TW201838741A - 自動打扣機 - Google Patents

Abstract

本發明自動打扣機，包含：一沖壓裝置、一上模、一下模、一伺服驅動裝置、一壓力感測器、一輸入裝置以及一控制器；沖壓裝置具有一固定機構及一活動機構，上模與下模分別安裝在活動機構與固定機構，活動機構與固定機構受到伺服驅動裝置帶動，使得上模與下模彼此接近而進行加工；其中，控制器依照輸入裝置輸入的輸入訊號，與壓力感測器所感測的壓力數值，產生一控制訊號並傳輸給伺服驅動裝置進行控制；使得該自動打扣機能夠防止不正確的加工壓力，並且可以調整加工時活動機構的移動速度，以能對應不同種類多樣化的加工件，並且兼具加工效率。

Description

自動打扣機

本發明是關於一種自動打扣機，尤指一種具有可調整速度的驅動裝置，以及壓力感測器的自動打扣機。

扣件是一種在生活中常見到用來固定兩物體間結合的常用元件；目前扣件的製作方式，大多是先將構成扣件的兩元件先行裝設在扣件的欲形成位置處，然後再利用工具如槌子或是打扣機等，藉由加壓的方式使兩元件中其中至少一個元件的部分產生變形的方式來固定兩元件並形成扣件；在生產過程中，如何針對不同設計形狀的扣件採用適當的操作條件，使得構成扣件的元件間能夠穩固組合、又不至於因為加壓時的壓力過大，對構成扣件的元件或是加工機台本身造成損傷，以及如何兼顧高效率的生產方式，為生產扣件時的主要考量因素。

為了提供生產扣件時所需的是當壓力，在過去的先前技術中，有中國專利公布號CN 10978143號發明專利公開了一種智能鉚接機，其中，為了在生產扣件時，利用適當的壓力將構成扣的元件組合在一起，在該鉚接機中設有一壓力傳感器，用以感測加工時的負載壓力，並將壓力訊號傳遞至控制系統，控制系統經過處理後可得知壓力負載的變化並記錄，當負載超過設定的最大值時，系統會發出警報並進入緊急停止狀態，以防止加工機器受到損害，另一方面，也可透過查看壓力負載的歷史數據及變化曲線得知加工件的材料的性能穩定性。

然而，上述所公開的技術主要僅針對保護機具並記錄加工時，工件的壓力負載來得知材料的性能穩定性，在切換不同種類的扣件加工時，由於說明書未有相關功能的記載，故使用時應需要重新輸入加工用的參數資料，此外，對於加工時最影響整個加工過程所需時間的加工部件的運動方式，也沒有經過特別的設計，而無法兼顧加工時的效率。

本發明之主要目的在於提供一種自動打扣機，該自動打扣機能夠防止被加工件在加工時因加工壓力的不正確而損壞，並且可以調整加工時模具的移動速度，能夠對應多樣化的被加工件種類以及兼具效率的加工需求的自動打扣機。

本發明之次要目的在於提供一種自動打扣機，能夠快速地選擇預先設定好的加工模式，以供加工過程中，快速地針對不同種類的被加工件的加工需求進行加工參數的變換，以提高整體的生產效率。

為達到上述目的，本發明自動打扣機，用以將一金屬材料加工形變，包含： 一沖壓裝置，具有一固定機構以及一活動組裝於上述固定機構的活動機構；一上模，安裝於上述固定機構與活動機構的其中一者；一下模，安裝於上述固定機構與活動機構的其中另一者，並與上述上模沿著一第一軸線排列；一伺服驅動裝置，驅使上述活動機構產生至少一位移速度，使得上述活動機構與固定機構之間產生相對位移，讓上述上模與下模能夠彼此接近或彼此遠離；一壓力感測器，安裝於上述上模與下模的其中一者，用以檢測上述上模與下模共同接近作用於上述金屬材料的壓力數值；一輸入裝置，用以輸入一位移行程、一位移速度以及一加壓數值的其中至少一種來形成一輸入訊號；一控制器，電性連接於上述伺服驅動裝置、上述壓力感測器與上述輸入裝置，用以即時接收上述壓力感測器的壓力數值以及上述輸入裝置的輸入訊號，並結合上述壓力數值以及上述輸入訊號來產生一控制訊號，再將上述控制訊號傳輸給上述伺服驅動裝置。

在詳細機構方面，於一實施例中，上述伺服驅動裝置包含一伺服馬達以及一沿者第二軸線延伸的螺桿，上述螺桿連接於上述沖壓裝置的活動機構，使得上述第二軸線平行於上述第一軸線；利用螺桿而不是汽缸的設計，使得上述活動機構各個構件間的位置及動作能夠得到更為精確的控制。

此外，於一實施例中，上述固定機構設有一安裝上述下模的底座，且上述底座兩側分別設有一活動導軌，而上述活動機構兩側分別套接於上述兩活動導軌，且中央形成有一與上述螺桿連接的連接部。

而在動作方面，在一些實施例中，為了增加整個沖壓過程的速度，或是穩定度等因素度不同所帶來的加工效果，於一實施例中，上述伺服驅動裝置以一第一位移速度帶動上述活動機構進行上述金屬材料的一部分加工行程，再以一不同於上述第一位移速度的第二位移速度進行上述金屬材料的剩餘部分加工行程。

更詳細的說，在一些實施例中，上述控制器依照上述壓力數值的有無，使上述伺服驅動裝置於上述第一位移速度與上述第二位移速度之間進行變換。

而在另一些實施例中，上述控制器依照上述壓力數值的量值，使上述伺服驅動裝置於上述第一位移速度與上述第二位移速度之間進行變換。

為了提供使用者快速變更不同種類的被加工件加工時所用加工參數，於一實施例中，上述控制器中具有一記憶模組，儲存有對應不同種類的被加工件所用的複數組上述輸入訊號、上述壓力數值的至少其中一種。

於一實施例中，上述自動打扣機進一步包含一傳輸裝置，上述傳輸裝置供上述自動打扣機連結一外部電子裝置；以供使用者可以由遠端操控上述自動打扣機。

由以上說明可知，本發明的特點在於具有可以用以保護整個裝置以及被加工件的壓力感測器以及可以由使用者透過輸入裝置來調整活動機構的位移速度來兼顧加工效率的伺服驅動裝置；先藉由輸入裝置來設定適合於加工件種類的伺服驅動裝置的作動條件並透過安裝在沖壓裝置上的上模或下模其中一者的壓力感測器，檢測上述上模與下模共同接近作用於上述被加工件的壓力數值，並透過控制器控制伺服驅動裝置的動作，來控制被加工件形變時的應力，以保護機台及加工件。

此外，控制器在控制作為伺服驅動裝置產生的位移速度時，會依照上述壓力訊號的有無或是其量值的大小，使上述伺服驅動裝置產生的位移速度進行變化，使得受到伺服驅動裝置所帶動的上模或下模的其中一者在單純需要位移而不需要精度時能夠快速移動，並在對被加工件進行加工時以較為緩慢且精確的速度來加工上述被加工件，或是依照被加工件的加工需求進行變更來來兼顧效率與加工品質；此外，還透過控制器中所具有的記憶模組，記憶複數種用於不同的加工件所用輸入訊號，在對不同種類的被加工件進行加工時快速設定適合的加工參數；以及透過一傳輸裝置，供上述自動扣打機連結一外部電子裝置進行相關操作。

茲為便於更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：

請參照圖1、圖2及圖3所示，上述自動打扣機10，包含一沖壓裝置20、一上模30、一下模40、一伺服驅動裝置50、一壓力感測器60、一輸入裝置70、一控制器80以及一傳輸裝置90。

上述沖壓裝置20用以放置一被加工的金屬材料並進行加工動作、上述伺服驅動裝置50連接上述沖壓裝置20，驅動上述沖壓裝置20進行上述加工動作、上述壓力感測器60安裝在上述沖壓裝置20上，用以回饋加工時所產生的一壓力數值，而上述控制器80則是用來當使用者由上述輸入裝置70輸入相關的加工參數後，控制上述伺服驅動裝置50及上述壓力感測器60的控制及回饋來對加工過程進行調整。

更詳細的說，在本實施例中關於硬體的部分，上述沖壓裝置20具有一固定機構21以及一活動機構22，上述活動機構22活動組裝於上述固定機構21，上述上模30安裝於上述活動機構22，用以配合上述下模40進行加工，上述下模40安裝於上述固定機構21，並具有一加工時供上述金屬材料放置的放置部41，且上述上模30及上述下模40排列於一第一軸線42上，上述壓力感測器60連接於上述上模30，用以檢測一上述上模30與上述下模40共同接近而作用於上述被加工的金屬材料的壓力數值。

其中，本發明並沒有特別限制被加工的上述金屬材料的種類、形狀、上述沖壓裝置20的樣態、上述上模30、上述下模40的安裝位置以及上述壓力感測器60的安裝位置等條件，使得在其他實施例中，上述金屬材料可以更換為其他塑性材料如塑膠等、上述沖壓裝置20可以同時具有兩組作動時會互相接近活動機構22，或者在一些實施例中，上述上模30是安裝在上述固定機構21，而上述下模40則是安裝在上述活動機構22，又或者在一些實施例中，上述壓力感測器60是連接上述下模40。

回到本實施例，請參照圖1、圖2所示，在本實施例中，上述伺服驅動裝置50包含一伺服馬達51，以及一連接上述伺服馬達51，並於一於一第二軸線43延伸的螺桿52，上述螺桿52連接於上述活動機構22，並使得上述第二軸線43平行上述第一軸線42(請參考圖2)；上述固定機構21設有一用以安裝上述下模40的底座210，並於上述底座210兩側設有一活動導軌211，讓上述活動機構22兩側的套筒220則分別套接於兩上述活動導軌211，且其中央形成有一與上述螺桿52連接的連接部221，使得上述伺服馬達51作動時，帶動上述螺桿52並由上述螺桿52帶動上述活動機構22，進而使得上述活動機構22沿著上述活動導軌211相對於上述固定機構21進行運動，讓上述上模30與上述下模40能夠彼此接近或彼此遠離。

一樣，本發明並沒有特別限制上述活動機構22與上述固定機構21的種類，且也沒有特別限制上述伺服驅動裝置50的動力源為上述伺服馬達51，使得在其他實施例中，上述活動導軌211不一定要設置於上述底座210的兩側，一條即可，而上述伺服馬達51可改為一汽缸或是一液壓馬達，在本實施例中採用上述螺桿52與上述伺服馬達51之設計是為了提供更為精確的加工控制需求。

來到相關驅動的部分，控制請參照圖3所示：如同前述說明，在本實施例中，上述控制器80電性連接上述伺服驅動裝置50、上述壓力感測器60、上述輸入裝置70以及上述傳輸裝置90；上述伺服驅動裝置50受到上述控制器80控制驅使上述活動機構22產生至少一位移速度，使得上述活動機構22與上述固定機構21之間產生相對位移，帶動上述上模30與上述下模40對上述金屬材料進行加工；上述輸入裝置70用以供使用者依照加工需求輸入一位移行程、一位移速度以或一加壓數值中至少其中一種來形成一 輸入訊號，並傳遞給上述控制器80，做為上述自動打扣機10加工上述金屬材料時所使用的控制條件；上述壓力感測器60用以檢測上述上模30與上述下模40共同接近而作用於上述金屬材料時的上述壓力數值，並將上述壓力數值傳遞給上述控制器80；而為了可以由遠端設定上述自動打扣機10，在本實施例中，還透過一傳輸裝置90，使得上述輸入訊號亦可以改由一連結上述自動打扣機10的外部電子裝置如電腦等電子設備來輸入並傳遞給上述控制器80。

此外，在本實施例中，上述控制器80還具有一記憶模組81，用以儲存加工時所使用的上述輸入訊號及上述壓力數值的至少其中一種，使得在之後加工相同或類似的上述金屬材料時，可以直接利用上述記憶模組81中所儲存的複數組上述輸入訊號來快速進行相關參數設定；當加工不同形狀種類的上述金屬材料時，可以直接讀取對應不同形狀種類的上述金屬材料所用的上述輸入訊號；或者，用以儲存加工時上述感應器索回傳的上述壓力數值，供使用者針對上述輸入訊號以及加工結果，進行相關上述輸入訊號的調整，又或者，供使用者依照加工需求，在僅輸入上述位移行程、上述位移速度及上述加壓數值的其中之一時，自動的補足其餘加工所需的相關參數。

最後，關於上述自動打扣機10作動時的作動方式，請參考圖4及圖5所示：在一些實施例中，請先參考圖4所示，首先，使用者先依照所要加工的上述金屬材料的形狀、種類及設計方式，由上述輸入裝置70(在一些實施例中，可直接讀取上述記憶模組81)來輸入上述輸入訊號，接著，上述控制器80依照上述輸入訊號，驅動上述伺服馬達51以一第一位移速度帶動上述活動機構22對上述金屬材料進行一部份的加工行程，接著上述壓力感測器60感測到上述壓力數值，並傳遞給上述控制器80；上述控制器80按照是否接受到上述壓力數值判斷上述金屬材料是否已受到上述上模30及上述下模40共同作用，當上述控制器80接收到上述壓力數值後，上述控制器80控制上述伺服馬達51以一第二位移速度帶動上述活動機構22進行上述金屬材料的剩餘部分的加工行程。

上述如圖4的加工方式讓上述伺服馬達51能夠以一視加工速度為優先考量的上述第一位移速度，在不影響上述金屬材料的形變情況下使得上述上模30與上述下模40快速互相接近，並在上述上模30及上述下模40共同作用而對上述金屬材料產生壓力時，以一視加工精確度等加工需求為優先考量的上述第二位移速度，對上述金屬材料進行加工。

關於如何結束整個加工過程的部分，在圖4、圖5的實施例中，當上述伺服馬達51是以上述第二位移速度帶動上述活動機構22進行加工後，上述控制器80透過上述壓力感測器60所感測到的上述壓力數值，結合一可包含於上述輸入訊號或是儲存於上述記憶模組81內的上述加壓數值進行比對；當上述壓力數值的量值大於或等於上述加壓數值時，上述控制器80形成一控制訊號，再將上述控制信號傳遞給上述伺服驅動裝置50，控制上述伺服馬達51的作動而停止對上述金屬材料進行加工，其中收到上述控制信號後，上述伺服馬達51的作動方式可以是停止上述上模30與上述下模40間的接近，或是使上述上模30與上述下模40互相遠離；但要特別說明，本發明並沒有限制停止上述伺服馬達51對上述金屬材料進行加工的方式，使得在其他類似的實施例中，上述伺服馬達51可直接依照上述輸入訊號中的位移行程的設定進行停止，而不需考慮上述壓力數值的量質，例如僅考慮是否接收到上述壓力數值以及上述上模30與上述下模40之間的相對距離的方式進行控制。

而關於在另一些實施例的另一種作動方式，請參考圖5所示，在本實施例中，由於大部分的作動方式類似於圖4之內容，在此就不加以贅述，而僅就差異之處進行說明；在圖5的實施例中，上述輸入訊號進一步包含一變換數值，當上述伺服馬達51以上述第一位移速度驅動上述活動機構22時，上述壓力感測器60會先感測到上述壓力數值，接著在持續感測上述壓力數值的情況下將所感測到的上述感測壓力數值的大小傳遞給控制器80；當上述壓力數值的大小大於或等於上述變換數值時，上述控制器80控制上述伺服馬達51以上述第二位移速度驅動上述活動機構22。

另外，本發明並沒有特別限制整個加工過程中，上述活動機構22的運動方式，使得在一些實施例中，可以先依照上述壓力數值的有無於上述第一位移速度及上述第二位移速度之間進行變化，並依照上述壓力數值的大小，於上述第二位移速度及一第三位移速度之間進行變化。

上述所舉實施例，僅用為方便說明本發明並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士依本發明申請專利範圍及發明說明所作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

10‧‧‧自動打扣機

20‧‧‧沖壓裝置

21‧‧‧固定機構

210‧‧‧底座

211‧‧‧活動導軌

22‧‧‧活動機構

220‧‧‧套筒

221‧‧‧連接部

30‧‧‧上模

40‧‧‧下模

41‧‧‧放置部

42‧‧‧第一軸線

43‧‧‧第二軸線

50‧‧‧伺服驅動裝置

51‧‧‧伺服馬達

52‧‧‧螺桿

60‧‧‧壓力感測器

70‧‧‧輸入裝置

80‧‧‧控制器

81‧‧‧記憶模組

90‧‧‧傳輸裝置

圖1為本發明自動打扣機的硬體設備示意圖； 圖2為圖1的側面示意圖； 圖3為本發明自動打扣機的方塊示意圖； 圖4為本發明自動打扣機於一些實施例的作動流程示意圖； 圖5為本發明自動打扣機於另一些實施例的作動流程示意圖。

Claims (8)

1. 一種自動打扣機，用以將一金屬材料加工形變，包含： 一沖壓裝置，具有一固定機構以及一活動組裝於上述固定機構的活動機構； 一上模，安裝於上述固定機構與活動機構的其中一者； 一下模，安裝於上述固定機構與活動機構的其中另一者，並與上述上模沿著一第一軸線排列； 一伺服驅動裝置，驅使上述活動機構產生至少一位移速度，使得上述活動機構與固定機構之間產生相對位移，讓上述上模與下模能夠彼此接近或彼此遠離； 一壓力感測器，安裝於上述上模與下模的其中一者，用以檢測上述上模與下模共同接近作用於上述金屬材料的壓力數值； 一輸入裝置，用以輸入一位移行程、一位移速度以及一加壓數值的其中至少一種來形成一輸入訊號； 一控制器，電性連接於上述伺服驅動裝置、上述壓力感測器與上述輸入裝置，用以即時接收上述壓力感測器的壓力數值以及上述輸入裝置的輸入訊號，並結合上述壓力數值以及上述輸入訊號來產生一控制訊號，再將上述控制訊號傳輸給上述伺服驅動裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述自動打扣機，其中，上述伺服驅動裝置包含一伺服馬達以及一沿者第二軸線延伸的螺桿，上述螺桿連接於上述沖壓裝置的活動機構，使得上述第二軸線平行於上述第一軸線。
3. 如申請專利範圍第2項所述自動打扣機，其中，上述固定機構設有一安裝上述下模的底座，且上述底座兩側分別設有一活動導軌，而上述活動機構兩側分別套接於上述兩活動導軌，且中央形成有一與上述螺桿連接的連接部。
4. 如申請專利範圍第1項所述自動打扣機，其中，上述伺服驅動裝置以一第一位移速度帶動上述活動機構進行上述金屬材料的一部分加工行程，再以一不同於上述第一位移速度的第二位移速度進行上述金屬材料的剩餘部分加工行程。
5. 如申請專利範圍第4項所述自動打扣機，其中，上述控制器依照上述壓力數值的有無，使上述伺服驅動裝置於上述第一位移速度與上述第二位移速度之間進行變換。
6. 如申請專利範圍第4項所述自動打扣機，其中，上述控制器依照上述壓力數值的量值，使上述伺服驅動裝置於上述第一位移速度與上述第二位移速度之間進行變換。
7. 如申請專利範圍第1項所述自動打扣機，其中，上述控制器中具有一記憶模組，儲存有對應不同種類的被加工件所用的複數組上述輸入訊號、上述壓力數值的至少其中一種。
8. 如申請專利範圍第1項所述自動打扣機，其中，上述自動打扣機進一步包含一傳輸裝置，上述傳輸裝置供上述自動打扣機連結一外部電子裝置。