[发明专利]冲床的转塔刀具架

说明书

相关申请

本申请与于2004年5月20日申请的名称为“冲床的转塔刀具架”的临时专利申请(申请号为60/572,488)有关，并在此要求其优先权。

技术领域

本发明涉及用于插入紧固件的冲床。尤其涉及自动冲床铁砧刀具的更换装置，该自动冲床可用于将紧固件安装在板内，例如金属薄板。

背景技术

如图1所示的液压冲床经常被用作紧固件插入机。这些冲床包括C型框8，并且上刀具3和下刀具6垂直对准并一同安装在平板工件5的上下两侧，以在压力作用下将紧固件安装在该工件内。上刀具由冲头2承载，冲头2垂直伸出和缩回，同时固定在铁砧9上的下刀具6保持不动，而铁砧9安装在与工件5相对的框8的下夹钳上。通常，通过擒纵装置1将紧固件输送到插入位，且擒纵装置1在插入每个紧固件前将紧固件持抵在上刀具的端部。

每个刀具都是针对安装某一特定类型的紧固件而专门设计的，这是因为紧固件的类型和尺寸各异，需要使用不同的刀具安装不同类型的紧固件。因此，这就要求当待安装的紧固件不同时更换刀具。当一个工件需要使用不同类型的紧固件时，将会变得尤其棘手。这要求对于每个工件多次更换刀具，或对工件进行分组加工，且在每组加工之间更换刀具。在任一情形下效率都极低，且操作工和/或工件处理的出错机会均增大。

为解决这一问题，已为紧固件安装冲床发明了刀具更换装置，例如在授予Kelly等人的第6,106,446号美国专利以及授予Kelly等人的第6,135,933号美国专利中所公开的刀具更换装置。这些专利描述了一种刀具更换装置，它可通过将单独的刀具从铁砧上的刀具夹中移进和移出而交换多个铁砧刀具。这要求对从移动带或其他装置(该装置持有铁砧下方独立袋中的各个刀具)输送到铁砧位置的各个刀具进行相当复杂的机器人操作。当更换刀具时，机器人装置从移动袋中取出下一个刀具，装入铁砧上的夹具内，从而将其保持在适当的位置。这个系统非常复杂和昂贵。安装有铁砧的更简化的转塔式冲床刀具架已为人所知，不过，它们没有位置检测装置，并且不能与监测控制器软件一同使用。

因此，在所属技术领域，对于只包含少量部件的坚固可靠的冲床而言，需要采用由控制系统监测的刀具更换机构。此外，需要制造成本低且具有位置检测装置的坚固可靠的刀具更换系统，以确保适当的冲床操作。

发明内容

为满足上述技术要求，已设计出本发明的刀具更换系统。本发明的装置采用一个其上刚性固定有不同刀具的转塔。该塔包括一个以可旋转的方式安装在铁砧顶部的圆形台座，该铁砧与C框冲床的底部夹钳的顶端相连接。当塔转动时，新刀具移入加工区，并与上刀具垂直对准。塔台可在编入索引的工作位置间以手动或电机驱动的方式在任一方向上移动。

已经发明了检测塔位并在塔及其下一个工作位置间建立起索引联系的新颖装置。该索引系统只使用两个位于塔台下方的简单的传感器。传感器安置在砧架内的模块化嵌件内。每台传感器“读取”塔台下方不同的圆轨。磁感应传感器与塔台底部上的凹槽结合使用，提供极其坚固可靠的位置检测系统。本发明中每个塔台装设有四个刀具，且由于有可互换的索引表，本发明允许选择使用期望的任何数量的刀具。索引系统最好与质量保证操作软件一同使用，该质量保证操作软件根据适当刀具的选择、将适当的紧固件向插入位的输送，以及待插入紧固件的数量控制冲床的操作。

更具体地，申请人已发明了冲床的旋转刀具架，其包括带有铁砧的冲床，该铁砧包括一个组件，该组件带有可旋转地安装一大致竖直的轴的装置。旋转塔台固定在轴上，并安装在砧架组件的上方。多个竖直伸出的刀具刚性地固定在塔台的顶侧，塔台相对于由塔台旋转点确定的多个工作位置而言是可旋转的，且塔台上多个刀具中的每个都放置在冲床上刀具的正下方。铁砧组件包括一个分度销，当台板位于每个工作位置时，该分度销可与台板底面上的凹陷配合。它也包括磁感应传感器，其能够对台板底侧上的定位装置做出响应，以指示台板的工作位置。定位装置是在台板下表面上沿两个同心圆轨分布的弓形槽，且与台板构成一个整体。每个刀具都采用色板以颜色编码，这些色板位于与每个刀具相邻的塔台的顶侧。铁砧组件包括牢固固定在C框冲床的下夹钳上的机架。该系统进一步包括一台与传感器电气连接的控制器，当传感器向该控制器发信号，指示台板位于工作位置之一时，该控制器气动驱使指度针与台板上的凹陷相配合。