SE501572C2 - Bockningspress - Google Patents

Description

501 572 2 påverkas av den elastiska deformationen som kraftkonstruktionen nödvändigtvis underkastas under bearbetning.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen pà det sätt som anges i den kännetecknande delen av kravet 1.

Denna uppfinning har utvecklats för utnyttjande vid bocknings- pressar, men den är inte begränsad att omfatta endast dessa typer av'maskiner. Samma problem skulle således kunna uppstå exempelvis i en pelarborrmaskin i vilken ett borrskär, vilket utgör verkty- get, är rörligt vertikalt i riktning mot och bort från ett arbetsstycksfasthållningsbord som utgör motverktyget.

Denna uppfinning är baserad på insikten att de två funktionerna kraft och precision i konventionella maskiner utförs eller fylls av samma konstruktion även om de har kontrasterande krav och förutsättningar. I själva verket inbegriper kraftöverföringen, exempelvis för bockning, nödvändigtvis en deformation av konstruktionen som är mer eller mindre elastisk, medan preci- sionsfunktionen skulle erfordra att konstruktionen inte utsattes för någon deformation.

Inom den kända tekniken finns det en tendens till att lösa pro- blemet genom att dimensionera konstruktionen så att denna ges den maximala styvheten och stabiliteten som är förenlig med.ekonomis- ka överväganden och överväganden beträffande storlek eller om- fång. Det är uppenbart att detta kriterium utgör en kompromiss eftersom det resulterar i en konstruktion med överdriven storlek endast i syfte att överföra kraft, medan uppnåendet av den nöd- vändiga precisionen är ovisst, eftersom konstruktionen oavsett överdimensioneringen av denna i varje fall utsätts för deforma- tion och vibration.

Den för närvarande rådande tendensen inom maskinomràdet är att uppnå allt högre precisixxxoch samtidigt högre produktivitet, dvs i fallet med en bockningspress, ett allt ökande antal slag (bockningar) per minut. Det är helt uppenbart att de konstruktiva 501 572 3 kompromisskriterierna som införts inom den kända tekniken har nått sina gränser och att de ovan nämnda strävandena endast kan uppnås genom en radikal förändring av begreppen eller idéerna.

Lösningen enligt uppfinningen innebär verkligen en radikal för- ändring av begreppen genom att maskinens helhetskonstruktion delas i två separata konstruktioner, för överföring av en bear- betningskraft och en precisionskonstruktion som har den enda uppgiften att rigoröst bibehålla de relativa lägena mellan arbetsstycket och verktyget eller verktygen (exempelvis en dyna och en stans) såväl som mellan själva verktygen.

Dessa särdrag och fördelar med bockningspressen enligt förelig- gande uppfinning kommer att förklaras tydligare i den följande beskrivningen i förening med den bifogade ritningen vilken visar en schematisk planvy från sidan och delvis i tvärsnitt av en bockningspress enligt uppfinningen.

Med hänvisning till figuren framgår att pressen innefattar en ram, allmänt betecknad såsom verktygsstöd-och-styrorgan 10.

Verktygsstöd-och-styrorganet 10 kan utgöras av två eller flera element placerade sida vid sida liksom de C-formade pelarna i en konventionell bockningspress.

Verktygsstöd-och-styrorganet 10 är monolitiskt eller i ett stycke utan fogar i det avseendet att dess olika delar är styvt för- bundna med varandra. Vertygsstöd-och-styrorganet 10 innefattar en bottenplatta 12 för fastsättning vid golvet, från vilken reser sig en sockeldel 14 som utgör en bensektion därav.

Sockeldelen 14 följs av en C-formad övre del som betecknas med hänvisningssiffran 16, vilken i sin tur innefattar en första nedre arm 18, en pelare 20 och en första övre arm 22 som skjuter ut så att den ligger över sockeldelen 14.

Pressen innefattar vidare ett reaktionskraft-överföringsorgan, allmänt betecknat med hänvisningssiffran 24. Detta reaktions- 501 572 4 kraft-överföringsorgan 24 kan även utgöras av ett flertal delar anordnade liksom de C-formade pelarna i en konventionell press, vardera placerad i överensstämmelse med ett verktygsstöd-och- styrorgan 10.

Reaktionskraft-överföringsorganet 24 är format av två robusta sektioner, en övre sektion 26 och en nedre sektion 28. Den övre sektionen 26 innefattar en kraftig pelare 30 från vars överdel en andra övre arm 32 skjuter ut. Den nedre sektionen 28 innefat- tar en slid eller släde 34 som är glidbar tillsammans med en prismatisk koppling i en nedre del 30a av pelaren 30. Sliden 34 uppbär en andra nedre arm 38 som är utsträckt in i sockeldelen 14 i'verktygsstöd-och-styrorganet 10. Såsom framgåI'är reaktions- kraft-överföringsorganets 24 arrangemang sådant att dess övre.och nedre armar 32, 38 spänner över eller omsluter den övre C-formade delen 16 av verktygsstöd-och-styrorganets konstruktion.

Inuti pelaren 30 finns ett element för att alstra bearbetnings- kraften, vilket element utgörs av en numeriskt styrd motor 40 med en gängad vertikal axel 42. Axeln 42 står i ingrepp med en icke visad innergänga i sliden 34. Naturligtvis är denna typ av driv- ning inte begränsande för uppfinningen utan kan den exempelvis ersättas av en hydraulmotor.

Reaktionskraft-överföringsorganet 24 är förbundet med verktygs- stöd-och-styrorganet 10 på ett flytande sätt genom en upphäng- ningszon formad av en första fästbult 44 och med hjälp av sockel- delen 14 vilken, såsom framgår nedan, utgör en styrning. Närmare bestämt förenar tappen 44 den fria änden av den första övre armen 22 och en gaffel 46 som bildar en del av den fria änden av reak- tionskraft-överföringsorganets 24 andra övre arm 32, så att den andra övre armen 32 är svängbar runt den första fästbulten 44 mot den första övre armen 22.

Nedanför den fria änden av den första övre armen 22 är en verk- tygshållare 48 fastsatt, vilken, givet närheten till tappen 44, kan betraktas såsom fastsatt vid själva den första fästbulten 44 501 572 5 och vid gaffeln 46. Verktygshållaren 48 uppbär en bockningsstäm- pel 50 av en konventionell typ.

En vertikal slid eller släde 52 är* glidbar vertikalt inuti sockeldelen 14 i verktygsstöd-och-styrorganet 10 med hjälp av en prismatisk koppling. Den vertikala sliden 52 verkar såsom en verktygshållare för en bockningsdyna 54 av konventionell typ. Den vertikala sliden 52 uppbärs av den fria änden av den andra nedre armen 38 i reaktionskraft-överföringsorganet 24 med hjälp av en andra fästbult 56, så att den andra nedre armen 38 är svängbar runt den andra fästbulten 56 mot den vertikala sliden 52.

Det är uppenbart att i det visade arrangemanget sker bockningen av en metallplàt med ett uppåtgáende slag för den andra nedre armen 38, den vertikala sliden 52 och dynan 54, drivet av motorn 40, medan stämpeln 50 förblir fast. Banan för den vertikala sliden 52 och för dynan 54 är vertikal och rak och anges med hjälp av axeln P som även anger linjen för stämpelns 50 och dynans 54 vertikala arbetsplan. Detta plan P sammanfaller nog- grant med hörnen av stämpelns 50 och dynans 54 samverkande V-for- ITlEI' .

Vidare är axlarna för de tvâ fästbultarna 44 och 56 horisontella och ligger de exakt i planet P.

Det inses nu att i det i figuren illustrerade arrangemanget är verktygsstöd-och-styrorganet 10 och reaktionskraft-överföringsor- ganet 24 dubbelt entydigt förbundna med varandra, dvs varje läge för det ena motsvarar endast ett läge för det andra och omvänt.

Klart är emellertid att varje deformation av reaktionskraft- överföringsorganet 24 som åstadkommes när den kraft som är nöd- vändig för bockning av metallplàten på korrekt sätt alstras mellan dynan 54 och stämpeln 50, inte förändrar verktygsstöd-och- styrorganet 10 det minsta. Anledningen till detta är att tryck- kraften mellan de inriktade elementen, såsom den första fäst- bulten 44, stämpelhållaren 48, stämpeln 50, den vertikala sliden 501 572 6 52, dynan 54 och den andra fästbulten 56, uppbärs av reaktions- kraft-överföringsorganet 24.

När tryckkraften uppbärs av reaktionskraft-överföringsorganet 24 och reaktionskraft-överföringsorganet 24 deformeras, kommer närmare bestämt den andra övre armen 32 att svänga runt den första fästbulten 44 mot den första övre armen 22 och/eller kommer den andra nedre armen 38 att svänga runt den andra fäst- bulten 56 mot den vertikala sliden 52.

Följaktligen utsätts verktygsstöd-och-styrorganet inte för defor- mationen genom tryckkraften som verkar mot elementen, såsom stäm- peln 50 och dynan 54.

Med andra ord kommer tryckkrafterna, vilka varierar under bock- ningen, à andra sidan att upptas av det enda reaktionskraft- överföringsorganet 24 som kan böjas pà motsvarande sätt, utan att denna böjning ändrar läget för bearbetningsbanan eller planet P; alla dessa särdrag förbättrar bockningens precision. Endast kraf- ter som inte varierar under bockningen av metallpláten anbringas mot verktygsstöd-och-styrorganet 10, dvs krafter härrörande från vikten av reaktionskraft-överföringsorganet 24 och vilka verkar genom fästbultarna 44 och 56.

Verktygsstöd-och-styrorganet 10 kan således säkerställa den exakta inriktningen i det ovan nämnda planet P under alla för- hållanden.

Lämpligtvis är en övervakningstransduktor förbunden med sockel- partiet 14 av verktygsstöd-och-styrorganet 10 och med den verti- kala sliden 52, för avkänning av deras inbördes läge utmed bear- betningsbanan P. Denna transduktor kan med fördel vara av den opto-elektroniska typen, innefattande en vertikal linjal 58 fastsatt vid sockeldelen 14 och ett motsvarande avläsningsorgan 60 fixerat vid den vertikal sliden 52. 501 572 7 Detta system medger att den vertikala slidens 52 rörelser av- läses, inte med avseende på reaktionskraft-överföringsorganet 24 utan med avseende på verktygsstöd-och-styrorganet 10. Således påverkas avläsningen inte av deformation av reaktionskraft-över- föringsorganet.

Transduktcrn 58, 60 kan utmata en lägessignal avsedd att påläggas en av ingàngarna till en numerisk styranordning (visas ej) för reglering av rotationshastigheten för motorn 40 och således den translatoriska hastigheten för den vertikala sliden 52, så att denna hastighet varierar efter ett förutbestämt program under det att bockningen framskrider.

Med fördel kan ett annat system inpassas för att mäta rörelserna mellan den andra nedre armen 38 och pelaren 30 i reaktionskraft- överföringsorganet 24. Detta system består lämpligtvis även av en transduktor av den opto-elektroniska typen, med en linjal 62 fastsatt vid basdelen 36 av pelaren 30 och med ett motsvarande avläsningsorgan 64 fastsatt vid sliden 34.

Det är uppenbart att genom en jämförelse av rörelserna som avkän- nes med hjälp av transduktorn 62, 64 med de som avkännes med hjälp av transduktorn 58, 60, är det med lätthet möjligt att be- räkna den kraft som vid varje ögonblick utövas genom bockningen, utgående från det moment vid vilket kontakt upprättas i systemet matrisdyna 54 - inplacerad metallplåt - stämpel 50, såsom in- dikeras med hjälp av transduktorn 58, 60. För att kunna veta denna kraft är det helt enkelt nödvändigt att känna till en koefficient, dvs den totala elasticiteten för den reaktionskraft- överförande konstruktionen 24, vilken för dessa ändamål uppför sig såsom fjädern i en dynamometer.

I praktiken alstrar transduktorn 62, 64 en lägessignal och inne- håller den numeriska styranordningen organ för beräkning av en signal för skillnaden mellan lägessignalerna som utmatas av de två transduktorerna. NS-anordningen innehåller vidare organ för att av skillnadssignalen alstra en signal proportionell mot den 501 572 8 kraft som utövas av verktygen 50, 54 vid bockningsslaget, varvid denna även är avsedd att reglera rotationshastigheten för motorn 40 och den vertikala slidens 52 höjdläge enligt en förutbestämd lag och under bockningen. Även om uppfinningen har beskrivits i dess föredragna utförings- form, skall det vara uppenbart att olika förändringar och modi- fieringar kan utföras inom omfattningen för de bifogade patent- kraven, utan att man avviker från den verkliga omfattningen och grundlägganden idén för uppfinningen i dess bredare aspekter.

Claims (10)

501 572 9 PATENTKRAV

1. Bockningspress innefattande ett par av verktyg (50, 54) av vilka åtminstone ett är rörligt i riktning mot och bort från det andra för bockning av ett arbetsstycke, verktygsstöd-och-styr- organ (10) för uppbärande av paret av verktyg (50, 54), varvid verktygsstöd-och-styrorganen (10) uppvisar en styrdel (14) för styrning av det åtminstone ena rörliga verktyget utmed en.bestämd axel, och reaktionskraft-överföringsorgan (24) som överför reak- tionskraften som verkar mot verktygen (50, 54) under bocknings- arbete, från ett verktyg till det andra, k ä n n e t e c k n a d av att reaktionskraft-överföringsorganen (24) innefattar en pelare (30) som är utsträckt i en riktning parallell med den bestämda axeln, en arm (38) rörligt uppburen på pelaren (30) och utsträckt in i styrdelen (14), och ett drivorgan (40, 42) för förflyttning av armen (38), varvid armen (38) är avpassad att uppbära det rörliga verktyget vid sin fria ände, samt organ (44) för förbindning av reaktionskraft-överföringsorganen (24) med verktygsstöd-och-styrorganen (10) vid en position på den bestämda axeln.

2. Bockningspress enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att reaktionskraft-överföringsorganen (24) är förbundna med verktygsstöd-och-styrorganen (10) så att de är svängbara runt en axel.

3. Bockningspress enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att ett (50) av verktygen (50, 54) är fast och av att reaktionskraft-överföringsorganen ( 24) är förbundna med verktygs- stöd-och-styrorganen (10) vid en plats placerad nära det parti där det fasta verktyget (50) är anordnat.

4. Bockningspress enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att organet (44) för förbindning av reaktionskraft-över- föringsorganen (24) med verktygsstöd-och-styrorganen (10) inne- fattar en fästbult och av att det fasta verktyget (50) är fast- 501 572 10 satt vid verktygsstöd-och-styrorganen (10) medelst fästbulten (44).

5. Bockningspress enligt något eller några av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att den bestämda axeln såväl som pelaren (30) är utsträckta i en vertikal riktning.

6. Bockningspress enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att verktygsstöd-och-styrorganen (10) innefattar en övre arm (22) anordnad på styrdelen (14) via en nedre arm (18) och ett tvärstycke (20), för uppbärande av det fasta verktyget (50) och av att reaktionskraft-överföringsorganen (24) innefattar en ytterligare arm (32) vars fria ände är förbunden med verktygs- stöd-och-styrorganens (10) övre arm (22) med hjälp av fästbulten (44), varvid reaktionskraft-överföringsorganens (24) pelare (30) är uppburen av reaktionskraft-överföringsorganens (24) ytter- ligare arm (32) pá ett sådant sätt att den är upphängd frán ett basparti av den ytterligare armen (32).

7. Bockningspress enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den rörliga armens (38) fria ände är svängbart förbunden med det rörliga verktyget (54).

8. Bockningspress enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av ett deformationsavkänningsorgan (62, 64, 58, 60) för avkän- ning av deformation som framkallas inom reaktionskraft-över- föringsorganen (24), varvid deformationsavkänningsorganet inne- fattar ett första avkänningsorgan (62, 64) för avkänning av rörelse för den rörliga armen (38) i förhållande till den verti- kala pelaren (30), ett andra avkänningsorgan (58, 60) för avkän- ning av rörelsen för det rörliga verktyget (54) i förhållande till verktygsstöd-och-styrorganen (10) samt organ för jämförande av signalerna från det första avkänningsorganet (62, 64) och det andra avkänningsorganet (58, 60).

9. Bockningspress enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av ett numeriskt styrorgan för reglering av drivhastigheten för 501 572 ll drivorganet (40, 42) i beroende av en signal från deformations- avkänningsorganen (58, 60, 62, 64).

10. Bockningspress enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att drivorganet (40, 42) innefattar en kulskruv (42) för vertikal förflyttning av den rörliga armen (38) och en elektrisk motor (40) för rotation av kulskruven (42).