CN101284293A - 空调翅片模具的智能化调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产空调翅片用的模具，具体地说是一种空调翅片模具的智能化调节系统。按照本发明提供的技术方案，在机架上安装若干个伺服电机，在每个伺服电机的输出端分别连接减速机构，在每个减速机构的输出端分别连接丝杆，每根丝杆上分别配合连接螺母，每个螺母分别安装于带有斜面的下滑块上，通过下滑块对模具的上下位置进行调节。本发明可以提高模具寿命，提高产品质量，降低生产成本。

Description

空调翅片模具的智能化调节系统

技术领域

本发明涉及一种生产空调翅片用的模具，具体地说是一种空调翅片模具的智能化调节系统。

背景技术

目前传统式管片式热交换器为家用空调、中央空调、风机盘管、大巴空调的主要热交换形式。空调翅片模具作为热交换冷凝器和蒸发器生产过程中的重要生产工具，模具使用状态对热交换器的质量和产量以及制造成本等构成了直接影响。

传统的模具采用人工旋动来达到调节目标。在调节时，通过活动扳手拧动精密滚珠丝杆来调节下滑块间的高度差，以调节各工步的引伸凸模以及翻边凸模的高度，并使之按照模具工的个人主观经验调节，配合冲床的冲压过程逐步调整到满意的空调翅片的高度。这种模具存在的问题是：空调翅片在生产过程中经常要根据不同的片型要求以及原材料(铝箔)的性能来调节其引伸及翻边高度，比较麻烦。

传统的空调翅片模具的引伸及翻边高度均为手动可调式，共有4-6步引伸调节，1步翻边高度调节。共5-7个部位要通过丝杆螺母副来调节斜楔位置，最终调节“冲头”等部件的高度，改变片型，使其符合生产工艺的要求。在实际生产中，由于5-7个可调部位有相互影响，所以调整时对操作工技术要求高，且费时间。

发明内容

本发明的目的在于设计一种空调翅片模具的智能化调节系统，以提高模具寿命，提高产品质量，降低生产成本。

按照本发明提供的技术方案，在机架上安装若干个伺服电机，在每个伺服电机的输出端分别连接减速机构，在每个减速机构的输出端分别连接丝杆，每根丝杆上分别配合连接螺母，每个螺母分别安装于带有斜面的下滑块上，通过下滑块对模具的上下位置进行调节。

所述机架包括位于两侧的左右侧面板、位于前后的前后侧面板、位于底部的垫板及位于顶面的盖板，所述减速机构位于左右侧面板、前后侧面板、垫板及盖板围成的空间内，伺服电机安装于盖板的上面，伺服电机的输出轴穿过盖板，与减速机构中的蜗杆连接，在伺服电机的输出轴与盖板之间利用轴承相互连接，减速机构中的涡轮与丝杆连接。

所述下滑块有若干块，对应的上滑块也有若干块，在相邻两块下滑块间设置起连接作用的卡扣，当与螺母直接连接的下滑块在丝杆的带动下左右移动时，带动所有下滑块同步左右移动；在每块下滑块的上面分别设置一块同样带有斜面的上滑块，在下滑块左右移动时，上滑块上下移动。

在伺服电机上连接可编程序控制器，可编程序控制器与触摸屏连接；使用时，在可编程序控制器的存储器中存储模具的可调部分的数据，通过触摸屏人机对话操作；下滑块在左右移动时的进给量由所述存储器中的数据通过人为指令，经可编程序控制器计算后以带脉冲形式输送到伺服电机，以控制伺服电机的工作状态；在每次调整、修理完模具后须回零，所用的回零开关采用光导纤维式光电开关，这种光导纤维式光电开关通过光导纤维检测回零位置。

本发明的有益效果是：

使用本机构可以有效的节约变换片距时浪费的废料和节约调机时间，并可由于正确的调整模具的拉伸参数，所以亦可有效的延长模具的使用寿命。是为解决目前的传统翅片模具的片距调整，完全依赖维护人员的技术水平。无法每次都调节到最理想的状态，从而影响产品的质量和成本，降低模具使用寿命的情况。而特地开发的新产品。

使用本机构后，预计可将调机时产生的废料率降低为普通结构模具的调机废料率的5％左右，调机时间也将节约至普通结构模具调机时间的5％左右，也就是说效率将会至少提高20倍以上。由此将会产生的直接效益对于一个经常变换片距的厂家是非常显而易见的。

此外还有不可估量的隐性效益。比如由于使用后模具得到了正确的调整，将会：1：使模具因为调机产生的损坏的概率大大减少，从而减少模具备件的消耗量；2：几乎消灭了调整过程中出现破孔的可能性，从而消灭了因为破孔而出现的不正常废料。减少了清模的时间，提高开机率；3：会有效的延长模具的保养周期；4：节约调机时间后，将会使您的热交换器制作时间缩短，从而降低热交换器的生产成本；5：节约了废料和调机时间后，会使电能等损耗降低，有利于环保节能；6：对专业技术人员的依赖将会减到最小程度，任何一个员工经过简单培训，都会达到一个优秀的调机人员的水平，从而降低人力成本。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是本发明的使用状态图。

图3是图1中去掉了盖板及其上面的零件后的俯视图。

图4是图1的左视图。

具体实施方式

图中：1、左右侧面板，2、伺服电机，3、盖板，4、轴承，5、轴套，6、垫板，7、涡轮，8、蜗杆，9、轴承，10、定位套，11、前后侧面板，12、限位套，13、限位套，14、键，15、轴承，16、导杆，17、导杆，18、螺母，19、丝杆，20、固定块，21、固定块，22、下滑块，23、凸模，24、凸模固定板，25、卸料板，26、凹模板，27、垫板，28、上模板，29、下模板，30、限位块，31、卸料顶杆，32、弹簧，33、打料顶杆，34、弹簧，35、上滑块，36、卡扣。

如图所示：在机架上安装若干个伺服电机2，在每个伺服电机2的输出端分别连接减速机构，在每个减速机构的输出端分别连接丝杆19，每根丝杆19上分别配合连接螺母18，每个螺母18分别安装于带有斜面的下滑块22上，通过下滑块22对模具的上下位置进行调节。

所述机架包括位于两侧的左右侧面板1、位于前后的前后侧面板11、位于底部的垫板6及位于顶面的盖板3，所述减速机构位于左右侧面板1、前后侧面板11、垫板6及盖板3围成的空间内，伺服电机2安装于盖板3的上面，伺服电机2的输出轴穿过盖板3，与减速机构中的蜗杆8连接，在伺服电机2的输出轴与盖板3之间利用轴承相互连接，减速机构中的涡轮7与丝杆19连接。

所述下滑块22有若干块，对应的上滑块35也有若干块，在相邻两块下滑块22间设置起连接作用的卡扣36，当与螺母18直接连接的下滑块22在丝杆19的带动下左右移动时，带动所有下滑块22同步左右移动；在每块下滑块22的上面分别设置一块同样带有斜面的上滑块35，在下滑块22左右移动时，上滑块35上下移动。所述伺服电机2至少有个，最好有5个以上。

1、本发明的结构原理如下：

全自动片距调整机构。通过控制伺服电机2驱动蜗轮7与蜗杆8，然后再驱动精密滚珠丝杆19，以调节各工步引伸凸模以及翻边凸模高度，并使之按照正常的调节顺序，配合冲床的冲压过程全面同步进行。

本装置基本结构为分体模块式，通过销钉对各模块以及系统进行精确定位。整套机械装置可进行快速拆卸以及快速复位。方便模具的清洗以及保养。

各工步的凸模高低以数字信号存储在微型PLC中，并且将所有数据进行分组存储，最后以一个片距高度值体现在操作员工面前。通过触摸屏实现人机对话，操作员工在变换片距时只需要调出储存于电脑中的数据。轻松的实现调整切换。

(1)引伸调节工作机械原理说明：通过控制伺服电机2驱动蜗杆7，蜗杆7带动蜗轮8，蜗轮8通过精密滚珠丝杆19带动下滑块22左右移动，再带动位于下滑块22上面的上滑块35上下移动，由上滑块35带动其上面的凸模23上下移动，来调节凸模23的上下位置，在调节到要求的位置后，将凸模23固定在凸模固定板24上；在冲压工件时，将工件定位在卸料板25与凹模板26之间，在卸料板25与凹模板26上设置允许凸模23插入的通孔，当上模板28与下模板29合拢时，凸模对工件进行冲压，在工件上形成凹坑，这种在工件上形成凹坑的过程俗称引伸。为了确保下滑块22在左右移动时，能够使所有凸模23同时同步实现上下移动，所述下滑块22有若干块，对应的上滑块也有若干块，在相邻两块下滑块22间设置起连接作用的卡扣36，当与丝杆直接连接的一块下滑块22在丝杆的带动下左右移动时，由于卡扣36的作用，同时使其它下滑块一起移动。

(2)翻边调节工作机械原理说明：通过控制伺服电机2驱动蜗杆7，蜗杆7带动蜗轮8，蜗轮8通过精密滚珠丝杆19带动下滑块22来调节模具的翻边凸模高度，完成工作目的。

2、电控原理：

针对上述问题的情况，利用伺服电机2的驱动来进行自动调节。伺服电机2组件的上级装置采用带脉冲输出，实现高速处理，高功能的程序一体化型可编程序控制器。使用时通过触摸屏人机对话操作。把各种片型的各个可调部分的参数都记忆在存储器中，可大大节省调节时间，提高调节精度。同时又能提高模具档次，增加产品的竞争力。

在该装置中采用定位控制，其定位进给量由PLC存储器中数据通过人为指令，通过计算后以脉冲形式输出到伺服驱动器。

在控制方法。首先考虑到精度问题：在长时间的使用中，由于多次调节，从机械原理的角度看，每次的前进与后退都会产生一定量的误差，如果没有一个固定的绝对位置作为参考点，时间一长就会产生积累误差，而失去精度。另外，考虑到今后在使用过程中的拆装、修理等，其电机与丝杠螺母副的相对位置均有可能产生改变，丢失位置。所以，在设计上一定要有一个相对精确的“零”点。在每次调整、修理后回零，或人工回零。这样就能保证不会产生积累误差，提高其精度。

在整个行程的前后限位问题上，因为零位已确定，总行程也是已知量，所以采用软限位的方法来控制进给范围。

在回零开关上，考虑到空间尺寸，以及能方便的控制位置检测灵敏度，所以采用光导纤维式光电开关，它通过及细的光导纤维检测回零位置，其检测灵敏度可以任意调节。

主要控制单元采用可编程序控制器，该控制器每个有四路1-30KHz脉冲输出，四路高速计数器输入，可同时控制四台伺服电机2。因单台模具的总可调部分大于4路。所以，该装置一共要采用二个可编程序控制器(PLC)。

人机对话控制终端采用真彩触摸控制屏，它本身就有二个通信口，可同时与二台PLC通信，而不用另购通信线。

3、本发明与现有技术相比，具有如下特点：

(1)、模具引伸工位的凹模以及卸料板寿命的延长，翅片质量的提高：

传统的翅片模具的各引伸工步和翻边工步的凸模高度通过刻度来表示。第一代为标尺型数字刻度，第二代为数字显示器。这两代的原理都是机械式的，需要操作员工根据相关资料进行调节。目前的这一套系统可以称为第三代产品，将机械与电器系统有机结合，将人为调节转变为自动调节，实现了质的变化。

据了解，在生产旺季的时候，为了达到切换片距，大多数操作员工为了节约调机时间，会将前几步引伸凸模一直设成比较高的片距的状态，切换片距时只对最后一步拉伸凸模和翻边凸模的高度进行调整，达到调整片距的目的。这样操作后，虽然表面上达到了目的，但是前几步被多拉出的材料在最后又被揉回去，模具长期保持这样的生产状态将会使引伸子模的凹模与卸料板出现沟槽状的不正常磨耗，缩短模具使用寿命。对翅片来说会出现翅片孔周围的圈痕加剧、翅片孔根部皱褶、翅片的扭曲、接料不畅，严重时还会产生叠片等现象。

本系统的使用，使繁琐的调节变成简单的选择。操作员工简单的一选，然后根据显示屏的提示一步步的操作，就会完成以往需要有经验的维护人员才能操作的内容。使模具寿命与翅片质量多方面受益。

(2)、生产效率的提高和生产成本的降低：

片距的可调整性是翅片模具的一个重要特点和功能。不同的片距可通过调整引伸凸模和翻边凸模的高度配比来实现。

在片距的调整过程中。所有的引伸工步和二次翻边凸模工步的高度，将会由PLC里储存的数据分别进行有序控制。所以切换片距的时间因此而缩短到一个最小值。

对于大多数中央空调生产厂家，由于其生产特性为订单型生产，所以没有任何库存产品。这样一来，有时候生产一台空调所耗费的调机时间比生产时间都长，最后浪费的调机铝片比最后的产品所用的铝片都多。造成了生产效率的降低和成本的无谓增加。

由于使用了本系统，调机时间基本成为一个定值，对于节约生产时间和对生产状态控制产生良好的影响，也对产品成本形成一个良好的控制。

(3)、减少清模时间和延长模具使用寿命：

模具的失效和不正常损坏，很大程度上是由于模具内部某些重要工位堆积了废料造成的。在实际使用过程中，由于维护人员的水平高低不一，实际生产中没有办法对员工进行统一要求，所以为了保证模具的清洁与正常运行，只能规定运行数小时后清洁模具一次。其目的是为了将生产过程中产生的不良废料清除，保证模具的清洁。

通过分析模具内的废料产生原因。最根本的原因就是片距的调整过程中，由于调节不当而产生的拉破的原材料在模具里面无法清除。这些废料随机的存在于模具的各个部位，对各重要子模构成了很大的影响。由于大列数的模具宽度较宽，对于发现和清理比较困难，所以此类模具尤为严重。

由于此套系统的使用，针对废料形成原因形成对策，遏制了废料的产生，所以将会在很大程度上改善此类现象的发生。

此套系统的研发将人为因素而使模具处于不正常状态的可能性降到最低程度。将人为调整转变为自动调整，用电脑代替人脑，降低了人力成本，并且可将产品质量维持稳定，符合发展趋势。

由于对原材料的降低、模具维护成本的降低、生产效率的提高、故障率降低、员工技术要求降低等因素进行全面的考虑，所以此套系统的使用将会对两器生产厂家降低产品制造成本，降低人力成本，稳定产品质量，保证模具正常产量等方面起很大的作用。

Claims (5)

1、一种空调翅片模具的智能化调节系统，其特征是：在机架上安装若干个伺服电机(2)，在每个伺服电机(2)的输出端分别连接减速机构，在每个减速机构的输出端分别连接丝杆(19)，每根丝杆(19)上分别配合连接螺母(18)，每个螺母(18)分别安装于带有斜面的下滑块(22)上。

2、如权利要求1所述空调翅片模具的智能化调节系统，其特征是：所述机架包括位于两侧的左右侧面板(1)、位于前后的前后侧面板(11)、位于底部的垫板(6)及位于顶面的盖板(3)，所述减速机构位于左右侧面板(1)、前后侧面板(11)、垫板(6)及盖板(3)围成的空间内，伺服电机(2)安装于盖板(3)的上面，伺服电机(2)的输出轴穿过盖板(3)，与减速机构中的蜗杆(8)连接，在伺服电机(2)的输出轴与盖板(3)之间利用轴承相互连接，减速机构中的涡轮(7)与丝杆(19)连接。

3、如权利要求1所述空调翅片模具的智能化调节系统，其特征是：所述下滑块(22)有若干块，对应的上滑块(35)也有若干块，在相邻两块下滑块(22)间设置起连接作用的卡扣(36)，当与螺母(18)直接连接的下滑块(22)在丝杆(19)的带动下左右移动时，带动所有下滑块(22)同步左右移动；在每块下滑块(22)的上面分别设置一块同样带有斜面的上滑块(35)，在下滑块(22)左右移动时，上滑块(35)上下移动。

4、如权利要求1所述空调翅片模具的智能化调节系统，其特征是：在伺服电机(2)上连接可编程序控制器，可编程序控制器与触摸屏连接；使用时，在可编程序控制器的存储器中存储模具的可调部分的数据，通过触摸屏人机对话操作；下滑块(22)在左右移动时的进给量由所述存储器中的数据通过人为指令，经可编程序控制器计算后以带脉冲形式输送到伺服电机(2)，控制伺服电机(2)的工作状态；在每次调整、修理完模具后须回零，所用的回零开关采用光导纤维式光电开关，这种光导纤维式光电开关通过光导纤维检测回零位置。

5、如权利要求1所述空调翅片模具的智能化调节系统，其特征是：所述伺服电机(2)至少有个。

Images