[发明专利]通过卷绕弹簧来生产螺旋弹簧的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种借由根据权利要求1前序部分的数字控制绕簧机通过卷绕弹簧来生产螺旋弹簧的方法，以及一种适于实施所述方法的绕簧机。

背景技术

螺旋弹簧是在许多应用领域中被大量需求且构造不同的机器元件。螺旋弹簧（也称为盘旋扭簧）通常由弹簧金属丝制成且取决于使用期间在其上的负载而呈拉伸弹簧或压缩弹簧的形式。例如，在机动车构造中大量需要压缩弹簧、尤其是承重弹簧。通过不同节距或不同节距型面的区段尤其会影响弹簧特性。例如，在压缩弹簧的情形下，通常具有包括恒定节距（恒定区段）的更大或更少长度的中心区段，在弹簧的两端邻近于所述恒定节距有带有节距的接触区域，所述节距朝向端部变小。在圆柱螺旋弹簧的情形下，弹簧直径在弹簧的长度上是恒定的，但其也可在长度上发生变化，例如在圆锥形或桶形螺旋弹簧的情形下。此外，（未加载）弹簧的总长度可对于不同应用宽泛地变化。

如今，通常在数字控制绕簧机的帮助下通过卷绕弹簧生产螺旋弹簧。此时，金属丝（弹簧金属丝）在NC控制程序的控制下借由输送装置输送到绕簧机的成型装置，且在成型装置的工具帮助下成型，以形成螺旋弹簧。工具通常包括一个或多个可变位卷绕销，以便固定弹簧绕圈的直径并可能改变该直径；以及一个或多个节距工具，其在制造过程的每个阶段中管理弹簧绕圈的局部节距。

绕簧机通常旨在以高速率生产具有在十分窄的公差内的规定弹簧几何形状（额定几何形状）的大量弹簧。功能上重要的几何形状参数尤其包括在未装载状态下的成品螺旋弹簧的总长度。该总长度也尤其控制弹簧的安装尺寸和弹簧力。

为了满足严格的质量要求，例如在机动车领域中，通常实践做法是在弹簧制造完成之后测量特定的弹簧几何形状数据（例如，弹簧的直径、长度、和/或节距、和/或节距型面）、并且取决于测量结果将完成的弹簧自动分类为令人满意部件（弹簧几何形状在公差内）和不令人满意部件（在公差之外的结果）以及可能分成其他类别。该过程是非常不经济的，尤其是在长弹簧的情形下，因为在长弹簧的情形下，每个弹簧消耗相对较大长度的金属丝且在发现完成的弹簧处于公差之外时必须将其丢弃。

还已经提议在制造期间通过合适测量手段来检查弹簧的直径、长度和节距，以及在公差极限值之外的任何偏差事件中改变制造参数，使得弹簧几何形状保持在公差内。

DE 10345445B4公开了一种绕簧机，其具有带有视频照相机的集成测量系统，所述视频照相机被导向在绕簧机的开始成型弹簧的区域。图像处理系统连接到视频照相机且具有合适的评估算法，所述图像处理系统旨在允许在制造期间检查弹簧的直径、长度和节距，且旨在通过处理工具的反馈而使改变这些弹簧几何形状参数成为可能，在制造期间所述处理工具可由电机调节。详细描述了用于确定当前弹簧直径的评估算法。

发明内容

本发明基于优化这种一般类型的方法和装置的问题，使得尤其在生产相对长的螺旋弹簧时，螺旋弹簧能够以高可靠性在紧密几何尺寸公差内生产，所述螺旋弹簧由质量迥然不同的金属丝材料构成。一个具体目的在于使得以极小的总长度散播和低报废率来生产长螺旋弹簧成为可能。

这些问题是通过具有权利要求1的特征的卷绕弹簧来生产螺旋弹簧的方法以及具有权利要求12的特征的绕簧机来解决的。在从属权利要求中详细说明了有利的发展。所有权利要求中的措词通过引用的方式被包括在说明书的内容中。

在方法中，首先限定待生产的螺旋弹簧的期望额定几何形状以及适于生产该额定几何形状的对应NC控制程序。因此，限定在生产弹簧期间必须执行的绕簧机的机器轴线的协调工作运动序列。

在生产螺旋弹簧期间，相对于参考元件测量螺旋弹簧的选择结构化元件的实际位置。该测量允许确定在选择结构化元件与参考元件之间的实际距离。在生产螺旋弹簧开始之后和结束之前的测量时间中（也就是说，在旨在用于弹簧制造的绕簧机的工作运动的过程期间）实施测量。因此，在测量时间只生产了弹簧的一部分。此时，选择结构化元件位于测量区域内，所述测量区域在螺旋弹簧的纵向方向上距成型装置一段有限的距离。该距离小于完成的螺旋弹簧的总长度，也就是说小于从额定几何形状得到的总长度。当前位置差表示在测量时间实际位置与额定位置之间的差，通过将在测量时间时结构化元件的实际位置与结构化元件的额定位置进行比较，确定所述当前位置差。然后，成型装置的影响螺旋弹簧节距的至少一个工具的位置被控制为位置差的函数，以便使得实际位置接近额定位置。