鍛錘和用於跟蹤鍛錘的錘頭的運動的方法與流程
2023-05-08 17:31:17 1
本發明涉及一種根據權利要求1的或權利要求6的前序部分的鍛錘和用於跟蹤(Verfolgung)鍛錘的錘頭的運動的方法。
背景技術：
由現有技術充分已知用於應用在工業中、例如在自由鍛中或在模鍛中的鍛錘。對於該專業領域的詳細介紹可由文獻「Handbuch Umformtechnik」(Eckhart Doege, Bernd-Arno Behrens, Springer出版社，第二版，2010年，第719頁及以下)得出，就此參考該文獻。
此外，由文件DE 10 2008 064 228 A1已知一種構造為線性錘(Linearhammer)的鍛錘。該已知的線性錘包括調節單元，由該調節單元藉助於位置傳感器來跟蹤線性錘的與錘頭一起運動的次級部件(Sekundaerteil)的變化的位置。
在製造工件(其利用鍛錘通過多次、彼此相繼的鍛打(Schmiedeschlag)來加工)時較高的挑戰是使各個鍛打與鍛造過程相匹配成使得其針對成型結果、即由相應之前的鍛打所造成的工件厚度的減小。
技術實現要素：
因此本發明目的在於提出一種鍛錘或一種用於跟蹤鍛錘的錘頭的運動的方法，藉助於其可完整地且精確地監控錘頭的運動過程，這樣使得也能夠以高精度加工由於多次加工而厚度減小的工件。
從權利要求1或權利要求6的前序部分的特徵出發，該目的通過相應的特徵部分的特徵來實現。在相應的從屬權利要求中說明了有利的且適宜的改進方案。
提出一種用於加工工件的鍛錘，其中，鍛錘包括機架和錘頭，並且其中，機架包括砧座和頭部件(Kopfstueck)。根據本發明，鍛錘包括至少兩個行程測量系統，其中，行程測量系統設置用於測量錘頭在機架中沿著行駛軸線所佔據的豎直的位置，其中，通過第一行程測量系統可檢測錘頭相應在機架中所佔據的錘頭在鍛錘中的位置，並且其中，通過第二行程測量系統可檢測錘頭相應在機架中所佔據的錘頭在鍛錘中的位置。通過使鍛錘這樣冗餘地實施有至少兩個行程測量系統，可通過雙重測量來確定鍛錘的在工件逐步加工期間變化的換向點(Umkehrpunkt)(其可被視為對處於加工中的工件的相對厚度的度量)。雙重測量能夠使由在每次鍛打時出現的顫動在每個行程測量系統中引起的誤差最小化。
此外設置成使行程測量系統中的至少一個(其測量錘頭相對於頭部件的相應的位置)與頭部件相關聯並且將行程測量系統中的至少一個(其測量錘頭相對於砧座的相應的位置)與砧座相關聯。由此，行程測量系統中的一個、即與頭部件相關聯的行程測量系統遠離鍛造區，從而該行程測量系統經受較少的熱負載和較少的顫動並且其測量因此更少地受鍛打影響。通過該定位，利用與頭部件相關聯的行程測量系統可相對更精確地測量。與砧座相關聯的行程測量系統布置在直接參與鍛打的部件錘頭和砧座處並且因此特別適合於在鍛打時監控錘頭。
此外設置成，鍛錘包括第一行程測量系統和第二行程測量系統，其中，在第一行程測量系統中發送器(Geber)布置在錘頭處而接收器(Nehmer)布置在頭部件處，其中，在第二行程測量系統中發送器布置在錘頭處而接收器布置在砧座處。錘頭可簡單地裝備有發送器。
也設置成將鍛錘構造為線性錘，其中，其那麼包括線性馬達作為用於錘頭的驅動器。這樣的鍛錘可高精度地來控制並且因此基於精確的測量結果(其尤其也涉及工件的相應達到的厚度)非常適合進行相匹配的繼續加工。
在鍛錘構造為線性錘的情況下設置成，線性馬達由定子的初級部件和轉子的次級部件形成，轉子包括次級部件和錘頭，次級部件與錘頭的側周面(Mantelflaeche)相連接，定子布置在頭部件中，頭部件布置在砧座上，轉子在砧座中被引導，鍛模的上模與錘頭的下側相連接而鍛模的下模與鍛模的上模相對而置地與砧座相連接。在這樣構造的線性錘中，可容易地布置多個行程測量系統。
根據本發明的用於跟蹤鍛錘的錘頭的運動的方法設置以下所述步驟：
- 利用第一行程測量系統跟蹤錘頭從初始位置的向下運動；
- 開始(Aufnahme)利用第二行程測量系統跟蹤錘頭的向下運動，其中，第二行程測量系統通過第一行程測量系統來初始化，
- 通過兩個行程測量系統跟蹤鍛打和接下來的向上運動，
- 放棄(Aufgabe)通過第二行程測量系統跟蹤向上運動而僅通過第一行程測量系統跟蹤繼續的向上運動。通過第一和第二行程測量系統的測量工作的這樣的分工可保證，錘頭在鍛打的關鍵的時間段中通過兩個行程測量系統來跟蹤並且由此更廣泛地監控鍛打並且提供更多測量數據用於說明鍛打。
也設置成，在經過向下運動的路程的至少10%且尤其至少30%之後，開始利用第二行程測量系統跟蹤錘頭的向下運動。由此可在鍛打的時間段之前通過比較這兩個行程測量系統的測量結果來保證，兩者功能正常，從而然後也可將由第二行程測量系統在鍛打的時間段上所測定的測量值視為正確可能性高的測量值。
此外也設置成，在經過向上運動的路程的至少10%且尤其至少30%之後，放棄通過第二行程測量系統跟蹤錘頭的向上運動。由此，在鍛打的時間段之後可再次將這兩個行程測量系統的測量值相互比較，從而可再次檢查這兩個系統的正確功能性。
也設置成由鍛錘的調節裝置將第一行程測量系統的測量結果和第二行程測量系統的測量結果結合成不中斷的行程測量記錄。由此，可簡單易懂地且以提高的精度記錄鍛打的完整過程。
最後設置成通過第一行程測量系統測量錘頭相對於頭部件的速度或加速度而通過第二行程測量系統測量錘頭相對於砧座的速度或加速度並且從測量值中測定砧座和頭部件的同向或反向運動。通過這樣的方法，可在鍛打的時間段中獲得關於機架的特性且尤其關於砧座和頭部件的反向和同向運動或連接砧座和頭部件的連接件的特性的認識。
附圖說明
下面根據在附圖中示出的實施例來詳細闡述本發明的另外的細節。其中：
圖1顯示了構造為線性錘的鍛錘的第一實施變體的示意性側視圖，其中，轉子或者說錘頭示出在上部的位置II中；
圖2顯示了在圖1中所示的線性錘的另一圖示，其中，轉子或者說錘頭示出在下部的位置I中；
圖3顯示了構造為線性錘的鍛錘的第二實施變體的示意性側視圖，其中，第一和第二行程測量系統不同地來構造。
附圖標記清單
1 鍛錘
la 線性鍛錘
2 砧座
3 頭部件
4錘頭
5 6的下模
6 模具或者說鍛模
7 6的上模
8 定子
9 轉子
10 線性馬達
13 機架
20 4的側周面
21 4的下側
23 下面的頭部件
24 上面的頭部件
35 次級部件
36 初級部件
37 擊打工具
101 鍛錘
101a 鍛錘
103 頭部件
104 錘頭
104a 104的空腔
2401 101a的第一行程測量裝置
2401a 2401的發送器
2401b 2401的接收器
2301 第一行程測量裝置
2301-1 2301的第一所測量的位置
2301-3 2301的另一所測量的位置
2301a 2301的發送器
2301b 2301的接收器
2302 第二行程測量裝置
2302-1 2302的第一所測量的位置
2302-3 2302的另一所測量的位置
2302a 2302的發送器
2302b 2302的接收器
2303 調節裝置
2304 2和3的連接件
2305 2和3的連接件
a,b 在3與2之間的間距
DW W的厚度
F4 4的足部
K4 4的頭部
P4 4的位置
U9 9的換向點
VA9 9的行駛軸線
W 工件
y 空間方向。
具體實施方式
在圖1中以示意圖顯示了構造為線性錘1a的鍛錘1。線性錘1a包括機架13和轉子9。轉子9包括錘頭4和與錘頭4的側周面20在轉子9的行駛軸線VA9的方向上防移動地相連接的次級部件35。為了圖1至3的圖示的清晰性，未示出所有剖開的構件。
機架13包括砧座2以及與砧座2相連接的頭部件3。為了線性馬達10的完整構造，線性錘1a包括帶有初級部件36的定子8。藉助於線性馬達10，轉子9可從以虛線表示的下部的位置I中沿著轉子9的行駛軸線VA9行駛到在圖1中所示的上部的位置II中並且可反過來行駛。
定子8與頭部件3相連接，其中，頭部件3構造成兩件式並且包括下面的頭部件23以及上面的頭部件24。轉子9利用錘頭4的足部F4在機架13的砧座2處被引導並且利用錘頭4的頭部K4在機架13的頭部件3的上面的頭部件24處被引導。
線性錘1a以兩件式的模具6(其由下模5和上模7組成)來運行。下模5與砧座2相連接而上模7與錘頭4的下側21相連接。錘頭4、上模7和次級部件35共同形成擊打工具37，線性錘1a在鍛打時以擊打工具37作用到工件W上，工件W位於下模5上。
線性錘1a包括第一行程測量裝置2301和第二行程測量裝置2302。第一行程測量裝置2301包括布置在錘頭4的頭部K4處的發送器2301a和布置在頭部件3處的接收件2301b。第二行程測量裝置2302包括布置在錘頭4的足部4處的發送器2302a和布置在砧座2處的接收件2302b。
在圖1中的圖示中，第一行程測量裝置2301測量錘頭4的位置2301-1而第二行程測量裝置2302測量錘頭4的位置2302-1。位置2301-1和2302-1描述了錘頭4在坐標系中在y軸上所佔據的位置P4，即，y軸由行駛軸線VA9形成。在這樣的位置中，藉助於調節裝置2303通過第一行程測量裝置2301實現第二行程測量裝置2302的初始化，這兩個行程測量裝置2301和2302聯接到調節裝置2303處。
為了實施鍛打，那麼使錘頭4或轉子9運動到在圖1中以虛線示出的下面的位置I中。其中，轉子9在位置I中以構造為鍛模的模具6的上模7剛好撞到工件W上。在位置I中以及在這兩個行程測量裝置2301和2302測量的所有處於位置I與位置II之間的位置中，其測量結果相互對應。
在圖2中，轉子9現在在其位置II之下在其下部的換向點U9中示出，在換向點U9中工件W的變形結束且轉子9從該換向點U9又向上運動。為了對比，在圖2中工件以較細的線也還以其在變形之前所具有的形狀示出。在到達該換向點U9時刻，由第一行程測量裝置2301來測量位置2301-3而由第二行程測量裝置來測量位置2302-3。由於在鍛打時出現的顫動(其在整個線性錘1a中擴散)，在理想化的考慮中與砧座2通過連接件2304,2305相連接的兩件式的頭部件3相對於砧座2向上運動並且然後代替間距a短時具有增大的間距b，從而所測量的位置2301-3和2302-3相差了這些間距a,b的差。由此，第二行程測量裝置2302在該情況中對於錘頭4或轉子9的位置且因此還對於換向點U9且因此還對於從錘頭4的位置導出的利用鍛打實現的工件W的厚度DW提供更精確的測量值。相應地，調節裝置2303被編程成使得至少在上模7與工件W接觸期間為了測定工件W的厚度DW僅使用由第二行程測量裝置2302所測定的位置。
鑑於在圖3中所示的構造為線性錘101a的鍛錘101的第二實施變體，關於基礎結構且關於線性錘101a的基礎工作方式參照對圖1和2的說明。與在圖1和2中所示的根據本發明的線性錘的第一實施變體相區別，對於在圖3中所示的線性錘101a第一行程測量系統2401在技術上不同地來構造。行程測量系統2401包括構造為磁環的發送器2401a和構造為標杆的接收器2401b。在此，接收器2401b固定在頭部件103處並且伸到錘頭4的構造在錘頭104中的空腔104a中。由於第一行程測量系統2401在這樣的構造中受保護地布置在錘頭104中，其可儘可能不受如灰塵和熱影響地檢測其測量值，從而很大程度上避免由外部影響引起的不精確性。