冲工具，并且优选地还包括至少一个压头垫。
精冲工具可以包括：例如一个或多于一个压板或顶出器，其通过转移销直接连接到压力机压头的垫或工作台的垫，或者连接到集成在工具本身内部的任何其他垫或致动器；以及一个或多于一个压力机冲头或压模。提供了一种压力机驱动装置，用于在精冲过程步骤期间抵靠工作台驱动压力机压头，其中待加工的过程材料例如金属板被保持在压力机压头与工作台之间。在精冲过程步骤中，压力机压头可以相对于压板或压力机冲头、压模或其他装置移动。例如，为了从过程材料中冲裁出零件，压力机冲头可以相对于压力机压头移动。精冲工具可以设置有冲击构件，例如冲击环，如V形环，用于将过程材料牢固地保持在适当的位置。精冲压力机还可以包括进给构件，用于进给过程材料经过在过程平面中的精冲压力机。它还可以包括用于在精冲步骤之后切碎废料的切碎构件。精冲压力机还可以包括渐进的、转移的、旋转的或其他工具作业过程部件，其中通过执行压力机压头和工作台的后续运动而冲裁零件。
根据另一个实施例，至少一个温度传感器可以布置在压力机压头和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或压头垫上和/或用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。压力机驱动装置上的温度传感器可以例如布置在液压驱动装置上或液压驱动装置的液压流体中，包括例如液压缸。
提供温度传感器解决了精冲压力机的某些部件在生产期间温度变化的问题。例如，在生产开始时，压力机压头的压头板部段处于环境温度。随着生产的进行，压头板部段由于不同的因素而变热。例如，精冲工具的温度在生产期间会升高，特别是切割部件，这是由于在切割过程材料的过程中施加了高摩擦值和力。由于精冲工具与压头板部段之间的物理接触，该温度至少部分转移到压头板部段。此外，并入压头板部段的任何液压部件，例如液压压头垫，由于在操作期间液压流体变热，导致压头板部段的温度进一步升高。由于物理接触，液压流体的热能再次至少部分地转移到压头板部段。在操作期间，压力机部件(如压头板部段)的温度变化会导致几个问题。一方面，相对应的压力机部件的体积随着温度的升高而增加。这可能导致压力机压头的引导部段与压力机框架的相对应引导部段之间的接合发生变化。最坏的情况是，温度升高会导致引导功能受阻。试图通过在接合引导部段之间提供更大的公差来抵消这个问题将导致较差的引导功能，尤其是在过程开始时的较低温度下。此外，较大的公差会对压力机部件的运动准确度产生负面影响，从而对精冲过程的准确度产生负面影响。本质上，一方面压力机压头的引导部段与另一方面压力机框架的接合必须针对接合部件的特定温度来设计。由于使用不同精冲工具的不同过程和待精冲的不同过程材料导致不同的热行为，使得针对特定温度的目标设计更加困难，该问题进一步加剧。根据上述实施例提供温度传感器提供了关于相关温度变化的信息，并允许采取对策，这将在下面更详细地解释。
除了温度传感器之外，提供更多的传感器以获得更多的信息和对精冲过程的控制也是有益的。例如，至少一个压力传感器可以布置在压力机压头上和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或压头垫上和/或用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。
利用这种压力传感器，可以监测作用在装配有压力传感器的部件上的载荷，并且可以检测不期望的载荷，例如比通常更高的载荷。特别地，提供压力传感器允许直接监测载荷而不是间接确定(例如通过间接计算检查油压或力，或者通过监测例如驱动马达的扭矩)。这种间接测量将给出过程中异常偏差的指示。然而，他们不会给出这种偏差的确切原因的信息。该信息可以例如通过适当的压力传感器获得。该信息可用于以期望的方式影响过程，以实现最佳的零件品质和过程。
根据另一个实施例，至少一个加速度传感器可以布置在压力机压头和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或压头垫上和/或用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。利用这种传感器，不仅能够控制加速度或减速度是否在期望的范围内，而且可以动态地影响精冲压力机参数以调适加速度，从而实现特别顺利的精冲过程。此外，可以针对过程材料的变化进行调整。
根据另一实施例，至少一个应变仪或变形传感器可以布置在压力机压头和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或在压头垫上和/或在用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。使用应变仪传感器，可以监测由于操作期间施加的力以及温度变化引起的某些部件的可能形状变形。同样，该信息可用于以期望的方式影响过程，以实现最佳的零件品质和过程。
根据另一个实施例，可以提供一个或多于一个变形致动器，该变形致动器被配置成在精冲过程之前或期间使压力机压头或其部件的轮廓或形状变形。这种变形致动器可以集成或包括在压力机压头中。然而，附加地或替代地，它也可以是连接到压力机压头的外部变形致动器。这种变形致动器可以由控制器控制，特别是基于从传感器接收的测量数据。变形致动器可以是例如但不限于液压、电动或气压缸、压电致动器或其它致动器，以在精冲过程之前或期间主动控制压力机压头轮廓或形状变形。以这种方式，可以补偿例如由热变化、材料应力或疲劳产生的压力机压头变形。此外，在某些压力机压头运动期间，例如但不限于加速运动、精冲过程中的冲裁运动，更具体地说，但不限于利用工具切割原材料时，由施加在压力机压头的某些区域上的高作用力产生的周期性或永久性变形可以被主动补偿。变形致动器可以连接到控制器，而控制器连接到至少一个传感器、任何种类的相对应传感器，例如应变仪或变形传感器、位置传感器、加速度传感器或任何其他类型的传感器。控制器可以通过至少一个受控致动器或不同的受控致动器的动作对压力机压头轮廓或形状进行相对应的调整。控制器可以执行开环控制，或者优选地执行闭环控制。同样，可以在此基础上以期望的方式影响该过程。
根据另一实施例，至少一个位置传感器可以布置在压力机压头和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或在压头垫上和/或在用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。利用这种位置传感器，有可能在精冲过程期间动态地监测部件位置，并在此基础上以期望的方式影响该过程。
根据另一个实施例，至少一个流体压力传感器可以布置在压力机压头和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或压头垫上和/或用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。这种流体压力传感器允许动态地监测例如压力机驱动装置、冷却通道、用于引导部段(例如滑动件或导轨)的润滑通道或者压头垫腔、压头板部段流体通道等中的流体压力。同样，可以在此基础上以期望的方式影响该过程。
根据另一个实施例，至少一个流体粘度传感器可以布置在压力机压头和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或压头垫上和/或用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。这种流体粘度传感器允许动态监测例如在压力机驱动装置、冷却通道、用于引导部段(例如滑动件或导轨)的润滑通道或压头垫腔或压头板部段流体通道等中不同流体温度下的流体粘度。同样，可以在此基础上以期望的方式影响该过程。
根据另一个实施例，至少一个流体流量传感器可以布置在压力机压头和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或压头垫上和/或用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。这种流体流量传感器允许动态地监测例如压力机驱动装置、冷却通道、用于例如引导部段(如滑动件或导轨)的润滑通道或者压头垫腔或压头板部段流体通道等中的流体流量。同样，可以在此基础上以期望的方式影响该过程。
根据另一个实施例，至少一个磨损传感器可以布置在压力机压头上和/或压力机框架上和/或压力机框架的竖向延伸的引导元件上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件上和/或压头垫上和/或用于驱动压力机压头的压力机驱动装置上。这种磨损传感器允许动态监测特定部件例如引导元件，如滑动件、导轨或任何其他部件的磨损。这种传感器可以链接到控制器和相对应的致动器，以补偿可能的磨损，并可能采取预防措施来减少未来的磨损，例如增加受影响部件上的动态润滑。同样，可以在此基础上以期望的方式影响该过程。
根据另一个实施例，可以提供控制器，该控制器从至少一个传感器接收测量数据，优选地从所有传感器接收测量数据，并且该控制器被配置为基于接收的测量数据，优选地通过开环控制，更优选地通过闭环控制来控制精冲压力机。当然，可以提供一个或多于一个控制器。如已经解释的，基于传感器的测量数据，可以控制压力机操作，使得由相应传感器测量的数据可以保持在目标范围内。特别地，控制器可以在最简单的实施例中执行开环控制，或者优选地，基于接收的测量数据执行(主动)闭环控制。该实施例允许使用由传感器获得的测量数据来有利地影响精冲压力机的操作，从而改进生产零件的过程和品质。
根据另一个实施例，控制器可以被配置成控制精冲压力机的部件的温度和/或在该部件上施加的力或由该部件施加的力和/或在该部件施加的压力或由该部件施加的压力/和/或在该部件上施加的变形或由该部件施加的变形，该部件是例如压力机压头和/或其压力机压头部件和/或压力机框架和/或引导部段和/或它们的引导元件和/或压头垫和/或用于驱动压力机压头的压力机驱动装置，其中控制器从至少一个传感器接收测量数据，优选从所有传感器接收测量数据，并且其中提供至少一个致动器，该致动器由控制器基于从至少一个传感器接收的测量数据来控制，优选通过开环控制，更优选地通过闭环控制。
根据另一实施例，用于冷却流体的至少一个冷却通道可以设置在压力机压头中和/或压力机框架中和/或压头垫上和/或压力机框架的竖向延伸的引导部段和/或压力机压头的竖向延伸的引导部段中。这种冷却通道可以通过3D印刷过程、模制过程、模具注射过程、铸造或其他过程特别容易地形成。在操作中，任何种类的冷却流体，例如水、乙二醇或其他流体，可以流过冷却通道以调节某些压力机部件的温度，同时一个或多于一个任何种类的传感器，例如温度传感器、流量传感器、压力传感器，粘度传感器或其他传感器用来监测和控制所有需要的参数，同时这些传感器连接到控制器，该控制器同时控制相对应的附加受控设备和/或受控致动器，例如阀、泵、罐、歧管和任何其他设备，以便当在精冲过程中检测到不期望的参数值时做出反应。以这种方式，可以控制额外的受控设备或致动器来补偿或修改精冲过程条件，以避免过程中相对应的不期望的影响。以这种方式，可以最小化操作期间某些部件的流体变化的上述不期望的影响。
根据另一个实施例，控制器可以被配置成基于由至少一个传感器，优选至少一个温度传感器接收的测量数据来控制通过至少一个冷却通道的冷却流体的温度。以这种方式，由传感器获得的测量数据，例如温度数据，可以用于主动控制冷却流体流量，从而实现期望的温度调节。因此，可以实施动态监测和冷却系统。通过使用相对应的应用传感器监测不同的参数，如温度、粘度、压力、流量和其他传感器，在过程期间，动态控制“及时(just intime)”是可能的，以实现高度准确的精冲过程，并因此产生高度准确的零件。更具体地，例如竖向引导部段的温度可以被调整，使得它们保持在对于接合引导部段之间的选定公差水平来说最佳的温度范围内。在此控制的基础上，可以抵消和平衡过程期间可能出现的温度偏差，这种偏差可能只是超时，也可能是由于不同的精冲工具和要生产的产品造成的。通过独立的开环或闭环子控制，能对单个部件进行额外的独立监测和控制，这些子控制可以由独立的控制器施加或链接到主控制器，例如在独立的压力机压头区域、不同的引导元件和其他元件上，同时这为压力机压头、压力机框架、引导元件和压力机驱动提供了更高度准确的控制和精冲过程效率。
通常，控制器可以被配置成主动地监测和控制精冲压力机部件上的参数，例如温度、压力、力、位置、加速度、变形、流体流量、流体粘度等，并且在精冲压力机部件上施加受控的动作，例如补偿的受控压力机压头轮廓变形，以实现最佳的精冲过程。
附图说明
下面将参照附图更详细地解释本发明的实施例，附图示意性地示出:
图1是根据本发明的精冲压力机的局部截面侧视图，
图2示出了图1所示的精冲压力机在出现不均匀力时的细节；
图3示出了具有特定传感器的图2的细节，
图4示出了具有另外的传感器的图2的细节，
图5示出了具有另外传感器的图2的细节，
图6示出了图1所示的精冲压力机的进一步细节，其中示出了不均匀的力和另外的传感器，
图7示出了具有另外的传感器的图2的细节，
图8是具有冷却通道的根据图1的精冲压力机的压力机框架的局部视图，以及
图9是具有冷却通道的图1所示精冲压力机的压头板部段。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记表示相同或功能相同的部件。
图1所示的精冲压力机包括压力机框架10，该框架具有用于定位在地板上的脚11。在彼此面对的相对内侧，压力机框架10包括竖向延伸的引导元件12，例如滑动件或导轨。在压力机框架10内部，压力机压头被设置成可竖向移动，包括具有上侧16的压头板部段14，该上侧16被配置成承载精冲工具。压力机压头还包括布置在压头板部段14的两个相对侧上的引导部段18。引导部段18每个都包括竖向延伸的引导元件20，引导元件20例如还包括滑动件或导轨，与压力机框架10的竖向延伸的引导元件12接合，用于引导压力机压头在压力机框架10内沿着图1中的轴线Z的竖向运动。从图1中可以看出，压头板部段14的上侧16相对于竖向轴线Z成90°角α布置。还可以看出，压头板部段14的上侧16相对于水平轴线G成0°角布置。此外，压力框架10的竖向延伸的引导元件12与压力框架的引导部段18的竖向延伸的引导元件20之间的滑动公差间隙在上侧以XC示出，在下侧以Xd示出。在图1所示的操作位置，XC等于Xd。
此外，提供了压力机驱动装置22，其包括液压缸24，用于在精冲压力机的操作中竖向驱动压力机压头。压力机压头，更具体地说是布置在压头板部段14的上侧16上的精冲工具，从而与将布置在压力机压头上方的工作台相互作用，以便对在操作中沿着过程平面PP供给到精冲压力机的过程材料进行精冲。过程材料可以是例如从卷材上解绕的金属板。因此，精冲压力机可以包括进给机构，例如从动进给辊，用于将过程材料进给到过程平面PP中的精冲压力机。精冲压力机可以进一步包括切碎单元，用于在精冲过程之后切碎废料。此外，垫可以设置在压力机压头中，特别是压头板部段14中，和/或工作台中。
如在图1中可以看出，压力机压头的竖向引导部段18在压头板部段14的两个相对侧延伸到比压头板部段的上侧16更高的竖向高度。引导部段18还在压头板部段14的两个相对侧延伸到比压头板部段14的下侧26更低的竖向高度。以这种方式，由引导部段18的竖向引导元件20与压力机框架10的竖向引导元件12的接合形成的有效引导区域显著大于压头板部段14的高度。压头板部段14与竖向引导部段18一起形成一个H形，如从图1更好地看出。
在附图标记28处可以看到用于控制图1所示的精冲压力机的操作的控制器28。
图2显示了在操作期间可能出现的一种情况，其中不均匀的力作用在压头上。在图2中，这由作用在压头板部段14左侧的力F1示出。这又导致压力机压头相对于水平轴线G的微小倾斜，如图2中的参考Y所示，由此倾斜是可能的，直到到达引导接触点SCP 3和SCP 4。由于扩大的引导区域，允许的倾斜比现有技术的压力机压头小得多。因此，图2所示的公差间隙X也小得多。冲裁点BP相对于竖向轴线Z仅略微偏移，即以角度α2。
如上文所解释，可以在本发明的精冲压力机的不同部件上设置数量或类型不限的多个传感器。对于不同的实施例，这在图3至图7中示出，这些实施例可以彼此组合，并且以任何可能的方式与其他附图中示出的实施例组合。
例如，在图3中，多个压力传感器P1至P18设置在精冲压力机的不同部件和不同位置上，更具体地说，设置在压力机压头及其压头板部段14和引导部段18上，以及设置在压力机框架10上。此外，几个温度传感器T1至T26也被示出设置在精冲压力机的不同部件上。
在图4中，多个加速度传感器A1至A3以及多个压力传感器P5至P20被示出布置在精冲压力机的不同部件上。
在图5中，多个应变仪传感器STR1至STR19被示出设置在精冲压力机的不同部件上。
在图6中，多个位置传感器PS1至PS14被示出布置在精冲压力机的不同部件上。
在图7中，另外的位置传感器PS15至PS22被示出布置在精冲压力机的不同部件上。
在图8中，出于解释的目的没有示出压力机压头，示出了在压力机框架10中具有冷却通道CF1至CF4的实施例。在图9中，示出了一个实施例，在压力机压头的压头板部段14中具有冷却通道CD1至CD4。
布置在本发明的精冲机上的所有传感器的测量数据可以被馈送到精冲机的控制器28。在此基础上，控制器28可以控制精冲压力机，以便实现期望的过程，从而获得所生产零件的最佳品质。例如，控制器28可以基于从传感器(例如温度传感器)接收的测量数据来控制通过冷却通道CF1至CF4和CD1至CD4的冷却流体的温度。以这种方式，通过受控设备，例如但不限于热交换器、加热器、冷却器等，压力机部件的温度可以一直保持在期望的温度范围内。控制器28可以执行闭环控制，但是就降低系统成本而言，开环控制也是可能的。
附图标记列表
10 压力机框架
11 脚
12 引导元件
14 压头板部段
16 上侧
18 引导部段
20 引导元件
22 压力机驱动装置
24 液压缸
26 下侧
28 控制器

Claims (28)

1.一种用于精冲压力机的压力机压头，包括用于承载精冲工具的压头板部段(14)，并且包括用于在精冲过程期间引导压头相对于所述精冲压力机的压力机框架(10)运动的引导部段(18)，所述引导部段布置在所述压头板部段(14)的两个相对侧上，其特征在于，所述引导部段(18)在所述压头板部段(14)的两个相对侧上延伸到比所述压头板部段(14)的上侧(16)更高的竖向高度。
2.根据权利要求1所述的压力机压头，其特征在于，所述引导部段(18)至少延伸至过程平面(PP)，在精冲步骤期间，待精冲的过程材料被进给并保持在过程平面(PP)中，优选在所述过程平面(PP)上方。
3.根据权利要求2所述的压力机压头，其特征在于，所述引导部段(18)均包括用于容纳待精冲的过程材料的中央凹部。
4.根据前述权利要求中任一项所述的压力机压头，其特征在于，所述引导部段(18)中每一个包括竖向延伸的引导元件(20)，所述竖向延伸的引导元件(20)被配置成接合精冲压力机的压力机框架(10)的相应竖向延伸的引导元件(12)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的压力机压头，其特征在于，所述压力机压头的压头板部段和所述引导部段(18)分立地形成。
6.根据权利要求5所述的压力机压头，其特征在于，所述引导部段(18)的竖向延伸的引导元件(20)与所述精冲压力机的所述压力机框架(10)的所述压力机压头的竖向延伸的引导元件(12)之间的间隙能够手动调整或自动调整。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的压力机压头，其特征在于，所述引导部段(18)的位置能够在相对于所述压头板部段(14)的不同竖向位置手动调整或自动调整。
8.根据前述权利要求中任一项所述的压力机压头，其特征在于，所述引导部段(18)在所述压头板部段(14)的两个相对侧上进一步延伸至比所述压头板部段(14)的下侧(26)更低的竖向高度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的压力机压头，其特征在于，所述引导部段(18)在所述压头板部段(14)的两个相对侧上对称地布置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的压力机压头，其特征在于，所述压力机压头材料选自但不限于钢例如不锈钢、铝或铝合金、钛、钨或任何其他金属，任何金属合金和/或任何非金属合金的组合，其他复合材料，例如玻璃纤维、碳纤维或凯夫拉尔，或与钛、不锈钢或任何其他任何种类的材料组合的碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉尔或其他材料，以及但不限于保温绝缘材料、陶瓷、塑料、橡胶和任何环氧基化学组分。
11.根据前述权利要求中任一项所述的压力机压头，其特征在于，所述压力机压头的至少部分由不同的材料子结构形成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的压力机压头，其特征在于，所述压力机压头通过从包括但不限于锻造、铸造、焊接、3D印刷、模制和模具注射的组中选择的方法生产。
13.一种精冲压力机，包括具有竖向延伸的引导元件(20)的压力机框架，还包括根据前述权利要求中任一项的压力机压头和由所述压力机压头的所述压头板部段(14)承载的精冲工具，并且优选地还包括至少一个压头垫。
14.根据权利要求13所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个温度传感器布置在所述压力机压头和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或所述压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个压力传感器布置在所述压力机压头和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或所述压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或在用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个加速度传感器布置在所述压力机压头和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或在用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个应变仪或变形传感器布置在所述压力机压头上和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
18.根据权利要求17所述的精冲压力机，其特征在于，提供至少一个变形致动器，所述变形致动器被配置成使所述压力机压头轮廓或形状变形。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个位置传感器布置在所述压力机压头上和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或在用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个流体压力传感器布置在所述压力机压头上和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或所述压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个流体粘度传感器布置在所述压力机压头上和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或所述压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个流体流量传感器布置在所述压力机压头上和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或所述压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
23.根据权利要求13至22中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，至少一个磨损传感器布置在所述压力机压头上和/或所述压力机框架(10)上和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或所述压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)上和/或所述压头垫上和/或在用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)上。
24.根据权利要求14至23中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，提供控制器(28)，所述控制器从至少一个传感器、优选所有传感器接收测量数据，并且所述控制器被配置为基于所接收的测量数据优选通过开环控制来控制所述精冲压力机，更优选通过闭环控制来控制所述精冲压力机。
25.根据权利要求24所述的精冲压力机，其特征在于，所述控制器被配置成控制所述精冲压力机的部件的温度和在所述部件上施加的力或由所述部件施加的力和/或在所述部件上施加的压力或由所述部件施加的压力和/或在所述部件上施加的变形或由所述部件施加的变形，所述部件为例如为所述压力机压头和/或其压力机压头部件和/或压力机框架(10)和/或引导部段(18)和/或其引导元件(12,20)和/或压头垫和/或用于驱动所述压力机压头的压力机驱动装置(22)，其中所述控制器从至少一个传感器接收测量数据，优选从所有传感器接收测量数据，并且其中设置至少一个致动器，所述致动器由所述控制器基于从所述至少一个传感器接收的测量数据优选通过开环控制进行控制，更优选通过闭环控制进行控制。
26.根据权利要求13至25中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，用于冷却流体的至少一个冷却通道设置在所述压力机压头和/或所述压力机框架(10)和/或所述压头垫和/或所述压力机框架(10)的竖向延伸的引导元件(12)上和/或所述压力机压头的竖向延伸的引导元件(18)中。
27.根据权利要求24和26所述的精冲压力机，其特征在于，所述控制器(28)被配置成基于由至少一个传感器，优选至少一个温度传感器接收的测量数据来控制通过所述至少一个冷却通道的冷却流体的流量。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的精冲压力机，其特征在于，所述控制器被配置为主动监测和控制精冲压力机部件上的参数，例如温度、压力、力、位置、加速度、变形、流体流量、流体粘度等。
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