TWI815721B - 鈑件之成形溫控裝置 - Google Patents

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Abstract

一種鈑件之成形溫控裝置，包含一移載機構、一夾持機構，及一溫控機構。該夾持機構包括一設置於該移載機構上的基座、複數設置於該基座上的設置桿，及複數可拆離地設置於該等設置桿上的夾具。該溫控機構包括複數分別設置於該等夾具上的加熱件、一供電給該等加熱件的供電源，及一控制模組，每一加熱件透過接觸式加熱控制相對應夾具之該等夾持平面的溫度。該等夾具用於分別夾制一工件胚料的不同部位，該等加熱件可分別調整該等夾具之溫度，以將該工件胚料的不同部位主動加熱至不同溫度，從而使成形後的鈑件在不同部位上有著不同的強度。

Description

鈑件之成形溫控裝置
本發明是有關於一種夾具及加熱裝置，特別是指一種可使鈑件不同部位具備不同強度的鈑件之成形溫控裝置。
當汽車發生側向碰撞時，撞擊的能量會直接作用於位在側面的B柱上，若B柱的強度不足，則會在碰撞的過程中斷裂破損，導致撞擊車體的物件進入車內並對乘車人員產生足以威脅生命的安全問題，但若整個B柱的強度都偏高，則在撞擊時便無法透過潰縮變形等方式吸收衝擊，為了克服前述問題，現在的B柱多在不同部位採不同的強度設計，以使B柱能同時兼具耐撞及吸能之功效。除了前述的B柱外，也有其它的鈑件因其功能需求而需要採取強度分區之設計，目前鈑件的常見製程是先將工件胚料於加熱爐內升溫至高溫，接著透過夾具或傳送裝置快速將工件胚料轉送至模具中，以進行熱壓及模內淬火等工序。但這種製程無法達到強度分區之功能，因此需要重新設計模具中的冷卻管路，以使模具在不同區域具有不同的冷卻效率，藉此使同一工件胚料的不同部位在成形後具有不同強度，然而此種方式需要針對不同模具重新設計管路，泛用性較低且成本較高。另外還有將鈑件採各部位厚度不同之設計，以期使不同部位具有不同強度，但這種設計方式容易限制鈑件的外型，並為了增加強度而使厚度增加，導致整體重量提升而不利於輕量化。
因此，本發明之目的，即在提供一種可主動對工件胚料進行分區加溫的成形溫控裝置。
於是，本發明鈑件之成形溫控裝置，包含一移載機構、一可被該移載機構帶動位移的夾持機構，及一溫控機構。該夾持機構包括一設置於該移載機構上的基座、複數彼此相間隔地設置於該基座上的設置桿，及複數可拆離地設置於該等設置桿上的夾具。每一夾具具有二面向彼此的夾持平面。該溫控機構包括複數分別設置於該等夾具上的加熱件、一供電給該等加熱件的供電源，及一可偵測及控制該等加熱件個別之加熱溫度的控制模組。每一加熱件透過接觸式加熱控制相對應夾具之該等夾持平面的溫度。
本發明之功效在於：該等夾具用於分別夾制一工件胚料的不同部位，並透過該移載機構將該工件胚料由加熱爐移載至模具中，以使該工件胚料成形為一鈑件，在前述的移載過程中，該等加熱件可分別調整該等夾具之溫度，以將該工件胚料的不同部位主動加熱至不同溫度，如此一來無需重新設計模具，便可使成形後的鈑件在不同部位上有著不同的強度。
參閱圖1及圖2，本發明鈑件之溫控成形裝置的一實施例，包含一移載機構1、一設置於該夾持機構2上且可被該移載機構1帶動位移的夾持機構2，及一對該夾持機構2提供主動加溫的溫控機構3。在本實施例中，該移載機構1包括一固定設置於平面或工作區域上之台座11，及一樞設於該台座11上的機械臂12。該機械臂12的關節軸可依作業需求的不同而有不同設計，例如可以是三軸機械臂12或多軸機械臂12(四軸及四軸以上)，當然，該移載機構1也可以是其它態樣，只要可達到帶動該夾持機構2以將一工件胚料由加熱爐移載至模具即可。
參閱圖1、圖2，及圖3，該夾持機構2包括一樞設或固設於該機械臂12末端的基座21、複數沿一第一方向A彼此相間隔排列且可拆卸地設置於該基座21上的設置桿22，及複數可拆離地設置於該等設置桿22上的夾具23。每一設置桿22沿一垂直該第一方向A之第二方向B延伸，其可依實際的配置需求供不同數量夾具23設置。該設置桿22採可拆卸式設計，如此一來便可依需求沿該第一方向A調整該設置桿22在該基座21上的位置，從而調整任兩相鄰設置桿22之間的間距，以使該等夾具23可位於適當的夾制位置，當然也可以依需求增減該等設置桿22的數量。除了採可拆卸式設計外，該等設置桿22也可採其它可調整式設計，例如該等設置桿22可透過滑軌沿該第一方向A滑移及固定以調整位置。
參閱圖1、圖2，及圖4，在本實施例中，該等夾具23的數量為六個，但實際應用時可依需求調整數量，通常數量為四個以上且為偶數，以達到較佳的夾制及分區加熱效果。每一夾具23具有一主座體231、一將該主座體231固定於相對應設置桿22上的固定件232，及二樞設於該主座體231上且可受控制而相互靠近或遠離的夾爪233。每一夾爪233具有一朝向另一夾爪233的夾持平面234。該固定件232為二鎖設於該主座體231上的固定螺絲235，該等固定螺絲235將該主座體231固定於該設置桿22上。該設置桿22的下表面可開設有複數供該等固定螺絲235所設的鎖孔，如此讓使用者可依需求將該主座體231設置於該設置桿22的不同位置上，使得每一設置桿22上的相鄰夾具23能依需求以不同距離相間隔，同時，每一夾具23可依需求選擇設置於任一設置桿22上，該等設置桿22的其中之一也有可能未設置任何夾具23。該溫控機構3包括複數分別設置於該等夾爪233上的加熱件31、一供電給該等加熱件31的供電源32，及一可偵測及控制該等加熱件31個別之加熱溫度的控制模組33。每一加熱件31可為電控加熱棒、感應加熱器或其它可控制溫度的加熱裝置，並透過接觸式加熱控制相對應夾具23之該等夾持平面234的溫度。
參閱圖1、圖4，及圖5，接著說明本實施例的運作方式，當用於製成一鈑件的一工件胚料C於加熱爐中加熱至預定溫度後，該機械臂12會帶動該基座21，使該等夾具23依照規劃分別對準該工件胚料C的不同部位，接著在每一夾具23之該等夾爪233都確實夾制該工件胚料C後，該機械臂12會將該工件胚料C移載至一模具中，在前述過程中，該等加熱件31會依據規劃將該等夾具23升溫至設定的溫度，從而使該工件胚料C的不同部位被保持在不同溫度，並在移載過程中能保持在設定溫度，置入模具後的工件胚料C，經過熱壓成形及淬火等過程後，便可製成一在不同部位具有不同結構強度的鈑件，且該模具無需重新規劃冷卻管道而可採一般設計，加上該夾持機構2可加裝於現有的移載機械臂12上，故本發明可直接應用於現有的產線中，具有較高的泛用性並能降低所需成本。此外，透過分區控溫來達成強度分區控制的方式，也可取代傳統透過不同厚度來調整強度的方法，如此一來製得的鈑件上不需為了調整強度而增加厚度，從而達到輕量化及省料之功效。該等設置桿22可視需求調整位置及數量，而該等夾具23同樣也可調整數量及設置位置，如此可視所欲夾制的工件胚料C之尺寸自由調整該等夾具23的數量及密度，從而提高溫控精準性及加熱均勻性，並能對應不同設計而具有極高的調整彈性。
需要補充的是，每一夾具23之該等夾持平面234上的加熱溫度，不一定是該工件胚料C相對應區域的最終溫度，該控制模組33可透過熱傳模擬後調整相鄰的夾具23之加熱溫度，使該等夾具23相互配合以將各區域控制在所需的設定溫度，例如相鄰的兩個夾具23可以分別控制在加熱溫度攝氏500度及300度，這使得前述兩夾具23之間的區域可控制在攝氏500度及300度之間，而圖5中的溫度僅為參考用的例示，不代表實際製程中的溫度配置。當鈑件的成形材料為鋁材時，因為鋁材由加熱爐移載至模具所經歷的時間更短，因此該工件胚料C在溫度上的控制需要更加精細，故更適合使用能精密控制各區域溫度且具持溫效果的本發明。
綜上所述，每一夾具23之該等夾持平面234具有較大的接觸面積，可穩固夾制該工件胚料C並有效傳遞溫度，該等設置桿22間可沿該第一方向A自由調整間距，每一設置桿22可根據需求設置不同數量的夾具23，且每一夾具23也可沿該第二方向B調整其在該設置桿22上的位置，如此可將該等夾爪233準確地夾制在該工件胚料C的不同部位上，該等加熱件31可對該等夾爪233進行接觸式加熱，並透過該控制模組33將該工件胚料C上不同位置的夾具23升溫至不同的加熱溫度，最後該工件胚料C的不同部位能控制在不同的設定溫度，使製得的鈑件能在不同部位採不同的強度設計，提高該鈑件的功能性及泛用性，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1:移載機構 11:台座 12:機械臂 2:夾持機構 21:基座 22:設置桿 23:夾具 231:主座體 232:固定件 233:夾爪 234:夾持平面 235:固定螺絲 3:溫控機構 31:加熱件 32:供電源 33:控制模組 A:第一方向 B:第二方向 C:工件胚料
本發明之其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體圖，說明本發明鈑件之溫控成形裝置的一實施例； 圖2是一不完整的側視圖，說明圖1的側視態樣； 圖3是一不完整的俯視圖，說明圖1的俯視態樣； 圖4是一立體圖，說明該實施例中之一夾具；及 圖5是一示意圖，說明該實施例夾制一工件胚料的例示態樣。
1:移載機構
11:台座
12:機械臂
2:夾持機構
21:基座
22:設置桿
23:夾具
A:第一方向
B:第二方向

Claims (6)

  1. 一種鈑件之成形溫控裝置，包含：一移載機構；一夾持機構，可被該移載機構帶動位移，該夾持機構包括一設置於該移載機構上的基座、複數彼此相間隔地設置於該基座上的設置桿，及複數可拆離地設置於該等設置桿上的夾具，每一夾具具有二面向彼此的夾持平面，該等夾具的數量為四個以上且為偶數；及一溫控機構，包括複數分別設置於該等夾具上的加熱件、一供電給該等加熱件的供電源，及一可偵測及控制該等加熱件個別之加熱溫度的控制模組，每一加熱件透過接觸式加熱控制相對應夾具之該等夾持平面的溫度。
  2. 如請求項1所述的成形溫控裝置，其中，該夾持機構之該等設置桿可受操作而沿一第一方向調整彼此之間的間距。
  3. 如請求項1所述的成形溫控裝置，其中，該夾持機構之每一夾具具有一主座體、一將該主座體固定於相對應設置桿上的固定件，及二樞設於該主座體上且可受控制而相互靠近或遠離的夾爪，每一夾爪具有朝向另一夾爪的該夾持平面。
  4. 如請求項1所述的成形溫控裝置，其中，該移載機構包括一台座，及一樞設於該台座上且供該夾持機構之基座設置的機械臂。
  5. 如請求項1所述的成形溫控裝置，其中，該夾持機構之該等設置桿沿一第一方向彼此相間隔排列，且各自沿一垂直 該第一方向之第二方向延伸，每一設置桿可拆離地設置於該基座上。
  6. 如請求項1所述的成形溫控裝置，其中，該夾持機構之每一夾具設置於任一設置桿上。
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