[发明专利]工具包组件

说明书

本发明涉及工具包组件，其具有传感器板，用于测量工具包形成模具的温度以及在罐生产期间施加在形成模具上的力。每个传感器板可包括至少一个温度传感器和至少一个应变传感器，用于读取和传输与工具包组件的模具有关的温度和应变数据。读取和传输的数据可用于在制造罐本体的操作期间确定工具包组件的冲头的同心度。

技术领域

本发明的组件整体上涉及罐形成工具包组件。具体地，该组件涉及数据监测系统，该数据监测系统具有监测工具包组件内的部件的能力。更具体地，本组件涉及用于放置到工具包组件中的传感器板组件，其读取和传输与内部工具包部件有关的数据。

背景技术

工具包组件用于金属坯体的拉伸和变薄拉深，以形成用于两件式钢罐和铝罐的罐本体。工具包组件通常容纳固定的和/或可移动的模具元件，所述模具元件与快速循环的较软材料接合，所述快速循环的较软材料被携带并定位在撞锤(冲头)装置周围以减小材料的厚度。模具元件沿着和垂直于撞锤(冲头)的运动轴线的空间控制对于制造生产、质量和效率是必要的。本文公开的工具包组件和模具模块通过在罐制造操作期间从内部工具包部件提供数据来改善这些制造参数。

发明内容

当形成罐本体时，带有罐坯体材料的罐形成冲头进入具有重拉模具、变薄拉深模具和间隔件的工具包组件。当带有罐本体的冲头被迫通过重拉模具和每个相继的变薄拉深模具时产生侧向力。本文所公开的传感器板组件位于重拉模具上，并且每个变薄拉深模具测量并传输数据，该数据表示当带有罐本体的冲头穿过组件时施加在每个模具上的力。当冲头迫使罐材料通过形成模具时，所产生的力将施加到传感器板上，并且这些力可以通过传感器板组件测量。冲头和形成的罐离开工具包组件，并且冲头通过工具包返回而没有在其周围形成的容器。

这里公开的每个传感器板组件构造和布置成装配在工具包组件的模块内。传感器用在每个传感器板本体上，以在形成罐本体时感测施加到每个罐形成模具的应变或力。来自这些传感器的信号可以由电路处理并传输用于分析。传感器可以与工具包组件外部的数据收集点无线通信，即RFID(射频识别)，但是也可以使用有线连接。可以利用来自传感器板上已知位置处的若干传感器的各个单独力信号来计算罐形成模具上的总力。另外，各个单独传感器之间的力的差异可用于指示形成模具上的不等力。这些力信号可以被电子地处理并用于指示罐制造过程中的缺陷。

每个传感器板组件的内部部件可通过弹性密封件与环境密封。提供通路以形成用于电信号和电源线的管道，以到达工具包的外径。电子电路和天线可以位于工具包模块的外径上的腔体中。电子部件和天线可以通过使用填充腔体并封装腔体内容物的固化密封剂或类似物进行机械和化学保护。传感器板组件可包括温度测量仪器，以测量罐形成模具和模具的特定部分的温度。

传感器板本体可以包含凸起表面的阵列，用于将模具力集中在板周围的特定位置。传感器可以定位成与凸起表面相对，从而感测从罐形成模具引起的应变。

可以利用从传感器板组件的力传感器和温度传感器收集的数据，来例如监测模具磨损特性，该特性可以指示何时工具包模具和形成冲头应从工具包中移除以进行重新磨削或更换。这允许罐制造商优化模具和冲头的使用，从而延长其寿命。

从传感器板组件的力和温度传感器收集的数据可用于例如监测正在形成的材料上存在的初始润滑的缺乏或变化和/或监测流过工具包部件的冷却剂的量、温度或有效性的变化。

从传感器板组件的力和温度传感器收集的数据可以用于例如测量偏心冲头冲击并确定和预测不合规格的制罐机运动部件。

可以利用从传感器板组件的力和温度传感器收集的数据，来例如优化初始工具包模具进展设计和/或指示不合规格的原料罐材料。随着罐形成模具的温度增加，模具的直径增加。利用生产过程中模具的温度，监测系统可以改变引入工具包的冷却量，以保持一致的模具温度，从而最小化模具直径的变化。这使得罐制造商能够通过更严格的公差来使用更薄的原材料，从而降低生产成本。

这里描述的系统的优点是能够测量罐生产期间的形成模具温度和施加到模具的力，这允许监测罐形成过程的关键方面。