CN1289373C - 卷材的供给装置 - Google Patents

Abstract

在尽管高速生产仍具有较小跳动、能降低间歇供给装置的负荷和能缩短冲压生产线的生产线长度的一卷材供给装置中，设置用于检测一卷材的一环长度的一位置传感器和一卷材供给部分，卷材供给部分设置有多个供给辊和一材料矫直部分，并且能够对应于卷材的厚度等改变卷材供给部分的一安装角。

Description

卷材的供给装置

技术领域

本发明涉及将卷材供给到在一冲压生产线中的一机械压机的一间歇供给装置的卷材供给装置。

背景技术

如图7所示，在一传统的冲压生产线中，一卷材1从一开卷机2供给，通过用于矫直材料的一矫直机3和用于产生一环5的、被称为一打环装置(looper)的一缓冲段、到达用于将卷材1供给到一机械压机6的一间歇供给装置7。矫直机3是用于弄直卷材中的卷绕状态的一装置，以及对设置成交替地相互抵靠的诸上和下辊加压，通常是将上辊下压在下辊上，从而连续地拉伸和加压该材料，以致弄平该卷材。矫直机3通常由一夹送辊和一校直辊构成。夹送辊起到拉入材料的一零件的作用，以及校直辊起到弄平材料的一零件的作用。

通常，在将卷材供给到用于机械压机的供给装置的情况中，按照其中运动和停止反复进行的加压操作，供给动作是间歇地进行的。在起动和停止时产生的振动力被施加到卷材上，从而使卷材振动和产生称为跳动的一起波动现象。当产生上述跳动时，不仅对供给装置施加一过大的载荷，而且在卷材中产生挠曲或擦伤。因此，需要设置称为打环装置的缓冲段。

作为减少卷材中的跳动的一传统方法，一卷材供给装置具有设置有一U形缓冲段的一U形打环装置、设置有一S形缓冲段的一S形打环装置或类似装置。但是，按照传统的U形打环装置和S形打环装置，虽然与不设置缓冲段的情况相比减少了跳动现象，但是高速生产时产生的跳动完全相同。因此，尽管目前要求高速冲压加工，但存在生产速度不能有任何提高、不能充分利用一压机功能的问题。并且，由于打环装置自身没有驱动源，所以根据间歇供给装置的一拉动力和用于弄平由开卷机退绕的卷材的矫直机的一挤压力来供给卷材，从而所产生的问题是，就像那样多地增加了负荷，从而降低了间歇供给装置和矫直机的供给能力。并且，由于需要设置较长的缓冲段，所以产生增加冲压生产线的生产线的长度的问题。

为了解决上述问题，提出了尽管高速生产仍能降低跳动、能减小间歇供给装置的负荷和能缩短冲压生产线的生产线长度的一卷材供给装置。例如，参阅美国专利No.5392977。

如图8所示，这装置构造成，设有一伺服电动机的一对供给辊布置成位于机械压机6的间歇供给装置7的附近的一环控制装置4，以及供给辊将材料供给到间歇供给装置7，同时在卷材1中形成一适当的环5。并且，设置用于检测卷材1中的环5的长度的一传感器。将卷材1供给到间歇供给装置7，同时通过在该传感器的一信号的基础上控制伺服电动机的转动来保持环5的一适当环形，从而控制由供给辊所供给的卷材1的供给量。因此，由于可以实现高速生产，同时使图7中的跳动为最小，从而通过降低施加于间歇供给装置7的负荷改进了供给能力，以及使环长度较小，还可以缩短冲压生产线。

但是，根据近年来冲压材料类型的多样化，产生了要求材料供给装置应该能够适应各种材料和供给条件的需要。

通常，在形成环的情况中的材料曲率半径的极限叙述为最大为材料厚度的500倍，已知只要该半径超过这极值在材料中就不会发生挠曲。这意味着该环的一容许的幅度对薄的材料和厚的材料是不同的，以及当然需要在厚材料中形成一大的环。

鉴于在上述问题的基础上、在上所述的公开专利中所述的材料供给装置，卷材供给装置位于间歇供给装置7下方，材料1从下侧向上供给。在形成大环5的情况下，为了形成大的半径R，需要在间歇供给装置7下方较多之处设置环控制装置4。但是，在供给装置的一下游侧上，来自开卷机2的材料1在一下侧中形成一环，并且这里要求有一大的半径R。因此，在垂直方向强烈地限制了该装置，以及具有不能形成一适当的环的风险。

以相同的方式，从环控制装置4到间歇进给装置7形成了一约为四分之一圆的弧形环5。对于该四分之一圆的弧环段，因为薄材料的一环5′能够以一小半径R形成，所以环控制装置4能够设置在间歇供给装置7的附近，但是，因为厚材料的一环5″要求一大半径，如图9所示，所以与薄材料的情况相比较需要将环控制装置4离开间歇供给设置7设置，以便形成一适当的环。其结果，与薄材料相比，在厚材料的情况下冲压生产线会明显地加长。

并且，考虑到上述传统系统具有在卷材1从开卷机2流向间歇供给装置7期间该材料变得自由的一段，在该段中材料的轻微跳动会损坏材料的质量。在如图8所示的上述公开专利的装置中，由于材料从环控制装置4的一上游部分悬挂下，就会有被矫直机3校正挠曲的材料1在开始供给操作之前的一长时期中是被留下来的风险，从而再次发生挠曲，以及在起动和停止进给的时刻材料产生轻微跳动，因此产生擦伤。

发明内容

考虑上述问题，本发明提供了能够灵活地和高质量地供给材料的一卷材供给装置。换句话说，本发明提供了设置有其中能够调节一安装角的一矫直机(材料校正功能)的一卷材供给装置。

为了实现上述目的，按照本发明提供了用于将一卷材供给至一机械压机的一间歇供给装置的一卷材供给装置，该装置包括：

一卷材供给部分；

设置在卷材供给部分的一下游侧上并检测一卷材的环量的一位置传感器；

一控制装置，基于来自位置传感器的一信号输出控制一伺服电动机，从而控制由供给辊供应的卷材的一供给量；以及

将卷材供给部分保持在一状态中的一架子，在该状态中卷材供给部分的一安装角是可调节的，从而对应于一情况改变材料的一供给角；所述架子可有选择地进行调节，以相对所述间隙供给装置垂直地移动所述卷材供给部分，从而适应不同厚度的卷材。

在间歇供给装置中的一材料入口的一上游侧上设置该卷材供给部分，且该部分包括：将材料供给到间歇供给设置并同时在该材料中形成一适当的环的一对供给辊；驱动所述诸供给辊的一伺服电动机；一材料校正部分，它构造成，具有分别设置在上和下侧上的、在一行中的和在一前进方向上在交替的偏移的位置处的多根辊的两辊行使供给到间歇供给装置的材料能通过在上和下辊行之间的一间隙，该校正部分位于所述诸供给辊的一上游侧或一下游侧；以及一高度调节机构，它对应所供给的材料的质量、厚度等调节在材料校正部分中的上和下辊行之间的间隙的距离，并能够通过调节上和下辊行之间的间隙的距离来调节卷材中卷曲的去除程度。

按照本发明的卷材供给装置，将包括由伺服电动机传动的诸供给辊的卷材供给部分设置得靠近机械压机的间歇供给装置，以及在由诸供给辊供给卷材时形成适当的环并供给该材料。此外，由于在将卷材供给至间歇供给装置的同时，基于检测卷材中的环量的位置传感器所发出的信号输出通过控制伺服电动机的转动以控制卷材的供给量，从而保持适当的环形状，所以可以实现带有较小跳动和施加于间歇供给装置的负荷较小的高速生产。

而且，诸供给辊的卷材供给部分设置有分别在上和下侧上的、其中直线设置了许多辊的诸行，并具有一材料校正功能，藉助使材料通过上和下辊行之间，以致弄直材料中的卷曲并消除材料的内应力实现该校正功能。并且，将上和下行中的各辊相对卷材的前进方向设置在诸交替偏移的位置处，从而在诸上和下辊之间通过的卷材沿着各辊的外形垂直偏转和展开的期间校直卷材中的卷曲。将卷材供给部分设置得靠近间歇供给装置，以及设定卷材供给部分的一安装角，以致将卷材以一范围内的一角度供给，该范围是来自卷材供给部分的一卷材供给方向相对于在间歇供给装置中的卷材的前进方向从垂直方向到与该前进方向相同的方向。因此，卷材供给部分设置有能调节角度的一功能。

按照本发明的卷材供给装置，所供给的材料处于就在供给之前校正了挠曲的一质量改善的状态，并能够充分地适应要求高精度的一冲压加工。此外，关于环成形，由于能够调节卷材供给部分的安装角，所以能够形成一稍许较平缓的环，而不是传统的四分之一圆的弧。因此，需要对应于材料厚度改变该安装角，从而调节环半径R，但是，既使在厚材料的情况下，可以通过将安装角设定为靠近间歇供给装置中的卷材前进方向而易于增加环半径R。既使在这情况下，由于可以仅通过调节该安装角，而不要像传统装置那样移动该供给装置的位置就能改变环半径，所以不需要加长该冲压生产线。

并且，由于按照本发明对卷材供给装置增加了矫直机的功能，所以不需要传统上所要求的单独放置的矫直机装置，以及可以用来缩短掉从矫直机到供给装置的冲压生产线。同时，可以不会产生由于在矫直机和供给装置之间的跳动或类似问题所产生的擦伤或挠曲。

而且，诸辊行可包括用作为一对上和下大直径辊的上述诸供给辊和多个小直径辊行，该两大直径辊通过一大转矩强有力地挤出材料，这些小直径辊反复小偏转和展开以用于矫直材料。

此外，诸大直径供给辊和诸小直径供给辊可以单独设置有各自的辊间距离调节机构，以及调节方式可以是机械式的或气动式的。

并且，可以将用于大直径供给辊的转动驱动传递到小直径辊行，从而可以得到小直径辊行的转动。

因此，由诸供给辊产生的供给能力可不被诸小直径辊行削弱地传送材料。

附图说明

图1是按照本发明的一实施例的一冲压生产线的一主要结构的示意图；

图2是按照本实施例的一卷材供给部分中的诸供给辊和诸辊行的局部放大图；

图3是示出按照本实施例的、对应于不同的卷材厚度的一工作状态的视图；

图4是按照本实施例的、在加工一薄卷材的情况下的一操作的示意图；

图5是按照本实施例的、在加工一厚卷材的情况下的一操作的示意图；

图6是按照本实施例的、说明卷材的一运动的局部放大图；

图7是一传统冲压生产线的一主要结构的示意图；

图8是另一传统冲压生产线的一主要结构的示意图；以及

图9是说明按照图8所示的传统卷材供给装置的、对应于不同卷材厚度的一操作的视图。

具体实施方式

图1是按照本发明的一实施例的一冲压生产线的一主要结构的示意图。标号11表示一卷材。由一开卷机12退绕卷材11。标号13表示按照本发明的一实施例的一卷材供给装置。卷材供给装置13设置有如下所述的一卷材供应部分22，以及检测卷材11的环长度的位置传感器23和24，以及这些部分以这样一方式安装在一架子25上，即能够由一高度调节装置20调节其高度。在卷材11通过卷材供给装置13并形成一环之后，卷材11通过一间歇供给装置28供给到一机械压机27，从而进行一冲压。

在卷材供给装置13中，卷材供给部分22包括用于传送卷材11的一对供给辊14和15、用于转动供给辊14和15中的从动辊14的一伺服电动机16、用于驱动伺服电动机16的一驱动器17、一材料校正部分19和能够调节卷材11的一供给方向的一角度调节装置21，在材料校正部分19中多根辊子18大致设置在上和下侧的每一侧上的一行中且在前进方向上设置在交替偏移的诸位置处的上和下辊行被放在供给辊14和15的一上游或下游侧上。

在材料校正部分19中，使上和下辊行被构造成使朝间歇供给装置28供给的材料能通过上和下辊行之间的一间隙。当卷材11在上和下辊行之间通过时，卷材11沿着各辊18的外形垂直偏转和扩展，且卷曲被矫直。如图2所示，对应于被供给的材料的质量、厚度等，由用于调节间隙距离的、两调节螺杆42和43构成的一间隙距离调节机构调节材料校正部分19的上和下辊行的间隙距离，从而调节了在卷材中卷绕状态的矫直程度。

卷材供给部分22的角度调节装置21对应于例如卷材的厚度等的一情况在一范围内设置卷材供给部分22的安装角度，该范围为来自卷材供给部分22的卷材的送出方向是相对于在间歇供给装置28中的卷材前进方向(大致在水平方向)，从垂直方向到与卷材的该前进方向相同的水平方向。(参阅图3)。

换句话说，当将来自卷材供给部分的卷材送出方向设定到接近相对于间歇供给装置的前进方向相垂直的方向的一状态时，一环形形成为在卷材供给部分和间歇供给装置之间的四分之一圆的一弧形，如图4所示。并且，在如图5所示的接近水平方向的一状态下送出卷材的情况下，该环呈大致半圆和以一半圆弧的形状供给卷材。按照本发明，将该安装角设定在包括这些方向的范围内。

将卷材供给装置13的驱动器17和位置传感器23和24连接到一控制装置26，以及还将控制装置26用作用于控制机械压机27和间歇供给装置28的一控制装置。间歇供给装置28设置在机械压机27的一侧表面上的、在工作时间在下模29和上模30之间水平地供给卷材的一位置处。

机械压机27与传统压机相同方式设置有一电动机、用于储存它的一转动力的一飞轮、用于将转动力转化为一直线振摆运动的一曲轴、用于检测曲轴的转角的一转角检测装置31等。

其次，将叙述上述实施例的操作。如图1所示，开卷机12以这样一方式形成了卷轴的一方向，即卷材11从下侧退绕。卷材供给装置13分别通过借助于高度调节装置20调节架子25的高度和借助于角度调节装置21调节卷材供给部分22的一安装角度，以这样一方式设置在离开间歇供给装置28的一位置处，即在卷材供给装置13和间歇供给装置28之间能够得到一预定的环状态，同时卷材供给部分22位于间歇供给装置28的下方和上游侧。并且，下位置传感器23设置在用于检测卷材11的一最小环长度L1的一位置处，以及上位置传感器24设置在用于检测卷材11的一最大环长度L2的一位置处。如图6所示，位置传感器23和24通过各自的杠杆可转动地安装至架子25，以及通过摆动杠杆能够调节该位置。在本实施例中位置传感器23和24使用一接近开关，但是，可以使用其它类型的位置传感器。

为了保持间歇供给装置28和卷材供给装置13之间的卷材11的环状态处于最小环长度L1和最大环长度L2之间的一状态，以及长度L2和L1之间的差值等于或大于机械压机27的进给节距，由位置传感器23和24监测该环状态。当卷材11的环变得较小和位置传感器23检测到最小环长度L1时，信号被传送到控制装置26，控制装置26通过驱动器17控制伺服电动机的驱动，对传动侧上的供给辊14的转角增加一转角α，以致增加卷材11的供给量，以及建立一适当的环长度L3。相反，当环变得较大和位置传感器24检测到最大环长度L2时，信号传送到控制装置26，控制装置26通过驱动器17控制伺服电动机16的驱动，从供给辊14的转角中减去转角α，从而减少卷材11的供给量，以及建立适当的环长度L3。由所使用的卷材11的形状和物理性能、卷材供给装置13和间歇供给装置28之间的距离等确定最小环长度L1、最大环长度L2和适当的环长度L3。

如以上所述，按照上述实施例，由于由位置传感器23和24监测最小和最大环长度L1和L2，并且在通过控制装置26控制供给辊14和15的供给量的同时将卷材11供给至间歇供给设置28，所以可以进行具有一较小跳动和具有间歇供给装置28的一较小负荷的高速生产。

在这情况下，在本发明中可以结合在以上公开内容中关于监测最小和最大环长度和将供给辊的供给量控制到一最佳程度的操作和运动。

在该实施例中，如图2所示，驱动电动机16转动用于供给材料的大直径辊14。在大直径供给辊14上设置一正齿轮44。并且，构造一齿轮机构，以致用于与正齿轮44传动啮合的一齿轮45与设置在小直径辊18上的一小齿轮46啮合，以及通过用于传动的一齿轮47相继地传动相同转动方向的一转动。因此，由供给辊14施加的材料供给力没有被矫直机部分(小直径辊行)19减小，材料环以与不提供矫直机部分的情况相同的状况形成，并能够供给到间歇供给装置28。

而且，由于距离调节功能41、42和43是分别单独地设置在诸辊14和15之间和在诸辊18之间的，因此可以对应于诸辊的各自功能将材料的保持、校正和供给调节至各自的适当状态。

由于将卷材供给部分的安装角相对于间歇供给装置中卷材的前进方向，设定在从与来自供给部分的卷材的供给方向相垂直的方向到与供给方向相同的方向的范围内，因此能够实现在半圆弧和四分之一圆弧之间调节环形状的机构，形成具有对应于材料的适当半径的环形状是容易的，且可以以进一步增加的速度供应卷材。

此外，由于卷材供给装置兼有矫直材料的功能，不需要单独提供的矫直机，以及可以直接将具有高质量的、没有材料挠曲的材料供应到间歇供给装置，从而能够缩短整个冲压生产线的生产线长度。

并且，能够由设置在环的上方和下方的两个位置传感器和传动辊的转动控制装置始终监测环形状，以及可以保持最初设定的最佳环形状。

在这情况下，为了以一高速从开卷机向间歇供给装置供给材料，在诸供给辊中要求一较大扭矩。在该情况中，仅藉助诸小直径辊获得供给传动(材料供给)，为了在对诸小直径辊施加一摩擦力的一情况下、以一高速转动诸小直径辊，要求一相当大尺寸的驱动电动机。但是，按照本结构，由于是单独提供用于形成环和供给材料的诸专用的供给辊，因此作为材料供给装置的供给功能是较高的。

并且，由于供给辊兼用为用于矫直材料的材料引入节距辊(material lead-inpitch roller)，因此可以使该装置布置得较紧凑。

此外，在材料通过诸小直径辊行的矫直机部分的情况下，需要诸小辊行转动。但是，由于通常可以藉助通过诸齿轮传送大直径供给辊的驱动来利用传动源，所以可以用来进一步节省空间。

Claims (5)

1.一种用于将卷材供给到机械压机的一间歇供给装置的卷材供给装置，它包括：

一卷材供给部分，它包括：设置在间歇供给装置中的一材料入口的一上游侧上的一对供给辊，所述诸供给辊将材料供给到间歇供给装置，并同时在材料中形成一适当的环；传动所述诸供给辊的一伺服电动机；一材料矫直部分，它构造成具有分别设置在一行中且设置在沿前进方向的诸交替偏移位置上的多根辊的上和下辊行使向间歇供给装置供给的卷材穿过上和下辊行之间的一间隙，且该校正部分位于所述诸供给辊的一上游侧或一下游侧；以及一间隙距离调节机构，它调节在所述材料矫直部分中的上和下辊行之间的间隙的距离；

一位置传感器，它设置在所述卷材供给部分的一下游侧并检测所述卷材的一环量；

一控制装置，它基于来自所述位置传感器的信号输出控制所述伺服电动机，从而控制由所述供给辊所供给的卷材的一供给量；以及

一架子，它以卷材供给部分的一安装角是可调的一状态保持所述卷材供给部分，以对应于一状态改变材料的一供给角；所述架子可有选择地进行调节，以相对所述间隙供给装置垂直地移动所述卷材供给部分，从而适应不同厚度的卷材。

2.如权利要求1中所述的卷材供给装置，其特征在于：所述辊行包括用作为一对大直径辊的所述诸供给辊和多个小直径的辊行，所述大直径辊用来以一大转矩强有力地挤出材料，所述小直径辊反复小偏转和展开以用于矫直材料。

3.如权利要求2中所述的卷材供给装置，其特征在于：所述诸大直径供给辊和所述诸小直径辊行单独地设置有各自的距离调节机构。

4.如权利要求2中所述的卷材供给装置，其特征在于：将用于所述大直径供给辊的转动驱动传递到小直径辊行，从而使小直径辊行转动。

5.如权利要求3中所述的卷材供给装置，其特征在于：将用于所述大直径供给辊的转动驱动传递到小直径辊行，从而使小直径辊行转动。

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