專利名稱：在模具中熱成形和切割板材并取出廢料件的設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種具有模具的、用于對板材進行熱成形尤其是加壓淬火并且隨后切 割成形板材的設備。
本發明還涉及一種用于所述設備的用來從模具中取出至少一個板邊廢料件的抓具。
本發明也涉及一種可在所述設備上實施的用于對板材進行熱成形尤其是加壓淬 火并且隨后切割成形板材的方法。
背景技術：
用于熱成形板材并且隨后對之前成形的板材進行切割或分離的模具在現有技術 中已知。與之相關地例如可參考DE 102008034996A1。在之前已知的模具中，從工件(或切 割件)上分離出的通常仍較熱的板邊廢料件由于重力作用而向下掉落，并且例如由位于成 型擠壓機下方的板邊廢料件容器(所謂廢料容器)收集。由DE 102006026805A1已知一種 用于熱成形和切割的模具，其中，板邊廢料件同樣通過重力作用經由設計在類似夾具的模 具部分上的斜面或斜坡從模具中導出。發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供處理板邊廢料件的另一可能性，其消除或 至少減少了現有技術所具有的缺點。
該技術問題按本發明通過一種用于對板材進行熱成形尤其是加壓淬火的設備、一 種應用在按本發明的設備上的抓具(抓具裝置)和一種用于通過按本發明的設備對板材進 行熱成形尤其是加壓淬火的方法解決。之前和/或之后的闡述類似地適用于本發明的所有主題。
按本發明的設備和按本發明的方法也用于制造熱成形的尤其是至少局部加壓淬 火以及被切邊和/或沖孔的板材成型件。制造出的板材成型件已經成型并且被切邊和/或 沖孔。
按本發明的用于對板材進行熱成形尤其是加壓淬火的設備包括至少一個模具，該 模具具有至少兩個可相對移動的模具部分，被加熱的板材能夠在所述兩個模具部分之間成 形，所述模具還具有至少一個機械的切割裝置，通過該切割裝置能夠基本上在板材成形后 (也就是說在成形過程之后或成形過程結束時)在仍較熱的狀態中對該板材進行切邊和/ 或沖孔。
板材成形視實施工藝而定理解為成型(直接熱成形或加壓淬火)或者形狀校正 (間接熱成形或加壓淬火)。機械切割裝置理解為用于通過至少一個平移運動的切割元件 (例如切削刃、切刀、沖孔凸模等)切割板材的裝置，通過切割裝置可以在板材或由板材構 成的工件上實施分離操作。分離操作可以是以開放或封閉的切割線走向切割以產生外輪廓 或者可以是以封閉的切割線走向沖孔以產生內輪廓(沖孔、凹槽等)，其中會產生至少一塊板邊廢料件。之后的闡述部分涉及一塊單獨的板邊廢料件，但不局限于此。
在此規定，按本發明的設備還包括至少一個可移動的抓具，通過該抓具可以在板 材被切邊和/或沖孔后自動地將至少一個仍較熱的板邊廢料件從模具中取出，其中，所述 模具設計成，使得仍較熱的板邊廢料件在切邊和/或沖孔后進入能夠被抓具工藝可靠地取 出的定義位置(轉遞位置)。
可移動的抓具理解為借助機器人、進給器等運動的抓取裝置，其上設置有單獨的 或多個抓取元件，通過所述抓取元件可以有針對性地抓取板材(板邊廢料件或板材成型 件)并且隨后再有針對性地放置或投置。抓取元件在此與板材形成能實現提升和移動的摩 擦配合連接。
對至少一個板邊廢料件的抓取優選在模具打開時進行，為此，模具各部分在板材 成形后或成形過程后或在板材被切邊和/或沖孔后或切割過程后彼此遠離地移動，使得抓 具可以進入打開的模具中。仍較熱的板邊廢料件最晚在被抓取時需要位于定義位置中，其 中，存在位置公差是完全可以的。可以直接在切割過程之后，或者稍晚些，例如在模具打開 時才將板邊廢料件置于定義位置。所述定義位置優選位于模具中或者也可緊鄰模具(例如 在擠壓臺上)。
本發明因此規定了至少一個可移動的抓具，其抓取至少一個仍較熱的板邊廢料件 并且將其從模具或擠壓腔中取出。由此，本發明開辟了一條與由現有技術已知的方案完全 不同的路徑(在這些方案中，仍較熱的板邊廢料件通過重力作用從模具或從擠壓腔中導 出，其中該板邊廢料件，尤其是較大的板邊廢料件經常會導致故障，因為板邊廢料件會絞在 一起)。此外，需要在模具和/或成型擠壓機上設置相應的裝置(例如廢料豎井和廢料容 器)，然而這些裝置經常由于空間原因而不能被安裝。通過抓具也可以取出難接近的板邊廢 料件，這些板邊廢料件在其它情況下，例如由于置入模芯等而不能自動地從模具中導出。此 處尤其涉及在以封閉輪廓切割時產生的板邊廢料件。
優選規定，按本發明的設備的模具具有至少一個用于冷卻板材的冷卻裝置。這種 冷卻裝置可以例如由多條冷卻通道構成，通過這些冷卻通道可主動冷卻模具作用面，以便 由此能夠尤其在待達到的淬火效果方面對熱板材進行有針對性的冷卻。在這種情況下特別 優選地規定，切割裝置設計用于在板材被切邊和/或沖孔時將至少一個未冷卻的板區域與 冷卻過的板區域分開。未冷卻的板區域例如是指外側邊緣和/或加工余量，其在分離后作 為未冷卻的并且因此仍較熱的板邊廢料件產生。
此外優選規定，模具的至少一個切割裝置設計為，使得板材可以在基本上垂直于 工作方向(擠壓作用方向)延伸的區域內被切邊和/或沖孔。同樣優選規定，模具的至少 一個切割裝置具有滑塊或分離滑塊，通過其可在相對于工作方向陡峭的區域內對所述板材 進行切邊和/或沖孔。相對于工作方向陡峭地延伸的區域尤其理解為(在模具中)相對于 工作方向基本上以0°至60°，優選為0°至40°并且尤其是約5°至15°的角度延伸的 板材區段。
為了定位板邊廢料件，模具可以具有至少一個預設的帶有止擋(例如形式為一個 或多個止擋銷)的運動面或運動軌道，板邊廢料件直接在切割過程之后或者在打開模具時 可以在運動面或運動軌道上滑動并且在止擋處進入定義位置。板邊廢料件在運動面上的運 動例如可通過推進器進行。然而，運動面設計為滑坡式或斜面狀，使得板邊廢料件可以由于重力作用而向止擋滑行或滑落。
為了定位板邊廢料件，模具也可以具有至少一個帶有收集裝置(例如止擋面或收 集盤)的(用于板邊廢料件的)下降部段或沉落部段。
優選規定，按本發明的設備的抓具具有至少一個耐熱的抓取元件，通過該抓取元 件能夠從所述定義位置抓取所述仍較熱的板邊廢料件。在此尤其是指電磁抓取元件或者氣 動操控或控制的磁性抓取元件(其具有例如吸引板材的永久磁體，其中通過機械地按壓板 材使其與永久磁體分開來實現松脫)。然而，耐熱的抓取元件也可以是夾式抓取元件或抽吸 式抓取元件，只要材料具有耐熱的性質即可。
特別優選地規定，抓具還設計用于同時取出至少一個被切邊和/或沖孔的板材成 型件。由此可以用唯一的抓具既抓取至少一個板材成型件，又抓取在切邊和/或沖孔時產 生的至少一個板邊廢料件，并且將上述部分從模具或擠壓腔中取出。抓具為此只需進入打 開的模具一次。
在此特別有利的是，抓具具有用于抓取仍較熱的板邊廢料件的帶有一些第一抓取 元件(即帶有至少一個第一抓取元件)的第一抓取裝置和用于抓取已經冷卻的板材成型件 的帶有一些第二抓取元件(即帶有至少一個第二抓取元件)的第二抓取裝置。尤其規定可 彼此獨立地操作或控制所述兩個抓取裝置，使得板邊廢料件可以與板材成型件分開地被抓 取并且投置或放置。第一抓取元件例如可以是如上所述耐熱的抓取元件。第二抓取元件例 如可以是傳統的抽吸式抓具。
按本發明的方法至少包括以下步驟
-提供按照本發明的設備；
-將被加熱的板材放入尤其是自動放入打開的模具中并且關閉所述模具；
-使被加熱的板材成形并且必要時對其進行加壓淬火，接下來在模具中對板材進 行切邊和/或沖孔；
-打開模具并且借助抓具自動地抓取至少一個仍較熱的板邊廢料件。
按本發明的方法的設計方案和擴展設計可類似于之前和/或之后的闡述得出。按 本發明的方法可以具有在此未詳細闡述的其它步驟、分步驟和/或中間步驟。


本發明的其它特征和優點由附圖和以下的說明得出并且不限于此。在示例性附圖 中示出的和/或在以下闡述的特征與所示或所述的特征組合方式無關地同時也是本發明 的公共特征。在附圖中
圖1以示意性剖視圖示出按本發明的用于加壓淬火和切割板材的設備；
圖2以示意性剖視圖示出用于圖1中設備的另一模具。
具體實施方式
圖1示出用于加壓淬火和切割板材或用于制造加壓淬火且被切割的板材成型件 的設備。所述設備包括整體用100表示的加壓淬火模具(其中熱成形模具可以基本上相同 地構造)，所述模具裝入未示出的成型擠壓機內，所述設備還包括整體用200表示的抓具。
抓具200具有抓臂210，該抓臂210帶有固定在其上并且與模具100適配的抓具十字叉220，多個抓取元件230和240設置在抓具十字叉(Greiferspinne)上。抓具200并且 尤其是抓具十字叉220也可以構造得不同。
模具100具有第一下部模具部分110，其帶有用于造型的凸模111和夾具112。113 表示集成在凸模111中的有冷卻介質流過的冷卻通道。模具100還具有只示意性示出的上 部第二模具部分120，該上部第二模具部分可以借助成型擠壓機沿用D表示的工作方向相 對于下部模具部分110移動。
在模具部分110和120之間，可以按本身已知的方式成形并且加壓淬火被加熱的 板材300。根據方法導向，板材300的成形理解為成型或形狀校正。所示的模具100還具有 多個未詳細示出的機械切割裝置，通過該切割裝置能夠基本上在成形后(也就是說在成形 過程之后或成形過程結束時)在仍較熱的狀態中對板材300進行切邊和/或必要時還進行 沖孔。所述切割裝置例如具有對應的可確定地按本身已知的方式剪切板材的切削刃、切刀 等。設置在上部模具部分120內的滑塊用125表示，通過該滑塊可在按照上述定義陡峭的 區域內對板材300進行切邊和/或必要時進行沖孔。
圖1的視圖示出了完成的加壓淬火和切割過程，模具100又處于打開狀態。成形 為板材成型件301并且外輪廓被切邊的板材300位于凸模111上。用310和320表示在切 割過程中產生或掉落的板邊廢料件。板材300的板厚例如可以為O. 5mm至2. 0mm。
板材成型件301和板邊廢料件310和320共同被抓具200同時從模具100中取出。 為此，在模具100打開時，借助機器人或進給器運動的抓具200首先移動到模具部分110和 120之間，接著如所示的那樣下沉，以便抓取板材成型件301和板邊廢料件310和320，這在 下面還要詳細闡述。為了使抓具200能夠工藝可靠地抓取板邊廢料件310和320并且將其 從模具100中取出，板邊廢料件需要在切割過程后被置于定義位置上。
在為工件或板材300切邊時在陡峭區域(相對于工作方向D陡峭的區域)產生 的板邊廢料件310在切割后由于重力作用而經由下部模具部分110上的滑坡式運動面 115 (例如設計在凸模111上)向止擋116 (例如可以是一個或多個止擋銷)滑落并且以此 方式處于模具100內部的所示定義位置上。因此模具100設計為，使得在切邊時產生于陡 峭區域內的板邊廢料件310被置于定義位置，板邊廢料件310從該定義位置上可由抓具200 工藝可靠地取出。
在為工件或板材300切邊時產生于基本上水平的區域(垂直于工作方向D的區 域)內并且位于夾具112上的板邊廢料件320在模具100打開時夾具112向上(與工作方 向D相反地)垂直移動被置于模具100內部的所示定義位置上。
例如加熱到超過900°C并且在被加熱狀態下放入模具100中的板材300 (其中視 實施工藝而定可以指的是平的或者已經冷預成形的板材)只在冷卻通道113的區域內被冷 卻并且相應地淬火(在上部模具部分120中也可以存在冷卻通道)。因此在圖1所示的模 具100中，切邊時的切割導引以有利的方式在被冷卻的區域之外進行，其中，位于外部的未 冷卻板材區域與位于內部的冷卻板材區域分開并且形成板邊廢料件。然而這意味著板邊廢 料件310和320在被抓取和取出時還是熱的，而板材成型件301已經冷卻了。
為了能夠共同地同時取出冷卻的板材成型件301和例如仍有400°C并且部分仍高 達650°C的熱板邊廢料件310和320，抓具200裝備有至少兩個可單獨控制的抓取裝置。第 一抓取裝置設置用于抓取板邊廢料件310和320并且包括多個耐熱的第一抓取元件230，其中，該抓取元件例如可以是指如上所述的電磁抓取元件、氣動控制的磁性抓取元件或夾式 抓取元件。板邊廢料件310和320可能受到的表面損傷是無關緊要的。第二抓取裝置設置 用于抓取加壓淬火且被切邊的板材成型件301并且包括多個第二抓取元件，其中，該抓取 元件例如可以是指傳統的抽吸式抓具?？赡茉O置的可使板材成型件301從凸模111上松脫 的部件起模器沒有示出。
在抓取板材成型件301和板邊廢料件310和320后，抓具200從模具100中移出。 接著將抓具十字叉220定位在廢料槽、廢料容器等上方并且通過使第一抓取元件230松脫 (例如通過使附屬的電路或氣動回路解鎖)而投下板邊廢料件310和320。接著將抓具十 字叉220移動到運輸容器等上方，加壓淬火且被切邊的板材成型件301可以尤其是被分類 地放置在運輸容器中，這通過使第二抓取元件240松脫來實現。備選地，板材成型件301也 可以被轉運到接下來的加工站處，其中，該轉運可以按板材成型件301的確定定向進行。所 述放置或投置過程也可以按相反的順序進行。
圖2示出另一模具IOOa的下部模具部分110a。與圖1所示的模具100不同的是， 在此設置有下降部段117a，如所示的那樣，熱板邊廢料件310a沿著該下降部段在切割后通 過重力作用基本上垂直向下掉落并且最后位置準確地處于基本上水平定向的平的收集裝 置118a上。從該模具IOOa內部的定義位置上，板邊廢料件310a可以與板邊廢料件320a 和板材成型件301a —起如上所述地由抓具工藝可靠地抓取并且從模具IOOa中取出。位置 適配器用119a表示。設計在凸模Illa上的切削刃用114a表示，其為了進行分離操作而與 設置在上部模具部分上的切削刃(其中該切削刃尤其設計在滑塊上，如圖1所示)共同作 用，以便基本上在成形后沿定義的切割線剪切板材300a。
附圖標記清單
100模具(加壓淬火模具)
110下部模具部分
111凸模
112夾具或支頂器
113冷卻通道
114切削刃
115滑坡式運動面
116止擋
117下降部段
118收集裝置
119位置適配器
120上部模具部分
125滑塊
200抓具
220抓具十字叉或抓具網架
230第一抓取元件
240第二抓取元件
300板材
301
310
320板材成型件 板邊廢料件 板邊廢料件
權利要求
1.一種用于對板材(300)進行熱成形尤其是加壓淬火的設備，該設備包括至少一個模具(100)，該模具具有至少兩個可相對移動的模具部分(110、120)，被加熱的板材(300)能夠在所述至少兩個模具部分之間成形，所述模具還具有至少一個機械的切割裝置，通過該切割裝置能夠在板材(300)成形后在仍較熱的狀態中對該板材進行切邊和/或沖孔，其特征在于，所述設備還包括至少一個可移動的抓具(200)，通過該抓具可以在所述板材(300) 被切邊和/或沖孔后自動地將至少一個仍較熱的板邊廢料件(310、320)從模具(100)中取出，其中，所述模具(100)設計成，使得所述仍較熱的板邊廢料件(310、320)在所述切邊和 /或沖孔后進入能夠被所述抓具(200)工藝可靠地取出的定義位置。
2.按權利要求1所述的設備，其特征在于，所述模具(100)具有至少一個用于冷卻所述板材(300)的冷卻裝置(113)，并且所述切割裝置設計成，使得在對所述板材(300)進行切邊和/或沖孔時將至少一個未冷卻的板區域與冷卻過的板區域分割開。
3.按權利要求1或2所述的設備，其特征在于，所述模具(100)的切割裝置具有滑塊 (125)，通過該滑塊可對所述板材(300)在其陡峭或大坡度的區段內進行切邊和/或沖孔。
4.按前述權利要求之一并且尤其是權利要求3所述的設備，其特征在于，所述模具 (100)為了定位所述板邊廢料件(310)而具有帶有止擋(116)的滑坡式運動面(115)。
5.按前述權利要求之一所述的設備，其特征在于，所述模具(IOOa)為了定位所述板邊廢料件(310a)而具有帶有收集裝置(118a)的下降部段(117a)。
6.按前述權利要求之一所述的設備，其特征在于，所述抓具(200)具有至少一個耐熱的抓取元件(230)，通過該耐熱的抓取元件(230)能夠從所述定義位置抓取所述仍較熱的板邊廢料件(310、320)。
7.按前述權利要求之一所述的設備，其特征在于，所述抓具(200)還設計用于同時取出至少一個被切邊和/或沖孔的板材成型件(301)。
8.按權利要求7所述的設備，其特征在于，所述抓具(200)具有用于抓取所述板邊廢料件(310、320)的帶有第一抓取元件(230)的第一抓取裝置和用于抓取所述板材成型件 (301)的帶有第二抓取元件(240)的第二抓取裝置，其中，能夠彼此獨立地操作所述兩個抓取裝置。
9.一種應用在按前述權利要求之一所述的設備中的抓具(200)，其中，所述抓具(200) 按照前述權利要求1至8中至少一項的特征設計。
10.一種用于對板材(300)進行熱成形尤其是加壓淬火的方法，其特征在于以下步驟-提供按照前述權利要求1至8之一所述的設備；-將被加熱的板材(300)放入打開的模具(100)中并且關閉所述模具(100)；-使被加熱的板材(300)成形并且必要時對其進行加壓淬火，接下來在所述模具(100) 中對所述板材(300)進行切邊和/或沖孔；-打開所述模具(100)并且借助抓具(200)自動地抓取至少一個仍較熱的板邊廢料件。
全文摘要
本發明涉及一種用于對板材(300)進行熱成形尤其是加壓淬火的設備，該設備包括至少一個模具(100)，該模具具有至少兩個可相對移動的模具部分(110、120)，被加熱的板材可在這至少兩個模具部分之間成形，所述模具還具有至少一個機械切割裝置，通過該機械切割裝置可在板材成形后在仍較熱的狀態中對該板材進行切邊和/或沖孔。此外規定，所述設備包括至少一個可移動的抓具(200)，通過該抓具可在板材被切邊和/或沖孔后自動地將至少一個仍較熱的板邊廢料件(310、320)從模具(100)中取出，所述模具設計成，使得仍較熱的板邊廢料件在切邊和/或沖孔后進入能夠被抓具工藝可靠地取出的定義位置。本發明還涉及一種可在所述設備上實施的、用于對板材進行熱成形尤其是加壓淬火的方法。
文檔編號C21D7/13GK103056213SQ201210404328
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月22日 優先權日2011年10月22日
發明者M.科特齊安, R.馬利克, P.奧爾克斯 申請人:大眾汽車有限公司