TWI576177B

TWI576177B - Shaping device for forming materials

Info

Publication number: TWI576177B
Application number: TW102132622A
Authority: TW
Inventors: Katsuhiko Arai; Yuichi Ueda
Original assignee: Ykk Corp
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2017-04-01
Also published as: TW201408393A; JP2015020180A; CN103639229A; JP6144135B2

Description

成型材用牽引裝置

本發明係關於一種用於牽引通過擠出用模而被擠出成形之鋁等長條材即成型材之成型材用牽引裝置。

先前存在一種如專利文獻1揭示之擠出材料用牽引裝置，其包括：把持成型材端部之拉拔鉗口(puller jaw)、由上端部支撐拉拔鉗口之拉拔本體、將拉拔本體之下側部分向牽引方向導引之軌道、以及藉由鏈條驅動使拉拔本體向牽引方向移動之牽引驅動源。該擠出材料用牽引裝置中設置特定流體缸及檢測器件，且自動控制牽引速度，以便無論拉拔本體之行駛阻力之變動或大小、對成型材施加之張力如何，均可對成型材始終施加固定張力而將其牽引。

又，作為保持自擠出機被擠出之成型材之前端部之構造，有專利文獻2揭示之擠出用拉拔裝置。該裝置係於臂之前端部安裝承接成型材之端部下表面之鉗口，並且具備藉由與鉗口之協動而夾住該鉗口所承接之成型材之端部之爪，臂之後端部被軸支，且以該軸支部為中心於上下方向上搖動，從而可調節鉗口之承接面之高度。該擠出用拉拔裝置係藉由將擠出用模之擠出中心高度、與由鉗口及爪夾住之成型材之中心高度調節成一致，而防止成型材前端部之彎折，可防止擠出後之後面設備中之成型材之搬送或張力等產生故障，從而可使成型材之剖面形狀穩定化。

此外，作為牽引成型材之牽引裝置之構造，亦有如專利文獻3揭示般，夾住自擠出裝置被擠出之成型材之前端部，藉由設置於擠出方向前方之齒輪齒條機構而牽引成型材之裝置。該牽引裝置係齒輪齒條機構位於被擠出之成型材之中心方向前方之簡易裝置，於成型材之長度方向之中心牽引成型材。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平4-111919號公報

[專利文獻2]日本專利特開平7-80541號公報

[專利文獻3]日本專利特開2006-289470號公報

專利文獻1之擠出材料用牽引裝置中，當牽引成型材時，對於安裝於拉拔本體之上側部分之拉拔鉗口，於擠出機側施加張力。另一方面，拉拔本體係沿著設置於其下側部分之軌道，藉由安裝於拉拔本體之下側部分之鏈條向牽引方向拉伸。因此，對拉拔本體作用牽引方向上前後傾斜之力矩。藉此，會對僅設於拉拔本體之下側部分之車輪產生較大之行駛阻力，亦容易產生負荷變動而導致行駛不穩定，從而需要較大之驅動力。進而，由於係藉由馬達等驅動源並經由鏈條來牽引拉拔本體，因此驅動機構複雜化而能量損失亦較大，無法進行精細之驅動控制。因此，必須附設特定流體缸或檢測器件等而進行複雜之張力控制，整個裝置之構造亦變得複雜。又，於牽引成型材後，為了進行下一次牽引拉拔本體於軌道上之返回速度亦缺乏迅速性，而妨礙生產效率之提高。

專利文獻2之擠出用拉拔裝置係揭示成型材之前端部之夾頭部分之構造者，並未揭示牽引驅動裝置。進而，由於鉗口之承接面之高度會因臂之搖動而變更，因此存在以下問題：承接面之傾斜會發生變化，保持成型材之端部之面於牽引方向即水平方向上不一致，鉗口與爪之把持強度亦容易變得不穩定。

專利文獻3揭示之牽引裝置之齒輪齒條機構中，於成型材之擠出方向之中心設有齒輪齒條機構，於需要較大之牽引力之成型材之情形時，牽引裝置亦成為大型，因此存在難以獲得將用於牽引之驅動機構配置於成型材之中心之構成。

本發明係鑒於上述先前技術而完成者，其目的在於提供一種可將成型材穩定地於水平方向上牽引，可良好地控制牽引速度或張力，亦有助於提高生產性之成型材用牽引裝置。

本發明之成型材用牽引裝置係用於牽引已通過擠出用模之成型材者，其包括：把持部，其把持上述成型材之端部；本體部，其支撐上述把持部且向上述成型材之牽引方向移動；上側導軌，其將上述本體部之上側部分向上述牽引方向導引；及下側導軌，其將上述本體部之下側部分向上述牽引方向導引。

構成為，於上述本體部具備：上側車輪，其於上側導軌之表面上向上述牽引方向滾動；下側車輪，其於下側導軌之表面上向上述牽引方向滾動；及驅動機構，其沿著上述上側及下側導軌驅動上述本體部；且上述驅動機構之驅動源係設於上述本體部之伺服馬達，上述成型材之牽引速度由上述伺服馬達控制。又，上述把持部係介隔位置調節機構而支撐於上述本體部，且設為可藉由上述位置調節機構而調節相對於上述本體部之高度位置。

可構成為，於上述把持部設置保持上述成型材之端部之下表面之下側鉗口、及配置於上述下側鉗口之上方之上側鉗口，藉由將上述成型材之端部夾於上述上側及下側鉗口之間而把持上述成型材。於該情形時，較佳為於上述把持部設置拉離機構，該拉離機構係於解除上述上側及下側鉗口對上述成型材之把持時，將上述成型材自上方朝向下方或者自下方朝向上方按壓。

根據本發明之成型材用牽引裝置，本體部之上側部分被上側導軌導引，下側部分被下側導軌導引，因此當本體部移動而牽引成型材時，由上下導軌受到施加於本體部之力矩而使行駛穩定，即便施加較大之牽引力，行駛阻力亦較小。因此，容易進行維持特定牽引速度或張力之控制。又，由於係藉由設於本體部之伺服馬達進行驅動，因此可進行精細之控制，並且能夠實現牽引時迅速加速及牽引後迅速返回，對提高生產效率做出貢獻。

又，藉由設置特定之位置調節機構，可於維持把持部之水平性之狀態下調節把持部之高度，因此可水平地把持成型材之端部，準確地於水平方向上牽引。

10‧‧‧成型材用牽引裝置

12‧‧‧把持部

14‧‧‧本體部

16‧‧‧上側導軌

18‧‧‧下側導軌

20‧‧‧頭部分

22‧‧‧框體

22a‧‧‧主框

22b‧‧‧橫框

22c‧‧‧橫框

22d‧‧‧加強用框

22e‧‧‧安裝用框

24a‧‧‧縱板

24b‧‧‧縱板

26a‧‧‧導引用框

26b‧‧‧可動構件

27‧‧‧滾珠螺桿裝置

28‧‧‧下側鉗口

28a‧‧‧底面

30‧‧‧第一驅動裝置

32‧‧‧第一桿

33‧‧‧軸部

34‧‧‧齒輪

36‧‧‧上側鉗口

38‧‧‧第二驅動裝置

40‧‧‧第二桿

42‧‧‧桿

44‧‧‧拉離機構

44a‧‧‧按壓構件

44b‧‧‧支撐構件

46‧‧‧伺服馬達

48‧‧‧位置調節機構

50、54‧‧‧縱車輪

52、56、58‧‧‧橫車輪

60‧‧‧伺服馬達

61‧‧‧緊急制動器裝置

62‧‧‧小齒輪

64‧‧‧齒條

65‧‧‧支撐構件

W‧‧‧成型材

Wa‧‧‧端部

圖1係表示本發明之成型材用牽引裝置之一實施形態之立體圖。

圖2係該實施形態之成型材用牽引裝置之後視圖。

圖3係該實施形態之成型材用牽引裝置之右側視圖。

圖4係表示該實施形態之成型材用牽引裝置所具有之把持部之前視圖。

圖5係表示圖4之把持部之上側及下側鉗口之部分之立體圖(a)、右側視圖(b)。

以下，基於圖式對本發明之成型材用牽引裝置之一實施形態進行說明。如圖1~圖3所示，該實施形態之成型材用牽引裝置10包括：把持部12，其把持已通過擠出用模之成型材W之端部Wa；本體部14，其支撐把持部12且向成型材W之牽引方向移動；上側導軌16，其將本體部14之上側部分向牽引方向導引；及下側導軌18，其將本體部14之下側部分向牽引方向導引。以下，將相對於水平面之鉛垂方向設為上方向或下方向，將水平方向且為成型材W之牽引方向設為前方向或後方向，將與上下方向及前後方向正交之方向設為左方向或右方向。上下方向亦為高度方向。

如圖3其他部分所示，把持部12包含把持成型材W之端部Wa之頭部分20、及支撐頭部分20之框體22。為了進行穩定之牽引，把持部12於上下方向上對成型材(W)進行把持之位置位於上側導軌16與下側導軌18之間。此處，除了僅牽引1個成型材W之情形以外，亦有把持複數個成型材W進行牽引之情形，根據由成型材W之形狀或大小而設定之擠出用模之形狀而決定所要牽引之成型材W之個數。

框體22具有於牽引方向上大致水平地配置之主框22a，並且於主框22a之前端部安裝有頭部分20。如圖1、圖4其他部分所示，主框22a之中央部係經由特定長度之橫框22b而安裝於縱板24a，主框22a之基端部亦同樣地係經由橫框22c而安裝於另一縱板24a。於兩個縱板24a之大致中間之位置配置縱板24b，縱板24b與兩側之各縱板24a係由安裝用框22e連結。縱板24a被安裝於下述本體部14之可動構件26b，縱板24b被安裝於下述本體部14之滾珠螺桿(ball screw)裝置27。將主框22a、橫框22b、22c、兩個安裝用框22e、縱板24a、24b各部分由複數個加強用框22d連結成桁架狀，而構成牢固之框體22。

於頭部20設置有保持成型材W之端部Wa之下表面之下側鉗口28。如圖5所示，下側鉗口28包含左右開閉之一對L字狀構件，於閉合狀態下，成型材W之端部Wa之下表面抵接於內側之底面28a。下側鉗口28之開閉動作係藉由如下操作而進行：由安裝於框體22之電動缸等第一驅動裝置30驅動，經由第一桿32使齒輪34旋轉。

於下側鉗口28之底面28a之上方，平行地排列複數個鋸齒狀之板構件，且設置有形成有向下變寬之凹凸面之上側鉗口36。上側鉗口36之基端部旋動自如地軸支於設置於主框22a之前端部之軸部33。上側鉗口36之旋動係藉由如下操作而進行：由安裝於框體22之電動缸等第二驅動裝置38驅動，經由第二桿40使桿42移位。

進而，於軸部33之下表面側之位置設置有配置於上側鉗口36之寬度方向上之桿狀按壓構件44a。按壓構件44a之兩端部支撐於一對支撐構件44b之前端部，支撐構件44b之基端部旋動自如地軸支於軸部33。按壓構件44a及支撐構件44b與上側鉗口36同樣地係由第二驅動裝置38驅動，作為拆卸成型材W時之拉離機構44發揮作用。具體而言，進行如下動作：當解除上側及下側鉗口36、28對成型材W之把持時，按壓構件44a將成型材W自上方朝向下方按壓，使卡入上側鉗口36之齒內之成型材W自上側鉗口36拉離。

上側導軌16與下側導軌18係剖面輪廓為大致正方形之長軌道，鋪設於成型材W之牽引方向上。再者，雖未圖示，但亦可藉由拉離機構44自下方朝向上方進行按壓。

本體部14係如圖2、圖3所示般，上側部分被上側導軌16導引而移動，下側部分被下側導軌18導引而移動。於本體部14之上側部分之側部垂直立設有滾珠螺桿裝置27。隔著滾珠螺桿裝置27於牽引方向之前後兩處垂直立設導引用框26a，於各導引用框26a之側面安裝有於上下方向上滑動之可動構件26b。上述把持部12係將縱板24b固定於滾珠螺桿裝置27之螺母，且將兩個縱板24a固定於可動構件26b而支撐於本體部14。滾珠螺桿裝置27之螺桿軸之旋轉係由安裝於滾珠螺桿裝置27之上端部之伺服馬達46而驅動，藉由控制螺母之上下方向之位置可調節把持部12之高度。即，滾珠螺桿裝置27、導引用框26a、可動構件26b構成為把持部12之位置調節機構48。藉由該位置調節機構48，把持部12於上下方向上平行移動，能夠於把持部12之姿勢於調節前及調節後保持相同姿勢之狀態下進行高度調節。

於本體部14之上側部分設置有前後兩個縱車輪50及前後兩個橫車輪52，上述前後兩個縱車輪50係於上側導軌16之下表面沿著牽引方向滾動；上述前後兩個橫車輪52與上側導軌16之一側面且與設置有把持部12之側相反之側面接觸，並且沿著牽引方向滾動。

於本體部14之下側部分亦設置有前後兩個縱車輪54、前後兩個橫車輪56及前後兩個橫車輪58，上述前後兩個縱車輪54係於下側導軌18之上表面沿著牽引方向滾動；上述前後兩個橫車輪56與下側導軌18之一側面且與設置有把持部12之側相反之側面接觸，並且沿著牽引方向滾動；上述前後兩個橫車輪58與下側導軌18之另一側面且設置有把持部12之側之側面接觸，且沿著牽引方向滾動。於本體部14之下側部分設置有用於使本體部14沿著上下側導軌16、18藉由各車輪50、52、54、56、58而行駛之大型伺服馬達60。

對伺服馬達60之旋轉軸，經由未圖示之齒輪機構，可旋轉地連結有用於驅動本體部14之小齒輪62。小齒輪62與沿著下側導軌18固定且於背面側形成有齒之齒條64嚙合，而使本體部14沿著上下側導軌16、18移動。隔著齒條64於小齒輪62之相反側設置有支撐構件65，該支撐構件65與齒條64之背面側接觸，且內置有支撐小齒輪62與齒條64之嚙合之支撐輥。

於本體部14中設置有緊急制動器裝置61，該緊急制動器裝置61與伺服馬達60鄰接且緊急情況時禁止本體部14移動。緊急制動器裝置61係於因停電等而停止對伺服馬達60供電之情形時，接觸於下側導軌18或齒條64而進行制動動作之裝置。

繼而，對成型材用牽引裝置10把持成型材W之端部Wa而進行牽引之動作進行說明。首先，於將成型材用牽引裝置10配置於擠出用模之附近，由頭部分20把持成型材W之前，驅動位置調節機構48而調節把持部12之高度位置，使由頭部分20把持之成型材W之中心高度與擠出用模之擠出中心高度一致。此時，下側鉗口36之底面28a之高度係於底面28a之角度被維持成水平之狀態下進行變更，因此不會產生如專利文獻2揭示之先前之擠出用拉拔裝置般，所要保持之面與成型材W之擠出方向不同之問題。

當由頭部分20把持已通過擠出用模之複數個成型材W之端部Wa時，閉合左右打開之下側鉗口28而由內側之底面28a保持成型材W之端部Wa之下表面，其後，使上側鉗口36旋動將凹凸面牢固地抵接於端部Wa之上表面並夾住，由此把持成型材W。

當把持部12把持成型材W時，驅動本體部14之伺服馬達60而牽引成型材W。由於本體部14之上側部分支撐較重之把持部12，因此位於把持部12之相反側之橫車輪52牢固地接觸於上側導軌16之側面而保持本體部14之姿勢，橫車輪52及縱車輪50不會自上側導軌16之表面離開而順暢地滾動。因此，本體部12之上側部分沿著上側導軌16被順利地導引。關於本體部14之下側部分，橫車輪58、56牢牢地夾住下側導軌18之左右側面，橫車輪58、56及縱車輪54不會自下側導軌18之表面離開而順暢地滾動。因此，本體部12之下側部分亦沿著下側導軌18被順利地導引。尤其係由於上側及下側部分分別順利地移動，因此相對於施加於本體部14之力矩，各車輪50、52、54、56、58與上側下側軌道16、18接觸，維持姿勢，不會產生如專利文獻1揭示之先前之擠出材料用牽引裝置般本體部傾斜、或對車輪造成較大之負荷變動等問題。

當頭部20解除把持時，使上側鉗口36向自下側鉗口28離開之方向移動，並且使拉離機構44之按壓構件44a向下側鉗口28之方向移動。由於上側鉗口36之鋸齒狀之凹凸面卡入成型材W之表面，因此成型材W不易自凹凸面離開，但藉由利用按壓構件44a將成型材W向下側鉗口28之方向按壓，而使成型材W之端部Wa自上側鉗口36確實地拉離。繼而，藉由將下側鉗口28向左右打開，而放開成型材W之端部Wa。

成型材用牽引裝置10之移動可藉由控制伺服馬達60而自如地調節，去路之移動速度(牽引速度)容易精密調整為相對低速，返路之移動速度(返回速度)亦容易高速化。若將返回速度高速化，則可迅速開始下一個成型材W之牽引作業，因此可效率良好地進行複數次牽引作業。

如以上所說明般，根據該實施形態之成型材用牽引裝置10，由於本體部14之上側部分被上側導軌16導引，下側部分被下側導軌18導引，因此當牽引成型材W時，本體部14之姿勢穩定，移動阻力較小，可精密地進行牽引速度或張力之控制，亦容易控制。

又，可設置位置調節機構48，於維持了把持部12之水平性之狀態下調節把持部12之高度，從而可水平地把持成型材W之端部Wa，準確地於水平方向上進行牽引。因此，當牽引不同形狀之成型材W時，即便牽引方向之中心位置之高度變化，亦可使對成型材W進行把持之姿勢相同，因高度調節而產生之牽引狀態之變化亦較小。

再者，本發明之成型材用牽引裝置並不限定於上述實施形態。例如，把持部之頭部分之構造並不限定於在上側及下側鉗口之間夾持成型材之端部之構造，亦可為分別適當地由鉗口及爪把持複數個成型材之構造，還可為集中複數個進行保持之構造。

設於本體部之上側部分及下側部分之車輪之數量或安裝位置亦可變更。例如，當本體部於前後方向上較長之情形時，可增加車輪數量，或擴大前後方向之安裝間距。又，上述實施形態所具有之複數個動力源(電動缸、伺服馬達等)或動力傳達機構(連桿機構等)僅為一例，可根據成型材用牽引裝置之規模或所需功率而自由選擇。

關於上述實施形態之拉離機構，於成型材卡入下側鉗口之表面之情形時，拉離機構可設於下側鉗口側，亦可於兩側設置。