[发明专利]用于赋予片状材料复合折叠的方法和设备

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于弯曲片状材料的工具系统和工具系统的使用方法。

背景技术

将二维(2D)片状材料弯曲以形成三维(3D)结构是已知的。用于在2D片状材料中实现弯曲的机械和工具也是已知的。一般，这样的机械和工具以水平取向接收片状材料。例如，授予Huda等的美国专利No.4,133,198披露了一种用于弯曲大面积结构单元的设备。授予Iwaki等的美国专利No.4,230,058显示了被构造成可由金属片制造成盒形结构的设备。授予Moore的美国专利No.5,105,640披露了一种用于由片状材料形成盒形片状金属导管的设备。

这样的已知设备通常具有加压和/或夹紧构件，其用作为夹紧和/或弯曲片状材料。虽然这样的组成对它们的意图是有成效的，但这样的设备一般需要用于在片状材料中形成每个折叠结构的过程或操作步骤。此外，这样的设备一般是“硬”加工的，即，具体被设计成特定的弯曲操作加工。同样地，这样的已知设备的其它缺点在于，它们一般被构造成用于形成特定的3D结构，并需要大量时间和花费来重组以便用于其它的3D结构。

需要的是一种用于弯曲片状材料的工具系统，其能够克服已知弯曲机械和工具的上述和其它缺点。

发明内容

总之，本发明的一个方面涉及一种弯曲工具系统，用于由包括第一和第二预定折叠线的二维片状材料形成三维结构。该系统包括用于接收和支承片状材料的工具基部、用于相对于工作基部定位片状材料的定位器，以及安装在工具基部上的弯曲促动器。弯曲促动器包括在初始退回位置和施展延伸位置之间可移动的促动器构件，用于当促动器构件从初始退回位置移动并接触片状材料的未紧固部分时相对片状材料的未紧固部分施力，以实现片状材料绕第一折叠线的弯曲。弯曲促动器还包括接触构件，该接触构件被定位成当促动器构件继续绕第一折叠线弯曲片状材料时抵靠未紧固部分的外部分，其中，当促动器构件继续朝向施展延伸位置移动时接触构件实现片状材料沿第二折叠线的弯曲。

在一个实施例中，工具基部包括夹紧装置，用于将片状材料固定至工具基部。弯曲促动器还包括可操作地连接至施力(application)构件的驱动器，其中，驱动器的促动使施力构件在初始退回位置和施展延伸位置之间移动。

驱动器可以是具有汽缸冲程的气压缸。汽缸冲程的第一部分可实现促动器构件的运动，以便接触未紧固部分，并实现绕第一折叠线的弯曲，汽缸冲程的第二部分可实现促动器构件的运动，以便实现沿第二折叠线的弯曲。汽缸冲程的第二部分还可继续以实现绕第一折叠线的弯曲。

片状材料可具有多组预定的折叠线，并且该系统可具有多个弯曲促动器。弯曲促动器可以被定位成实现沿各组折叠线的弯曲。

在一个实施例中，该系统包括将弯曲促动器连接至工具基部的安装支架。安装支架可调整地将弯曲促动器固定至工具基部。该系统可包括将接触构件可调整地安装在安装支架上的接触构件支架。该系统可包括高度调整器，用于调整接触构件相对于安装支架和工具基部的高度。该系统可包括角度调整器，用于调整接触构件相对于安装支架和工具基部的角度。

促动器构件可枢转地安装至枢转轴，其中，枢转轴相对于工具基部固定。弯曲促动器可包括补充汽缸，以将接触构件从邻近第二折叠线的外部位置枢转至邻近第一折叠线的内部位置。

本发明的另一方面涉及一种用于由包括第一和第二预定折叠线的二维片状材料形成三维结构的方法。该方法包括如下步骤：将片状材料在工作平面中定位在用于接收和支承片状材料的工具基部上；从初始退回位置初始地移动促动器构件，并当促动器构件接触片状材料的未紧固部分和继续移动至中间位置时相对片状材料的未紧固部分施力，以实现片状材料绕第一折叠线的弯曲，该未紧固部分在该中间位置处接触接触构件；以及从第一中间部分继续移动促动器构件并超过中间位置，以继续绕第一折叠线弯曲片状材料，使得当促动器构件继续向施展延伸位置移动时，未紧固构件沿接触构件滑动，以实现片状材料沿第二折叠线的弯曲。

该方法可包括将片状材料夹紧至工具基部的步骤。初始移动和继续移动步骤可通过气动地移动施力构件来实现。该方法可包括将弯曲促动器可调整地固定至工具基部的步骤。该方法可包括相对于工具基部可调整地安装接触构件的步骤。

本发明的用于赋予片状材料复合折叠的方法和设备具有其它特征和优势，它们将在附图中和详细阐述中显而易见，这些附图被并入说明书并作为说明书的一部分，本发明的随后的具体实施方式用来解释本发明的原理。

附图说明

图1是根据本发明的弯曲设备的等轴视图，其具有用于赋予片状材料复合折叠的促动器；