專利名稱：用于彎曲帶材料生成切削模具的折彎機(jī)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于彎曲具有尖銳的刀口的帶材料，例如鋼以生成切削模具(cutring die)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)切削織物或者其它材料產(chǎn)生特定的形狀時(shí)，制造者會(huì)使用切削模具。切削模具通常是彎成期望的形狀并且具有銳化邊緣的鋼帶。當(dāng)在壓力機(jī)中使用來切削材料時(shí)，切削模具可以安裝至基座來使它保持在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。在其它的用途中，例如切削皮革，模具不安裝至基座，而是直接附著到切削裝置或者直接放置在被切削的材料上。
依照傳統(tǒng)，切削模具通過手彎曲形成所需要的特定形狀。就象古典的作工一樣，這可以提供優(yōu)良的產(chǎn)品。由于增加了勞動(dòng)成本，這種方法通常在經(jīng)濟(jì)上不再可行了。因此需要依靠機(jī)械方法以精確地并且成本高效的方式來生產(chǎn)切削模具。
本發(fā)明解決了這一需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明或者發(fā)明的一個(gè)目的是在現(xiàn)有的技術(shù)上的提高。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于彎曲帶材料例如以生成切削模具的設(shè)備或者工藝。下面的概要內(nèi)容描述了本發(fā)明的各個(gè)特征，但并不是界定或限制本發(fā)明，它們可以在本文的這段或者其它段中所描述的一些或者所有元件或者步驟中進(jìn)行組合或者下級組合。
本發(fā)明的目標(biāo)是用于生產(chǎn)切削模具的折彎機(jī)。折彎機(jī)可以包括a)用于從供給裝置接收材料的進(jìn)給器；b)從用于彎曲的所述進(jìn)給器接收材料的折彎工具，和
c)用于在從折彎工具輸出時(shí)支撐材料的支撐表面。
折彎機(jī)還可以包括具有用于支撐卷繞材料的轉(zhuǎn)臺的供給裝置。
折彎機(jī)還包括材料清潔器。折彎機(jī)還包括矯直器，用于在材料進(jìn)入折彎工具之前矯直材料。
折彎機(jī)還包括用于在所述材料彎曲或者切槽之前加熱材料的加熱單元。
折彎機(jī)還包括在材料中生成切槽的切槽單元，切槽單元使用陽模和陰模。
折彎機(jī)還包括印刷單元，它在折彎工具之前用于在材料上印刷信息。
本發(fā)明的目標(biāo)還在于一種用于生成切削模具的方法。方法包括如下步驟a)從材料源抽取材料；b)向折彎工具供給材料；c)彎曲材料；d)在彎曲以后支撐材料；e)重復(fù)步驟a)至d)，直到完成所述切削模具；和f)在完成步驟e)之后從所述材料源切去所述切削模具。
生成切削模具的方法還包括在從材料源抽取材料之后和供給材料之前清潔材料的步驟。
生成切削模具的方法還包括在從材料源抽取材料之后和彎曲材料之前矯直材料的步驟。
生成切削模具的方法還包括在材料彎曲之前加熱材料的步驟。
生成切削模具的方法還包括材料切槽的步驟。生成切削模具的方法還包括在材料通過折彎工具彎曲之前在材料上印刷信息的步驟。
生成切削模具的折彎機(jī)或者方法還包括涉及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的元件或者步驟。


為了更好地理解本發(fā)明并且更清楚地顯示它是如何實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在將通過實(shí)例來參考附圖進(jìn)行描述，這些附圖有助于理解本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1a是切削模具的等角圖；圖1b是具有切槽的切削模具的等角圖；圖2是包含了本發(fā)明的折彎機(jī)的等角圖；圖3是本發(fā)明的一部分的頂視圖；圖4是本發(fā)明的一部分的側(cè)視圖；圖5是折彎工具的頂視圖；圖6是本發(fā)明的輸出端的端視圖；圖7是材料清潔器的頂視圖；圖8是材料清潔器的等角圖；圖9是蓋子打開了的材料矯直器的底視圖；圖10是蓋子閉合了的材料矯直器的底視圖；圖11是蓋子打開了的材料矯直器的等角圖；圖12是蓋子閉合了的材料矯直器的等角圖；圖13是加熱單元的一部分的側(cè)視圖；圖14a、14c和14b是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖；并且圖15a和15b是彎曲加工的流程圖。
具體實(shí)施例方式
精確地制造切削模具非常復(fù)雜。為了幫助讀者理解切削模具的復(fù)雜性，現(xiàn)在來參閱圖1a。圖1a是切削模具的等角圖，其中切削模具總體上由10表示。切削模具10由一片可在各個(gè)角度進(jìn)行彎曲的材料12構(gòu)成。材料12具有刀口14。依照模具10將切削的產(chǎn)品，刀口14可以具有多種不同形狀中的一種。材料12可以具有許多不同的特征，一個(gè)特征是經(jīng)過熱處理、銳化和有鋸齒的刀口14。模具10可以通過撐板16加固從而保證模具10在使用過程中不會(huì)變形。如果使用，撐板16通常焊接到材料12上。撐板16也可以可選擇地包括一個(gè)或多個(gè)安裝孔18，從而允許模具10裝接在切削板或壓機(jī)(未顯示)上。
現(xiàn)在參見圖1b中具有切槽的切削模具的等角圖，切削模具總體上由20表示。切削模具20與切削模具10的結(jié)構(gòu)相同，但是外加了一個(gè)或多個(gè)切槽22。切槽22用于在切出的產(chǎn)品中生成切口，以便產(chǎn)品的零件可以高效地縫合在一起。例如，對于汽車的裝飾而言，切出的產(chǎn)品可能需要許多折邊從而呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，通過切槽22生成的切口就會(huì)有助于切出產(chǎn)品的折邊和零件的連接。切口還有助于切出產(chǎn)品的零件的對準(zhǔn)，這樣，它們就可以精確地縫合在一起。切槽22可以呈現(xiàn)多種形狀和尺寸，包括可以沿著材料12的整個(gè)垂直高度延伸。
現(xiàn)在參見圖2，本發(fā)明的折彎機(jī)的等角圖總體上由100顯示出。折彎機(jī)100從卷材轉(zhuǎn)臺102中接收一卷材料，例如鋼或另一種適當(dāng)?shù)牟牧?，該材料從材料進(jìn)給器104供給到折彎工具106來生成切削模具。卷材轉(zhuǎn)臺102能夠向下游或者反向供給材料以便接收材料。當(dāng)從卷材轉(zhuǎn)臺102移走材料時(shí)，它經(jīng)歷了由材料清潔器108進(jìn)行的清潔過程，清潔的細(xì)節(jié)由圖7和8的說明來提供。在穿過材料清潔器108之后，材料由材料矯直器110矯直，矯直的細(xì)節(jié)由圖9、10、11和12的說明來提供。
材料沿著充當(dāng)材料進(jìn)給器104的基座的材料導(dǎo)向裝置112導(dǎo)向折彎工具106。折彎工具106能夠使材料按照計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所確定的一系列角度進(jìn)行彎曲。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的細(xì)節(jié)由圖14的說明來提供。在一些情形下，在彎曲之前需要加熱材料。根據(jù)彎曲的材料的特征，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)確定是否需要加熱來輔助彎曲。對高度大約在19mm至50mm、厚度大約在2mm至3mm數(shù)量級的鋼材進(jìn)行的試驗(yàn)表明，如果對要彎曲的區(qū)域進(jìn)行了加熱，那么就可以更精確地彎曲大約45度的角度。另外，如果要彎曲的材料的刀口有鋸齒，那么在彎曲之前進(jìn)行的加熱可以保證有鋸齒的邊緣不會(huì)斷裂并且保持完整。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)確定在彎曲之前何時(shí)應(yīng)該對材料加熱。這取決于彎曲角度和材料的特征。當(dāng)材料將要彎曲時(shí)，材料就通過材料進(jìn)給器104向前送入加熱單元114，在其中材料進(jìn)行加熱然后返回到折彎工具106中進(jìn)行彎曲。在一些情形下材料需要被″切槽″。在這種情況下，材料在切槽附近由加熱單元114加熱，并且調(diào)用刻刀116在需要的位置處提供切槽。一旦完成了切槽，材料12就朝向折彎工具106縮回以便于進(jìn)行下一個(gè)彎曲。切槽用于在切出的產(chǎn)品中提供切口，以便切出的產(chǎn)品可以高效地縫成成品。例如，對于汽車的裝飾而言，切出的產(chǎn)品可能需要許多折邊從而呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，切口就會(huì)有助于切出產(chǎn)品的折邊和零件的連接。切口還有助于切出產(chǎn)品的零件的對準(zhǔn)，這樣，它們就可以精確地縫合在一起。
當(dāng)材料彎曲時(shí)，它將呈現(xiàn)多種角度并且因此會(huì)需要支撐表面118。支撐表面118為材料離開折彎工具106提供了大且穩(wěn)定的表面。可以理解的是，支撐表面118可以呈現(xiàn)多種形式。本實(shí)施例中的支撐表面118為大工作臺的形式。在切削模具的產(chǎn)生期間，工作臺為折彎機(jī)100的輸出提供了高效的支撐表面。
折彎機(jī)100能夠彎曲多種材料并且在典型的應(yīng)用中，用于彎曲高度大約為19mm至50mm、厚度大約為2mm至3mm的鋼材。為了彎曲這種材料，折彎工具106由能夠提供使材料彎曲的足夠大的扭具的馬達(dá)來提供動(dòng)力。本發(fā)明的發(fā)明者的主旨不是在于將本發(fā)明限制在所示的彎曲頭部的具體形式上，而是符合折彎機(jī)的要求的任何形式的折彎機(jī)頭部都可以使用。
折彎機(jī)100的許多部件都是通過氣動(dòng)汽缸和閥來提供動(dòng)力。使用氣動(dòng)功率的一個(gè)實(shí)例是增壓器120。增壓器120接受空氣作為輸入并且使用石油動(dòng)力汽缸來驅(qū)動(dòng)刻刀116。
折彎機(jī)100具有材料護(hù)套122來防止對材料的所有干涉并且保護(hù)操作者不受傷害。折彎機(jī)100由機(jī)框124支撐。在框架124內(nèi)有控制箱126，它包住用于機(jī)器100的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(見圖14)。
折彎機(jī)100頂上有信標(biāo)燈128。信標(biāo)燈指示折彎機(jī)100的操作狀態(tài)。信標(biāo)燈128的顏色可以限定用于描述機(jī)器100的狀態(tài)的工具，例如工作、不工作或者故障。折彎機(jī)100還在上面安裝了兩個(gè)緊急停止按鈕(未顯示)。在由操作者啟動(dòng)時(shí)，會(huì)切斷連接折彎機(jī)100的所有功率。在這種狀態(tài)下，信標(biāo)燈128將指示為不工作的狀態(tài)。
現(xiàn)在參見圖3，本發(fā)明的一部分的頂視圖，總體由150來表示。材料12由材料進(jìn)給器104從材料卷繞154(由卷材轉(zhuǎn)臺102支撐供給。材料進(jìn)給器104由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制并且包括用于夾緊材料12的氣壓夾具。雖然本發(fā)明是加工卷繞形的材料，但是它也可以很容易地用于處理直的坯料。材料進(jìn)給器104能夠沿兩個(gè)方向移動(dòng)，要么朝向彎曲頭部106從卷繞154中抽取材料，要么在需要的時(shí)候向卷繞154返回材料。材料12由材料清潔器108進(jìn)行清潔，細(xì)節(jié)由圖7和8的說明來提供。材料12接下來由材料矯直器110矯直，矯直的細(xì)節(jié)由圖9、10、11和12的說明來提供。材料進(jìn)給器104由材料進(jìn)給器螺旋(screw)158沿著引導(dǎo)件160線性驅(qū)動(dòng)。引導(dǎo)件160保證材料進(jìn)給器104線性移動(dòng)，偏差最小。前進(jìn)夾緊裝置162嚙合以便在材料進(jìn)給器104從材料12上釋放返回到原始位置時(shí)夾緊材料12。
當(dāng)材料進(jìn)給器104返回到原始位置夾緊材料12時(shí)，前進(jìn)夾緊裝置162保證將材料12保持在適當(dāng)位置上。印刷單元164用來印刷被制造的模具的有關(guān)信息。這種信息通常包括使用者的標(biāo)識、模具編號和制造日期。印刷單元164印刷由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)確定的連續(xù)的隔開的圖案。材料進(jìn)給器104和它的相關(guān)聯(lián)的部件安裝至加工板156，加工板用作機(jī)器100的工作面。如果不需要對材料12進(jìn)行加熱或切槽，那么折彎工具106就將材料12彎曲成期望的角度。如果需要切槽或者加熱，那么材料12就經(jīng)過折彎工具106前進(jìn)至加熱單元114和/或刻刀116，然后縮回至折彎工具106進(jìn)行彎曲?？痰?16包括兩個(gè)主要的部件，陽模222和陰模224。
現(xiàn)在參見圖4中本發(fā)明的一部分的側(cè)視圖，總體由180來表示。材料12的供給由材料進(jìn)給器104在材料進(jìn)給器驅(qū)動(dòng)182的控制下完成。材料進(jìn)給器驅(qū)動(dòng)182使用材料進(jìn)給器螺旋158驅(qū)動(dòng)材料進(jìn)給器104。材料進(jìn)給器驅(qū)動(dòng)182按照計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的需要向前或者反向操作。折彎工具106包括三個(gè)部件，旋轉(zhuǎn)部分184，固定部分186，和折彎工具驅(qū)動(dòng)188。還可以使用多種配置的折彎工具。本發(fā)明的發(fā)明者并不是旨在將本發(fā)明限制在所示的具體折彎工具的使用上。
刻刀116可以按照需要降低從而在材料12中形成切槽。在不使用時(shí)，刻刀116縮回到材料12上方。加熱單元114使用加集熱器190來加熱材料12從而有助于彎曲和切槽。在本實(shí)施例中，加熱單元114和刻刀116布置成如下，一旦材料12處于將切槽的位置時(shí)，加熱單元114就抬起從而在切槽之前加熱材料并且刻刀116下降從而形成切槽。這種配置保證材料12在加熱和切槽時(shí)不需要移動(dòng)。該配置還保證加熱單元114不干涉材料12的彎曲。
現(xiàn)在參見圖5中折彎工具的頂視圖，總體上由200表示。折彎工具106包括旋轉(zhuǎn)部分184和固定部分186。材料12經(jīng)過固定部分186供給，由折彎工具驅(qū)動(dòng)188驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)部分184沿著需要的方向旋轉(zhuǎn)彎曲材料12。由符號12a表示的所示的虛線顯示了如何通過沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)部分184使材料彎曲。折彎工具106可以將材料12在較寬的范圍內(nèi)沿著順時(shí)針或者逆時(shí)針方向進(jìn)行彎曲。使用者可以設(shè)置彎曲的極限。通常彎曲范圍從0到100度。當(dāng)材料12在彎曲之后彈回時(shí)，使用者可以對計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(見圖14)編程，以便調(diào)節(jié)特定材料在特定角度的彈回?；⌒蔚膹澢梢酝ㄟ^一系列漸進(jìn)的小彎曲來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)完成材料12的彎曲時(shí)，旋轉(zhuǎn)部分184沿著另一方向旋轉(zhuǎn)，直到材料12斷開為止，由此結(jié)束了生成模具的過程。發(fā)明者考慮向本發(fā)明增加切削部分來免去斷開步驟。然而，當(dāng)材料12需要加熱和/或切槽時(shí)，這種裝置會(huì)與加熱和切槽單元沖突，在現(xiàn)有的配置上并沒有提供多少優(yōu)點(diǎn)或者根本沒有提供優(yōu)點(diǎn)。雖然折彎工具106充當(dāng)材料的刀具，但是對相對較薄的材料而言，可能需要單獨(dú)的刀具，因?yàn)檎蹚澒ぞ?06可能會(huì)因?yàn)樘彳浂粫?huì)弄斷旋轉(zhuǎn)部分184。
現(xiàn)在參見圖6中本發(fā)明的輸出端的端視圖，總體由220表示?？痰?16包括陽模222和陰模224。當(dāng)刻刀116降低至材料12時(shí)，就啟動(dòng)陽模222向陰模224移動(dòng)，從而生成材料12中的切槽。在本實(shí)施例中，陰模224是圓形的，并且可以旋轉(zhuǎn)成本發(fā)明的多個(gè)切槽之一?？梢韵嗷ソ粨Q任意數(shù)目的陽?；蛘哧幠砩删唧w形式的切口。如果材料12需要加熱，加熱單元114就抬高，以便集熱器190鄰近材料12并且一旦加熱完成就降低。這種配置還保證加熱單元114不干涉材料12的彎曲。
現(xiàn)在參見圖7中材料清潔器108的頂視圖，總體上由240顯示。圖中，材料12從左至右穿過材料清潔器108。材料12首先經(jīng)過第一密封件242。在本實(shí)施例中，密封件242由例如氯丁橡膠等材料形成。密封件242提供了密封，以保證材料清潔器108中使用的清潔液體保持在清潔器108內(nèi)部。然后材料12經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)噴霧嘴244所施加的清潔溶液。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有效的清潔溶液是由加利福尼亞州的Huntington Harbor的Sunshine Makers有限公司制造的CrystalSimple Green。用過的清潔溶液通過排水管246離開材料清潔器108。然后對用過的清潔溶液除油以移走表面的油并且通過噴霧嘴244循環(huán)。接下來材料12穿過第二密封件248；密封件248與第一密封件242的結(jié)構(gòu)相同。第二密封件248有助于從材料12中除去任何疏松的顆粒和所以余下的清潔溶液，疏松顆粒和余下的清潔溶液都返回到排水管246中。然后材料12穿過一對閾值刮水器(threshold wiper)250，在本實(shí)施例中刮水器的形式為具有多個(gè)指狀物的典型橡膠門密封件。閾值刮水器250將任何剩余的清潔液體返回到排水管146。最后在離開材料清潔器108之前，材料12由毛氈刮水器252進(jìn)行清潔。毛氈刮水器252可以由吸附材料例如毛氈制成，并且用來從材料12上除去任何剩余的水分和表面殘余物。通過打開材料清潔器108的頂部可以很容易地替換刮水器242、248、250和252。
使用材料清潔器108的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為如果材料12由加熱單元114加熱，那么，由于材料12表面上的任何潤滑劑或者其它物質(zhì)的燃燒，清潔的材料將會(huì)產(chǎn)生更少的排放物。這就不需要使用從加熱過程中排出煙的任何排出系統(tǒng)。第二優(yōu)點(diǎn)是，一旦材料已經(jīng)被清除了油和油脂，它還會(huì)保留印刷單元164所印刷的印刷信息。
圖8是材料清潔器108的等角圖，總體上由260表示。圖8顯示了頂部面向觀察者的清潔器108。材料12經(jīng)過入口262進(jìn)入清潔器108，經(jīng)過出口264離開。先前參見圖7描述的特征包括噴霧嘴244和閾值刮水器250。材料清潔器108經(jīng)由安裝托架266安裝至折彎機(jī)100。安裝托架266具有兩個(gè)支點(diǎn)，第一支點(diǎn)268和第二支點(diǎn)270。支點(diǎn)268和270允許材料清潔器108繞著材料12轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)材料12從卷繞154離開時(shí)，就如同進(jìn)入材料清潔器108時(shí)一樣，它還保留著一定的曲率。當(dāng)材料12與材料矯直器110嚙合時(shí)，它就被鎖定在剛性位置。支點(diǎn)268和270允許材料清潔器108調(diào)節(jié)材料12的曲率，同時(shí)允許直著供給到材料矯直器110。雖然本實(shí)施例中材料清潔器108位于材料矯直器110之前，但是它也可以位于材料矯直器110之后。
現(xiàn)在參見圖9的材料矯直器110的底視圖，總體由300所示，其中蓋子打開了。根據(jù)這個(gè)視圖，材料12將從材料矯直器110的左側(cè)進(jìn)入，從右邊離開。材料矯直器110包括主體302，它由鉸鏈306連接到蓋子304。鉸鏈306允許蓋子304打開，從而允許可以進(jìn)入材料矯直器110的內(nèi)部。蓋子304使用偏轉(zhuǎn)把手308打開和閉合。在閉合位置，偏轉(zhuǎn)把手308壓靠一對可調(diào)止擋310，使罩蓋304緊密地保持在適當(dāng)?shù)奈恢??？紤]到磨損，并且保證與偏轉(zhuǎn)把手308的緊密接觸，可調(diào)止擋310可以移動(dòng)。當(dāng)材料12穿過材料矯直器110時(shí)，材料由一系列輥?zhàn)樱辞安枯佔(zhàn)?12和后部輥?zhàn)?14矯直。后部輥?zhàn)?12接觸材料12的后部，前部輥?zhàn)咏佑|前部。每個(gè)輥?zhàn)?12和314包括軸316和多個(gè)盤318。在本實(shí)施例中，每個(gè)輥?zhàn)?12和314都包括五個(gè)盤。后部輥?zhàn)?14安裝在襯墊320中。每個(gè)襯墊320可以從材料矯直器110移走以便有助于維修。另外，每個(gè)襯墊320可以通過使用拉緊螺栓322和拉緊螺母324來調(diào)節(jié)，從而增大或者減小前部和后部輥?zhàn)又g的距離。這允許操作者可以在材料矯直器110的特定部分內(nèi)對材料的矯直施加更大或者更小的壓力，以允許當(dāng)材料12從轉(zhuǎn)臺102供給時(shí)材料12的任何彎曲。材料矯直器110通過安裝托架326安裝至折彎機(jī)100。
現(xiàn)在參見圖10的材料矯直器110的底視圖，總體由350所示，其中蓋子閉合了。在閉合位置，偏轉(zhuǎn)把手308直接壓靠著一對可調(diào)止擋310，使蓋子304保持緊密的閉合。
現(xiàn)在參見圖11的材料矯直器110的等角圖，總體使用400表示，其中蓋子是打開的。顯示出襯墊320從材料矯直器110的主體移走。接近開關(guān)端口402允許在材料矯直器110中安裝接近開關(guān)。接近開關(guān)向計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)指示材料12是否在材料矯直器110內(nèi)部。由于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)知道需要多少材料來制造模具，所以接近開關(guān)中的信息可以用來取消當(dāng)前的彎曲或者警示操作者加載更多材料。雖然未顯示，但是接近開關(guān)可以在折彎機(jī)100的任意個(gè)位置安裝來監(jiān)視材料12的存在。
現(xiàn)在參見圖12的材料矯直器110的等角圖，總體使用450表示，其中蓋子是閉合的。圖12顯示了偏轉(zhuǎn)把手308如何壓靠可調(diào)止擋310來緊密閉合蓋子304。
現(xiàn)在參見圖13的加熱單元114的一部分的側(cè)視圖，總體上由480表示。材料12由導(dǎo)向板482向集熱器190引導(dǎo)。導(dǎo)向板482保證略有彎曲的任何材料被壓向集熱器190，以便實(shí)現(xiàn)一致的加熱。
顯示出材料12并不是與集熱器190的整個(gè)加熱表面鄰近。這就是在生成切槽之前對材料12加熱的位置，其中切槽并沒有沿著材料12的整個(gè)高度延伸。在彎曲的情形下，集熱器190將會(huì)處于更低的位置以便完全鄰近材料12。如果需要沿著材料12的整個(gè)高度延伸的切槽，那么將會(huì)采用與彎曲相同的加熱位置。集熱器190可以由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)移到材料12的垂直側(cè)的任何部分。
在本實(shí)施例中，集熱器190由陶瓷熔融涂層例如氧化鋁或者其等效物制造而成。集熱器190由頻率范圍在20至100千赫茲并且功率等于10千瓦的電源提供動(dòng)力。這允許材料加熱至超過1300度的華氏溫度。電通過充電導(dǎo)體管484傳導(dǎo)至集熱器190。充電導(dǎo)體管484包括幾段釬焊在一起的銅管。由于集熱器190生成熱量，冷卻劑通過加熱單元114在充電導(dǎo)體管484內(nèi)部循環(huán)從而防止釬焊熔化。
由于加熱單元114通過電提供動(dòng)力，所以它可以很容易地通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(見圖14)調(diào)節(jié)以便在精確的瓦特?cái)?shù)下加熱精確的時(shí)間長度。這允許調(diào)節(jié)各種材料所需的熱量并且對相同的材料施加不同的熱量。例如，在切槽時(shí)，銳化邊緣硬化會(huì)需要更多熱量來減小或者消除斷裂。同一材料的主體可能不需要硬化并且需要更小的熱量進(jìn)行彎曲。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種加熱配置對于加熱要彎曲的材料特別是鋼，非常有效。另外，使用單個(gè)集熱器190而不是使用支撐材料12的加熱器，就可以在材料12從折彎工具106前進(jìn)時(shí)，減少加熱單元114和材料12之間的任何干涉。發(fā)明者并不是旨在將本發(fā)明中的加熱器的使用限于本實(shí)施例的精確的配置上，而可以使用許多的加熱器配置。
現(xiàn)在參見圖14a、14b和14c，總體由500顯示了本發(fā)明的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的示意圖。系統(tǒng)500使用可編程邏輯控制器(PLC)502。PLC502包括電源504、CPU506、伺服控制器508、通信卡510、輸入控制器512和輸出控制器514。通信卡510通過通信網(wǎng)絡(luò)集線器518將PLC502連接至局域網(wǎng)(LAN)516。在本實(shí)施例中，LAN516使用以太網(wǎng)協(xié)議，但是也可以使用任何數(shù)目的其它協(xié)議。也經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)集線器518連接到LAN516的是控制PC520?？刂芇C520用于指導(dǎo)PLC502的操作。PC520保持切削模具圖案的數(shù)據(jù)庫。在使用中，操作者選擇使用PC520的切削模具圖案和用于制造圖案的模具的數(shù)目。折彎機(jī)100所需的生成模具的所有信息都下載至PLC502。所需信息包括制造的模具的數(shù)目、材料的彎曲和加熱特征、彎曲之間的段距、彎曲點(diǎn)、每個(gè)彎曲程度和切槽點(diǎn)。這些信息以修改的數(shù)據(jù)交換文件(DXF)的形式下載?；谙螺d的信息，PLC502指導(dǎo)折彎機(jī)100對于每個(gè)圖案制造需要數(shù)目的模具。由于PC520連接到LAN516，所以它可以從連接到LAN516的任何其它裝置接收圖案或者傳輸圖案。
返回到PLC502，現(xiàn)在將更詳細(xì)地討論每個(gè)部件。電源504為PLC502提供動(dòng)力。CPU506控制PLC502的全部過程。伺服控制器508控制彎曲伺服器522和進(jìn)給伺服器524。彎曲伺服器522驅(qū)動(dòng)折彎工具106，進(jìn)給伺服器524控制材料進(jìn)給器104(參見圖3)。如先前所提到的那樣，通信卡510將PLC502連接至網(wǎng)絡(luò)集線器518并且由此控制PC520。輸入控制器512控制多個(gè)輸入，如圖14b所示?？刂葡碌妮斎霕?biāo)記為零件526至540。零件526至536是接近開關(guān)，由此在圖14b內(nèi)的虛線矩形內(nèi)組合在一起。每個(gè)輸入裝置確定折彎機(jī)的部件的狀態(tài)。為了幫助讀者理解每個(gè)輸入裝置所監(jiān)視的部件，因此建議讀者參見圖3。后部夾緊開關(guān)526檢測材料進(jìn)給器104中是否有材料。折彎工具開關(guān)528確定材料是否在折彎工具106處。矯直器開關(guān)530確定矯直器110處是否有材料。加熱開關(guān)532包括一組三個(gè)獨(dú)立的開關(guān)，用于確定加熱單元114的位置，具體地，加熱單元114是處于抬起、降低還是處于中間位置。材料進(jìn)給器開關(guān)534包括一組兩個(gè)開關(guān)，確定彎曲伺服器522或者進(jìn)給伺服器524是否處于原始位置?？痰堕_關(guān)536包括一組兩個(gè)開關(guān)，確定刻刀116處于上位還是下位。氣壓開關(guān)538確定氣壓是否足夠操作折彎機(jī)的各個(gè)氣動(dòng)部件。最后，總控制止擋開關(guān)540檢測緊急停止按鈕是否已經(jīng)由操作者壓下。
輸出控制器514控制多個(gè)裝置，如圖14c所示。這些裝置由零件542至554表示。零件542至550使用汽缸和閥氣動(dòng)由此在虛線矩形中組合在一起。后部夾緊控制器542控制進(jìn)給控制器104使用的夾具來夾緊材料12。前部夾緊控制器544控制向前供給夾具162。加熱控制器546包括一組兩個(gè)控制器，第一個(gè)提升加熱單元114，第二個(gè)降低它。切槽控制器548包括一組三個(gè)控制器，用于提升、降低或者閉合切槽116。清潔控制器550包括一組兩個(gè)控制器。第一控制器操作泵來通過材料清潔器108的噴霧嘴244傳送清潔溶液(見圖7)。第二控制器操作除油器以從用過的清潔溶液表面除去油，以便回收清潔溶液。打印機(jī)控制器552指導(dǎo)印刷單元164的印刷。信標(biāo)控制器554控制信標(biāo)燈128來指示折彎機(jī)的操作狀態(tài)。
現(xiàn)在參見圖15a和15b彎曲加工的流程圖，總體由600表示。由步驟602開始，要?jiǎng)?chuàng)建的有關(guān)模具的信息從控制PC520下載到PLC502。所需信息包括制造的模具的數(shù)目、材料的彎曲和加熱特征、彎曲之間的段距、彎曲點(diǎn)、每個(gè)彎曲程度和切槽點(diǎn)。在步驟604，材料12由操作者從材料卷繞154上通過人工加載直到材料12到達(dá)材料進(jìn)給器104。接下來在步驟606，材料12由材料清潔器108進(jìn)行清潔。在步驟608，進(jìn)行測試來確定在材料矯直器110的入口是否可以獲得材料12。如果不可以，材料卷繞154就是空的，過程移到加載新的材料卷繞的步驟610。然后過程從步驟610返回到步驟604。如果步驟608的測試結(jié)果是真，過程移到對材料12進(jìn)行矯直的步驟612。接下來在步驟614中進(jìn)行測試，確定材料12是否在材料進(jìn)給器104中。如果測試結(jié)果是假，過程就移到步驟616，其中進(jìn)行測試來確定材料進(jìn)給器104是否處于原始位置。如果測試結(jié)果是真，過程就移到步驟610然后到步驟604。如果在步驟616測試結(jié)果是假，過程就移到步驟618，其中材料進(jìn)給器104返回到原始位置。在步驟618之后過程返回到步驟614中進(jìn)行測試。如果在步驟614中測試結(jié)果是真，就在步驟620中指示材料進(jìn)給器104夾緊材料12。然后，過程移到步驟622，其中進(jìn)行測試來確定材料12是否在折彎工具106中。如果該測試結(jié)果是假，過程就移到步驟624，其中材料12由材料進(jìn)給器104向前推進(jìn)。然后在步驟626進(jìn)行測試，確定材料進(jìn)給器104是否已經(jīng)到達(dá)最大位置，如果到達(dá)了，那么過程就移到步驟628，其中材料進(jìn)給器夾具打開并且過程繼續(xù)到步驟616。如果在步驟616中發(fā)現(xiàn)材料進(jìn)給器不是處于最大位置，那么過程就返回到步驟622。步驟622之后，在步驟630中進(jìn)行測試，確定材料進(jìn)給器104是否處于為下一個(gè)彎曲或者切槽提供了充分的材料12的位置上。如果測試的結(jié)果是假，過程就移到步驟628，其中材料進(jìn)給器夾具打開，然后過程移到前面所討論的步驟616。如果步驟630的測試結(jié)果是真，控制就移到圖15b的步驟634，如連接器632所示。
在圖15b的步驟634，材料12上印刷了印刷信息。在步驟636，前進(jìn)下一個(gè)段的長度。段長是下一個(gè)切槽或者彎曲之前的材料長度。如果最近一次操作是切槽，那么在確定該推進(jìn)多少材料時(shí)，折彎工具106之前的材料的數(shù)量應(yīng)該考慮進(jìn)去。如果切槽剛好生成，那么材料也可以從切槽頭部縮回，下一個(gè)彎曲或者切槽應(yīng)該比較接近剛剛生成的切槽。然后過程移到步驟638，其中進(jìn)行測試來確定切削模具是否已經(jīng)完成，如果已經(jīng)完成了，那么過程就移到步驟640，其中材料12在折彎工具106中折斷并完成模具。然后在步驟642進(jìn)行測試來確定這是否是切削模具圖案的最后的模具。如果是，過程就在步驟644結(jié)束。
現(xiàn)在返回到步驟638。如果在步驟638確定模具沒有完成，那么過程就移到其中進(jìn)行測試來確定是否需要切槽的步驟648。如果需要切槽，過程就移到步驟650，其中材料12推進(jìn)到刻刀116。在切槽之前，接下來過程移到步驟652，其中材料12由加熱單元114加熱。在步驟654，材料12由刻刀116切槽，然后過程通過轉(zhuǎn)移器646移到圖15a的步驟630。返回到步驟648之后，如果不需要切槽，過程就移到步驟656，其中進(jìn)行測試來確定在彎曲之前材料12是否必須加熱。如果不需要加熱，那么過程就移到步驟664，其中材料12由折彎工具106進(jìn)行彎曲。如果需要加熱，過程就移到步驟658，其中材料12推進(jìn)到加熱單元114。在步驟660，材料12被加熱，在步驟662中，已經(jīng)加熱過的材料12縮回到折彎工具106。在步驟664，加熱材料12被折彎工具106彎曲。
雖然已經(jīng)參照一些特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員很明顯，在不脫離所附權(quán)利要求所概述的本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以進(jìn)行各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.用于由材料生產(chǎn)切削模具的折彎機(jī)，所述折彎機(jī)包括a)用于接收所述材料的進(jìn)給器；b)從所述進(jìn)給器接收用于彎曲的所述材料的折彎工具，以及c)用于在所述材料從所述折彎工具輸出時(shí)支撐所述材料的支撐表面。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，還包括具有用于支撐所述材料卷的轉(zhuǎn)臺的供給裝置。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的機(jī)器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺沿著向前和反向這兩個(gè)方向操作。
4.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其特征在于，所述進(jìn)給器是夾緊裝置，其在嚙合時(shí)緊密地夾緊所述材料的每側(cè)，并且在脫離時(shí)不與所述材料接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)器，其特征在于，所述進(jìn)給器沿著進(jìn)給器螺旋和導(dǎo)向裝置被驅(qū)動(dòng)，以保證所述材料線性經(jīng)過所述機(jī)器。
6.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)器，還包括鄰近所述折彎工具的向前夾緊裝置，當(dāng)所述進(jìn)給器脫離時(shí)，所述向前夾緊裝置與所述材料嚙合。
7.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)器，還包括材料清潔器。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)器，其特征在于，所述材料清潔器通過具有多個(gè)支點(diǎn)的托架連接至所述折彎機(jī)，所述支點(diǎn)允許所述材料清潔器調(diào)節(jié)所述材料中的彎曲。
9.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)器，還包括矯直器，用于在所述材料進(jìn)入所述折彎工具之前矯直所述材料。
10.如權(quán)利要求2所述的機(jī)器，其特征在于，所述供給裝置包括用于支撐和供給所述材料卷的轉(zhuǎn)臺。
11.如權(quán)利要求9所述的機(jī)器，其特征在于，所述矯直器包括一系列前部和后部輥?zhàn)樱龊蟛枯佔(zhàn)用總€(gè)都安裝在襯墊中，所述前部和后部輥?zhàn)又g的距離可通過施加到襯墊上的拉緊螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
12.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)器，還包括用于在所述材料彎曲或切槽之前加熱所述材料的加熱單元。
13.如權(quán)利要求12所述的機(jī)器，其特征在于，所述加熱單元包括集熱器，所述集熱器具有在加熱之前鄰近所述材料布置的單個(gè)頭部。
14.如權(quán)利要求12或者13所述的機(jī)器，其特征在于，所述加熱單元可以指示加熱所述材料的邊緣的全部或者一部分。
15.如權(quán)利要求13或者14所述的機(jī)器，其特征在于，所述集熱器通過感應(yīng)加熱所述材料。
16.如權(quán)利要求13至15任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其特征在于，所述加熱單元對于供給到所述集熱器的電量和所述材料的持續(xù)加熱時(shí)間都可調(diào)。
17.如權(quán)利要求12至16任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其特征在于，所述加熱單元包括集熱器和導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板設(shè)計(jì)成將所述材料導(dǎo)向所述集熱器。
18.如權(quán)利要求17所述的機(jī)器，其特征在于，當(dāng)加熱所述材料時(shí)，所述集熱器鄰近所述材料的一側(cè)。
19.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)器，還包括在所述材料中生成切槽的切槽單元，所述切槽單元使用陽模和陰模。
20.如權(quán)利要求19所述的機(jī)器，其特征在于，所述陰模具有多種切槽形式，所述陰?？烧{(diào)節(jié)從而與所述陽模匹配切槽的形式。
21.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)器，還包括加熱單元和切槽單元，其中，所述加熱單元和所述切槽單元布置在交叉平面相交平面上，這樣所述材料一旦處于適當(dāng)位置，就不需要移動(dòng)來嚙合所述加熱單元和所述切槽單元或者之一。
22.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的機(jī)器，還包括印刷單元，所述印刷單元位于所述折彎工具之前在所述材料上印刷信息。
23.一種用于生成切削模具的方法，所述方法包括如下步驟a)從材料源抽取材料；b)向折彎工具供給所述材料；c)彎曲所述材料；d)在彎曲以后支撐所述材料；e)重復(fù)步驟a)至d)，直到完成所述切削模具；以及f)在完成步驟e)之后從所述材料源切去所述切削模具。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括在從所述材料源抽取所述材料之后和供給所述材料之前清潔所述材料的步驟。
25.如權(quán)利要求23或者24所述的方法，還包括在從所述材料源抽取材料時(shí)但是在彎曲所述材料之前矯直所述材料的步驟。
26.如權(quán)利要求23至25任意一項(xiàng)所述的方法，還包括在所述彎曲之前加熱所述材料的步驟。
27.如權(quán)利要求23至26任意一項(xiàng)所述的方法，還包括推進(jìn)所述材料經(jīng)過所述折彎工具到達(dá)加熱單元然后將所述材料返回到用于彎曲的所述折彎工具的步驟。
28.如權(quán)利要求23至27任意一項(xiàng)所述的方法，還包括對所述材料切槽的步驟。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括在切槽之前加熱所述材料的步驟。
30.如權(quán)利要求29任意一項(xiàng)所述的方法，還包括如下步驟推進(jìn)所述材料經(jīng)過所述折彎工具到達(dá)用于加熱的加熱單元，然后對所述材料切槽并且向所述折彎工具縮回所述材料。
31.如權(quán)利要求23至30任意一項(xiàng)所述的方法，還包括在所述材料由所述折彎工具彎曲之前在所述材料上印刷信息的步驟。
全文摘要
本發(fā)明是用于彎曲材料例如鋼以便形成產(chǎn)品例如衣物、皮革等的切削模具的折彎機(jī)。卷繞材料(12)經(jīng)過材料洗滌器(108)、矯直器(110)和打印機(jī)(164)由材料進(jìn)給器(104)供給到彎曲頭部(106)。如果需要，材料就經(jīng)過彎曲頭部前進(jìn)至加熱單元(114)并且縮回至彎曲元件以有助于彎曲?？痰?116)也提供在折彎工具(106)之前用于對材料進(jìn)行切槽。切槽使切削模具切削切削產(chǎn)品中的切口。機(jī)器輸出端處的支撐表面在材料彎曲成所需形式的時(shí)候用于支撐材料。
文檔編號B21D1/02GK1832821SQ200480022696
公開日2006年9月13日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月9日
發(fā)明者W·斯科特, M·德拉梅塞德, A·斯洛瓦克 申請人:1500999安大略公司