[发明专利]用于自动化加工冲压工具的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于自动化加工至少一个模制品(101A、101B、102A、103、104)的设备(V)和相应的方法，所述方法具有以下步骤：通过借助基于红外偏折原理的光学测量系统(400；400R)对至少一个模制品(101A、101B、102A、103、104)的至少一个功能面(1A、1A’、1B/2A、3、4)的几何测量，实现实际几何形状自动化的数据检测，和对至少一个模制品(101A、101B、102A、103、104)的至少一个功能面(1A、1A’、1B/2A、3、4)的实际几何形状相对于可预设的额定几何形状的材料偏差进行量化。根据本发明规定的方法步骤实现了借助至少一个按本发明设置的材料补偿装置(300；300R)根据已经量化的材料偏差对至少一个模制品(101A、101B、102A、103、104)进行自动化的材料补偿。

技术领域

本发明涉及一种用于自动化加工至少一个模制品、尤其冲压工具模制品的方法和设备。

背景技术

已知的是，应通过微调工艺对冲压工具的成型用或者说影响形状的功能面进行加工，所述冲压工具通常称为模制品。该工艺被称为刮研，并且基于大量的重复研磨而非常费时。

在切削式的制备方法内给模制品一个借助CAD程序预先结构设计的目标几何形状。由于多种干扰值会导致与目标几何形状的最小的偏差。偏差原因例如是在切削时的制造精度、机床工作台和/或所需工具的挠度以及模制品的与温度相关的膨胀。为了补偿所述偏差并且为了获得无误差的模制品作为成型构件，需要刮研工艺。

为了检测在刮研工艺中待加工的区域，确定在成型过程中的压力分布。问题在于，要定量地确定应后加工的区域以及在此应允许的材料去除量。以前在几何方面的方法能够非常准确地测量小的测量区域，然而不能在可接受的时间内检测整个相关区域或在较大的测量区域的情况下不能足够准确地检测。

此外在使用根据现有技术的用于检查成型面的光学方法时，成型面在反射特性方面的特征也是有问题的，因为不论是光图案的镜面反射还是漫反射都不足以检查在根据本发明的应用情况下存在的成型面，对此还应进一步研究。

合适的测量方法的缺陷是刮研工艺的期望的自动化方面的阻碍。用于刮研装置的表面处理的数据的有效且自动化的建立始终是一个大的挑战。已经将机器人用于在模制品表面上的确定的区域的自动化材料去除。然而由此当前还需更多的人力成本来整理测量数据和传递至机器人控制。

在当前的方法中，冲压工具(冲头/凹模或者说板材固持件/凹模)的互补的功能面的相容性根据压力分布来评估，所述功能面在成型工艺中作用在待成型部件的功能面上，其中，成型用的部件是模制品、冲头和凹模，而板材固持件的作用在于，使待成型的部件在压力机中的冲压过程中受到定义的影响。

用于测算压力分布的解决方案在于将刮研颜料涂覆在待成型的部件上、尤其板材坯件或模制品的功能面上。

在刮研颜料涂覆在板材坯件上的情况下，在实施冲压冲程之后构成在冲压侧的模制品的功能面上的颜色图案，所述颜色图案能够推导出局部的表面压力。在板材坯件上颜色移位剧烈的区域或者说在冲压侧的模制品上的掉色剧烈的区域中出现过高的表面压力，因此在该处进行材料去除。这在以前都通过工具机械师手动完成。

然而也已经已知自动化的刮研装置。

显然也必须向该系统提供有关待加工的区域以及有时必要的材料去除的信息。

文献DE 10 2012 011 893 B4为测算压力分布而描述了传感器薄膜的应用。文献DE 10 2006 008 189 B3阐述一种荧光刮研颜料的使用，并且文献DE 10 2014 119 532 B4公开了一种基于机器人的研磨方法。

基于在已知的技术方案中测算的品质标准“压力分布”，必须通过不利的方式将模制品安装在压力机中，压力机可以施加为此必要的力。