CN1525891A - 卷边装置和卷边方法 - Google Patents

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Abstract

例如，在沿汽车门板的周边进行卷边加工时，传统上，事先以约45°的角度弯曲由折边加工形成的板的弯曲部分，然后通过改变弯曲辊的姿势并使其再次滚动来完成最终弯曲。因此，很难缩短用于卷边加工的时间。本发明的一个目的是只在一个滚动工序中完成卷边加工，藉此减少用于卷边加工的作业时间。因此，本发明被构造成使一弯曲辊(R)以这样一种姿势在弯曲部分(We)上滚动，即在平面图中，弯曲辊的旋转轴线(R3)在弯曲部分的折叠边缘(Wee)一侧相对于垂直于滚动方向(R1)的法线(R2)向后倾斜。根据该结构，由于在弯曲部分(We)被弯曲的同时，将一侧压力沿弯曲方向施加于其上，因此可以在一个弯曲工序中将弯曲部分(Wee)弯曲成折叠状态。

Description

卷边装置和卷边方法
技术领域
本发明涉及一种用于诸如汽车的门板和机罩板(下文将简称为“工件”)的周边的卷边加工及其方法。
背景技术
传统上，如日本专利No.1,844,282和2,693,282所揭示的那样，已经建议将压辊型卷边装置作为用于进行该卷边加工的卷边装置，。该装置包括一连接到机械手的弯曲辊。在移动机械手时，弯曲辊沿一沿工件周边形成的弯曲部分滚动，藉此对弯曲部分卷边。
在该种卷边装置中，通过基于特定操作程序来运行机械手，可以使弯曲辊沿所要求的的三维轨迹滚动。因此，可以沿工件的曲线轮廓进行平稳和高质量的卷边加工。
此外，通过改变机械手的操作程序可以方便地符合对工件曲率的修改。因此，与通过传统压模进行的弯曲加工不同，其具有较高的通用性。
发明内容
然而，如图19所示，在使用这样一种压辊型卷边装置来进行卷边加工时，为了将一工件W的周边(通过折边加工)预弯曲成约90°所形成的、实线所示的一弯曲部分We在一个工序中弯曲成双点划线所示的折叠状态，如果在这样一种工况下将弯曲辊R加压到弯曲部分We的一边缘，即弯曲辊R的旋转轴线基本上垂直于弯曲部分的表面的方向(如图20所示)，则弯曲部分会产生弯扭并且不能被弯曲成折叠状态。卷边加工的一方面是弯曲部分的内部或外部不存在任何用于控制弯曲的构件。
出于该原因，传统上，如图21所示，首先，弯曲辊R被定位成倾斜姿势，即其以约45°的角度倾斜，并且滚动到由折边加工形成的弯曲部分We上，藉此朝弯曲方向以约45°的角度使弯曲部分向内弯曲(其被称为预弯曲工序)。然后，将弯曲辊R的姿势改变为一个水平姿势(即，图19所示的姿势)，即其旋转轴线基本上垂直于该弯曲部分的表面的方向，弯曲辊R再次沿相同滚动轨迹滚动，藉此将预弯曲部分We完全弯曲成由图19中的双点划线所示的折叠状态(其被称为最终弯曲工序)。
该过程在利用压模的传统卷边装置中是同样必需的。在压模型卷边装置中，必须在两个工序中进行卷边加工：一预弯曲工序和一最终弯曲工序，以避免弯曲工序发生弯扭。因此，必须制备不同的金属模具以进行相应工序。这些模具通常结合入一公用模座。同样，通常难以预备并调整用于预弯曲工序的模具。由此，期望提供一种可以在一个工序中进行卷边加工的装置。
因而，在传统的卷边装置中，必须在两个单独工序中弯曲由折边加工形成的弯曲部分We：预弯曲工序和最终弯曲工序，以防止弯曲部分发生弯扭。因此，必须沿弯曲部分滚动弯曲辊R两次。由此，很难减少用于卷边加工的作业时间。
此外，在传统的压模型卷边装置中，由于需要预弯曲工序和最终弯曲工序以避免弯曲部分发生弯扭，因此必须在相应工序中单独使用不同的金属模具。因此，必须耗费大量时间来制备并调整这些模具。这导致模具生产成本的增加。同样，需要高技能的工人来进行卷边加工。
也就是说，由于预弯曲工序在传统的卷边装置中是必需的，因此卷边装置较为复杂，因而增加了其制造成本。另外，传统的卷边装置会由于复杂的调整技术和大量的卷边时间而导致低生产率。
因而，本发明的一个目的是提供一种卷边方法，该方法可以在不进行传统的所谓预弯曲工序的情况下，只在一个弯曲工序中完成工件的弯曲周边的卷边加工，并且提供一种用于进行该方法的装置。
因此，在本发明中，提出了一种卷边方法和具有以下结构的卷边装置。
第一种发明的特征在于，将一侧压力沿弯曲方向施加于由折边加工形成的工件的一弯曲部分，藉此在一个弯曲工序中将弯曲部分弯曲成一折叠状态。
第二种发明是一压辊型卷边方法。通过将一弯曲辊加压在由折边加工形成的工件的一弯曲部分上来实行该方法，其特征在于，通过沿滚动方向移动弯曲辊，同时使弯曲辊的弯曲表面在弯曲部分的折叠边缘一侧相对于一垂直于滚动方向的法线向后倾斜，以将一侧压力沿弯曲方向施加于弯曲部分，藉此在一个弯曲工序中将弯曲部分弯曲成折叠状态。
第三种发明是一种用于执行如权利要求2所述的卷边方法的卷边装置，其包括：一多轴型机械手；一弯曲辊，该弯曲辊可旋转地连接到机械手；以及一控制器，该控制器控制机械手的动作，以使弯曲辊以这样一种姿势在弯曲部分上滚动，即在平面图中，弯曲辊的旋转轴线在弯曲部分的折叠边缘一侧相对于垂直于滚动方向的法线向后倾斜。
第四种发明是一种用于执行如权利要求2所述的卷边方法的卷边装置，其包括：一多轴型机械手；一锥形弯曲辊，该锥形弯曲辊可旋转地连接到机械手；以及一控制器，该控制器控制机械手的动作，以使弯曲辊以这样一种姿势在弯曲部分上滚动，即，在完成卷边加工时，弯曲辊的小直径侧被定位在弯曲部分的折叠边缘侧，并且弯曲辊的滚动表面平行于弯曲部分。
第五种发明是一种用于折叠由折边加工形成的工件的一弯曲部分的加压型卷边方法。通过将一弯曲刀片加压于弯曲部分来执行该方法，其特征在于，通过对弯曲刀片加压，并使其沿弯曲部分的表面方向和与其垂直的方向的合成方向移动，以将一侧压力沿弯曲方向施加于由折边加工形成的工件的一弯曲部分，藉此在一个加压工序中将弯曲部分弯曲成折叠状态。
第六种发明是如权利要求5所述的卷边方法，其特征在于，在弯曲部分未完全弯曲的同时，沿模具闭合方向和与其垂直的方向的合成方向移动弯曲刀片，然后使弯曲刀片与一上模一起降低，藉此将弯曲部分弯曲成折叠状态。
第七种发明是一种用于执行如权利要求5或6所述的卷边方法的卷边装置，其包括：一支承工件的下模；一相对于下模垂直移动的上模；一弯曲刀片，该弯曲刀片连接到上模并可以沿着垂直于模具闭合方向的方向移动；以及一弯曲刀片移动机构，该弯曲刀片移动机构沿着垂直于模具闭合方向的方向移动弯曲刀片。
第八种发明是一种用于执行如权利要求5或6所述的卷边方法的卷边装置，其包括：一X轴移动机构，该X轴移动机构沿着对应于弯曲部分的表面方向的X轴移动弯曲刀片；以及一Y轴移动机构，该Y轴移动机构沿着垂直于X轴的Y轴移动弯曲刀片，其中，弯曲刀片适于对弯曲部分加压，同时使其沿X轴方向和Y轴方向的合成方向移动。
第九种如权利要求8所述的卷边装置，其特征在于，借助X轴移动机构和/或Y轴移动机构以数字方式控制弯曲刀片的运动。
根据第一种发明的卷边方法，由于弯曲部分在侧压力施加于其上期间弯曲，因此弯曲部分可以在不发生弯扭的情况下，在一个弯曲工序中以约90°的角度自未折叠状态弯曲。因此，与传统方法不同，不必在包括预弯曲工序和最终弯曲工序的两个工序中使弯曲部分弯曲。由此，可以减少用于卷边加工的作业时间，并且显著简化和缩小卷边装置。
根据第二种发明的卷边方法，在弯曲辊移动的同时，弯曲辊的弯曲面(对弯曲部分加压的部分)在弯曲部分的折叠边缘侧相对于垂直于滚动方向的法线向后倾斜。因此，由于弯曲部分能在侧压力沿弯曲方向施加于其上的同时弯曲，因此即使省略传统的预弯曲工序，也不能在不产生弯扭的情况下在一个弯曲工序中将弯曲部分从未折叠状态弯曲成折叠状态。由此，可以减少用于卷边加工的作业时间，并且显著简化和缩小卷边装置。
根据第三种发明的卷边装置，弯曲辊以这样一种姿势在弯曲部分上滚动，即在平面图中，弯曲辊的旋转轴线在弯曲部分的折叠边缘侧相对于垂直于滚动方向(弯曲辊的移动方向)的法线向后倾斜。因而，将弯曲辊的压力施加于弯曲部分的边缘，作为沿弯曲方向对弯曲部分加压的分力。因此，可以在不产生弯扭的情况下将弯曲部分弯曲成折叠状态。也就是说，可以在不进行传统的预弯曲工序的情况下，在一个弯曲工序中完成卷边加工。由此，可以减少用于卷边加工的作业时间。
根据第四种发明的卷边装置，锥形弯曲辊以这样一种姿势在弯曲部分上滚动，即，在完成卷边加工时，弯曲辊的小直径侧被定位在弯曲部分的折叠边缘侧，并且弯曲辊的滚动表面平行于弯曲部分。因而，弯曲辊的压力被施加于弯曲部分的边缘，作为沿弯曲方向对弯曲部分加压的分力。因此，可以在不产生弯扭的情况下将弯曲部分弯曲成折叠状态。也就是说，可以在不进行传统的预弯曲工序的情况下，在一个弯曲工序中完成卷边加工。由此，可以减少用于卷边加工的作业时间。
根据第五种发明的卷边方法或第七种发明的卷边装置，弯曲刀片沿弯曲部分的表面的方向和与其垂直的方向的合成方向对边缘加压。因而，侧压力沿弯曲方向施加于弯曲部分。因此，可以在不产生弯扭的情况下将弯曲部分弯曲成折叠状态。也就是说，可以在不进行传统的预弯曲工序的情况下，在一个弯曲工序(一次性)中完成卷边加工。由此，可以省略卷边加工中的预弯曲工序。
根据第六种发明的卷边方法或第七种发明的卷边装置，除上述作用以外，还可以最大程度地减少弯曲刀片沿垂直于模具闭合方向的方向的移动距离，并且显著减少弯曲刀片相对于弯曲部分的滑动。由此，可以将弯曲部分更可靠地弯曲成折叠状态。
根据第八种发明的卷边装置，弯曲刀片沿X轴方向和Y轴方向的合成方向(向下倾斜方向)移动，以使压力可以沿弯曲方向施加于弯曲部分。因此，可以在不产生弯扭的情况下将弯曲部分弯曲成折叠状态。也就是说，可以在不进行传统的预弯曲工序的情况下，只在一个弯曲工序中完成卷边加工。由此，可以省略卷边加工中的预弯曲工序(装置)。
根据第九种发明的卷边装置，除上述作用以外，还可以增加卷边装置的通用性，以加工多种工件。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的压辊型卷边装置的总侧视图。
图2是沿箭头H所示方向看到的图1中的卷边装置的示图，该图示出了使工件的弯曲部分弯曲的一弯曲辊的平面图。
图3是沿箭头Y所示方向看到的图2中的卷边装置的示图，该图示出了使工件的弯曲部分弯曲的弯曲辊的侧视图。
图4是本发明的第二实施例的装置的示图，该图示出了锥形弯曲辊使工件的弯曲部分弯曲的工况。
图5是沿箭头Y所示方向看到的图4中的装置的示图，该图示出了锥形弯曲辊使工件的弯曲部分弯曲的工况。
图6是圆柱形弯曲辊的平面图，该图示出了使用这种圆柱形弯曲辊时的侧压力产生原理。
图7是锥形弯曲辊的平面图，该图示出了使用这种锥形弯曲辊时的侧压力产生原理。
图8是本发明的第三实施例的压模型卷边装置的侧视图。
图9是图示第三实施例的卷边装置中弯曲刀片14到达一弯曲部分We的工况的示图。
图10是图示弯曲刀片14移动并将弯曲部分We弯曲成折叠状态的工况的示图。
图11是另一个弯曲刀片的侧视图，该图示出了弯曲刀片16的下边缘周围的区域，该区域具有一倾斜部分16a。
图12是又一个弯曲刀片的侧视图，该图示出了弯曲刀片17的下边缘周围的区域，该区域具有一整圆凸部17a。
图13是又一个弯曲刀片的侧视图，该图示出了弯曲刀片18的下边缘周围的区域，该区域具有一带肩部的凹部18a。
图14是又一个弯曲刀片的侧视图，该图示出了弯曲刀片19的下边缘周围的区域，该区域具有一弧形凹部19a。
图15是图示弯曲部分We被图13所示的弯曲刀片18弯曲的工况的侧视图。最上方的附图示出了弯曲刀片18接触弯曲部分We的工况，其中弯曲部分We的周边配合凹部18a。中间的附图示出了弯曲部分We以约45°的角度弯曲、其一边缘脱离弯曲刀片18的凹部18a的工况。最下方的附图示出了弯曲刀片18沿垂直方向下降、弯曲部分We基本上被弯曲成折叠状态的工况。
图16是本发明的第四实施例的单轴NC受控型卷边装置的侧视图。
图17是图示第四实施例的卷边装置的另一种上模垂直位置检测装置的侧视图。
图18是图示本发明的第五实施例的双轴NC受控型卷边装置的侧视图。
图19是图示工件的一弯曲部分的周围区域的侧视图，该部分由折边加工形成。
图20是工件的弯曲部分的侧视图，该部分由折边加工形成，该图示出了弯曲辊在没有预弯曲的弯曲部分上滚动、弯曲部分被弯扭的工况。
图21是工件的弯曲部分的侧视图，该部分由折边加工形成，该图示出了弯曲部分被预弯曲的工况。
具体实施方式
然后，将结合图1至3叙述本发明的第一实施例。图1示出了第一实施例的卷边装置1。在第一实施例中，以压辊型卷边装置1作为示例。
卷边装置1包括一多轴型机械手2(一极坐标型多关节机器人)、一用于支承工件W的下模5以及一用于将这些零件固定成不变的空间关系的基座7。
弯曲辊R借助一支承装置3可旋转地连接到机械手2的远端。机械手2基于事先通过训练而存储的程序运行。在机械手2运行时，弯曲辊R沿一沿工件W的周边形成的弯曲部分We滚动，以使弯曲部分We弯曲成折叠状态。从而，完成工件W的卷边过程。
工件W是用于汽车的门板，并且包括一内板Wi和一外板Wo。当沿外板Wo的周边形成的弯曲部分We被弯曲成折叠状态时，内板Wi的周边夹在它们之间。因而，两板Wo和Wi结合成一体。工件W被放置在下模5的顶面5a上，并且通过固定件6-6固定在所要求的位置中。
图2是图示弯曲辊R在工件W的弯曲部分We(外板Wo)上滚动，藉此使弯曲部分We弯曲的工况的平面图。在本说明书中，“平面图”对应于沿图1中的箭头H的方向看到的示图，也就是说，沿着垂直于被折叠的弯曲部分We的方向看到的示图。
在附图中，顶端带有箭头的线R1表示弯曲辊R的滚动方向(移动方向)。在下文中，顶端带有箭头的线表示弯曲辊R的滚动方向的方向，其也被称为滚动方向R1。弯曲辊R的滚动方向R1对应于具有弧形形状的弯曲部分We处的切线。当弯曲部分具有一直线形状时，弯曲辊R的滚动方向与平行于弯曲部分的直线相对应。线R2表示垂直于滚动方向R1的法线，线R3代表弯曲辊R的旋转轴线。当旋转轴线R3显示在平面图中时，其相对于法线R2以角度θ1倾斜。旋转轴线R3相对于法线R2倾斜，以使与要被折叠的弯曲部分We的折叠边缘Wee相对应的辊R的一端在沿滚动方向观察时可以形成一后端。
另一方面，如图3所示，将弯曲辊R的旋转轴线R3设定成：在如图2中的箭头Y所示的那样侧向观察时，使其平行于被折叠的弯曲部分We。该设置与传统的最终弯曲工序中的设置相同。
根据上述卷边装置1，在机械手2运行时，弯曲辊R在倾斜位置中移动，并且在工件W的弯曲部分We上滚动，该工件先前已通过折边加工以约90°的角度弯曲。因此，可以在一个弯曲工序中完成卷边加工，而且不必进行传统的预弯曲工序，也不会在弯曲部分We中产生弯扭。
也就是说，在平面图中，弯曲辊R以这样一种姿势在弯曲部分We上滚动，即其旋转轴线R3在被折叠的弯曲部分We的折叠边缘Wee一侧相对于滚动方向R1以角度θ1向后倾斜。因此，弯曲辊R的一部分压力施加于弯曲部分We的折叠边缘Wee，作为沿弯曲部分We的弯曲方向对其加压的一分力(侧压力)。因而，由于弯曲辊R以相对于滚动方向倾斜的姿势在弯曲部分We上滚动，因此弯曲部分We将会受到沿其表面方向的压力和沿垂直于表面的方向(侧向)的压力(侧压力)。因此，即使弯曲辊R以与传统卷边装置的最终弯曲工序相同的姿势在弯曲部分We上滚动时，也可以在不产生弯扭的情况下将弯曲部分We弯曲成如图19中的双点划线所示的折叠状态。因而，可以在不进行传统的预弯曲工序、不在弯曲部分We中产生弯扭的情况下将弯曲部分We弯曲成折叠状态，藉此完成卷边加工。
传统上，以这样一种姿势进行预弯曲工序，即在侧视图中，弯曲辊R的旋转轴线R3以约45°的角度倾斜，然后以这样一种姿势再次进行另外的弯曲工序，即在侧视图中，旋转轴线R3被定位成平行于被折叠的弯曲部分We。与此相反，根据以示范性目的所述的卷边方法，弯曲辊R的旋转轴线R3在侧视图中保持与传统的最终弯曲工序相同的姿势(旋转轴线被定位成平行于被折叠的弯曲部分We的姿势)，并且在平面图中相对于滚动方向沿所要求的方向倾斜。由此，可以在一个工序中将弯曲部分We从其未折叠状态弯曲成其折叠状态，而且不会产生弯扭。因此，根据第一实施例的卷边装置1和使用该装置的卷边方法，可以显著减少进行卷边加工所需的时间(大约是传统方法的一半)。
可以将多种修改加入上述第一实施例。例如，关于平面图中的弯曲辊R的滚动姿势，可以根据由折边加工形成的弯曲角(相对于沿下模5的顶面5a的部分的角度；在下文中被称为折边角θ2；见图19)修改倾斜角θ1。例如，如果折边角θ2是约为60-80°的角，则倾斜角θ1被设定成约为10-15°的角，如果折边角θ2是约为80-100°的角，则倾斜角θ2被设定成约为20-30°的角。因而，获得了上述效果。另外，可基于弯曲辊R的直径、弯曲部分We的形状或其它因素以多种方式修改倾斜角θ1。
此外，在上面示范的第一实施例中，尽管使用了具有固定直径的圆柱形弯曲辊R，但也可以如图4和5所示，使用具有不固定直径的锥形弯曲辊RT，以便在一个滚动工序中将弯曲部分We从未折叠状态弯曲成折叠状态。
弯曲辊RT被定位成其小直径侧对应于被折叠的弯曲部分We的折叠边缘，其旋转轴线R3被定位成：在完成弯曲工序时，辊的弯曲表面(接触弯曲部分的边线)平行于弯曲部分We。因而，弯曲辊的压力作用在弯曲部分的一边缘上，作为沿其弯曲方向对弯曲部分加压的分力(侧压力)。由此，可以在不产生弯扭的情况下将弯曲部分弯曲成折叠状态。因此，与弯曲辊R相似，锥形弯曲辊RT也可以在一个滚动工序中将弯曲部分We从未折叠状态弯曲成折叠状态。由此，可以显著减少进行卷边加工所需的时间。该实施例(一第二实施例)对应于权利要求2或4所述的
实施例。
此外，在第二实施例中，弯曲辊RT的旋转轴线R3可以相对于法线R2以诸如角度θ1倾斜，该法线R2在平面图中垂直于滚动方向R1。
关于上述第一和第二实施例，通过适当地控制弯曲辊的形状或滚动姿势，可将侧压力沿弯曲方向施加于弯曲部分We。将要说明侧压力产生的机理。
如图6所示，当具有恒定直径的圆柱形弯曲辊R沿箭头R1的方向(沿弯曲部分We的方向)沿弯曲部分We以其旋转轴线R3相对于法线R2倾斜角度θ1的姿势滚动时，弯曲辊RT趋向于滚动的方向(旋转方向)与箭头C的方向(垂直于旋转轴线R3的方向)相对应。因此，旋转方向C相对于滚动方向R1以角度θ1倾斜。由此，在弯曲部分We向外滑动(与箭头S的方向相反的方向)的同时使弯曲辊R滚动。
因而，将借助弯曲辊R施加于弯曲部分We的压力沿箭头S方向的分力(沿弯曲部分We的表面方向施加的压力，即，在传统方法中会产生弯扭的压力)施加于弯曲部分We，作为沿弯曲方向对弯曲部分We加压的力(侧压力S)。由此，在不产生弯扭的情况下将弯曲部分We可靠地弯曲成折叠状态。
此外，如图7所示，当具有不固定直径的锥形弯曲辊RT被定位成使小直径侧与被折叠的弯曲部分We的折叠边缘Wee相对应，并且在旋转轴线R3与法线R2重合的条件下沿弯曲部分We沿箭头R1的方向滚动时，弯曲辊RT趋向于滚动的方向(旋转方向)对应于箭头C的方向(垂直于周向表面的边线E的方向)。也就是说，旋转方向C与相对于滚动方向R1以角度θ3倾斜的方向相对应。角度θ3对应于周向表面(边线E)相对于旋转轴线R3的倾斜角。因此，弯曲辊RT也沿弯曲部分We滚动，同时沿着与箭头S的方向相反的方向滑动。
因而，将借助弯曲辊R施加于弯曲部分We的压力沿箭头S方向的分力(沿弯曲部分We的表面方向施加的压力，即，在传统方法中会产生弯扭的压力)施加于弯曲部分We，作为沿弯曲方向对弯曲部分We加压的力(侧压力)。由此，在不产生弯扭的情况下将弯曲部分We可靠地弯曲成折叠状态。
此外，关于锥形弯曲辊RT，如果辊的旋转轴线R3在被折叠的弯曲部分We的折叠边缘Wee一侧相对于法线R2以角度θ1倾斜，可使侧压力S增加。
然后，结合图8至15叙述本发明的第三实施例。在第三实施例中，简化了加压型卷边装置10。图8示出了第三实施例的卷边装置10。卷边装置10包括一上下移动的上模11、一其上放置工件W的下模12、一借助X轴滑动装置13连接到上模11的弯曲刀片14以及一用于沿X轴方向移动弯曲刀片14的凸轮模15。
工件W和下模12是与第一实施例所用构件相同的构件。
上模11借助一提升装置上下移动，该提升装置由一液压气缸(图中未示出)致动。X轴滑动装置13连接到上模11的下表面。此外，在本说明书中，X轴方向被称为水平方向(图8中的左右方向)。
X轴滑动装置13包括：一基座13d；一压缩弹簧13e，该压缩弹簧夹在基座13d和上模11之间；以及一随动件13g，该随动件借助一托架13f可旋转地连接到基座13d。基座13d可以借助滑动机构13c沿X轴方向自由滑动。滑动机构13c包括一滑动轨13a和一沿其移动的滑动构件13b。借助压缩弹簧13e沿图8中的朝右方向对基座13d施压。基座13的向右移动受到一止动件13h的限制。此外，X轴滑动装置13不具有任何用于滑动基座13d的特殊驱动源。
托架13f从基座13d的下表面向下延伸，随动件13g在上侧11下方一所要求的距离处可旋转地保持在其近端上。
弯曲刀片14连接到基座13d的下表面，并向下突伸。工件W的弯曲部分We位于弯曲刀片14的下方。
另一方面，凸轮模15位于随动件13g的下方，并且在一所要求的高度处放置于和固定到支座15b。
根据第三实施例的卷边装置10和采用该装置的卷边方法，还可以通过使上模11单独向下运动(一次性)一个大约90°的角度，以将弯曲部分We从未折叠状态弯曲成折叠状态。因此，可以在不进行传统的预弯曲工序的情况下完成卷边加工。
也就是说，当上模11降低一所要求的距离时，随动件13g接触凸轮模15的凸轮表面15a。然后，在上模11进一步降低的同时保持该接触状态，随动件13g可滑动地接触凸轮表面15a，以使基座13d沿附图中的朝左方向沿X轴滑动，以抵制压缩弹簧13e的弹力。
由于基座13d沿X轴(沿弯曲方向向内)向左滑动，同时上模11降低，因此弯曲刀片14沿弧形轨迹朝上模11的降低方向(垂直方向)与X轴方向(水平方向)的合成方向(向下倾斜方向)移动。如图9所示，当弯曲刀片14开始朝向下倾斜方向移动之后，弯曲刀片14的边缘接触工件W的弯曲部分We的边缘。
在弯曲刀片14的边缘接触弯曲部分We之后，当上模11进一步降低、随动件13g可滑动地接触凸轮模15的凸轮表面15a时，弯曲刀片14借助X轴滑动装置13c沿X轴向左移动。由此，弯曲刀片14沿弧形轨迹沿向下倾斜方向移动。该运动由图10示出。由于弯曲刀片14沿这样一个弧形轨迹移动，弯曲部分We被向下加压，并受到沿弯曲方向(沿X轴的朝左方向)的压力。因此，弯曲部分We在不产生弯扭的情况下被弯曲。凸轮表面15a被定位成：当弯曲部分We的弯曲到达其最后阶段时(在其从未折叠状态朝折叠状态弯曲诸如45°或更大角度时)，随动件13g脱离凸轮表面15a的边缘。
当上模11在随动件13g脱离凸轮表面15a之后向下移动时，随动件13g沿垂直方向向下移动。也就是说，后来，弯曲刀片14并未通过X轴滑动装置13c沿X轴移动。由此，弯曲刀片14沿垂直方向(与上模11的运动方向相同的方向)向下移动。因而，通过沿垂直方向笔直向下移动的弯曲刀片14将弯曲部分We弯曲成折叠状态。图10示出了弯曲部分We被弯曲成折叠状态的工况。此外，图10中的透明箭头示出了弯曲刀片14的运动，该弯曲刀片沿弧形轨迹沿向下倾斜方向移动，随后沿垂直方向向下移动。
当上模11到达最下方位置且弯曲部分We被完全弯曲成折叠状态时，上模11开始向上移动。当上模11向上移动时，弯曲刀片14和随动件13g沿一条路径向上移动，该路径与其在上模11向下移动时移动所沿的路径相反。当随动件13g到达凸轮表面15a时，弯曲刀片14向上移动，同时借助X轴滑动装置13的压缩弹簧13e的弹力沿X轴向右滑动。当随动件13g与凸轮表面15a分离时，X轴滑动装置13c的基座13d借助压缩弹簧13e的弹力返回，藉此与止动件13h相接触。然后，上模11在该状态下返回到最上方位置。因而，完成了该实施例的卷边装置10的卷边循环。重复该循环，以便对工件的另一个弯曲部分卷边。
根据由此构造的第三实施例的卷边装置10和使用该装置的卷边方法，弯曲刀片14沿弧形轨迹沿向下倾斜方向移动。因此，可以在不产生弯扭的情况下将弯曲部分We弯曲成折叠状态。由此，可以在不进行传统的预弯曲工序的情况下，通过上模11(用于最终弯曲工序的模具)的单次向下运动(一次性)完成卷边加工。因此，可以省略用于传统的预弯曲工序的模具。
可将多种修改加入到上述第三实施例的卷边装置10。例如，如图11至14所示，弯曲刀片14的边缘可具有多种形状。图11所示的弯曲刀片16具有一形成在其边缘中的平斜面部分16a。图12所示的弯曲刀片17具有一形成在其边缘中的整圆凸部17a。图13所示的弯曲刀片18具有一形成在其边缘中的带肩部的凹部18a。图14所示的弯曲刀片19具有一形成在其边缘中的整圆凹部19a。
图9和10所示的弯曲刀片14的边缘14a未作特意的改变，其具有一普通形状。当上模11向下移动、随动件13g可滑动地接触凸轮表面15a时，弯曲刀片14沿X轴(沿弯曲方向向内)向左移动，以使其边缘14a侧向压住弯曲部分We。因此，当弯曲刀片14沿X轴向左移动时，弯曲刀片14使弯曲部分We弯曲，同时沿其表面朝弯曲部分We的边缘滑动(相对移动)其边缘14a。凸轮表面15a可以被设计成，当弯曲部分We逐渐弯曲并弯曲一个约为45°的角度时，随动件13g与其脱离，而弯曲刀片14的边缘14a脱离弯曲部分We的边缘，从而使弯曲刀片14在不沿X轴移动的情况下沿垂直方向向下移动。在该情况下，可以可靠且有效地使弯曲部分We弯曲。
通过利用图13所示的弯曲刀片18或图14所示的弯曲刀片19，基本上可以防止弯曲刀片18或19沿弯曲部分We滑动。例如，在使用图15所示的弯曲刀片18时，可以在弯曲部分We的边缘接纳在凹部18a内的工况(图15的最上方附图所示的工况)下沿向下倾斜方向移动弯曲刀片18，如附图中的透明箭头所示。在该情况下，可以防止弯曲刀片18相对于弯曲部分We移动(滑动)，直到弯曲部分We弯曲约45°(图15的中间附图所示的工况)为止。当弯曲部分We的边缘脱离凹部18a之后，弯曲刀片18只沿垂直方向向下移动，而不沿X轴移动，如附图中的箭头所示(图15的最下方附图所示的工况)。可以防止弯曲刀片18相对于弯曲部分We滑动，直到弯曲部分We完全折叠为止。
图11所示的弯曲刀片16的倾斜部分16a和图12所示的弯曲刀片17的整圆凸部17a不具有比弯曲刀片18和19更小的防滑性能。因此，这些弯曲刀片16和17会导致一定程度的相对于弯曲部分We的滑动。然而，这些弯曲刀片16和17可以具有比弯曲刀片14大的防滑性能。
图16示出了第四实施例的卷边装置30。第四实施例的卷边装置30具有一用于沿X轴移动弯曲刀片33的机构，该机构不同于第三实施例的卷边装置10中的机构。该卷边装置包括一上模31、一用于检测上模31的垂直位置的上模垂直位置检测器32、一弯曲刀片33、一用于沿X轴移动弯曲刀片33的X轴滑动装置34、一用于驱动X轴滑动装置34的单轴驱动器35以及一用于支承工件W的下模36。
与第三实施例类似，上模31借助一提升装置向上或向下移动，该提升装置由一液压气缸(图中未示出)致动。
上模垂直位置检测装置32是一个所谓的线性标尺，其包括一连接到上模31的传感梁32a和一用于检测传感梁位置的位置传感器32b。传感梁32a的位置由位置传感器32b检测，即，上模31的位置被输入单轴驱动器35的NC控制器35a。
X轴滑动装置34具有与第三实施例的X轴滑动装置13c相同的构造，并且包括一基座34a。弯曲刀片33和单轴驱动器35的一螺母35b连接到基座34a的下表面。
单轴驱动器35包括一伺服电动机35c、一由伺服电动机旋转的螺纹轴35d、与螺纹轴35d相配合的螺钉35b，以及用于控制伺服电动机35c旋转的NC控制器35a。
根据由此构造的卷边装置30，当上模31降低到某个位置时，可通过上模垂直位置检测装置32来检测该位置。由上模垂直位置检测装置32输出的检测信号被输入NC控制器35a。当来自上模垂直位置检测装置32的某个检测信号被输入NC控制器35a时，根据先前储存的程序来致动伺服电动机35c，藉此旋转螺纹轴35d。因而，由于螺纹轴35d与螺母35b相配合，因此X轴滑动装置34的基座34a沿X轴向左移动。
当基座34a沿X轴向左移动且上模31降低时，与第三实施例相似，弯曲刀片33沿弧形轨迹沿向下倾斜方向降低。此时，弯曲刀片33的边缘接触工件W的弯曲部分We。然后，当上模31进一步降低时，弯曲刀片33沿弧形轨迹降低。由此，与所述第三实施例相似，将弯曲部分We从未折叠状态折叠成折叠状态。
因而，根据第四实施例的卷边装置30，由于弯曲刀片33沿弧形轨迹沿向下倾斜方向降低，因此弯曲刀片33可将一个侧向力(侧压力)施加于弯曲部分We。因此，可以在不进行传统的预弯曲工序的情况下将弯曲部分一次性弯曲成折叠状态。由此，与第三实施例相似，可以省略用于传统预弯曲的模具。
在第四实施例中，可以通过操作一输入装置(数字键盘或按钮台)来改变提供给NC控制器35a的程序，以便改变或调整弯曲刀片33的运动。因此，卷边装置30可适用于具有多种形状的工件W。因而，可以增加装置的通用性。
还可以将多种修改加入第四实施例。例如，可将上模垂直位置检测装置32替换成图17所示的。图17所示的上模垂直位置检测装置37包括一连接到上模31的齿条37a、一与齿条37a相配合的小齿轮37b和一编码器37c。小齿轮37b连接到诸如下模36。编码器37c具有一输出轴，该轴连接到小齿轮37b。在降低上模31时，小齿轮37b的配合位置相对于齿条37a变化。配合位置的变化转化成编码器37c的旋转，以便检测上模31的位置。将一相应检测信号输入如上所述的NC控制器35。
还可以通过利用图18所示的双轴受控型卷边装置40来执行本发明的卷边方法。与第三和第四实施例不同，第五实施例的卷边装置40不需要上模11或31。
第五实施例的卷边装置40包括：一下模41，该下模用于支承工件W；一提升基座42，该提升基座支承在下模41的侧面上，以使其沿垂直方向滑动；一垂直驱动装置43，该垂直驱动装置用于升降提升基座42；一X轴滑动装置45，该滑动装置设置在提升基座42的上部，用于沿X轴移动弯曲刀片44；以及一侧向驱动装置46，该侧向驱动装置用以沿X轴滑动X轴滑动装置45的基座45a。
借助一轨道42a支承提升装置42，该轨道垂直连接到下模41的侧面，以使其沿垂直方向滑动。
垂直驱动装置43包括：一基座43a，该基座连接到下模41的侧面并从该处突伸；一伺服电动机43b，该伺服电动机连接到基座43a；一驱动滑轮43c，该驱动滑轮连接到电动机的输出轴；一螺纹轴43e，该螺纹轴借助轴承43d、43d可旋转地支承在基座43a上；一从动滑轮43f，该从动滑轮连接到螺纹轴43e的下端部；以及一螺栓43g，该螺栓与从动滑轮43f和驱动滑轮43c相配合。螺纹轴43e的上端部与一螺母43h相配合，该螺母连接到提升基座42的下端部。
X轴滑动装置45具有与第三和第四实施例相同的构造。滑动装置46包括：一支承托架46a，该支承托架46a垂直连接到提升基座42的顶面；一伺服电动机46b，该伺服电动机连接到支承托架46a的上部；一驱动滑轮46c，该驱动滑轮连接到电动机的输出轴；一螺纹轴46e，该螺纹轴借助轴承46d、46d可旋转地支承在支承托架46a上；一从动滑轮46f，该从动滑轮连接到螺纹轴46e的一端；以及一螺栓46g，该螺栓与从动滑轮46f和驱动滑轮46c相配合。螺纹轴46c的另一端与螺母46h相配合，该螺母连接到X轴滑动装置45的基座45a。
弯曲刀片44连接到基座45a的左侧表面。
根据由此构造的第五实施例的卷边装置40，当滑动装置46致动并通过垂直驱动装置43降低提升基座42时，弯曲刀片44沿弧形或直线轨迹沿向下倾斜方向移动，藉此在不产生弯扭的情况下将工件W的弯曲部分We从其未折叠状态弯曲成其折叠状态。因此，与第一至第四实施例相似，可以通过弯曲刀片44的单独加压操作来完成卷边加工，而且不必进行传统的预弯曲工序。因此，可以省略用于传统的预弯曲工序的模具。
如上所述，在第四和第五实施例中的X轴滑动装置34和35或第五实施例中的提升装置43中，例示了一个滑动机构，该滑动机构包括一滑动轨和一沿滑动轨移动的滑动构件。然而，可以用连杆机构来代替该机构，以使弯曲刀片33和44沿X轴方向或沿垂直方向移动。

Claims (9)

1.一种卷边方法，其特征在于，将一侧压力沿弯曲方向施加于由折边加工形成的工件的一弯曲部分，藉此在一个弯曲工序中将所述弯曲部分弯曲成一折叠状态。
2.一种压辊型卷边方法，通过将一弯曲辊加压在由折边加工形成的工件的一弯曲部分上来实现该方法，其特征在于，通过沿滚动方向移动弯曲辊，同时使所述弯曲辊的弯曲表面在弯曲部分的折叠边缘一侧相对于一垂直于滚动方向的法线向后倾斜，以将一侧压力沿弯曲方向施加于所述弯曲部分，藉此在一个弯曲工序中将弯曲部分弯曲成折叠状态。
3.一种用于执行如权利要求2所述的卷边方法的卷边装置，其包括：一多轴型机械手；一弯曲辊，所述弯曲辊可旋转地连接到所述机械手；以及一控制器，所述控制器控制所述机械手的动作，以使所述弯曲辊以这样一种姿势在所述弯曲部分上滚动，即在平面图中，所述弯曲辊的旋转轴线在所述弯曲部分的折叠边缘一侧相对于垂直于滚动方向的法线向后倾斜。
4.一种用于执行如权利要求2所述的卷边方法的卷边装置，其包括：一多轴型机械手；一锥形弯曲辊，所述锥形弯曲辊可旋转地连接到所述机械手；以及一控制器，所述控制器控制所述机械手的动作，以使所述弯曲辊以这样一种姿势在所述弯曲部分上滚动，即，在完成卷边加工时，所述弯曲辊的小直径侧被定位在所述弯曲部分的折叠边缘侧，并且所述弯曲辊的滚动表面平行于所述弯曲部分。
5.一种用于折叠由折边加工形成的工件的一弯曲部分的加压型卷边方法，通过将一弯曲刀片加压于弯曲部分来执行该方法，其特征在于，通过对弯曲刀片加压，并使其沿弯曲部分的表面方向和与其垂直的方向的合成方向移动，以将一侧压力沿弯曲方向施加于所述弯曲部分，藉此在一个加压工序中将所述弯曲部分弯曲成折叠状态。
6.如权利要求5所述的卷边方法，其特征在于，在所述弯曲部分不完全弯曲的同时，沿模具闭合方向和与其垂直的方向的合成方向移动所述弯曲刀片，然后使所述弯曲刀片与一上模一起降低，藉此将所述弯曲部分弯曲成折叠状态。
7.一种用于执行如权利要求5或6所述的卷边方法的卷边装置，其包括：一支承工件的下模；一相对于所述下模垂直移动的上模；一弯曲刀片，所述弯曲刀片连接到所述上模并可以沿着垂直于模具闭合方向的方向移动；以及一弯曲刀片移动机构，所述弯曲刀片移动机构沿着垂直于模具闭合方向的方向移动所述弯曲刀片。
8.一种用于执行如权利要求5或6所述的卷边方法的卷边装置，其包括：一X轴移动机构，所述X轴移动机构沿着对应于弯曲部分的表面方向的X轴移动所述弯曲刀片；以及-Y轴移动机构，所述Y轴移动机构沿着垂直于X轴的Y轴移动所述弯曲刀片，其中，所述弯曲刀片适于对所述弯曲部分加压，同时使其沿X轴方向和Y轴方向的合成方向移动。
9.如权利要求8所述的卷边装置，其特征在于，借助X轴移动机构和/或Y轴移动机构以数字方式控制所述弯曲刀片的运动。
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