本發(fā)明涉及用于對(duì)片件和/或金屬片材進(jìn)行加工的沖孔機(jī)器。具體地，本發(fā)明涉及一種所謂的多壓機(jī)沖孔裝置，其可與沖孔機(jī)器相關(guān)聯(lián)，并且設(shè)置有多個(gè)沖孔工具和檢測(cè)所有所述沖孔工具的位置和行程的傳感器。

背景技術(shù)：

沖孔機(jī)器是已知的，其設(shè)置有裝置或多壓機(jī)沖孔頭端，即包括多個(gè)工具或沖頭，所述工具或沖頭相鄰并且并排布置以形成具有處于平行排中的模具的結(jié)構(gòu)，并且線性致動(dòng)以與由相應(yīng)的壓機(jī)加工的片件相互作用，所述壓機(jī)通常由液壓線性致動(dòng)器(液壓缸)組成。在這種機(jī)器中，沖孔裝置包括用于順序地對(duì)片件執(zhí)行所需處理操作所必要的所有工具。以這種方式，無(wú)需在制造循環(huán)期間執(zhí)行工具調(diào)換操作，這允許消除以下兩者：用于替換工具的停機(jī)時(shí)間(從而提高機(jī)器效率)和用于準(zhǔn)備及替換工具的自動(dòng)器件(從而簡(jiǎn)化機(jī)器結(jié)構(gòu))。

為了正確地對(duì)片件執(zhí)行處理操作，有必要控制每個(gè)工具的位置，且特別是其操作行程和速度，因?yàn)槲恢?、行程和速度取決于待加工片件的厚度和材料和/或待執(zhí)行的處理的種類(lèi)并因其而變化。

然而，由于總體尺寸和成本，不可能為每個(gè)沖孔工具提供測(cè)量傳感器；因此，已經(jīng)在已知的沖孔機(jī)器中開(kāi)發(fā)出并應(yīng)用替代性解決方案。

例如，同一申請(qǐng)人的專利EP 1445042公開(kāi)了一種應(yīng)用于多壓機(jī)沖孔頭端的測(cè)量裝置，其包括經(jīng)由單向機(jī)械連接而與多個(gè)液壓缸相關(guān)聯(lián)的位置換能器，每個(gè)液壓缸連接到并且作用在相應(yīng)的沖孔工具上。更精確地，每個(gè)缸通過(guò)臂、經(jīng)由相應(yīng)的活塞而連接到換能器的移動(dòng)設(shè)備。以這種方式，換能器檢測(cè)任何活塞的行程，因此檢測(cè)相應(yīng)工具的行程，而其余活塞(和工具)保持停用。

該解決方案允許利用減少數(shù)量的測(cè)量傳感器來(lái)檢測(cè)所有沖孔頭端工具的位置和行程。然而，這種解決方案在其制造和結(jié)構(gòu)上是復(fù)雜和昂貴的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于改進(jìn)已知的多壓機(jī)沖孔裝置，其設(shè)置有多個(gè)沖孔工具并且可與用于對(duì)片件和/或金屬片材進(jìn)行加工的沖孔機(jī)器相關(guān)聯(lián)。

另一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)一種設(shè)置有傳感器的沖孔裝置，所述傳感器允許以快速、簡(jiǎn)單和精確的方式檢測(cè)和測(cè)量所有沖孔工具在其操作期間的位置、行程和速度。

再一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)一種具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和降低的成本的沖孔裝置，其設(shè)置有用于測(cè)量所有沖孔工具的位置、行程和速度的傳感器。

又一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)一種具有沖孔裝置的沖孔機(jī)器，所述沖孔裝置設(shè)置有允許以快速、簡(jiǎn)單和精確的方式檢測(cè)和測(cè)量所述沖孔裝置的每個(gè)沖孔工具的位置、行程和速度的傳感器。

這些和其它目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖孔裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的沖孔裝置由于障礙光學(xué)傳感器(諸如特別是激光貫通射束傳感器)而允許以簡(jiǎn)單但準(zhǔn)確和可靠的方式在其操作期間實(shí)時(shí)地和動(dòng)態(tài)地檢測(cè)和測(cè)量在處理期間的時(shí)間使用的沖孔工具的位置、行程或者位移和速度。因此，有可能使得沖孔裝置的控制單元或安裝有沖孔裝置的沖孔機(jī)器的控制單元精確地致動(dòng)和控制致動(dòng)器(其移動(dòng)被激活的沖孔工具)，使得被激活的沖孔工具以適合于待執(zhí)行的處理和/或適合于待加工的片件的機(jī)械特性(材料、厚度等)的行程和速度而移動(dòng)。

障礙光學(xué)傳感器在沖孔裝置上的安裝是容易的，因?yàn)槠洳恍枰獙?duì)后者即沖孔裝置進(jìn)行特定的機(jī)械上和/或結(jié)構(gòu)上的修改。此外，可以僅使用一個(gè)障礙光學(xué)傳感器來(lái)測(cè)量多個(gè)致動(dòng)器和相關(guān)沖孔工具的位移，這允許限制成本并簡(jiǎn)化沖孔裝置的組裝和設(shè)置。

附圖說(shuō)明

將參照示出本發(fā)明的示例性的非限制性實(shí)施例的附圖更好地理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在附圖中：

-圖1是本發(fā)明沖孔裝置的局部透視剖視圖；

-圖2是圖1所示裝置的橫截面視圖；

-圖3是圖1所示裝置的局部放大、局部剖視側(cè)視圖；

-圖4是與參考元件相關(guān)聯(lián)的圖1所示裝置的障礙光學(xué)傳感器的前視圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1至圖3，示出沖孔裝置1，其可與沖孔機(jī)器(未示出)相關(guān)聯(lián)，并且適于對(duì)片件和/或金屬片材進(jìn)行加工。所謂的多壓機(jī)類(lèi)型的沖孔裝置1包括多個(gè)沖孔工具2和多個(gè)相應(yīng)的致動(dòng)器3，所述致動(dòng)器3定位在相應(yīng)沖孔工具2的上方并與其對(duì)準(zhǔn)，以便沿著操作方向A致動(dòng)后者即沖孔工具2，使得上述工具2與待加工的片件相互作用。上述的沖孔工具2和相應(yīng)的致動(dòng)器3并排布置以形成一個(gè)或多個(gè)相鄰且平行的排17，特別是以便形成由并排放置的多個(gè)排17構(gòu)成的模具結(jié)構(gòu)。更準(zhǔn)確地，沖孔裝置1包括：多壓機(jī)沖孔頭端11，其包括多個(gè)工具2和多個(gè)致動(dòng)器3；以及多模具單元12，其設(shè)置有多個(gè)模具或反凸模13，所述多個(gè)模具或反凸模13適于與相應(yīng)的沖孔工具2合作以對(duì)待加工的片件進(jìn)行切割和/或沖孔操作。

沖孔裝置1包括至少一個(gè)能夠產(chǎn)生光束L的障礙光學(xué)傳感器20，所述光束L為基本上平坦和線性的，鄰近于沖孔工具2和致動(dòng)器3的排17并且與排17并排放置，特別是幾乎平行于排17。該裝置還包括多個(gè)參考元件8，每個(gè)參考元件8與相應(yīng)的沖孔工具2或相應(yīng)的致動(dòng)器3相關(guān)聯(lián)，并且布置成攔截或中斷光束L。

實(shí)際上，激光貫通射束傳感器20能夠檢測(cè)由運(yùn)動(dòng)中的參考元件8之一導(dǎo)致的光束L的變化，以允許檢測(cè)和測(cè)量與所述參考元件8相關(guān)聯(lián)的沖孔工具2的位置、行程和速度，如在下文的描述中更好地解釋的那樣。

在圖中所示的實(shí)施例中，參考元件8與移動(dòng)相應(yīng)沖孔工具2的致動(dòng)器3相關(guān)聯(lián)。通過(guò)檢測(cè)致動(dòng)器3的位置和行程，可以計(jì)算沖孔工具2的位置和行程。

備選地，參考元件8可直接固定到?jīng)_孔工具2。

光束L具有如此的高度或?qū)挾龋允沟霉馐鳯總是被參考元件8攔截或部分地中斷，而無(wú)論沖孔工具2和相應(yīng)致動(dòng)器3所采取的位置為哪一位置。以這種方式，如在下文的描述中更好地解釋的那樣，光束L由參考元件8沿著沖孔工具2的整個(gè)行程攔截。

障礙光學(xué)傳感器20具體地包括為已知類(lèi)型并且可商購(gòu)到的激光貫通射束傳感器，其產(chǎn)生激光光束或激光束L。激光束L形成直線和平坦的基本上二維的障礙，其平行于沖孔工具2和致動(dòng)器3的排17，并且平行于操作方向A。更精確地，激光束F位于平行于沖孔工具2和致動(dòng)器3的排17并平行于操作方向A的平面上；在所示的實(shí)施例中，這樣的平面進(jìn)一步基本上豎直并且正交于待加工的片件。

參考圖4，激光貫通射束傳感器20包括：發(fā)射器21，其能夠以平坦和線性的形狀發(fā)射激光束L；和接收器22，其能夠接收這種激光束L并檢測(cè)由移動(dòng)通過(guò)所述激光束L的屏障構(gòu)件8所產(chǎn)生的激光束L中的變化。實(shí)際上，接收器22包括CCD(電荷耦合器件)或L-CCD(線性化電荷耦合器件)線性圖像傳感器，也被稱為CCD或L-CCD線性傳感器陣列，其被由發(fā)射器21所產(chǎn)生的激光束L照亮，并且其能夠檢測(cè)激光束L前部的寬度和分布。如圖4所示，當(dāng)激光束L被參考元件8攔截時(shí)，照亮接收器22的所述激光束L的前部具有變暗區(qū)或陰影區(qū)H，其指示參考元件8沿著正交于所述激光束L的操作方向A的位置。接收器22能夠檢測(cè)這種陰影區(qū)H的位置和寬度，即參考元件8的位置和尺寸。接收器22還能夠檢測(cè)s H的位置隨時(shí)間的改變，即能夠檢測(cè)所述陰影區(qū)的位移或行程，因此能夠檢測(cè)參考元件8的位移或行程。根據(jù)接收器22的CCD線性圖像傳感器的靈敏度，可以或多或少的高精度和準(zhǔn)確度檢測(cè)參考元件8的位置和行程。

致動(dòng)器3包括相應(yīng)的擊打元件5，其可沿著操作方向A(通常為豎直方向)線性移動(dòng)，并且作用在相應(yīng)的沖孔工具2上。參考元件8包括固定到擊打元件5的相應(yīng)外側(cè)壁的參考銷(xiāo)。參考銷(xiāo)8幾乎正交于操作方向A而固定到擊打元件5。

致動(dòng)器3例如包括液壓缸，并且擊打元件5包括所述液壓缸的活塞。具體地，沖孔頭端11包括上部區(qū)塊7，在該上部區(qū)塊7中獲得液壓缸的腔室6，相應(yīng)的活塞5在該腔室6內(nèi)部滑動(dòng)。

沖孔工具2可滑動(dòng)地容納在連接到上部區(qū)塊7的沖孔頭端11的支撐板9內(nèi)并由該支撐板支撐。

在所示的實(shí)施例中，沖孔裝置1包括：多個(gè)沖孔工具2和相應(yīng)的致動(dòng)器3，這些沖孔工具和相應(yīng)的致動(dòng)器沿著多個(gè)相鄰且平行的排17布置；以及多個(gè)激光貫通射束傳感器20，每個(gè)激光貫通射束傳感器20布置成產(chǎn)生相應(yīng)的激光束L，所述激光束L介于相鄰致動(dòng)器3的兩排27之間并傳遞通過(guò)這兩排27。以這種方式，激光貫通射束傳感器20能夠檢測(cè)和測(cè)量存在于兩個(gè)相鄰且面對(duì)的排17(圖3)中的每個(gè)致動(dòng)器3的位置和行程(因此，能夠檢測(cè)和測(cè)量由所述致動(dòng)器3致動(dòng)的沖孔工具2的位置和行程)。

激光貫通射束傳感器20連接到?jīng)_孔裝置1或沖孔機(jī)器的未示出的控制單元，所述傳感器在裝置1的操作步驟中將關(guān)于沖孔工具2的位置和/或行程或位移的信號(hào)發(fā)送到該控制單元。以這種方式，控制單元可以實(shí)時(shí)反饋控制致動(dòng)器3，致動(dòng)器3致動(dòng)沖孔工具2，以便調(diào)節(jié)沖孔工具2的位置、速度和加速度，并且總體上調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

本發(fā)明的沖孔裝置1的操作提供單獨(dú)使用沖孔工具2以對(duì)片件執(zhí)行所需處理。然而，其規(guī)定，屬于與單獨(dú)的激光貫通射束傳感器20相關(guān)聯(lián)的不同排17的多個(gè)沖孔工具2可同時(shí)致動(dòng)，以在同一步驟中對(duì)該片件執(zhí)行相應(yīng)的處理操作。

在裝置1的停用配置中，所有致動(dòng)器3都從相應(yīng)的沖孔工具2脫離接合，并且擊打元件5部分地縮回到上部區(qū)塊7內(nèi)。

為了執(zhí)行所需的處理，致動(dòng)與所述處理所需的沖孔工具2對(duì)應(yīng)的致動(dòng)器3。致動(dòng)器3的擊打元件5沿著操作方向A移動(dòng)，直到錘擊并移動(dòng)沖孔工具2。該沖孔工具2在沖孔頭端11的支撐板9中設(shè)置的相應(yīng)座15內(nèi)滑動(dòng)，直到用操作末端2a撞擊待加工的片件(未示出)。

擊打元件5的位移、因此被驅(qū)動(dòng)的沖孔工具2的位移由激光貫通射束傳感器20檢測(cè)。在裝置1的停用配置中并且在所示實(shí)施例中，激光貫通射束傳感器20的激光束L被相互對(duì)準(zhǔn)的致動(dòng)器3的所有參考元件8攔截或中斷。

然而，與移動(dòng)致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的參考元件8導(dǎo)致激光束L的變化，其由激光貫通射束傳感器20的接收器22檢測(cè)到。更精確地，接收器22的CCD線性圖像傳感器檢測(cè)到所述激光束L的前部的陰影區(qū)H的尺寸和/或位移的增加，其由參考元件8的移動(dòng)造成。因此，激光貫通射束傳感器20檢測(cè)和測(cè)量參考元件8的位移，即相關(guān)沖孔工具2沿著操作方向A的位移和行程。激光貫通射束傳感器20進(jìn)一步將與這種位移相關(guān)的信號(hào)發(fā)送到控制單元，控制單元因此能夠調(diào)節(jié)和控制移動(dòng)被激活的沖孔工具2的致動(dòng)器3的操作。

備選地，參考元件8和激光貫通射束傳感器20可被定位成使得在裝置1的停用配置中，激光束L不被參考元件8攔截或中斷。在這種情況下，參考元件8中之一的移動(dòng)決定激光束L的變化，特別是決定照亮接收器22的所述激光束L的前部的陰影區(qū)H的形成和位移。

由于障礙光學(xué)傳感器20，特別是激光貫通射束傳感器，本發(fā)明的沖孔裝置1允許以簡(jiǎn)單但準(zhǔn)確和可靠的方式、在沖孔機(jī)器的操作期間、實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)地檢測(cè)和測(cè)量在處理期間的時(shí)間使用的沖孔工具2的位置、行程和速度。因此，有可能使得該裝置的控制單元或沖孔機(jī)器的控制單元精確地致動(dòng)和控制被激活的沖孔工具2的致動(dòng)器3，使得被激活的沖孔工具2以最優(yōu)的行程和速度移動(dòng)，該最優(yōu)的行程和速度適于待執(zhí)行的處理和/或待加工的片件的機(jī)械和物理特性(材料、厚度等)。

應(yīng)當(dāng)注意的是，障礙光學(xué)傳感器20的安裝非常容易，因?yàn)槠洳恍枰囟ǖ臋C(jī)械和/或結(jié)構(gòu)變化，特別是沖孔頭端11的機(jī)械和/或結(jié)構(gòu)變化。此外，僅通過(guò)一個(gè)障礙光學(xué)傳感器20就能夠測(cè)量多個(gè)致動(dòng)器3和相應(yīng)的沖孔工具2(布置于并排放置的兩排17上的工具)的位移，這允許降低成本并簡(jiǎn)化沖孔裝置1的組裝和設(shè)置。