CN113490557B - 再拉拔和变薄拉伸系统 - Google Patents

Abstract

一种罐再拉拔和变薄拉伸系统，包括压头、冲头和传感器系统。所述压头包括压头主体和压头鼻。所述冲头支撑在所述压头鼻上，并且被配置来在变薄拉伸过程期间接合金属坯料。所述传感器系统包括检测所述压头上的总力的第一传感器和检测所述压头鼻上的力的第二传感器。

Description

再拉拔和变薄拉伸系统

相关申请的引用

本申请要求2018年12月4日提交的且名称为“REDRAW AND IRONING SYSTEMS ANDMETHODS”的美国临时申请号62/774,951的权益，所述申请的内容特此通过引用以其整体并入。

技术领域

本申请总体涉及金属加工技术，并且更具体地，涉及用于再拉拔和变薄拉伸的改进的系统和方法。

背景技术

许多罐或圆柱形物品(诸如食品罐和饮料罐、灭火器、煤气罐、滤油器外壳、阻尼器外壳以及许多其他类型的物品)由金属材料(诸如铝、铝合金、不锈钢、黄铜、低碳钢和各种其他合适的材料)制成。从金属材料形成罐或圆柱形物品的过程通常包括：由金属材料制成坯料，然后拉拔坯料以形成浅杯。在最初拉拔出浅杯之后，将浅杯再拉拔以减小其直径并使杯加深。然后将杯变薄拉伸以减小壁厚，从而最终提供罐或圆柱形物品的主体。变薄拉伸通常包括将金属材料轴向地驱动通过一个或多个变薄拉深模具以使用具有压头(ram)和冲头(punch)的变薄拉伸系统来减小壁厚。在再拉拔和变薄拉伸期间可能存在各种过程条件，并且可向冲头、变薄拉伸模具和/或金属材料施加各种力，并且这些力可与可在再拉拔和变薄拉伸期间控制的各种因素相关。然而，现有的再拉拔和变薄拉伸系统无法测量这些力或过程条件，因此无法有效地控制再拉拔和变薄拉伸过程的各种方面。

发明内容

本专利中使用的术语“发明”、“该发明”、“此发明”和“本发明”意图广泛地指代本专利和以下专利权利要求的主题的全部。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题或者限制以下专利权利要求的含义或范围。本专利涵盖的本发明的实施方案由以下权利要求而非本发明内容限定。本发明内容是本发明的各种实施方案的高级概述，并且引入在以下具体实施方式部段中进一步描述的概念中的一些。本发明内容并不意图确认所要求保护主题的关键特征或本质特征，也不意图用来孤立地确定所要求保护主题的范围。应参考本专利的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每条权利要求来理解本主题。

根据本公开的某些实例，一种变薄拉伸系统包括压头、冲头和传感器系统。所述压头包括压头主体和压头鼻。所述冲头支撑在所述压头鼻上，并且被配置来在变薄拉伸过程期间接合金属坯料。所述传感器系统包括第一传感器和第二传感器。所述第一传感器被配置来检测所述压头上的总力，并且所述第二传感器被配置来检测由所述金属坯料形成的罐的侧壁上或底部上的力。

根据本公开的各种实例，一种变薄拉伸系统包括压头和传感器系统。所述压头包括压头主体和压头鼻。所述传感器系统包括在所述压头主体上的第一传感器和在所述压头鼻上的第二传感器。所述第一传感器被配置来检测所述压头上的总力，并且所述第二传感器被配置来检测由所述金属坯料形成的罐的侧壁上或底部上的力。

根据本公开的一些实例，一种在变薄拉伸过程期间测量和控制再拉拔和变薄拉伸力的方法包括：使再拉拔和变薄拉伸系统的冲头与金属坯料接合，其中所述冲头支撑在所述变薄拉伸系统的压头的压头鼻上。所述方法还包括：通过驱动所述压头将所述金属坯料引导通过变薄拉伸模具以形成罐主体。所述方法还包括：在将所述金属坯料引导通过所述变薄拉伸模具的同时，使用传感器系统的第一传感器测量所述压头鼻上的力作为鼻力数据，并且使用第二传感器测量所述压头上的总力作为总力数据。

根据本公开的某些实施方案，一种再拉拔和变薄拉伸系统包括压头、冲头和传感器系统。所述压头包括压头主体和压头鼻。所述冲头支撑在所述压头鼻上，并且被配置来在再拉拔和变薄拉伸过程期间接合金属坯料。所述传感器系统包括第一传感器和第二传感器，其中所述第一传感器和所述第二传感器被配置来在所述再拉拔和变薄拉伸过程期间检测过程条件。

本公开中描述的各种实现方式可包括在本文中可能未必明确公开、但是本领域普通技术一员在检查以下具体实施方式和附图后将明白的另外的系统、方法、特征和优点。所有此类系统、方法、特征和优点意图包括在本公开内并且受所附权利要求保护。

附图说明

示出以下附图的特征和部件以强调本公开的一般原理。为了一致和清晰起见，贯穿附图的对应特征和部件可通过匹配附图标记来指定。

图1是根据本公开的方面的变薄拉伸系统的一部分的视图。

图2示出在变薄拉伸期间图1的变薄拉伸系统的冲头上的力。

图3是根据本公开的方面的变薄拉伸系统的一部分的视图。

图4是图3的变薄拉深系统的另一部分的视图。

图5是根据本公开的方面的变薄拉伸系统的一部分的视图。

图6是图5的变薄拉深系统的另一部分的视图。

图7示出根据本公开的方面的在变薄拉伸期间测量和控制再拉拔和变薄拉伸力的过程。

具体实施方式

这里具体描述本发明的实施方案的主题以满足法定要求，但是此描述不一定意图限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以其他方式体现，可包括不同的元件或步骤，并且可与其他现有或将来的技术结合使用。此描述不应解译为暗示各种步骤或元件之中或之间的任何特定顺序或布置，明确描述单独步骤的顺序或元件的布置时除外。方向参考(诸如“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“前”和“后”等)意图指代在部件和方向耦参考的一个(或多个)附图中示出和描述的方位。

图1和图2示出根据本公开的某些方面的变薄拉伸系统100的一部分。变薄拉伸系统100包括冲头102、在轴向方向104上驱动冲头102的压头组件(在图1中未示出)以及至少一个变薄拉伸模具106。如图1所示，变薄拉伸模具106包括入口表面108和内表面110。内表面110限定开口或间隙112。在变薄拉伸期间，冲头102在轴向方向104上驱动金属物品114通过变薄拉伸模具106的间隙112，使得将金属物品114的侧壁从初始厚度116变薄拉伸到最终厚度118。变薄拉伸过程可根据需要重复许多次(并根据需要使用许多类型的变薄拉伸模具)以产生具有期望壁厚的主体。

图2示出在变薄拉伸期间在冲头102上的力中的一些的实例。总成形力220是在变薄拉伸期间由冲头102(通过压头组件)施加到金属物品上的力。总成形力220通常表示冲头102与金属物品的侧壁之间的摩擦力222和冲头102与金属物品的底部之间的冲头鼻力224的总和。在一些情况下，总成形力220是在压头组件本身上、模具上、模具保持器上和/或垫板上测量的。虽然总成形力220是摩擦力222和冲头鼻力224的总和，但是现有的再拉拔和变薄拉伸系统无法独立地测量或确定摩擦力222和/或冲头鼻力224。

图3和图4示出根据本公开的方面的再拉拔和变薄拉伸系统300的一部分，再拉拔和变薄拉伸系统300包括冲头302、压头组件326和传感器系统348。

压头组件326包括具有前端330和后端332的压头主体328。压头鼻334从压头主体328的前端330延伸并终止于压头鼻端部336处。在各种方面，压头鼻334的直径小于压头主体328的直径。在变薄拉伸过程期间，由致动器在轴向方向104上驱动压头组件326以将金属物品形成为杯。在一些实例中，致动器是线性致动器，尽管在其他实例中不必如此。在各种方面，以各种合适的速度驱动压头组件326以产生期望数量的杯/分钟。作为一些非限制性实例，可以适当地400-450个冲程/分钟的速度驱动压头组件326，其中一个冲程是指接合、成形和释放一个杯的一个循环。换句话说，在200-450个冲程/分钟下，组件必须以约200-450个冲程/分钟的速率接合、形成和释放杯。

如图3所示，在各种实例中，传感器系统348包括被配置来检测一个或多个过程条件的第一传感器350和第二传感器352。在一些情况下，可使用另外的传感器来测量再拉拔和变薄拉伸系统的其他方面。过程条件可包括但不限于力或负荷、压力、温度、声音、振动、加速度、其组合或变薄拉伸过程的其他合适的过程条件。因此，传感器350、352可以是适用于从操作员或某个其他源接收输入(例如，期望的温度分布剖面、期望的形状等)的各种输入装置。例如，传感器904可包括但不限于测力传感器、加速度计、光学传感器、磁传感器、能量传感器、电流传感器、频率检测器、热传感器、压力传感器、任何合适的传感器、具有用户接口的装置、或其任何组合。虽然示出两个传感器，但是在其他实例中，传感器系统348可具有超过两个传感器，诸如当检测超过一种类型的过程条件时。传感器350和352可以是测力传感器或各种其他合适的传感器。传感器350和352可通信地连接到控制器351或其他合适的装置。

作为一个非限制性实例，第一传感器350可被配置来检测总成形力220的量，并且第二传感器352可被配置来检测冲头鼻力224的量。在此实例中，传感器350和352可通信地耦接到控制器351，控制器351可使用力数据来确定摩擦力222和/或在变薄拉深期间产生的其他力。

作为其他非限制性实例，第一传感器350和/或第二传感器352可以是：一个或多个压力传感器，其被配置来检测放气压力和放气压力的定时；一个或多个温度传感器，其被配置来在变薄拉深的各阶段期间检测变薄拉深系统300上的各种位置处的温度；一个或多个振动传感器，其被配置来在变薄拉深的各阶段期间检测变薄拉深系统300的各种部件的振动；一个或多个加速度传感器，其被配置来在变薄拉深的各阶段期间检测变薄拉深系统300的部件的移动和/或定位等。

控制器351可包括以下中的一者或多者：通用处理单元、专门设计用于变薄拉深分析和/或变薄拉深应用的处理器、专门设计用于无线通信的处理器(诸如来自CypressSemiconductor的可编程片上系统或其他合适的处理器)。可随控制器351提供存储器以存储由传感器系统348的各种传感器采集的数据，尽管在其他实例中它不必包括存储器。存储器可包括长期存储存储器和/或短期工作存储器。存储器可由控制器351用来存储处理器指令的工作集。处理器可将数据写入存储器。存储器可包括传统的磁盘装置。在一些方面，存储器可包括基于磁盘的存储装置或若干其他类型存储介质中的一种，所述其他类型存储介质包括存储器磁盘、USB驱动器、闪存驱动器、远程连接的存储介质、虚拟磁盘驱动器等。控制器351中还可包括各种其他特征，包括但不限于通信电路/单元、可选显示器、可选扬声器和/或能量存储单元。在一些方面，控制器351的部件中的一些或全部可一起包括在单个封装或传感器套件中，诸如包括在同一壳体内。在另外或替代方面，部件中的一些可一起包括在壳体中，而其他部件可以是分开的。因此，控制器351可以是分布式系统。这仅仅是一个实例，并且可实现其他配置。可设置在压头主体328上，尽管在其他实例中，控制器351可设置在压头组件326上的其他位置处和/或在可在或可不在压头组件326上的其他合适位置处。因此，控制器351的特定位置不应被认为是对本公开的限制。

在各种方面，控制器351与传感器350、352(以及可能地其他传感器)传达数据，使得控制器351从传感器350、352接收数据信号。在各种实例中，数据信号包括由各种传感器检测的力、压力、温度、加速度、振动等。控制器351可分析来自传感器350、352的数据并控制变薄拉深系统300的一个或多个参数(例如，影响变薄拉深过程的参数)。在其他实例中，控制器351可基于在变薄拉深过程之前接收的输入来控制一个或多个参数。

第一传感器350和第二传感器352可根据需要设置在系统300内的各种位置处。作为一些非限制性实例，第一传感器350和/或第二传感器352可设置在压头主体、压头鼻、系统300在压头后面的单独零件或部件上，设置在压头主体328的内腔340内，嵌入在冲头鼻、压力机在压头后面的另一个零件、在压头鼻前面的单独零件或部件、冲头套筒342上，在压头主体与冲头鼻344之间的间隔物上，在冲头套筒342后面的间隔物上(例如，在冲头套筒342与压头主体328之间，和/或各种其他位置)。因此，针对第一传感器350和/或第二传感器352示出的位置不应被认为是对本公开的限制。图3至图6示出其中第一传感器350设置在压头主体328上并且第二传感器352设置在压头鼻334上的实例。然而，如先前所提及，传感器350和/或352的位置不应被认为是对本公开的限制。例如，在其他情况下，第一传感器350可以是在压头后面的单独零件，即压力机在压头后面的另一个零件，和/或可设置在各种其他位置处。类似地，第二传感器350可以是在压头前面的单独零件，和/或可设置在各种其他位置处。在一些实例中，第二传感器352在压头鼻334上设置在压头主体328的前端330与压头鼻端部336之间。在其他实例中，第二传感器352设置在压头鼻端部336处。在各种实例中，第一传感器350和/或第二传感器352与压头组件326的各种部件整体地设置，使得它们不干扰压头组件326在高速或其他操作条件下的常规操作。作为一个非限制性实例，第一传感器350和第二传感器352可与压头主体328整体地设置，使得压头组件326可连续地以高速运行而不受传感器干扰。

如图3所示，在一些可选实例中，压头组件326包括限定内腔340的内表面338。内腔340可选地延伸到压头鼻端部336，尽管在其他实例中不必如此。在一些可选实例中，第一传感器350设置在内腔340中，尽管在其他实例中不必如此。在某些实例中，压头组件326包括压力系统，所述压力系统在内腔340内维持恒定压力，使得最小化和/或减少压头主体328内部的冷却剂和/或水分。作为一个非限制性实例，压力系统可在内腔内维持近似1-20PSI的压力(诸如在内腔340内维持近似5-10PSI的压力)，尽管在其他实例中，可维持其他压力。通过最小化和/或减少内腔340内的冷却剂和/或水分，可最小化和/或减小传感器350、352短路的可能性。

冲头302包括冲头套筒342和冲头鼻344。冲头套筒342支撑在冲头鼻334上。在各种方面，冲头套筒342在前端330处邻接压头主体328。在一些实例中，冲头套筒342和冲头鼻344是分开的部件，使得冲头鼻344可相对于冲头套筒342移动。在其他实例中，冲头套筒342和冲头鼻344形成为单个或整体部件。在图3和图4的实例中，冲头套筒342限定凹口346，凹口346接收冲头鼻344的至少一部分。在一些实例中，凹口346被设定尺寸成使得冲头鼻344可相对于冲头套筒342自由移动，从而可允许压头鼻334捕获冲头鼻力224。

在变薄拉伸期间，冲头鼻344接合金属物品的底部并接收冲头鼻力224。此力传递到冲头套筒342，冲头套筒342也摩擦接合金属物品的侧壁并接收摩擦力222。组合的摩擦力222和冲头鼻力224(一起形成总成形力220)从冲头套筒342传递到压头主体328。冲头鼻力224还传递到压头鼻334。在一些实例中，冲头套筒342支撑在压头鼻334上，使得压头鼻334不受摩擦力222的影响。在各种实例中，并且当传感器350、352是力传感器时，因为第一传感器350设置在压头主体328上并且第二传感器352设置在压头鼻334上，所以第一传感器350可检测总摩擦力220的量作为总力数据。同样地，第二传感器352可检测冲头鼻力224作为底部力数据。在一些可选实例中，第一传感器350将总力数据传输到控制器351，并且第二传感器352将底部力数据传输到控制器351。在某些实例中，第一传感器350和/或第二传感器352可实时传输数据；然而，在其他实例中，第一传感器350和/或第二传感器352可以预先确定的时间间隔传输数据。在各种实例中，控制器351可基于总力数据和底部力数据确定摩擦力222。例如，在一些情况下，控制器351可确定总力数据与底部力数据之间的差，以确定摩擦力222。如所提及的，在其他实例中，传感器350、352可检测其他过程条件，并且控制器351可确定所述其他过程条件以控制变薄拉伸系统和/或变薄拉伸过程的各种方面。

在一些情况下，控制器351可基于来自传感器350、352的数据来确定一个或多个过程条件的过程条件曲线。在各种实例中，可从干冲程(即，在没有金属物品时进行的冲程)和/或从在具有金属物品时进行的冲程(“负荷冲程”)确定过程条件曲线。在某些实例中，可使过程条件数据可与变薄拉伸系统300的位置数据同步，以通过冲程获得过程条件曲线。控制器351可进一步控制过程条件曲线以确定特定过程条件的各种特征，诸如平均过程条件(例如，平均负荷或平均温度)、冲程期间过程条件的变化、过程条件的频率等。作为一个非限制性实例，可从干冲程和负荷冲程的一种或多种过程条件来确定平均过程条件。作为另一个非限制性实例，可从负荷冲程过程条件曲线中减去干冲程过程条件曲线，以去除惯性和/或变薄拉深过程所固有的与金属物品的成形无关的其他因素的影响。作为另一个非限制性实例，干冲程过程条件曲线可用于建立零条件值并且对过程条件曲线去皮(tare)。作为另一个非限制性实例，可基于过程条件曲线确定过程的特定部分(例如，再拉拔或各种模具处)或工具上的特定位置(例如，中壁/厚壁/磨损带等)处的过程条件。在一些非限制性实例中，可将所测量的过程条件曲线(和/或一个或多个过程条件曲线的平均值)与控制曲线进行比较，以确定是否需要对变薄拉深过程和/或变薄拉深系统进行任何调整。在一些非限制性实例中，可将过程条件曲线的部分分组到群集中，并将其用于预测潜在的故障、不良条件或进行故障排除。

通过再拉拔和变薄拉伸系统300，可直接测量总成形力220和冲头鼻力224，并且可基于检测到的总成形力220和冲头鼻力224间接确定摩擦力222。在某些方面，基于检测到的总成形力220、摩擦力222和/或冲头鼻力224中的任一者或其组合，可控制再拉拔和变薄拉伸系统300的各种方面以控制变薄拉伸过程。例如，在一些情况下，可基于检测到的力控制：用于金属物品的金属的类型；冲头304和/或金属物品的各种表面特性；所使用的润滑的类型；压头、冲头或变薄拉伸模具的设计；机器速度；或再拉拔和变薄拉伸系统300的各种其他方面。作为一个实例，变薄拉伸期间的金属物品的侧壁上的较高摩擦力222可与增加的缺陷或“撕裂”的可能性直接相关。在一些情况下，基于检测到的摩擦力222，可控制再拉拔和变薄拉伸系统300的各种方面以降低撕裂的发生率、控制再拉拔力、监测和控制模具的磨损、控制皱褶的形成、监测和控制润滑不足、监测和控制穿通或其他类型的缺陷等。在一些情况下，可使用由传感器350和352检测到的力来调节过程参数以降低操作成本和/或提高生产效率。作为非限制性实例，较低的检测到的力可指示减少润滑的量和/或增加速度以降低操作成本的机会，而较高的力可指示模具受磨损，以减少或避免停机时间。

图5和图6示出另一种再拉拔和变薄拉伸系统500的实例。再拉拔和变薄拉伸系统500基本上类似于再拉拔和变薄拉伸系统300，只是再拉拔和变薄拉伸系统500还包括定位在压头鼻334与冲头鼻344之间并与之邻接的间隔物554。如图6最佳所示，定位在压头鼻334与冲头鼻344之间的间隔物554在冲头鼻344与冲头套筒342之间限定间隙556。在各种方面，通过限定间隙556，间隔物554将冲头鼻344上的冲头鼻力224引导到压头鼻334上，在压头鼻334处，冲头鼻力可由第二传感器352检测到。在一些实例中，间隔物554在冲头鼻344接合冲头套筒342之前将冲头鼻力224引导到压头鼻334上。在其他实例中，间隔物554维持间隙556，使得冲头鼻力224不传递到冲头套筒342。在一些可选实例中，间隔物554可以是传感器系统348的传感器。在此类实例中，可省略第二传感器352，或者除了第二传感器352之外可使用间隔物554。像传感器350和352一样，间隔物554的位置不应被认为是对本公开的限制，并且可根据需要设置在各种其他位置中。作为一个非限制性实例，间隔物554可嵌入冲头上。在其他实例中，隔物554可根据需要设置在各种其他位置中。

图7是根据本公开的某些方面的在再拉拔和变薄拉伸过程期间测量和控制再拉拔和变薄拉伸力的过程700。

在框702处，确定再拉拔和变薄拉伸过程是否完成。如果再拉拔和变薄拉伸过程完成，则所述过程结束。

在框704处，准备金属物品114以用于再拉拔和变薄拉伸。准备金属物品可包括：将其切割成适当的形状和尺寸、施加润滑等。通过举例而非限制，从铝板冲裁出圆盘。所述冲裁可通过本领域已知的任何方法(诸如通过冲压或切割)形成。在一个实施方案中，外部切割工具将铝板切割成圆盘，并将圆盘立即拉拔成杯。可使用内部杯成形工具将圆盘拉拔成杯。切割和拉拔可由双动压力机进行，其中第一动作执行圆盘切割，并且第二动作以连续运动执行杯成形。在各种方面，所成形杯具有相当大的直径，这需要进一步操作以将其大小减小到较小的直径以有利于后续操作。这通过再拉拔过程来完成。合适的再拉拔过程可包括例如直接再拉拔过程，其中通过使用类似的杯成形工具从杯底内部拉拔杯以减小其直径并使材料移位以形成较高的杯壁。用于本文描述的方法的另一种合适的再拉拔过程是反向再拉拔过程，其中从杯的底部拉拔杯并在相反方向折叠金属以形成较高的杯壁。本文公开的方法可包括这些再拉拔过程中的任一种，但不限于这些再拉拔过程。根据机器要求、限制和过程要求，可存在多种再拉拔过程或再拉拔过程的组合。在将杯拉拔到最终直径之后，如下面详细描述的，变薄拉伸工具将拉伸杯并使其变薄以达到最终壁厚和长度。准备金属物品还可包括：相对于冲头304和/或变薄拉伸模具106定位金属物品114以用于变薄拉伸。

在框706处，冲头304接合金属物品114并在轴向方向104上驱动金属物品114通过变薄拉伸模具106。随着金属物品114被驱动通过变薄拉伸模具106，金属物品114的壁厚减小，并形成杯。

在框708处，用传感器系统348的第一传感器350检测总成形力220，并用传感器系统348的第二传感器352检测冲头鼻力224。可选地，框708包括：除了或替代第二传感器352，还利用隔物554测量冲头鼻力224。在一些方面，同时执行框708和框706，尽管在其他实例中不必如此。将了解，在其他实例中，第一传感器350和/或第二传感器352可根据需要检测除了力之外的另外和/或替代过程条件，诸如压力、温度、加速度、频率、振动等。

在框710处，基于鼻力数据和总力数据确定罐主体与冲头304之间的摩擦力222。在各种实例中，摩擦力222由再拉拔和变薄拉伸系统的控制器351确定。在其他实例中，诸如当测量除了力之外的过程条件时，可省略框710。

在框712处，将检测到的总变薄拉伸力、底部力和/或摩擦力与预先确定的总变薄拉伸力、底部力和/或摩擦力进行比较。在一些实例中，预先确定的总变薄拉伸力、底部力和/或摩擦力可与杯的特性相关。作为一个实例，预先确定的总变薄拉伸力、底部力和/或摩擦力可与缺陷或撕裂的特定发生率相对应。在其他实例中，诸如当测量除了力之外的过程条件时，框712可包括：将检测到的过程条件(例如，压力、温度、加速度、频率、振动等)与预先确定的过程条件进行比较。在此类实例中，预先确定的过程条件可与杯的特性相关。

在框714处，确定是否需要调整总变薄拉伸力、底部力和/或摩擦力中的任一者或其组合。在某些情况下，基于检测到的总变薄拉伸力、底部力和/或摩擦力等于或不同于预先确定的总变薄拉伸力、底部力和/或摩擦力来做出框714中的确定。作为一个实例，可基于检测到的摩擦力与对应于高撕裂发生率的预先确定的摩擦力的比较来做出框714中的确定。在其他实例中，诸如当测量到除了力之外的过程条件时，框714可包括：确定是否需要调整过程条件(例如，压力、温度、加速度、频率、振动等)。这些情况下的确定可基于检测到的过程条件等于或不同于预先确定的过程条件。

在框716处，基于确定需要调整力中的一个(或者需要调整一个或多个过程条件)来控制再拉拔和变薄拉伸系统的至少一方面。作为一个实例，基于检测到的摩擦力等于或大于对应于高撕裂发生率的预先确定的摩擦力，调整冲头上的润滑、冲头的表面特性、形成金属物品的金属的特性和/或压头的机器速度。

可选地，一旦完成再拉拔和变薄拉伸过程，就进行成圆顶操作，其中形成底部(即，圆顶轮廓)。

下面提供一批示例性实施例，包括至少一些明确列举为“EC”(示例性组合)的实施例，其提供对根据本文描述的概念的多种实例类型的另外的描述。这些实施例并非旨在是相互排斥的、详尽的或限制性的；并且本发明不限于这些示例性实施例，而是涵盖在所发布权利要求及其等效物的范围内的所有可能修改和改动。

EC 1.一种再拉拔和变薄拉伸系统，其包括：压头，所述压头包括压头主体和压头鼻；冲头，所述冲头支撑在所述压头鼻上，并且被配置来在变薄拉伸过程期间接合金属坯料；以及传感器系统，所述传感器系统包括第一传感器和第二传感器，其中所述第一传感器被配置来检测所述压头上的总力，并且其中所述第二传感器被配置来检测由所述金属坯料形成的罐的侧壁上或底部上的力。

EC 2.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述第一传感器在所述压头主体上，并且所述第二传感器在所述压头鼻上。

EC 3.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头鼻从所述压头主体的前端延伸并且包括压头鼻端部，其中所述第一传感器在所述压头主体上，并且其中所述第二传感器在所述压头鼻上位于所述压头主体的所述前端与所述压头鼻端部之间。

EC 4.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头鼻从所述压头主体的前端延伸并且包括压头鼻端部，其中所述第一传感器在所述压头主体上，并且其中所述第二传感器在所述压头鼻端部上。

EC 5.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述冲头包括冲头鼻和冲头套筒，其中所述冲头鼻被配置来在加工期间接合金属坯料，并且其中所述冲头套筒在所述冲头鼻与所述压头主体之间支撑在所述压头鼻上。

EC 6.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头主体包括前端和后端，其中所述压头鼻从所述前端延伸，并且其中所述冲头套筒在所述前端处邻接所述压头主体。

EC 7.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：间隔物，所述间隔物位于所述冲头鼻与所述压头鼻之间，其中所述间隔物在所述冲头鼻与所述冲头套筒之间限定间隙，使得在所述冲头鼻接合所述冲头套筒之前将所述冲头鼻上的力引导到所述压头鼻。

EC 8.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述间隔物包括所述传感器系统的第三传感器，所述第三传感器被配置来检测从所述冲头鼻引导到所述压头鼻的所述力。

EC 9.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述冲头套筒可相对于所述冲头鼻移动。

EC 10.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：控制器，所述控制器通信地耦接到所述第一传感器和所述第二传感器，其中所述控制器被配置来：从所述第一传感器接收总力数据；从所述第二传感器接收压头鼻力数据；并且基于所述总力数据和所述压头鼻力数据确定所述冲头与罐主体之间的摩擦力。

EC 11.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述第一传感器和所述第二传感器各自包括测力传感器。

EC 12.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头包括外表面和限定内腔的内表面，其中所述第二传感器在所述压头鼻上位于所述压头的所述外表面上，并且其中所述第一传感器在所述压头主体中的所述内腔内。

EC 13.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：压力系统，所述压力系统被配置来在所述内腔内施加恒定压力。

EC 14.一种再拉拔和变薄拉伸系统，其包括：压头，所述压头包括压头主体和压头鼻；以及传感器系统，所述传感器系统包括在所述压头主体上的第一传感器和在所述压头鼻上的第二传感器，其中所述第一传感器被配置来检测所述压头上的总力，并且其中所述第二传感器被配置来检测由所述金属坯料形成的罐的侧壁上或底部上的力。

EC 15.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头主体包括前端和后端，其中所述压头鼻从所述前端延伸并且包括压头鼻端部，并且其中所述第二传感器在所述压头鼻上位于所述压头主体的所述前端与所述压头鼻端部之间。

EC 16.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头主体包括前端和后端，其中所述压头鼻从所述前端延伸并且包括压头鼻端部，并且其中所述第二传感器在所述压头鼻端部上。

EC 17.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：冲头，所述冲头支撑在所述压头鼻上，其中所述冲头包括冲头鼻和冲头套筒，并且其中所述压头鼻被配置来在变薄拉伸过程期间使所述冲头鼻接合金属坯料。

EC 18.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述冲头套筒支撑在所述压头鼻上，并且选择性地邻接所述压头主体。

EC 19.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述冲头套筒支撑在所述压头鼻上，使得所述冲头套筒在加工期间不对所述压头施用力。

EC 20.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：间隔物，所述间隔物位于所述冲头鼻与所述压头鼻之间，其中所述间隔物在所述冲头鼻与所述冲头套筒之间限定间隙，使得在所述冲头鼻接合所述冲头套筒之前将所述冲头鼻上的力引导到所述压头鼻。

EC 21.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述间隔物包括所述传感器系统的第三传感器，所述第三传感器被配置来检测从所述冲头鼻引导到所述压头鼻的所述力。

EC 22.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：冲头，所述冲头支撑在所述压头鼻上；以及控制器，所述控制器通信地耦接到所述第一传感器和所述第二传感器，其中所述控制器被配置来：从所述第一传感器接收总力数据；从所述第二传感器接收压头鼻力数据；并且基于所述总力数据和所述压头鼻力数据确定所述冲头与罐主体之间的摩擦力。

EC 23.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述第一传感器和所述第二传感器各自包括测力传感器。

EC 24.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头包括外表面和限定内腔的内表面，其中所述第二传感器在所述压头鼻上位于所述压头的所述外表面上，并且其中所述第一传感器在所述压头主体中的所述内腔内。

EC 25.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：压力系统，所述压力系统被配置来在所述内腔内施加恒定压力。

EC 26.一种在变薄拉伸过程期间测量和控制再拉拔和变薄拉伸力的方法，所述方法包括：使再拉拔和变薄拉伸系统的冲头与金属坯料接合，其中所述冲头支撑在所述再拉拔和变薄拉伸系统的压头的压头鼻上；通过驱动所述压头将所述金属坯料引导通过变薄拉伸模具以形成罐主体；以及在将所述金属坯料引导通过所述变薄拉伸模具的同时，使用传感器系统的第一传感器测量所述压头鼻上的力作为鼻力数据，并且使用第二传感器测量所述压头上的总力作为总力数据。

EC 27.如前述或后续示例性组合中任一项所述的方法，其还包括：基于所述鼻力数据和所述总力数据确定所述罐主体与所述冲头之间的摩擦力。

EC 28.如前述或后续示例性组合中任一项所述的方法，其还包括：基于所述力测量结果中的任一者来调整所述再拉拔和变薄拉伸系统的至少一个方面。

EC 29.如前述或后续示例性组合中任一项所述的方法，其中所述再拉拔和变薄拉伸系统的所述至少一个方面包括所述冲头上的润滑、所述金属坯料的金属特性、所述冲头的表面特性或所述压头的机器速度中的至少一者。

EC 30.如前述或后续示例性组合中任一项所述的方法，其中所述压头还包括压头主体，其中所述压头主体包括内腔，其中所述第二传感器在所述内腔内，并且其中所述方法还包括：在所述内腔内维持恒定压力。

EC 31.如前述或后续示例性组合中任一项所述的方法，其中所述第二传感器被配置来检测由所述金属坯料形成的罐的侧壁和底部两者上的力。

EC 32.一种再拉拔和变薄拉伸系统，其包括：压头，所述压头包括压头主体和压头鼻；冲头，所述冲头支撑在所述压头鼻上，并且被配置来在再拉拔和变薄拉伸过程期间接合金属坯料；以及传感器系统，所述传感器系统包括第一传感器和第二传感器，其中所述第一传感器和所述第二传感器被配置来在所述再拉拔和变薄拉伸过程期间检测过程条件。

EC 33.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述过程条件包括所述压头上的力、所述压头上的温度、所述压头内的压力或所述压头的加速度中的至少一者。

EC 34.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头鼻从所述压头主体的前端延伸并且包括压头鼻端部，其中所述第一传感器在所述压头主体上，并且其中所述第二传感器是以下中的至少一者：在所述压头鼻上位于所述压头主体的所述前端与所述压头鼻端部之间；或者在所述压头鼻端部上。

EC 35.如前述或后续示例性组合中任一项所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述冲头包括冲头鼻和冲头套筒，其中所述冲头鼻被配置来在加工期间接合所述金属坯料，并且其中所述冲头套筒在所述冲头鼻与所述压头主体之间支撑在所述压头鼻上。

上述方面仅仅是实现方式的可能实例，仅仅是为了清楚地理解本公开的原理而阐明的。可在基本上不脱离本公开的精神和原理的情况下对上述一个或多个实施方案进行许多改动和修改。所有此类修改和改动在本文中意图包括在本公开的范围内，并且本公开意图支持对元件或步骤的单独方面或组合的所有可能要求。此外，尽管本文以及所附权利要求中采用特定术语，但是它们仅以一般性和描述性意义使用，而不是用于限制所描述发明或所附权利要求的目的。

Claims (10)

1.一种再拉拔和变薄拉伸系统，其包括：

压头，所述压头包括压头主体和压头鼻；

冲头，所述冲头支撑在所述压头鼻上，并且被配置来在再拉拔和变薄拉伸过程期间接合金属坯料，其中所述冲头包括冲头鼻和冲头套筒，其中所述冲头鼻被配置来在加工期间接合所述金属坯料，并且其中所述冲头套筒在所述冲头鼻与所述压头主体之间支撑在所述压头鼻上；以及

传感器系统，所述传感器系统包括第一传感器和第二传感器，其中所述第一传感器被配置来检测所述压头上的总力，并且其中所述第二传感器被配置来检测由所述金属坯料形成的罐的侧壁上或底部上的力；

间隔物，所述间隔物位于所述冲头鼻与所述压头鼻之间，其中所述间隔物在所述冲头鼻与所述冲头套筒之间限定间隙，使得在所述冲头鼻接合所述冲头套筒之前将所述冲头鼻上的力引导到所述压头鼻，其中所述间隔物包括所述传感器系统的第三传感器，所述第三传感器被配置来检测从所述冲头鼻引导到所述压头鼻的所述力。

2.如权利要求1所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头鼻从所述压头主体的前端延伸并且包括压头鼻端部，其中所述第一传感器在所述压头主体上，并且其中所述第二传感器是以下中的至少一者：在所述压头鼻上位于所述压头主体的所述前端与所述压头鼻端部之间；或者在所述压头鼻端部上。

3.如权利要求1所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头主体包括前端和后端，其中所述压头鼻从所述前端延伸，并且其中所述冲头套筒在所述前端处邻接所述压头主体。

4.如权利要求1所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：控制器，所述控制器通信地耦接到所述第一传感器和所述第二传感器，其中所述控制器被配置来：

从所述第一传感器接收总力数据；

从所述第二传感器接收压头鼻力数据；并且

基于所述总力数据和所述压头鼻力数据确定所述冲头与罐主体之间的摩擦力。

5.如权利要求1所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头包括外表面和限定内腔的内表面，其中所述第二传感器在所述压头鼻上位于所述压头的所述外表面上，并且其中所述第一传感器在所述压头主体中的所述内腔内。

6.一种再拉拔和变薄拉伸系统，其包括：

压头，所述压头包括压头主体和压头鼻；以及

传感器系统，所述传感器系统包括相对于所述压头主体定位的第一传感器和相对于所述压头鼻定位的第二传感器，其中所述第一传感器被配置来检测所述压头上的总力，并且其中所述第二传感器被配置来检测由金属坯料形成的罐的侧壁上或底部上的力；

冲头，所述冲头支撑在所述压头鼻上，其中所述冲头包括冲头鼻和冲头套筒，并且其中所述压头鼻被配置来在变薄拉伸过程期间使所述冲头鼻接合金属坯料；

间隔物，所述间隔物位于所述冲头鼻与所述压头鼻之间，其中所述间隔物在所述冲头鼻与所述冲头套筒之间限定间隙，使得在所述冲头鼻接合所述冲头套筒之前将所述冲头鼻上的力引导到所述压头鼻，其中所述间隔物包括所述传感器系统的第三传感器，所述第三传感器被配置来检测从所述冲头鼻引导到所述压头鼻的所述力。

7.如权利要求6所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头主体包括前端和后端，其中所述压头鼻从所述压头主体的前端延伸并且包括压头鼻端部，其中所述第一传感器在所述压头主体上，并且其中所述第二传感器是以下中的至少一者：在所述压头鼻上位于所述压头主体的所述前端与所述压头鼻端部之间；或者在所述压头鼻端部上。

8.如权利要求6所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：控制器，所述控制器通信地耦接到所述第一传感器和所述第二传感器，其中所述控制器被配置来：

从所述第一传感器接收总力数据；

从所述第二传感器接收压头鼻力数据；并且

基于所述总力数据和所述压头鼻力数据确定所述冲头与罐主体之间的摩擦力。

9.如权利要求6所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其中所述压头包括外表面和限定内腔的内表面，其中所述第二传感器在所述压头鼻上位于所述压头的所述外表面上，并且其中所述第一传感器在所述压头主体中的所述内腔内。

10.如权利要求9所述的再拉拔和变薄拉伸系统，其还包括：压力系统，所述压力系统被配置来在所述内腔内施加恒定压力。