專利名稱：用于賦予片狀材料復(fù)合折疊的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及用于彎曲片狀材料的工具系統(tǒng)和工具系統(tǒng)的使用方法。
背景技術(shù)：
將二維(2D)片狀材料彎曲以形成三維(3D)結(jié)構(gòu)是已知的。用于在 2D片狀材料中實(shí)現(xiàn)彎曲的機(jī)械和工具也是已知的。 一般，這樣的機(jī)械和工 具以水平取向接收片狀材料。例如，授予Huda等的美國(guó)專利No. 4,133,198 披露了一種用于彎曲大面積結(jié)構(gòu)單元的設(shè)備。授予Iwaki等的美國(guó)專利No. 4，230，058顯示了被構(gòu)造成可由金屬片制造成盒形結(jié)構(gòu)的設(shè)備。授予Moore 的美國(guó)專利No. 5,105,640披露了一種用于由片狀材料形成盒形片狀金屬導(dǎo) 管的設(shè)備。
這樣的已知設(shè)備通常具有加壓和/或夾緊構(gòu)件，其用作為夾緊和/或彎曲 片狀材料。雖然這樣的組成對(duì)它們的意圖是有成效的，但這樣的設(shè)備一般需 要用于在片狀材料中形成每個(gè)折疊結(jié)構(gòu)的過程或操作步驟。此外，這樣的設(shè) 備一般是"硬"加工的，即，具體被設(shè)計(jì)成特定的彎曲操作加工。同樣地， 這樣的已知設(shè)備的其它缺點(diǎn)在于，它們一般被構(gòu)造成用于形成特定的3D結(jié) 構(gòu)，并需要大量時(shí)間和花費(fèi)來重組以便用于其它的3D結(jié)構(gòu)。
需要的是一種用于彎曲片狀材料的工具系統(tǒng)，其能夠克服已知彎曲機(jī)械 和工具的上述和其它在失點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
總之，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種彎曲工具系統(tǒng)，用于由包括第一和第 二預(yù)定折疊線的二維片狀材料形成三維結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)包括用于接收和支承片 狀材料的工具基部、用于相對(duì)于工作基部定位片狀材料的定位器，以及安裝 在工具基部上的彎曲促動(dòng)器。彎曲促動(dòng)器包括在初始退回位置和施展延伸位 置之間可移動(dòng)的促動(dòng)器構(gòu)件，用于當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件從初始退回位置移動(dòng)并接觸繞第一折疊線的彎曲。彎曲促動(dòng)器還包括接觸構(gòu)件，該接觸構(gòu)件被定位成當(dāng) 促動(dòng)器構(gòu)件繼續(xù)繞第一折疊線彎曲片狀材料時(shí)抵靠未緊固部分的外部分，其 中，當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件繼續(xù)朝向施展延伸位置移動(dòng)時(shí)接觸構(gòu)件實(shí)現(xiàn)片狀材料沿第 二折疊線的彎曲。
在一個(gè)實(shí)施例中，工具基部包括夾緊裝置，用于將片狀材料固定至工具
基部。彎曲促動(dòng)器還包括可操作地連接至施力(application)構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)器， 其中，驅(qū)動(dòng)器的促動(dòng)使施力構(gòu)件在初始退回位置和施展延伸位置之間移動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)器可以是具有汽缸沖程的氣壓缸。汽缸沖程的第一部分可實(shí)現(xiàn)促動(dòng) 器構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，以便接觸未緊固部分，并實(shí)現(xiàn)繞第一折疊線的彎曲，汽缸沖 程的第二部分可實(shí)現(xiàn)促動(dòng)器構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，以便實(shí)現(xiàn)沿第二折疊線的彎曲。汽
缸沖程的第二部分還可繼續(xù)以實(shí)現(xiàn)繞第 一 折疊線的彎曲。
片狀材料可具有多組預(yù)定的折疊線，并且該系統(tǒng)可具有多個(gè)彎曲促動(dòng) 器。彎曲促動(dòng)器可以被定位成實(shí)現(xiàn)沿各組折疊線的彎曲。
在 一 個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括將彎曲促動(dòng)器連接至工具基部的安裝支 架。安裝支架可調(diào)整地將彎曲促動(dòng)器固定至工具基部。該系統(tǒng)可包括將接觸 構(gòu)件可調(diào)整地安裝在安裝支架上的接觸構(gòu)件支架。該系統(tǒng)可包括高度調(diào)整 器，用于調(diào)整接觸構(gòu)件相對(duì)于安裝支架和工具基部的高度。該系統(tǒng)可包括角 度調(diào)整器，用于調(diào)整接觸構(gòu)件相對(duì)于安裝支架和工具基部的角度。
促動(dòng)器構(gòu)件可樞轉(zhuǎn)地安裝至樞轉(zhuǎn)軸，其中，樞轉(zhuǎn)軸相對(duì)于工具基部固定。 彎曲促動(dòng)器可包括補(bǔ)充汽缸，以將接觸構(gòu)件從鄰近第二折疊線的外部位置樞 轉(zhuǎn)至鄰近第一折疊線的內(nèi)部位置。
本發(fā)明的另 一方面涉及一種用于由包括第 一和第二預(yù)定折疊線的二維 片狀材料形成三維結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括如下步驟將片狀材料在工作平 面中定位在用于接收和支承片狀材料的工具基部上；從初始退回位置初始地 移動(dòng)促動(dòng)器構(gòu)件，并當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件接觸片狀材料的未緊固部分和繼續(xù)移動(dòng)至 中間位置時(shí)相對(duì)片狀材料的未緊固部分施力，以實(shí)現(xiàn)片狀材料繞第一折疊線 的彎曲，該未緊固部分在該中間位置處接觸接觸構(gòu)件；以及從第一中間部分 繼續(xù)移動(dòng)促動(dòng)器構(gòu)件并超過中間位置，以繼續(xù)繞第一折疊線彎曲片狀材料， 使得當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件繼續(xù)向施展延伸位置移動(dòng)時(shí)，未緊固構(gòu)件沿接觸構(gòu)件滑 動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)片狀材料沿第二折疊線的彎曲。該方法可包括將片狀材料夾緊至工具基部的步驟。初始移動(dòng)和繼續(xù)移動(dòng) 步驟可通過氣動(dòng)地移動(dòng)施力構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。該方法可包括將彎曲促動(dòng)器可調(diào)整 地固定至工具基部的步驟。該方法可包括相對(duì)于工具基部可調(diào)整地安裝接觸 構(gòu)件的步驟。
本發(fā)明的用于賦予片狀材料復(fù)合折疊的方法和設(shè)備具有其它特征和優(yōu) 勢(shì)，它們將在附圖中和詳細(xì)闡述中顯而易見，這些附圖^f皮并入說明書并作為 說明書的一部分，本發(fā)明的隨后的具體實(shí)施方式
用來解釋本發(fā)明的原理。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的彎曲設(shè)備的等軸視圖，其具有用于賦予片狀材料復(fù)
合折疊的促動(dòng)器；
圖2A是圖1的片狀材料的平面圖，圖2B、圖2C和圖2D是在順序折 疊階段所示的片狀材料的等軸視圖3A是圖1的其中一個(gè)促動(dòng)器的示意側(cè)視圖，圖3B是其放大詳圖4A和圖4B是與圖1所示的促動(dòng)器類似的另一促動(dòng)器的示意側(cè)^L圖， 所示的促動(dòng)器分別處于初始和施展位置；
圖5A、圖5B、圖5C和圖5D是與圖1所示的促動(dòng)器類似的另 一促動(dòng)器 的示意側(cè)視圖，所示的促動(dòng)器處于單個(gè)操作中的順序位置；
圖6A和圖6B是被構(gòu)造成用于在根據(jù)本發(fā)明的折疊設(shè)備上折疊的片狀 材料的透視圖，圖6B是圖6A的放大詳圖7A和圖7B是圖6A和圖6B的片狀材料在根據(jù)本發(fā)明的折疊設(shè)備上 折疊后的透視圖，圖7B是圖7A的放大詳圖8A、圖8B、圖8C、圖8D、圖8E、圖8F、圖8G、圖8H、圖81、 圖8J、圖8K和圖8L是與圖1所示的促動(dòng)器類似的另一促動(dòng)器的示意側(cè)視 圖，所示的促動(dòng)器處于順序位置。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其示例在附圖中示出。雖然將結(jié)合 優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，但應(yīng)該理解它們并不意圖將本發(fā)明限制到那些實(shí)施 例中。相反，本發(fā)明意圖是覆蓋包含在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和 范圍的替換、修改及等同物?，F(xiàn)轉(zhuǎn)到附圖，其中，貫穿在各個(gè)附圖中的同樣的部件用同樣的附圖標(biāo)記 指示，參照?qǐng)D1，其示出了一般由附圖標(biāo)記30指示的彎曲工具系統(tǒng)，該系統(tǒng)
可用于將二維(2D)片狀材料折疊成三維(3D)形狀。
本發(fā)明的彎曲工具系統(tǒng)特別適用于彎曲具有工程折疊線的2D片狀材 料，這些工程彎曲線利用各種折疊幾何結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，其中包括但不限于在授 予Durney的U.S.專利No. 6,481,259、2002年9月26日遞交的U.S.專利申請(qǐng) No. 10/256,870 (現(xiàn)U.S.專利申請(qǐng)公開No. US2005/0061049A1 )、 2003年9 月26日遞交的U.S.專利申請(qǐng)No. 10/672,766 (現(xiàn)U.S.專利申請(qǐng)公開No. US2004/0134250A1 )、 2004年3月3日遞交的U.S.專利申請(qǐng)No. 10/795,077 (U.S.專利申請(qǐng)公開No. US2004/0206152A1 )、 2004年4月4日遞交的U.S. 專利申請(qǐng)No. 10/821,818 (現(xiàn)U.S.專利申請(qǐng)公開No. US2005/0005670A1 )、 2004年6月4日遞交的U.S.專利申請(qǐng)No. 10/861,726 (現(xiàn)U.S.專利申請(qǐng)公開 No.US2005/0126110Al)中所披露的，這些專利和專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此 被并入作為參照。本發(fā)明的彎曲工具系統(tǒng)允許使用2D片狀材料以上述專利 中描述的方式圍繞部件建造3D結(jié)構(gòu)。
但是，應(yīng)意識(shí)到，本發(fā)明的彎曲工具系統(tǒng)還適于繞折疊線彎曲其它類型 的片狀材料，所述折疊線包括但不限于上述工程折疊線、通過刻劃和/或其它 適當(dāng)方式限定的預(yù)定折疊線、或指定彎曲線，其中片狀材料不具有沿該彎曲 線延伸以^ 1起沿彎曲線彎曲的任何物理結(jié)構(gòu)。
一般，彎曲工具系統(tǒng)30包括工具基部32和一個(gè)或多個(gè)彎曲促動(dòng)器33， 該彎曲促動(dòng)器被設(shè)置成使得每個(gè)都沿片狀材料工件37的相應(yīng)折疊線組35、 35，定位。彎曲促動(dòng)器被構(gòu)造成向工件的在相應(yīng)折疊線組中間的未緊固部分 施加力，以在單個(gè)階段操作期間實(shí)現(xiàn)沿折疊線的彎曲，這將在下面詳細(xì)描述。 在所示實(shí)施例中，彎曲工具系統(tǒng)被構(gòu)造成用于將平的工件37(例如見圖2A) 彎曲成帶凸緣的盒子(例如見圖2D)。例如，工件可以用于燃?xì)庠蠲婊虼笮?爐頂?shù)膰娙计飨洹?br> 工具基部32可由金屬框架或其它適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形成，這為支承彎曲促動(dòng) 器33提供穩(wěn)定的基部。工具基部可用于特定的工件(即，"硬"加工的)， 以使得工具基部將一個(gè)或多個(gè)促動(dòng)器具體地沿特定形狀的工件的每個(gè)折疊 線定位?？商鎿Q地，如圖l所示，工具基部可調(diào)整地接收促動(dòng)器以允許設(shè)備 可用于各種尺寸的工件。就這點(diǎn)而言，彎曲促動(dòng)器33，也可以常規(guī)方式從基部端壁32，滑動(dòng)或向內(nèi)定位，以容納較短的工件。應(yīng)意識(shí)到，其它彎曲促動(dòng)
器可類似地連同彎曲促動(dòng)器33，進(jìn)行調(diào)整或代替彎曲促動(dòng)器33，。
優(yōu)選地，工具基部包括支承壁39(見圖3A),該支承壁沿相應(yīng)折疊線組 并略在其內(nèi)延伸，更具體地說，在內(nèi)折疊線35的輪廓內(nèi)延伸。優(yōu)選地，工 具基部還包括一個(gè)或多個(gè)定位器40,以便將工件橫向地定位在工具基部上。 例如，定位器可具有抽吸或真空夾具40的形式，其接合抵住工件下表面并 穩(wěn)固地抵住支承壁39的頂部而保持工件，由此相對(duì)于彎曲促動(dòng)器穩(wěn)固地定 位工件。真空夾具以公知的方式可操作地連接到真空源42或其它適當(dāng)?shù)目?制裝置。應(yīng)意識(shí)到，可使用其它定位機(jī)構(gòu)來固定工件相對(duì)于促動(dòng)器的位置， 這些定位機(jī)構(gòu)包括但不限于，C型夾具、鉤形夾具、氣動(dòng)夾具和其它適當(dāng)?shù)?裝置。就這點(diǎn)而言，應(yīng)意識(shí)到，這樣的夾具可被構(gòu)造成用作實(shí)現(xiàn)接合工件以 及抵住支承壁或工具的其它適當(dāng)結(jié)構(gòu)而拉動(dòng)或推動(dòng)工件。
根據(jù)本發(fā)明，工件具有一組或多組預(yù)定折疊線。在所示實(shí)施例中，工件 被構(gòu)造成可形成帶凸緣的盒子。例如，如圖2A所示的工件37具有四個(gè)獨(dú)立 的折疊線和四組折疊線，它們?cè)谡郫B時(shí)形成具有底部44、四個(gè)側(cè)部46、四 個(gè)相應(yīng)凸緣47和一旦盒子被折疊而用于固定盒子的四個(gè)突出部49,如圖2D 所示。工件可具有一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選的折疊順序。例如，最終的3D盒子按照 以下順序由平的片狀材料工件形成通過在折疊步驟F1、 F2、 F3和F4中順 序地或同時(shí)地折疊突出部49而形成，然后在單個(gè)步驟中折疊相應(yīng)的側(cè)部46 和凸緣47，即在單個(gè)階段操作中實(shí)現(xiàn)每個(gè)折疊步驟F5/F6、 F7/F8、 F9/F10 和F11/F12。應(yīng)意識(shí)到，折疊步驟F5/F6和F7/F8可以與折疊步驟F9/F10和 Fll/F12順序地或同時(shí)地完成。
為了實(shí)現(xiàn)突出部的折疊， 一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)充促動(dòng)器51 (圖l)被設(shè)置成可 以直角彎曲各突出部。同樣，突出部可以常規(guī)方式被緊固到各個(gè)相鄰側(cè)部。 例如，突出部可簡(jiǎn)單地用諸如螺母和螺栓、鉚釘或其它適當(dāng)裝置的緊固件固 定至各個(gè)側(cè)部?？商鎿Q地，突出部可使用在2006年3月21日遞交的U.S. 專利申請(qǐng)No. 11/386,463中所述類型的自鎖結(jié)構(gòu)緊固，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi) 容在此并入作為參照。
如圖3A所示，彎曲促動(dòng)器33包括一對(duì)單級(jí)驅(qū)動(dòng)器53,所述驅(qū)動(dòng)器通 過相應(yīng)的安裝支架54固定到工具基部。驅(qū)動(dòng)器控制施力構(gòu)件56從初始退回 位置(圖3B中的56，)到延伸施展位置(圖3B中的56")的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)施力構(gòu)件移動(dòng)時(shí)，施力構(gòu)件接觸工件37的未緊固部分58并向其(例如向側(cè)部46 ) 施力，從而由于工件的其余部分(例如底部44)被夾持而實(shí)現(xiàn)沿內(nèi)折疊線 35的彎曲。
促動(dòng)器還包括大致平行于施力構(gòu)件延伸的接觸構(gòu)件60。但是，接觸構(gòu)件 在彎曲過程期間保持靜止并簡(jiǎn)單地用作接觸表面，工件在其繞內(nèi)折疊線35 彎曲時(shí)抵靠該接觸表面。 一旦工件的一部分(例如，突出部49)接觸并抵靠 接觸構(gòu)件60,該接觸將阻止未緊固部分58的運(yùn)動(dòng)并引起工件繞外折疊線35， 的折疊，如圖3B示意地所示。因此，工件在單個(gè)操作期間沿折疊線35和 35'折疊。
通過調(diào)整施力和接觸構(gòu)件相對(duì)于工件折疊線的位置，可以賦予工件特定 的角幾何結(jié)構(gòu)。例如，如圖3B所示的接觸構(gòu)件60的位置^1構(gòu)造成可賦予側(cè) 部46和突出部49之間的90°角?？梢酝ㄟ^向下移動(dòng)接觸構(gòu)件來增加角度以 形成側(cè)部和突出部之間的鈍角，也可以通過向上移動(dòng)接觸構(gòu)件來減小角度以 形成側(cè)部和突出部之間的銳角。為了這樣的目的，接觸構(gòu)件支架61被設(shè)置 成有角度調(diào)整器63和高度調(diào)整器65。優(yōu)選地，接觸構(gòu)件支架樞轉(zhuǎn)地安裝在 其安裝支架54上。角度和高度調(diào)整器可具有螺紋調(diào)整器或其它適當(dāng)裝置的 形式。
并且，彎曲促動(dòng)器的尺寸和構(gòu)造規(guī)定了賦予工件的具體角度彎曲。例如， 在所示實(shí)施例中，彎曲促動(dòng)器33被構(gòu)造成可充分地向下移動(dòng)施力構(gòu)件來賦 予工件37繞折疊線35的90°彎曲。但是，應(yīng)意識(shí)到，促動(dòng)器是可調(diào)整的， 以使得彎曲角度可以通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的沖程或其它適當(dāng)?shù)难b置而被調(diào)整。例 如，可減小彎曲促動(dòng)器33的沖程以減少側(cè)部46相對(duì)于底部44彎曲的量， 由此增加側(cè)部和底部之間的角度以在其間形成鈍角。類似地，可增加彎曲促 動(dòng)器的沖程以增大彎曲的量，由此減小角度以形成銳角。
進(jìn)一步參照?qǐng)D3A，彎曲促動(dòng)器還可以設(shè)置有定位支架67，該定位支架 用于在折疊前相對(duì)于工具基部定位工件37。定位支架可結(jié)合上述定位器使 用，或替代定位器使用。例如，如果沿直徑相對(duì)的定位器同時(shí)動(dòng)作，例如同 時(shí)實(shí)現(xiàn)折疊步驟F5/F6和F7/F8,對(duì)于工件來說，不太傾向于從工具基部向 上樞轉(zhuǎn)，在這種情況下，不需要將工件固定至工件基部來防止這樣的向上樞 轉(zhuǎn)。但應(yīng)意識(shí)到，將工件可靠地夾緊到工具基部可提高精確度，從而在彎曲 期間工件的未緊固部分58將相對(duì)于施力構(gòu)件56和接觸構(gòu)件60準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)。在所示實(shí)施例中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器53都包括雙動(dòng)作氣壓缸68。應(yīng)意識(shí)到， 可以使用其它適當(dāng)?shù)拇賱?dòng)裝置，其中包括但不限于單動(dòng)作氣壓缸、單或雙動(dòng) 作液壓缸、電動(dòng)機(jī)、線性促動(dòng)器和其它適當(dāng)?shù)难b置來實(shí)現(xiàn)夾緊鉤和/或施力構(gòu) 件的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)促動(dòng)汽缸68時(shí)，活塞桿70向下延伸并以上述方式向下推動(dòng)施 力構(gòu)件56。汽缸的雙動(dòng)作構(gòu)造允許活塞桿可靠地退回，以便將施力構(gòu)件移回 其初始退回位置?？商鎿Q地，如果使用單動(dòng)作汽缸，可以以常規(guī)方式使用彈 簧或其它偏置構(gòu)件來使施力構(gòu)件返回其初始位置。
促動(dòng)器可由適當(dāng)?shù)难b置控制以控制每個(gè)促動(dòng)器的壓力和保壓時(shí)間以及 促動(dòng)器的動(dòng)作順序。例如，具有16通道閥組件74的預(yù)編程邏輯控制器72 被設(shè)置成可以任意需要的組合持續(xù)時(shí)間和/或順序來控制促動(dòng)器33?？刂破?可構(gòu)成帶有手動(dòng)超越控制以起動(dòng)任意一個(gè)或多個(gè)需要的^f足動(dòng)器和/或安全/斷 開開關(guān)。
應(yīng)意識(shí)到，控制器的實(shí)際構(gòu)造可以根據(jù)本發(fā)明變化。例如，閥組件可被 構(gòu)造成可調(diào)整施加至每個(gè)促動(dòng)器的壓力，以便調(diào)整每個(gè)促動(dòng)器施加至工件的 力量。并且，如果使用了非氣壓缸的促動(dòng)裝置，控制器可被構(gòu)造成可起動(dòng)單 或雙動(dòng)作液壓缸、電動(dòng)機(jī)或螺線管和/或其它適當(dāng)?shù)拇賱?dòng)器。
有利地，本發(fā)明的彎曲工具系統(tǒng)提供由2D片狀材料限定3D物體的簡(jiǎn) 單且安全的方法。工具系統(tǒng)可用于代替制造環(huán)境的組裝環(huán)境中，因?yàn)槠浔苊?了壓彎?rùn)C(jī)、連續(xù)模和其它重機(jī)械的使用。本發(fā)明的彎曲工具系統(tǒng)在進(jìn)行靠模、 沖壓、激光切割或其它操作的各制造站之后或之間容易地定位在組裝線中。 此外，在各精整站之前或之后彎曲工具系統(tǒng)可在組裝線中定位。
并且，本發(fā)明的彎曲工具系統(tǒng)允許2D片狀材料部件直接運(yùn)輸至組裝空 間，并由此允許產(chǎn)品平著運(yùn)輸通過盡可能多的制造過程?？衫脤⒐ぜ┙o 到工具基部的各種方法，包括但不限于用于將工件放置到工具基部上的吊掛 真空傳送裝置。
促動(dòng)器的單級(jí)構(gòu)造是有利的，因?yàn)槠鋵?dǎo)致復(fù)合彎曲，即其在單個(gè)操作階 段期間導(dǎo)致沿兩條彎曲線的彎曲。同樣，促動(dòng)器的構(gòu)造減少工具系統(tǒng)的部件 數(shù)，由此簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)并減少其制造成本。
在如圖4A和圖4B所示的本發(fā)明另一實(shí)施例中，彎曲促動(dòng)器33a與上 述的彎曲促動(dòng)器33類似，但是其被構(gòu)造成向上動(dòng)作而不是向下動(dòng)作。同樣 的附圖標(biāo)記被用于指示彎曲促動(dòng)器33和彎曲促動(dòng)器33a的同樣部件。在該實(shí)施例中，施力構(gòu)件56a樞轉(zhuǎn)地安裝用于相對(duì)于工具基部的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。例如， 施力構(gòu)件樞轉(zhuǎn)地安裝至支承壁39a,用于繞樞轉(zhuǎn)軸75的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在操作和 使用中，彎曲促動(dòng)器33a以與上述彎曲促動(dòng)器33大致相同的方式使用。
在如圖5A至圖5D所示的本發(fā)明另一實(shí)施例中，彎曲促動(dòng)器33b與上 述的彎曲促動(dòng)器類似，但是包括可移動(dòng)的接觸構(gòu)件60b。同樣的附圖標(biāo)記用 于指示彎曲促動(dòng)器33b以及彎曲促動(dòng)器33和33a的同樣部件。在該實(shí)施例 中，施力構(gòu)件56b包括凸緣槽口 77。汽缸68b被構(gòu)造成向下移動(dòng)施力構(gòu)件， 以使得凸緣槽口接觸工件37b并繞外折疊線56，彎曲工件，由此形成凸緣 47b。然后補(bǔ)充汽缸79向內(nèi)平移接觸構(gòu)件60b超過內(nèi)折疊線35b,如圖5C 所示。施力構(gòu)件56b的持續(xù)向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了繞內(nèi)折疊線折疊，如圖5D所示。 在操作和使用中，彎曲促動(dòng)器33b以與上述彎曲促動(dòng)器33和33a大致相同 的方式使用。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖6A和圖6B,圖中示出了片狀材料工件37c,其被構(gòu)造為用于 折疊成具有如圖7A和圖7B所示的整體框架結(jié)構(gòu)81的實(shí)用盒子。工件以與 上述工件類似的方式包括內(nèi)和外折疊線35c和35c',但還包括另一折疊線 35"，如圖6B清晰可見。在該實(shí)施例中，工件具有的尺寸和構(gòu)造被設(shè)置成可 形成自鎖角部的角部槽口 82。 一個(gè)凸緣47c設(shè)置有4建84,而相鄰?fù)咕?7c， 設(shè)置有鍵槽86。應(yīng)意識(shí)到，彎曲促動(dòng)器被構(gòu)造成使得在折疊過程期間鍵84 自動(dòng)地插入到鍵槽86中。例如，可以設(shè)置順序使得在彎曲過程期間鍵被折 疊到鍵槽中，導(dǎo)致如圖7B所示的被固定完成的角部。
工件還包括鎖定突出部88和鎖定凹部89，它們的尺寸和構(gòu)造被設(shè)置為 一旦工件被組裝、即沿折疊線35c、 35c，和35c"折疊，則固定鍵84和4定槽 86之間的Z軸運(yùn)動(dòng)，如圖7B所示。
在如圖8A至圖8L所示的本發(fā)明另一實(shí)施例中，彎曲促動(dòng)器33d與上 述的彎曲促動(dòng)器類似，但是包括兩個(gè)呈接觸構(gòu)件60d和夾緊構(gòu)件91形式的 可移動(dòng)的限制器。同樣的附圖標(biāo)記被用于指示彎曲促動(dòng)器33d和彎曲促動(dòng)器 的同樣部件。
在該實(shí)施例中，工件37d放置在工具系統(tǒng)(圖8A)上，以使得在夾緊 構(gòu)件91降低并相對(duì)于工具系統(tǒng)固定工件(圖8B)時(shí)，折疊線35d直接定位 在靜態(tài)限制構(gòu)件93附近。施力構(gòu)件56d安裝在由驅(qū)動(dòng)組件96驅(qū)動(dòng)的凸輪主 體95上，以使得施力構(gòu)件在相鄰折疊線35d，之間且優(yōu)選地在折疊線35d，和35d"之間接觸工件(圖8C)。在所示實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)組件是凸輪滾子/桿組件，
但應(yīng)意識(shí)到，可以使用其它適當(dāng)?shù)难b置來移動(dòng)施力構(gòu)件。
當(dāng)施力構(gòu)件向上推動(dòng)工件時(shí)，由于工件被靜態(tài)限制構(gòu)件93的靜態(tài)限制， 工件開始繞折疊線35d折疊，并且當(dāng)工件繼續(xù)向上時(shí)，由于工件被接觸構(gòu)件 60d的動(dòng)態(tài)限制，工件開始繞折疊線35d"折疊。具體地，通過當(dāng)工件抵靠接 觸構(gòu)件60d(圖8C )而限制工件的外或周邊邊緣的運(yùn)動(dòng)并且當(dāng)繞折疊線35d" 繼續(xù)彎曲時(shí)，通過當(dāng)周邊邊緣沿接觸構(gòu)件60d滑動(dòng)而限制周邊邊緣的運(yùn)動(dòng)時(shí)， 接觸構(gòu)件動(dòng)態(tài)地限制工件的最外部分即折疊線35d"的外側(cè)部分。
當(dāng)彎曲進(jìn)一步繼續(xù)時(shí)，施力構(gòu)件56d進(jìn)一步向上推動(dòng)工件37d。施力構(gòu) 件的上邊緣沿工件朝向折疊線35d滑動(dòng)(圖8E和圖8F)，以使得施力構(gòu)件 56d的最上邊緣處在靜態(tài)限制構(gòu)件93和上限制構(gòu)件98之間(圖8G )并初步 地形成沿折疊線35d的折疊角部。在施力構(gòu)件56d退回(圖8H)時(shí)，工件 沿折疊線的變形將保持初步的折疊角部。
一旦施力構(gòu)件56d退回或至少清除接觸構(gòu)件60d,接觸構(gòu)件前進(jìn)并抵靠 工件37d的最外部分推動(dòng)，以使得進(jìn)一步繞折疊線35d、 35d，、 35d"發(fā)生折 疊(圖8I和圖8J)。優(yōu)選地，接觸構(gòu)件60d以足夠量推動(dòng)工件的最外部分， 以繞每個(gè)彎曲線彎曲工件略微超過90。(圖8K),為了容許工件的"彈回，， 并為工件提供最終的形狀，在該形狀中每個(gè)角部大約為90° (圖8L)。 一旦 接觸構(gòu)件60d退回且釋放夾緊構(gòu)件91,折疊的工件37d就可從工具系統(tǒng)中移 出(圖8U。
優(yōu)選地，靜態(tài)限制構(gòu)件93和上限制構(gòu)件98的位置是可調(diào)整的(見圖8 的箭頭H和V),以便"調(diào)節(jié)，，沿折疊線彎曲的量并由此保證工件的最終形 狀具有沿折疊線的90°角部(或其它需要的角度)。此外，施力構(gòu)件56d和接 觸構(gòu)件60d的旋轉(zhuǎn)限制同樣也可調(diào)整。雖然是優(yōu)選的但應(yīng)意識(shí)到這樣的調(diào)整 不是必需的。
為了方便解釋和所附權(quán)利要求的準(zhǔn)確限定，術(shù)語"向上"、"向下"、"內(nèi) 部"、"外部"和其它相對(duì)術(shù)語是用于參考如圖所示的特征的位置來描述本發(fā) 明的特征。
在許多方面，各圖的修改與前述修改類似，并且?guī)в邢聵?biāo)"a"、 "b"、 "c" 和"d"的相同附圖標(biāo)記指示相對(duì)應(yīng)的部件。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的以上描述是出于闡述和描述的目的而展現(xiàn)。它們并不意圖是排他性的或?qū)⒈景l(fā)明限制到所披露的精確形式，并且明顯地，許 多修改和變化在上述教導(dǎo)下是可行的。被選擇并描述的實(shí)施例是為了最佳地 解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，以便由此能使本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員適應(yīng)
明的范圍意圖由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種彎曲工具系統(tǒng)，用于由包括第一和第二預(yù)定折疊線的二維片狀材料形成三維結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)包括用于接收和支承片狀材料的工具基部；用于相對(duì)于工作基部定位片狀材料的定位器；安裝在工具基部上的彎曲促動(dòng)器，該彎曲促動(dòng)器包括促動(dòng)器構(gòu)件，在初始退回位置和施展延伸位置之間可移動(dòng)，用于當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件從初始退回位置移動(dòng)并接觸片狀材料的未緊固部分時(shí)相對(duì)片狀材料的未緊固部分施力，以實(shí)現(xiàn)片狀材料繞第一折疊線的彎曲；和接觸構(gòu)件，被定位成當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件繼續(xù)繞第一折疊線彎曲片狀材料時(shí)抵靠未緊固部分的外部分，其中當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件繼續(xù)朝向施展延伸位置移動(dòng)時(shí)接觸構(gòu)件實(shí)現(xiàn)片狀材料沿第二折疊線的彎曲。
2、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述工具基部包括用于將片狀材料固定至工具基部的夾緊裝置。
3、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述彎曲促動(dòng)器還包括可操作地連接至施力構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)器，其中驅(qū)動(dòng)器的促動(dòng)使施力構(gòu)件在初始退回位置和施展延伸位置之間移動(dòng)。
4、 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動(dòng)器是具有汽缸沖程的氣壓缸，其中汽缸沖程的第一部分可實(shí)現(xiàn)促動(dòng)器構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，以便接觸未緊固部分并實(shí)現(xiàn)繞第一折疊線的彎曲，汽缸沖程的第二部分可實(shí)現(xiàn)促動(dòng)器構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，以便實(shí)現(xiàn)沿第二折疊線的彎曲。
5、 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述汽缸沖程的第二部分還可繼續(xù)以實(shí)現(xiàn)繞第 一折疊線的彎曲。
6、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述片狀材料具有多組預(yù)定的折疊線，該系統(tǒng)具有多個(gè)彎曲促動(dòng)器，每個(gè)彎曲促動(dòng)器被定位以實(shí)現(xiàn)沿各組折疊線的彎曲。
7、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括將彎曲促動(dòng)器連接至工具基部的安裝支架。
8、 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述安裝支架可調(diào)整地將彎曲促動(dòng)器固定至工具基部。
9、 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，還包括將接觸構(gòu)件可調(diào)整地安裝在安裝支架上的接觸構(gòu)件支架。
10、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括高度調(diào)整器，用于調(diào)整接觸構(gòu)件 相對(duì)于安裝支架和工具基部的高度。
11、 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括角度調(diào)整器，用于調(diào)整接觸構(gòu)件 相對(duì)于安裝支架和工具基部的角度。
12、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述促動(dòng)器構(gòu)件樞轉(zhuǎn)地安裝至樞 轉(zhuǎn)軸，其中樞轉(zhuǎn)軸相對(duì)于工具基部固定。
13、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述彎曲促動(dòng)器還包括補(bǔ)充汽缸， 以將接觸構(gòu)件從鄰近第二折疊線的外部位置樞轉(zhuǎn)至鄰近第一折疊線的內(nèi)部 位置。
14、 一種用于由包括第一和第二預(yù)定折疊線的二維片狀材料形成三維結(jié) 構(gòu)的方法，該方法包括如下步驟'.將片狀材料在工作平面中定位在用于接收和支承片狀材料的工具基部上；從初始退回位置初始地移動(dòng)促動(dòng)器構(gòu)件，并當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件接觸片狀材料 的未緊固部分和繼續(xù)移動(dòng)至中間位置時(shí)相對(duì)片狀材料的未緊固部分施力，以 實(shí)現(xiàn)片狀材料繞第一折疊線的彎曲，該未緊固部分在該中間位置處接觸接觸構(gòu)件；以及從第 一 中間部分繼續(xù)移動(dòng)促動(dòng)器構(gòu)件并超過中間位置，以繼續(xù)繞第 一折 疊線彎曲片狀材料，以使得當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件繼續(xù)向施展延伸位置移動(dòng)時(shí)未緊固 構(gòu)件沿接觸構(gòu)件滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)片狀材料沿第二折疊線的彎曲。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，還包括將片狀材料夾緊至工具基部的 步驟。
16、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述初始移動(dòng)和繼續(xù)移動(dòng)步驟 通過氣動(dòng)地移動(dòng)施力構(gòu)件完成。
17、 如權(quán)利要求14所述的方法，還包括將彎曲促動(dòng)器可調(diào)整地固定至 工具基部的步驟。
18、 如權(quán)利要求14所述的方法，還包括相對(duì)于工具基部可調(diào)整地安裝 接觸構(gòu)件的步驟。
全文摘要
一種用于賦予片狀材料(37)復(fù)合折疊的方法和設(shè)備，包括用于接收和支承片狀材料的工具基部(32)；用于相對(duì)于工作基部定位片狀材料的定位器(40)；和安裝在工具基部上的彎曲促動(dòng)器(33)。該彎曲促動(dòng)器具有在初始退回位置和施展延伸位置之間可移動(dòng)的促動(dòng)器構(gòu)件，用于當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件從初始退回位置移動(dòng)并接觸片狀材料的未緊固部分時(shí)相對(duì)寸片狀材料的未緊固部分施力，以實(shí)現(xiàn)片狀材料繞第一折疊線的彎曲。彎曲促動(dòng)器還包括接觸構(gòu)件(60)，其被定位為當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件繼續(xù)繞第一折疊線彎曲片狀材料時(shí)抵靠未緊固部分的外部分，其中接觸構(gòu)件當(dāng)促動(dòng)器構(gòu)件繼續(xù)朝向施展延伸位置移動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)片狀材料沿第二折疊線的彎曲。
文檔編號(hào)B21D5/04GK101528374SQ200780040258
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月28日
發(fā)明者馬克斯·W·德內(nèi)伊 申請(qǐng)人:奧里加米工業(yè)股份有限公司