用于對工件、特別是對金屬板沖壓加工的加工單元和機床的制作方法

本發明涉及用于對工件、特別是對金屬板沖壓加工的機床的加工單元，具有沖壓工具載架并且具有包括橫向驅動元件的沖壓驅動器，沖壓工具能裝配到所述沖壓工具載架，其中沖壓工具載架能沿著行程軸線由橫向驅動元件移動，橫向驅動元件能借助于沖壓驅動器的沖壓驅動電機相對沖壓工具載架以沿著橫向移動軸線的橫向驅動移動驅動，所述橫向移動軸線沿著沖壓工具載架行程軸線的橫向方向延伸。

本發明還涉及具有上述類型加工單元用于對工件沖壓加工的機床。

背景技術：

一般的現有技術從ep2527058a1知曉。該文獻公開了具有行程驅動裝置的壓力機，借助于行程驅動裝置，壓制工具能沿著行程軸線在朝向借助于壓制工具想要加工的工件的方向和/或在相反方向上移動。為了產生壓制工具沿著行程軸線的移動，行程驅動裝置包括驅動電機和在驅動電機和壓制工具之間設置的楔形傳動機構。驅動側楔形傳動元件借助于驅動電機在壓制工具行程軸線的橫向方向上移動。在它們的移動期間，驅動側楔形傳動元件與輸出側楔形傳動元件配合，壓制工具連接至所述輸出側楔形傳動元件并且所述輸出側楔形傳動元件由于通過驅動側楔形傳動元件在行程軸線的橫向方向上所進行的移動而與壓制工具一起沿著行程軸線移動。

技術實現要素：

本發明的目的是擴展現有技術的功能。

該目的按照本發明由根據專利權利要求1的加工單元和由根據專利權利要求15的機床實現。

除了沖壓單元具有用于沖壓工具的沖壓工具載架和具有用于沿著行程軸線移動沖壓工具載架和沖壓工具的沖壓驅動器，根據本發明的加工單元具有脫模單元，所述脫模單元具有用于沖壓單元的沖壓工具的脫模件，其中脫模載架并且因此還有脫模件能以與沖壓工具脫離耦接的狀態沿著行程軸線定位。沖壓驅動器包括橫向驅動元件，所述橫向驅動元件以沿著在行程軸線的橫向方向上延伸的橫向移動軸線的橫向驅動移動而被驅動，以便產生沖壓工具載架沿著行程軸線的移動。為了將脫模移動與沖壓工具移動脫離，一方面，沖壓驅動器的橫向驅動元件在其相對于脫模載架的橫向驅動移動期間能沿著橫向移動軸線移動。另外，沖壓工具載架和脫模載架能相對于彼此沿著行程軸線移動。脫模載架的位置并且因此還有想要裝配至脫模載架的脫模件的位置，沿著行程軸線能因此能獨立于沖壓工具載架和沖壓工具沿著行程軸線所采取位置地被限定。沖壓驅動器的橫向驅動元件沿著橫向移動軸線的移動不會影響脫模載架和脫模件沿著行程軸線的位置。

因此在本發明的情況下可能的是，尤其是不僅以“主動脫模”的操作模式而且還以“被動脫模”的操作模式對脫模件進行操作。

在“主動脫模”的操作模式中，脫模件不必需要單獨的驅動器以能夠執行沿著行程軸線的移動。相反的，當沖壓工具在朝向待加工工件的方向進行方向沿著行程軸線的操作行程時并且當沖壓工具進行在相反方向執行的返回行程時，脫模件沿著行程軸線所采取的位置由沖壓工具或由設置有沖壓工具的沖壓工具載架限定。在按照移動到沖壓工具關聯的狀態中，在沖壓工具的沿著行程軸線在朝向想要加工的工件方向上的操作行程期間，脫模件移動直到脫模件沖擊工件。當脫模件支撐在工件上并且因此就行程軸線的方向上的位置而言必然不能改變時，沖壓工具沿著行程軸線繼續它的操作行程直到工件已經受沖壓加工操作。當已到達操作行程的死點時，沖壓工具的沿操作行程相反方向的返回行程開始，并且沖壓工具開始相對于持續定位于工件上的脫模件在與操作行程相反方向上沿著行程軸線移動，直到沖壓工具離開已經經受沖壓加工操作的工件。一旦沖壓工具已離開工件，所述沖壓工具在返回行程方向上以遠離工件方向的移動對脫模件進行攜載。

在“被動脫模”的操作模式中，脫模件沿著行程軸線移動到其中脫模件與工件間隔的位置。當脫模件與工件間隔時，使用相對于脫模件沿著行程軸線執行相應尺寸行程的沖壓工具對工件進行加工。相比于上述“主動脫模”的操作模式，在“被動脫模”的操作模式中，在工件沿著行程軸線加工操作期間，由脫模件所采取的位置由單獨的脫模驅動器限定，是因為相比“主動脫模”的操作模式工件不能用于這個目的。從而當脫模件與工件間隔時，工件加工操作能借助于沖壓工具執行，必須可以沒有工件輔助和在彼此脫離耦接的狀態下沿著行程軸線移動脫模件和沖壓工具。

根據專利獨立權利要求1和15的發明特定實施方式將會從專利從屬權利要求2到14和16理解。

為了使沖壓驅動器的橫向驅動元件能以操作可靠的方式相對于脫模載架沿著橫向移動軸線移動，在本發明的優選實施方式中脫模載架在橫向移動軸線的方向上被支撐，其中，為了實現特別緊湊結構類型的加工單元，沖壓工具載架用于支撐脫模載架(專利權利要求2)。

沖壓驅動器的橫向驅動元件沿著橫向移動軸線的限定移動，根據本發明由橫向驅動元件的相應引導保證。優選的，根據本發明為了實現緊湊結構類型的加工單元，設置用于脫模載架和脫模載架在行程軸線方向上移動支撐于其上的載架結構用于沿著橫向移動軸線引導橫向驅動元件(專利權利要求3)。在橫向移動軸線的方向上，用于脫模載架的載架結構能支撐在沖壓工具載架上，以使沖壓驅動器的橫向驅動元件能相對于用于脫模載架的載架結構以操作可靠的方式沿著橫向移動軸線移動。

緊湊結構類型的整個設置還通過專利權利要求4的附加技術特征產生，根據權利要求4，沖壓驅動器的橫向驅動元件在行程軸線的方向上被支撐在加工單元的載架結構上，并且它自身在行程軸線的方向上支撐脫模載架和/或其載架結構和/或脫模驅動器的脫模驅動電機和/或沖壓工具載架在行程軸線的方向上。

在本發明另一個優選實施方式中，活塞/氣缸電機設置為脫模驅動電機(專利權利要求5)。

在本發明的優選實施方式中，脫模載架在沖壓工具載架上的支撐(利用脫模載架沿著行程軸線的同時可移動性，該支撐在橫向移動軸線的方向上是有效的)是通過脫模載架借助于驅動桿連接到脫模驅動器的脫模驅動電機而產生，所述驅動桿沿著行程軸線經過、特別是延伸穿過沖壓工具載架，其中脫模載架設置在驅動桿的遠離脫模驅動電機的一側(專利權利要求6)。

如果活塞/氣缸電機被設置為脫模驅動電機，可以的是將活塞桿用作經過或延伸穿過沖壓工具載架的驅動桿，所述活塞桿裝配至脫模驅動電機的活塞并且脫模載架連接到該活塞桿的遠離脫模驅動電機的那端(專利權利要求7)。

為了確保脫模載架和因此還有脫模件的特別高效的支撐和引導，在本發明進一步優選的實施方式中使用特別是相對于彼此沿著橫向驅動軸線偏置的兩個驅動桿。兩個驅動桿都沿著行程軸線經過或延伸穿過沖壓工具載架。借助于兩個驅動桿，脫模載架在橫向移動軸線的方向上被支撐，并且沿著行程軸線在沖壓工具載架上被可移動地引導(專利權利要求8)。

在這種情況中，優選具有兩個電機單元的脫模驅動電機用于移動設置有脫模載架的驅動桿，每個電機單元與兩個驅動桿中之一關聯(專利權利要求9)。在本發明的優選實施方式中，脫模驅動電機的電機單元構造為活塞/氣缸單元。

根據本發明特別是具有楔形傳動機構的驅動結構類型設置為沖壓驅動器，所述楔形傳動機構設置在沖壓驅動電機和沖壓工具載架之間。楔形傳動機構包括一個或兩個沖壓驅動電機側傳動元件，所述沖壓驅動電機側傳動元件各自由沖壓驅動器的橫向驅動元件形成。楔形傳動機構的一個或兩個沖壓工具載架側傳動元件與在沖壓驅動電機側的傳動元件(一個或多個)關聯(專利權利要求10、13)。

如果兩個橫向驅動元件被設置為沖壓驅動電機側傳動元件，則橫向驅動元件沿著橫向移動軸線在相反方向上移動，目的是產生沖壓工具載架沿著行程軸線的移動(專利權利要求12)。

沖壓驅動器的橫向驅動元件(一個或多個)和/或沖壓工具載架側傳動元件(一個或多個)在本發明有利的實施方式中構造為具有楔形面的傳動楔形部(一個或多個)，所述楔形面相對于橫向移動軸線傾斜(專利權利要求11、14)。

在根據本發明的機床的優選實施方式中，根據專利權利要求16規定整個加工單元能夠沿著橫向移動軸線定位在機床的機架上。利用沿著橫向移動軸線執行的定位移動，加工單元到達想要加工的工件上的加工位置。在這種情況中，想要加工的工件和機床的加工單元優選能相對于彼此定位在垂直于行程軸線并且由橫向移動軸線和垂直于橫向移動軸線延伸的另一個軸線限定的平面內。為了產生加工單元和工件在附加的移動軸線方向上的相對移動，能想到工件的相應可移動性或加工單元的相應可移動性或工件和加工單元兩者的相應可移動性。

在本發明的優選實施方式中，加工單元沿著橫向移動軸的移動通過沖壓驅動電機沿著橫向移動軸線驅動橫向驅動元件以及橫向驅動元件在移動方向上攜載沖壓工具載架和脫模載架而產生。

附圖說明

以下參照示例性示意圖更加詳細地說明本發明，其中：

圖1是具有用于對金屬板沖壓加工的加工單元的機床的高度示意圖，以及

圖2是根據圖1的加工單元的詳細透視圖。

具體實施方式

根據圖1構造為沖壓機械1的機床具有包括上水平架腿3的機架2。上架腿3延伸超過工件支撐部4，所述工件支撐部對想要加工的形式為金屬板5的工件進行支撐。

金屬板5的沖壓加工操作借助于加工單元6實現。加工單元6包括具有常規工具接收件8的沖壓工具載架7，形式為常規構造類型沖壓模的沖壓工具(圖1中未示出)能引入所述工具接收件中。另外，加工單元6包括對常規構造類型的脫模件10進行支撐的環形脫模載架9，所述脫模件用于引入到工具接收件8中的沖壓模。

帶有工具接收件8的沖壓工具載架7一方面與已引入到工具接收件8中的沖壓模、另一方面與帶有脫模件10的脫模載架9能以彼此脫離耦接的狀態沿著豎直行程軸線11(z軸線)移動和定位。沖壓工具載架7沿著行程軸線11的移動借助于電機驅動的沖壓驅動器12產生。為了沿著行程軸線11移動和定位脫模載架9，設置電機驅動的脫模驅動器13。

沖壓驅動器12包括電動沖壓驅動電機14，所述電動沖壓驅動電機包括裝配在機架2上的兩個電機單元15、16。沿著水平橫向移動軸線19(y軸線)，電機單元15通過圖2中以虛線表示的驅動軸46驅動第一橫向驅動元件17，并且電機單元16通過在圖2中也以虛線表示的驅動軸47驅動第二橫向驅動元件18。電機單元15、16的驅動軸46、47為此接合在裝配到第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18的軸螺母48、49中(圖2)。

驅動軸46、47具有在相同方向延伸的螺紋。隨著在相同方向的轉動，驅動軸46、47相應地沿著橫向移動軸線19在相同方向驅動軸螺母48、49和連接其上的橫向驅動元件17、18。驅動軸46、47互相相反的轉動運動造成軸螺母48、49和橫向驅動元件17、18沿著橫向移動軸線19的相反移動。

在它們沿著橫向移動軸線19移動期間，第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18在它們的移動方向上在加工單元6的共用于橫向驅動元件17、18的導軌20上引導。導軌20裝配至沖壓機械1的機架2(為了清晰機架在圖2中沒有示出)并從而形成加工單元6的載架結構。

第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18是楔形傳動機構21的一部分，楔形傳動機構設置在一方面沖壓驅動電機14或電機單元15、16和另一方面沖壓工具載架7之間。第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18形成楔形傳動機構21的被構造為傳動楔形部的沖壓驅動電機側傳動元件。

在相對于橫向移動軸線19沿相反方向傾斜的楔形面22、23上，橫向驅動元件17、18與沖壓工具載架7的傳動楔形部24、25配合。傳動楔形部24、25形成楔形傳動機構21的沖壓工具載架側傳動元件，并且設置有相對于橫向移動軸線19在相反方向延伸并且朝向第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18的楔形面22、23的楔形面26、27。

導軌28、29裝配到傳動楔形部24、25的楔形面26、27，在所述導軌上定位安裝在第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18上的導塊30、31。由于一方面導軌28、29和另一方面導塊30、31之間在豎直方向上有效的形狀鎖合(positive-locking)連接，所以沖壓工具載架7懸置在第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18上。橫向驅動元件17、18繼而通過沖壓機械1的機架2上的導軌20在豎直方向并且因此沿著行程軸線11支撐。第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18能相對于沖壓工具載架7沿著橫向移動軸線19移動。

在圖1中，第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18沿著橫向移動軸線19相互間隔到最大程度。沖壓工具載架7因此沿著行程軸線11相對于工件支撐部4和支撐于工件支撐部上的金屬板5上升到最大程度。

如果，從這些關系出發，沖壓驅動電機14的電機單元15、16以驅動軸46、47的對應相反轉動方向致動，由電機單元15、16驅動的橫向驅動元件17、18朝向彼此沿著橫向移動軸線19移動。由于橫向驅動元件17、18的水平驅使引導，作為第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18一起移動靠近的結果，楔形傳動機構21導致沖壓工具載架7沿著行程軸線11以朝向工件支撐部4和想要加工的金屬板5的操作行程下降。

一旦安裝在沖壓工具載架7的工具接收件8上的沖壓模已穿過金屬板5并且因此以沖壓的方式對金屬板進行加工，沖壓工具載架7沿著行程軸線11的下降移動(該移動被執行以便對金屬板5進行加工)就結束。在金屬板5的沖壓加工期間，沖壓模與設置在金屬板5下側上的常規結構類型的底部沖壓模配合，底部沖壓模在附圖中不可見。

當操作行程已結束，控制電機單元15、16和驅動軸46、47以便改變它們的轉動方向，并且第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18通過電機單元15、16沿著橫向移動軸線19以相反移動遠離彼此移動。從而，沖壓工具載架7以相反行程沿著行程軸線11抬升直到它最終重新采取圖1中所示的位置。

如果整個加工單元6想要沿著機架2的上架腿3移動到另一個加工位置，則電機單元15、16和其驅動軸46、47應當以相同轉動方向致動。取決于驅動軸46、47在相同方向的轉動運動的方向，橫向驅動元件17、18以及連同其一起整個加工單元6從根據圖1的位置開始沿著橫向移動軸線19移動到圖1的右側或左側。

在與沖壓工具載架7脫離耦接的狀態，脫模載架9和脫模件10沿著行程軸線11借助于脫模驅動器13的脫模驅動電機32移動，其中脫模驅動電機32包括形式為活塞/氣缸單元33、34的兩個電機單元。

脫模載架9借助于第一驅動桿35連接到活塞/氣缸單元33。第二驅動桿36將脫模載架9連接至活塞/氣缸單元34。在這種情況中，驅動桿35、36是活塞/氣缸單元33、34的活塞桿。

第一驅動桿35和第二驅動桿36相對彼此沿著橫向移動軸線19偏置。第一驅動桿35和第二驅動桿36二者都沿著行程軸線11延伸穿過沖壓工具載架7。通過驅動桿35、36，脫模載架9在橫向移動軸線19的方向上支撐在沖壓工具載架7上，并且沿著行程軸線11被可移動地引導。

第一橫向驅動元件17和第二橫向驅動元件18能相對于脫模載架9沿著橫向移動軸線19移動。由橫向驅動元件17、18相對于脫模載架9沿著橫向移動軸線19執行的移動被引導。為了這個目的，導塊38、39布置在支撐部37上，所述支撐部被設置用于活塞/氣缸單元33、34并且形成載架結構，并且導軌40、41設置在橫向驅動元件17、18的上側。為了相對于脫模載架9沿著橫向移動軸線19引導橫向驅動元件17、18，活塞/氣缸單元33、34的支撐部37上的導塊38、39與橫向驅動元件17、18上的導軌40、41配合。

同時，橫向驅動元件17、18在行程軸線11的方向上接管脫模載架9和支撐部37的支撐以及脫模驅動電機32和驅動桿35、36的支撐。

按照圖1，安裝在脫模載架9上的脫模件10處于如下位置，在所述位置脫模件10沿著行程軸線11與想要加工的金屬板5的上側稍微隔開。在沿著行程軸線11的這個位置，脫模載架9和脫模件10借助于夾緊裝置42保持。夾緊裝置42設置在用于活塞/氣缸單元33、34的支撐部37上并且包括可切換的夾緊單元43、44。在相應切換狀態中，夾緊單元43沿著行程軸線11固定第一驅動桿35。相應地，夾緊單元44用作沿著行程軸線11固定第二驅動桿36。隨著驅動桿35、36被夾緊，脫模件10處于“被動脫模”的操作模式。在這個操作模式中，不論沖壓工具載架7和裝配其上的沖壓工具的當前位置，脫模件10與想要加工的金屬板5保持由夾緊裝置42限定的距離。

為了控制沖壓驅動器12和脫模驅動器13，設置圖1中示意性圖示的數字機械控制器45。數字機械控制器45還接管機床1的其他功能的控制，尤其是還有上述整個加工單元6沿著橫向移動軸線19的位移移動。