CN102489701B - 全自动磁粉粉末成型压机 - Google Patents

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CN102489701B CN 201110411404 CN201110411404A CN102489701B CN 102489701 B CN102489701 B CN 102489701B CN 201110411404 CN201110411404 CN 201110411404 CN 201110411404 A CN201110411404 A CN 201110411404A CN 102489701 B CN102489701 B CN 102489701B
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Abstract

本发明涉及磁粉粉末加工成型设备,特别是一种全自动磁粉粉末成型压机。它由机架、模架、定量供料装置、线圈、包封和控制系统组成。它主要被用作磁块的制作,实现自动精密成型制造,解决系统精度,定量给料,压制方式等三个主要问题。

Description

全自动磁粉粉末成型压机
技术领域
[0001] 本发明涉及磁粉粉末加工成型设备,特别是一种全自动磁粉粉末成型压机。
背景技术
[0002] 全自动磁粉粉末成型压机主要被用作磁块的制作,要实现自动精密成型制造,必须解决三个问题:系统精度,定量给料,压制方式,其中最为难题的就是定量给料。磁粉材料的黏度很大,再加上粉末颗粒的目数高(从日本进口的铷铁硼磁粉可细小到颗粒直径仅3 μ m),往往会结成块状,不利于进行成型加工。以往磁粉压机都是人工加料,不能实现自动方式。德国进口的所谓自动粉末成型压机也不能生产大面积或较厚形状的磁块,因为采用的是体积法,不能定量精准,且磁粉成块,没有粉碎均匀,易成品内部有空隙。
[0003] 中国发明专利申请公开说明书(CN101486096A)公开了一种稀土磁粉粉末自动成型油压机,它由送喂料系统、成型压制系统、取料系统和电气控制系统所组成,送喂料系统、成型压制系统、取料系统机体框架之间呈品字形连接,外壳用透明有机玻璃材料密封,内部相互贯通,并装有氧含量检测器,使稀土磁粉加工操作过程能处于完全密闭惰性保护气体环境中进行;送喂料自动供粉、成型压制系统模具组件中磁(场)取向线圈、自动模具润滑、余料移除和低氧浓度完全自动化的PLC控制系统。保证了稀土磁粉粉末磁性轴高度单轴取向及在压制整个生产过程的全自动化、高准确性、可靠性和产品的高品质。但是,该文献也仅仅是非常简单地介绍了装置的结构,对于必须解决三个问题:系统精度,定量给料,压制方式,文中未做精确和严谨的阐述。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种全自动磁粉粉末成型压机,它可被用作各种磁块的制作,实现自动精密成型制造,解决系统精度,定量给料,压制方式等三个主要问题。
[0005] 为实现上述目的,本发明是这样实现的。
[0006] 一种全自动磁粉粉末成型压机,它由机架、模架、定量供料装置、线圈、包封和控制系统组成;其特征在于:
[0007] 所述的机架是四柱结构,四根立柱上顶垫块立于下底板与上顶板中间,用四套螺栓副穿过立柱把它们连接并固定在钢构件焊接成的底座上;上顶板、下底板间两侧装有导磁板;在下底板上吊装下油缸和下磁栅尺,在上顶板上安装上油缸和上磁栅尺;上油缸推杆连接上压头,下油缸推杆连接下压头;在两导磁板中间对称位置固定有线圈极头;背部支架与上顶板、下底板固定;压机上顶板、下底板间侧后面连接表箱支架,在对边侧前面连接电控箱支架;
[0008] 所述的模架是双动的四导柱结构,底模板、中模板、上模板通过四套导柱轴承副A连接在一起,导柱顶部用固定套两两连接,上模板下部装接阳模固定块,中模板与下模板通过四套导柱轴承副B穿过底模板连接在一起,底模板与一对模架座相连接,在中模板两轴承副间的位置固定两块等高块,导板支架从后侧与中模板连接,导板安装在导板支架及等高块上,导板两边各安装一套直线导轨副;
[0009] 所述的定量供料装置是由料筒下口接波纹管,管口下连接碎粉装置,再通过接管对准称重加料装置的秤料斗接料口,振荡锤对向料筒下侧;
[0010] 所述的包封是用于密封压机的板金构件,它由前封板、门把手、前窗、左封板、后封板、侧窗、集成接口盒、右封板构成;前封板中间嵌装前窗,后包封两侧面中间各嵌装有侧窗,前窗通过门把手与前封板连接、侧窗通过门把手与后包封连接,并在两侧安排有集成接口盒,左封板与右封板对称;
[0011] 所述的控制系统由电控回路、液压回路和气动回路三部分组成;其中:所述的电控回路主要由触摸式控制屏、PLC工控器、固态继电器驱动模块、固态继电器驱动模块、A/D转换模块、D/A转换模块和通讯模块组成;触摸式控制屏显示作业状态和测量数据,起到系统指令发布作用,其与PLC工控器以通讯方式连接,PLC工控器内驻编制有特定的控制程序,接受触摸式控制屏传来的指令和从端口 Y8至Y15与Y31反馈的外部信号,通过驱动模块和驱动模块来控制液压回路和气动回路的工作元件,指使系统按照设定的程序运行;
[0012] 所述的全自动磁粉粉末成型压机的整体结合方式从机架起,模架坐在下底板上;下模板与下磁栅尺连接;上模板与上压头和上磁栅尺连接;称重加料装置的送料板与直线导轨副连接;碎粉装置固定于背部支架中部;振荡锤和料筒安装在机架的背部支架顶部;线圈套在线圈极头上,上顶板与下底板的背面连接后包封,前面连接前封板,两侧连接左、右封板;操控箱固定于电控箱的转动支架上;电控箱与机架上的电控箱支架连接,表盘箱与机架上的表箱支架连接;油站固定在机架后面底部;上控制集成组件安装在上顶板边后侧;下控制集成组件在机架底部中间位置固定;上集成块固定在上顶板边后侧;下集成块固定在下底板边后侧;上、下集成块间连接油管;油站通过软油管I连接到下控制集成组件,从下控制集成组件连出软油管I到下油缸,连出软油管2到下集成块;从上集成块连出软油管3到上油缸;气动集成组件箱安装在机架背部支架后侧;气动集成组件的气路连到后包封上的集成接口盒,再连到碎粉装置和称重送料装置;电控箱连出控制电缆到油站、气动集成组件箱、上控制集成组件、下控制集成组件;从上油缸、下油缸、油站和定量供料装置内的送料油缸各接出测量油管到表盘箱内相应的表盘;操控箱的控制线缆连接到电控箱。
[0013] 所述的全自动磁粉粉末成型压机,其特征在于:所述的定量供料装置中的碎粉装置由振荡器1、粉盒、落料管、下蝶阀、上蝶阀、过渡储料管、传感器、松粉器、气缸1、气缸2、垂直运动碎粉钉耙和水平运动碎粉钉耙构成;所述的上蝶阀下接过渡储料管,再接下蝶阀,下蝶阀上装配松粉器,蝶阀下口通过落料管对接粉盒,在粉盒内有垂直运动碎粉钉耙和水平运动碎粉钉耙各一个,两钉耙各自连接气缸I和气缸2,两个气缸安装在粉盒顶盖上,粉盒底部与振荡器I连接,传感器埋入过渡储料管内靠近顶部位置。
[0014] 所述的全自动磁粉粉末成型压机,其特征在于:所述的定量供料装置中的称重加料装置由送料油缸、连接块、气缸固定架、托板、导向气缸、压力传感器(实例采用电子秤)、连接器、秤料斗、支架1、固定螺栓、接料管、送料盒内胆、振荡器2、送料盒架和送料板构成;所述的压力传感器固定在托板上,托板后部装有气缸固定架用来固定连接导向气缸定点,秤料斗前侧支点与支架I相接,后侧支点与连接器相接,连接器与气缸拉杆连接,气缸初始收缩使得秤料斗坐落在压力传感器上秤重,气缸延伸使得料斗翻转送料,磁粉通过接料管到送料盒内胆,送料盒内胆浮动固定在送料盒架里,送料盒架下接送料板,送料板的加料口对准料盒内胆下料口,在送料盒架前部装有振荡器2,后部连接送料油缸。
[0015] 所述的全自动磁粉粉末成型压机,其特征在于:所述的定量供料装置中的称重加料装置由送料油缸、连接块、托板、压力传感器、旋转气缸、曲臂、压条、秤料斗2、转轴、支架2、固定螺栓、接料管、送料盒内胆、振荡器2、送料盒架和送料板构成;所述的压力传感器固定在托板上,支架2对称固定在托板前部的两侧上,转轴穿过支架,支架一侧外的转轴上连接旋转气缸,两个曲臂沿秤料斗2旁与转轴连接,秤料斗的两边的挂钩嵌入曲臂中,上覆盖压条防脱落;旋转气缸使秤料斗2翻转送料,磁粉通过接料管到送料盒内胆,送料盒内胆浮动固定在送料盒架里,送料盒架下接送料板,送料板的加料口对准料盒内胆下料口,在送料盒架前部装有振荡器2,后部连接送料油缸。
[0016] 所述的全自动磁粉粉末成型压机,其特征在于:所述的线圈由接线板、接线桩头、电缆线、绝缘板、线圈、盖板、密封圈、螺钉和壳体构成;所述的壳体内衬绝缘板,盤式线圈间串接形成线圈组后套在壳体中轴上,线圈组通过电缆线连接到接线板的接线桩头上,壳体上缘槽内埋设密封圈,盖板通过螺钉与壳体连接。
附图说明
[0017] 图1-1、1_2是本发明的整体结构示意图。
[0018] 图2-1、2_2是本发明中机架的结构示意图。
[0019] 图3是本发明中模架的结构示意图。
[0020] 图4-1是本发明中定量供料装置的结构示意图。
[0021] 图4-2是本发明定量供料装置中粉碎装置的结构示意图。
[0022] 图4-3是本发明定量供料装置中一种称重加料装置的结构示意图。
[0023] 图4-4是本发明定量供料装置中另一种称重加料装置的结构示意图。
[0024] 图5-1是本发明中线圈的结构示意图。
[0025] 图5-2是图5的A-A方向剖视图。
[0026] 图6是本发明中包封的结构示意图。
[0027] 图7-1是本发明控制系统中电控回路的结构图。
[0028] 图7-2是本发明控制系统中液压回路的结构图。
[0029] 图7-3是本发明控制系统中气动回路的结构图。
[0030] 图8是本发明全自动磁粉粉末成型压机的运行进程示意图。
具体实施方式
[0031] 请参阅上述附图,它公开了一种全自动磁粉粉末成型压机。如图所示:它由机架2、模架3、定量供料装置4、线圈5、包封6和控制系统7组成。
[0032] 如图2-1、2_2所示,机架2是四柱结构:四根立柱204上顶垫块208立于下底板203与上顶板209中间,用四套螺栓副210穿过立柱把它们连接并固定在钢构件焊接成的底座201上;上顶板209、下底板203间两侧装有导磁板206 ;在下底板203上吊装下油缸202和下磁栅尺216,在上顶板209上安装上油缸212和上磁栅尺211 ;上油缸212推杆连接上压头213,下油缸202推杆连接下压头215 ;在两导磁板206中间对称位置固定有线圈极头207 ;背部支架217采用铝合金型材搭建,与上顶板209、下底板203固定;压机上顶板209、下底板203间侧后面连接表箱支架205,在对边侧前面连接电控箱支架214。
[0033] 机架2对设备整体精度影响在于上顶板209与下底板203间的平行度保证,本发明不仅要求对上顶板209、下底板203实行超精磨加工保证平行度,并在立柱204设计上加入垫块208,在装配过程中通过修正垫块的高度来达到四柱等高。
[0034] 如图3所示,模架3是双动的四导柱结构:底模板303、中模板312、上模板310通过四套导柱轴承副A 307连接在一起,导柱顶部用固定套309两两连接,上模板310下部装接阳模固定块308,中模板312与下模板301通过四套导柱轴承副B 313穿过底模板303连接在一起,底模板303与一对模架座302相连接,在中模板312两轴承副间的位置固定两块等高块311,导板支架304从后侧与中模板312连接,导板305安装在导板支架及等高块上,导板两边各安装一套直线导轨副306。
[0035] 如图4-1所示,定量供料装置4是由料筒402下口接波纹管401,管口下连接碎粉装置4a,再通过接管404对准称重加料装置4b的秤料斗接料口,振荡锤403对向料筒下侧。
[0036] 如图4-2所示,定量供料装置4中的碎粉装置4a由振荡器I 4a01、粉盒4a02、落料管4a03、下蝶阀4a04、上蝶阀4a05、过渡储料管4a06、传感器4a07、松粉器4a08、气缸I4a09、气缸2 4al0、垂直运动碎粉钉耙4all和水平运动碎粉钉耙4al2构成;所述的上蝶阀4a05下接过渡储料管4a06,再接下蝶阀4a04,下蝶阀上装配松粉器4a08,蝶阀下口通过落料管4a03对接粉盒4a02,在粉盒内有垂直运动碎粉钉耙4all和水平运动碎粉钉耙4al2各一个,两钉耙各自连接气缸I 4a09和气缸2 4al0,两个气缸安装在粉盒顶盖上,粉盒底部与振荡器I 4a01连接,传感器4a07埋入过渡储料管内靠近顶部位置。
[0037] 由于稀土磁粉的颗粒细小(有的仅3 μ m),黏度高,容易结块,对烧结磁块制作的成型加工非常不利,因此,目 前广泛的还在使用人工加料方式。要实现自动生产稀土磁块,首先要解决磁粉加料问题,也就是先要使得磁粉在注入模腔时不被粘结。本发明装置正是从这两方面入手。
[0038] 首先,磁粉在大容量料筒储存时因重力的作用就已被紧压粘连,要通过管道输送时,就要对料筒进行捶打。由于磁粉是成团、块状进入输送管道,不易流动,因此,本专利运用弹拨方式设计了松粉器。松粉器与蝶阀合页安装在一起,随着蝶阀的开闭而搅动管道内的磁粉,使其松落。
[0039] 其次,单单松落的磁粉也仅仅从大块或团状变成小的块、团状,要达到精确秤量和压制必须处理成碎粉状,于是,本发明对此采取击碎、爬犁、震松三结合的方式来解决。本发明装置把粉盒置于振荡器上,在粉盒内装有垂直运动和水平运动的钉耙各一,垂直钉耙钉头成多排、多行式,水平钉耙成梳状式,均通过连接的气缸驱动进行高速运动。粉块进入粉盒时,受到震动而碎裂,同时在振荡驱动下先跑到垂直作用的钉耙下,受到反复击打,而后又受到水平钉耙的梳理作用。这样就能够把粘结的磁粉还原成粉状,并受到振动的推力作用移向称料斗。
[0040] 如图4-3所示,定量供料装置4中的称重加料装置4b(推送式)由送料油缸4bl01、连接块4bl02、气缸固定架4bl03、托板4bl04、导向气缸4bl05、压力传感器4bl06、连接器4bl07、秤料斗4bl08、支架14bl09、固定螺栓4bll0、接料管4blll、送料盒内胆4bll2、振荡器2 4bll3、送料盒架4bll4和送料板4bll5构成;所述的压力传感器4bl06固定在托板4bl04上,托板后部装有气缸固定架4bl03用来固定连接导向气缸4bl05定点,秤料斗4bl08前侧支点与支架I 4bl09相接,后侧支点与连接器4bl07相接,连接器与气缸拉杆连接,气缸初始收缩使得秤料斗4bl08坐落在压力传感器上秤重,气缸延伸使得料斗翻转送料,磁粉通过接料管406到送料盒内胆4b 112,送料盒内胆浮动固定在送料盒架4b 114里,送料盒架下接送料板4b115,送料板的加料口对准料盒内胆下料口,在送料盒架前部装有振荡器2 4bll3,后部连接送料油缸4bl01。
[0041] 图4-4所示,它是一种旋转式称重加料装置,与推送式的区别仅在翻转送料部分,其他部分一致。两个支架2 4b206对称固定在托板前部的两侧上,转轴4b205穿过支架,支架一侧外的转轴上连接旋转气缸4b201,两个曲臂4b202沿秤料斗2 4b204旁与转轴连接,秤料斗的两边的挂钩嵌入曲臂中,上覆盖压条4b203防脱落。
[0042] 从碎粉装置送入的磁粉经过称量,达到要求的重量后,通过气缸推动料斗,把粉料送到送料盒,而后油缸推动料盒组件走向模具,并使送料板在阴模口位置作往复运动,同时振荡器工作,使存储的粉料倾倒干净。
[0043] 如图5-1-、5_2所示,所述的线圈5由接线板501、接线桩头502、电缆线503、绝缘板504、线圈505、盖板506、密封圈507、螺钉508和壳体509构成;所述的壳体509内衬绝缘板504,盤式线圈505间串接形成线圈组后套在壳体中轴上,线圈组通过电缆线503连接到接线板501的接线桩头502上,壳体上缘槽内埋设密封圈507,盖板506通过螺钉508与
壳体连接。
[0044] 如图6所示,所述的包封是用于密封压机的板金构件,它由前封板601、门把手602、前窗603、左封板604、后封板605、侧窗606、集成接口盒607、右封板608构成;前封板601中间嵌装前窗603,后包封605两侧面中间各嵌装有侧窗606,前窗603通过门把手602与前封板601连接、侧窗606通过门把手602与后包封605连接,并在两侧安排有集成接口盒607,左封板604与右封板608对称。该包封的作用是确保加工环境的密闭状态,加工中,整个压机窗体内经充氮气后达到无氧状态。
[0045] 本发明中的控制系统由电控回路(见图7-1)、液压回路(见图7-2)和气动回路(见图7-3)三部分组成。
[0046] 如图7-1所示,电控回路主要由触摸式控制屏707,PLC工控器703 (如三菱FX2N-32MT),固态继电器驱动模块701,固态继电器驱动模块702,A/D转换模块704,如三菱FX2N-12AD, D/A转换模块705 (如三菱FX2N-2DA)和通讯模块706 (如三菱FX1N-232-BD)组成。触摸式控制屏707显示作业状态和测量数据,起到系统指令发布作用,其与PLC工控器703以通讯方式连接,PLC工控器703内驻编制有特定的控制程序,接受触摸式控制屏707传来的指令和从端口 Y8至Y15与Y31反馈的外部信号,通过驱动模块701和驱动模块702来控制液压回路和气动回路的工作元件,指使系统按照设定的程序运行。
[0047] 如图7-2,液压回路的油站L21 (即105)上压管路接入总压力表P1,其测量数据传输到A/D模块704的CH7端口 ;通过流量计V并行分出三条支路,分别控制上油缸Lll (BP212)、下油缸L12 (即202)、送料油缸L13 (即4bl01)部分,流量计的测量数据传输到A/D模块704的CH4端口。在上油缸Lll (即212)液压控制部分:上压管路通过比例阀SOL Cl到双向电磁阀SOL Y1-Y2的P端,其T端接回流管路,A端管接单向阀L14,再三通分接平衡阀SOL C2和单向阀L15,而后两个器件再过三通用管路归并连到上油缸Lll (即212)A端,并在此管路上接入压力表P2,其测量数据传输到A/D模块704的CH8端口 ;上油缸Lll (BP212)B端管接单向阀L16,在此管路上接入压力表P3,再接入双向电磁阀SOL Y1-Y2的B端,P3测量数据传输到A/D模块704的CH9端口。在下油缸L12 (即202)液压控制部分:上压管路连接到双向电磁阀SOL Y3-Y4的P端,其T端通过比例阀SOL C3接回流管路,A端管接单向阀L17,再管路连通到下油缸L12 (即202)A端,并在此管路上接入压力表P4,其测量数据传输到A/D模块704的CHlO端口 ;下油缸L12 (即202)B端管接单向阀L18,在此管路上接入压力表P5,再接入双向电磁阀SOL Y3-Y4的B端,P5测量数据传输到A/D模块704的CHll端口。送料油缸L13 (即4bl01)液压控制部分:上压管路连接到节流阀SOL C4,再管接到双向电磁阀SOL Y5-Y6的P端,在此管路上接入压力表P6,双向电磁阀SOL Y5-Y6的A端和B端分别与送料油缸L13 (即4bl01)A端和B端管接,其T端接回流管路,P6测量数据传输到A/D模块704的CH12端口。回流管路接入油站L21 (即105),温度监测器Pt测量油站L21 (即105)内的油温,其测量数据传输到A/D模块704的CH3端口。
[0048] 如图7-3所示,气动回路采用的是氮气气源,由压机外部供应。进入压机管口后分三路,一路的通过比例阀SOL SI到达料筒;另一路经过球阀LI到压机舱体,并放置氧含量检测仪OTC监测舱体空气含氧量,其测量数据传输到A/D模块704的CH2端口 ;还有一路经过滤清器L2、比例阀SOL S2和油水分离器L3分成六路,①路通过电磁阀SOL Tl连到振荡捶L4 (即403),②路通过电磁阀SOL T2连到气缸I L5 (即4a09)和气缸2 L6 (即4al0),③路通过电磁阀SOL T3连到导向气缸L7(即4bl05),④路通过电磁阀SOL T4连到振荡器2L8 (即4b 113),⑤路通过电磁阀SOL T5连到上蝶阀L9 (即4a04),⑥路通过电磁阀SOL T6连到下蝶阀LlO (即4a05);在进气总管上接有压力表P7,其测量数据传输到A/D模块704的CHl端口。
[0049] 请进一步结合参阅图1-1、1-2,如图所示:磁粉压机的整体结合方式从机架2起,模架座302在下底板203上;下模板301与下磁栅尺216连接;上模板310与上压头213和上磁栅尺211连接;称重加料装置4b的送料板4bll5与直线导轨副306连接;碎粉装置4a固定于背部支架217中部;振荡锤403和料筒404安装在机架2的背部支架217顶部;线圈5套在线圈极头207上,上顶板209与下底板203的背面连接后包封605,前面连接前封板601,两侧连接左、右封板604、608 ;操控箱110固定于电控箱112的转动支架111上;电控箱112与机架2上的电控箱支架214连接,表盘箱102与机架2上的表箱支架205连接;油站105固定在机架2后面底部;上控制集成组件103安装在上顶板209边后侧;下控制集成组件109在机架2底部中间位置固定;上集成块118固定在上顶板209边后侧;下集成块116固定在下底板203边后侧;上、下集成块118、116间连接油管117 ;油站105通过软油管I 114连接到下控制集成组件109,从下控制集成组件109连出软油管I 114到下油缸202,连出软油管2 115到下集成块116 ;从上集成块118连出软油管3到上油缸212 ;气动集成组件箱108安装在机架背部支架217后侧;气动集成组件的气路连到后包封605上的集成接口盒607,再连到碎粉装置4a和称重送料装置4b ;电控箱112连出控制电缆106到油站105、气动集成组件箱108、上控制集成组件103、下控制集成组件109 ;从上油缸212、下油缸202、油站105和定量供料装置4内的送料油缸4bl01各接出测量油管101到表盘箱102内相应的表盘;操控箱110的控制线缆107连接到电控箱112。
[0050] 如图8所示,本发明全自动磁粉粉末成型压机的运行进程包括如下步骤,以下分别进行描述。[0051]1、准备:启动时检查磁粉压机的外围设备连接,手动打开LI球阀和接通压机电源,打开外围氮气供应装置和冷却供水装置,而后在触摸屏上进行各项工作参数设定后点击启动,指令信号使PLC 703的Y22端口高电平输出,通过驱动模块702打开OCT含氧量测试仪,PLC 703的Y6端口高电平输出,通过驱动模块701控制S0L_S1打开,向料筒402供气,PLC 703的Y7端口高电平输出,通过驱动模块701控制S0L_S2打开,氮气通过空气过滤器L2和油水分离器L3向气动回路供气,同时PLC 703的Y23端口高电平输出,通过驱动模块702启动油站L21 (即105)工作,系统加到设定压力。此时,氮气供气压力P7、压机舱体氧含量0CT、油液温度Pt、系统流量V、系统油压Pl参数分别采集到A/D模块704的CH1、CH2、CH3、CH4和CH7端口,再送入PLC 703,系统控制程序以此判定压机运行环境的条件,以保证正常工作。
[0052] 2、振动下料:压机符合正常运行条件后,PLC 703的Y4端口高电平输出,通过驱动模块701控制S0L_T5打开,上蝶阀4a05开启;同时,PLC的YO端口高电平输出,通过驱动模块701控制S0L_T1打开,振荡锤403启动,使得料筒402外壁受到冲击后,储存的粉料跌落到过渡储料管4a06内;过渡储料管4a06内的粉料量达到要求时,传感器4a07发出信号4a07/S到PLC的Y8端口,而后PLC 703的Y4端口低电平输出,通过驱动模块701控制S0L_T5复位,上蝶阀4a05关闭;接着PLC 703的Y5端口高电平输出,通过驱动模块701控制S0L_T6打开,下蝶阀4a04开启,带动松粉器4a08搅动,迫使存储粉料通过落料管4a03跌落到粉盒4a02内。上蝶阀4a05状态信号L9/S送到PLC 703的Yll端口,下蝶阀4a05状态信号L10/S送到PLC 703的Y12端口,程序控制两阀互锁,即上开下闭,下开上闭。
[0053] 3、粉碎材料:下蝶阀4a05延时关闭后,PLC 703的Y26端口高电平输出,通过驱动模块702控制振荡器I 4a01启动,PLC 703的Yl端口输出周期性信号,通过驱动模块701控制S0L_T2作间隙开闭,使得气缸I 4a09和气缸2 4al0交替进行伸缩运动,此时,粉料受到振荡器I 4a01上下和推进力的作用经过气缸I 4a09的垂直挤压和气缸2 4al0的水平梳理,回复原超细颗粒状态后送向秤重装置4b。
[0054] 4、称料:本发明以推送式秤重装置4bl为例说明工作进程。粉碎后的粉料送入秤料斗4bl08的过程中,,PLC 703的Y27端口高电平输出,启动压力传感器4bl06 (实例采用电子秤)进行秤重,秤量数据由压力传感器4bl06的RS232端口送到232通讯模块后传递到PLC 703的通讯数据接收端D端口,当程序判定到秤粉量达到设定值时,PLC 703的Yl和Y26端口低电平输出,停止振荡器I 4a01、气缸I 4a09和气缸2 4al0的工作,完成粉料秤重。
[0055] 5、加料:手动调节节流阀SOL C4,使得P6的压力符合规定要求(此项设定在设备调试中已完成,工作中无需再调节,P6的压力测量值通过A/D模块704的CH12端口转换传送给PLC 703);PLC 703的Y25端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制S0L_C3开启,PLC 703的Y19端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制S0L_Y4开启,下油缸L12(即202)带动下磁栅尺L20 (即216)开始上升,并推动模具上升,下磁栅尺L20 (即216)的测量值送到A/D模块704的CH6,当到达装料位置时,PLC 703的Y19、Y25端口输出低电平信号,下油缸L12 (即202)停止;完成粉料秤重后,PLC 703的Y2端口输出高电平信号,通过驱动模块701控制S0L_T3开启,导向气缸4bl05从L7/S1位置推动秤料斗翻转到达L7/S2位置,粉料通过接料管406到送料盒内胆4bll2里,延时后,PLC 703的Y2端口输出低电平信号,导向气缸4bl05复位到L7/S1位置;随即,PLC 703的Y20端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制电磁阀SOL_Y5动作,送料油缸L13 (即4bl01)从起点L13/S1位置出发作推送运动;当加料口到达模具口位置时,PLC 703的Y3端口输出高电平信号,通过驱动模块701控制S0L_T4开启,振荡器2 L8 (即4bll3)工作,敲击送料盒架4bll4,使得料盒内的粉料倒入膜腔内,同时,传感器L13/S3到位信号传送到PLC 703的CH15端口,程序指令Y20端口输出低电平信号,电磁阀SOL_Y5复位,Y21端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制电磁阀SOL_Y6动作,送料油缸L13 (S卩4bl01)回退,当到达传感器L13/S2位置时,到位信号传送到PLC 703的Y14端口,程序指令Y20端口输出高电平信号,电磁阀SOL_Y5动作,Y21端口输出低电平信号,电磁阀SOL_Y6复位,送料油缸又前行,如此送料油缸L13(即4bl01)在L13/S2与L13/S3位置间来回多次后,退回到初始的L13/S1位置,PLC 703的Y3、Y20、Y21端口均保持输出低电平,送料部分的工作器件全部复位,等待下一次指令。
[0056] 6、上缸下行:完成加料后,PLC 703的Υ24端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制S0L_C1开启,PLC 703的Y16端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制S0L_Yl开启,上油缸Lll (即212)带动上磁栅尺L19 (即211)开始下行;上油缸Lll (即212)的B端压力P3测量值传送到A/D模块704的CH9端,A端压力P2测量值传送到A/D模块704的CH8端,数据通过PLC 703处理判定后,经D/A模块705的CHl端来调节比例阀S0L_Cl,控制流量以控制上油缸Lll (即212) A、B两端所需的压力,以控制上油缸Lll (即212)的下降速度;回路中的液控阀L14、L16相互感应驱动,平衡阀S0L_C2已经手动调试,与液控阀L15产生下降时的背压,不致上油缸Lll (即212)急速下降。
[0057] 7、浮动压制:上磁栅尺L19(即211)测量运行的距离值传送到A/D模块704的CH5端,当上油缸Lll (即212)下行到合模位置时,PLC 703的Y25端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制S0L_C3开启,,PLC 703的Y19端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制S0L_Y4开启,下油缸L12 (即202)带动下磁栅尺L20 (即216)开始上行;下油缸L12(即202)的B端压力P4测量 值传送到A/D模块704的CHlO端,A端压力P5测量值传送到A/D模块704的CHll端,数据通过PLC 703处理判定后,经D/A模块705的CH2端来调节比例阀S0L_C3以控制流量,通过调节下油缸L12 (即202)上升时B两端的背压力来控制速度;回路中的液控阀L17、L18相互感应驱动;当下油缸L12 (即202)上升到合模位置时,PLC 703经D/A模块705的CHl端来调节比例阀S0L_C1,并经D/A模块705的CH2端来调节比例阀S0L_C3,使得P3、P5保持适当的压力,对模腔内的材料进行浮动压制。
[0058] 8、磁化保压:浮动压制时,指令信号使PLC 703的Y28端口高电平输出,通过驱动模块702控制直流磁场电源对线圈5供电,线圈5产生磁场对模腔内的磁粉进行取向,保持一段时间后,PLC 703的Y28端口转换为低电平,直流磁场电源停止向线圈供电,磁化结束。
[0059] 9、退磁脱模:完成磁化一段时间后,PLC 703的Y29端口高电平输出,直流磁场电源向线圈5供电,对模腔内的磁粉进行退磁,退磁结束后,Y29端口恢复低电平,直流磁场电源停止向线圈供电;随即,PLC 703的Y16端口输出低电平信号,关闭S0L_Y1,Y17端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制S0L_Y2开启,上油缸Lll (即212)上升,退回到初始位置;同时,PLC 703的Y19端口输出低电平信号,关闭S0L_Y4,PLC 703的Y18端口输出高电平信号,通过驱动模块702控制S0L_Y3开启,下油缸L12 (即202下降到初始位置。
[0060] 10、自动取料:自动取料装置为非本发明的系统外围装置,以实现整套生产工艺的自动化,受到本装置的联动控制;完成磁粉材料的压制成型后,由PLC 703的Y30端口发出高电平信号启动自动取料装置工作,完成自动取料,摆放,堆码及推送等一系列后续进程。
[0061] 安全:PLC 703的Y31端口连接急停按钮,当系统故障或发生意外时,按下急停按钮后,PLC703的内驻安全程序启动,迅速使系统内的所有工作部件停留在即发状态,控制转入手动状态,可执行人工逐步解除,调试或系统复位等。
[0062] 另外,实现全自动磁粉粉末成型不仅需要压机,还需外围配置氮气供应装置,冷却水供应装置、直流磁场电源和自动取料装置。
[0063] 综上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1. 一种全自动磁粉粉末成型压机,它由机架(2)、模架(3)、定量供料装置(4)、线圈(5)、包封(6)和控制系统(7)组成;其特征在于: 所述的机架(2)是四柱结构,四根立柱(204)上顶垫块(208)立于下底板(203)与上顶板(209)中间,用四套螺栓副(210)穿过立柱(204)把它们连接并固定在钢构件焊接成的底座(201)上;上顶板(209)、下底板(203)间两侧装有导磁板(206);在下底板(203)上吊装下油缸(202)和下磁栅尺(216),在上顶板(209)上安装上油缸(212)和上磁栅尺(211);上油缸(212)推杆连接上压头(213),下油缸(202)推杆连接下压头(215);在两导磁板(206)中间对称位置固定有线圈极头(207);背部支架(217)与上顶板(209)、下底板(203)固定;压机上顶板(209)、下底板(203)间侧后面连接电控箱支架(214),在对边侧前面连接表箱支架(205); 所述的模架(3 )是双动的四导柱结构,底模板(303 )、中模板(312 )、上模板(310 )通过四套导柱轴承副A (307)连接在一起,导柱顶部用固定套(309)两两连接,上模板(310)下部装接阳模固定块(308),中模板(312)与下模板(301)通过四套导柱轴承副B (313)穿过底模板(303)连接在一起,底模板(303)与一对模架座(302)相连接,在中模板(312)两轴承副间的位置固定两块等高块(311 ),导板支架(304 )从后侧与中模板(312 )连接,导板(305 )安装在导板支架(304)及等高块(311)上,导板(305)两边各安装一套直线导轨副(306); 所述的定量供料装置(4)是由料筒(402)下口接波纹管(401),管口下连接碎粉装置(4a),再通过接管(404)对准称重加料装置(4b)的秤料斗接料口,振荡锤(403)对向料筒(402)下侧; 所述的包封(6)是用于密封压机的板金构件,它由前封板(601)、门把手(602)、前窗(603)、左封板(604)、后封板(605)、侧窗(606)、集成接口盒(607)、右封板(608)构成;前封板(601)中间嵌装前窗(603),后封板(605)两侧面中间各嵌装有侧窗(606),前窗(603)通过门把手(602 )与前封板(601)连接、侧窗(606 )通过门把手(602 )与后封板(605 )连接,并在两侧安排有集成接口盒(607),左封板(604)与右封板(608)对称; 所述的控制系统(7)由电控回路、液压回路和气动回路三部分组成;其中:所述的电控回路主要由触摸式控制屏(707)、PLC工控器(703)、第一固态继电器驱动模块(701)、第二固态继电器驱动模块(702 )、A/D转换模块(704 )、D/A转换模块(705 )和通讯模块(706 )组成;触摸式控制屏(707)显示作业状态和测量数据,起到系统指令发布作用,其与PLC工控器(703)以通讯方式连接,PLC工控器(703)内驻编制有特定的控制程序,接受触摸式控制屏(707)传来的指令和从端口 Y8至Y15与Y31反馈的外部信号,通过第一固态继电器驱动模块(701)和第二固态继电器驱动模块(702)来控制液压回路和气动回路的工作元件,指使系统按照设定的程序运行; 所述的磁粉压机的整体结合方式从机架(2)起,模架座(302)在下底板(203)上;下模板(301)与下磁栅尺(216)连接;上模板(310)与上压头(213)和上磁栅尺(211)连接;称重加料装置(4b)的送料板(4bll5)与直线导轨副(306)连接;碎粉装置(4a)固定于背部支架(217)中部;振荡锤(403)和料筒(402)安装在机架(2)的背部支架(217)顶部;线圈(5 )套在线圈极头(207 )上,上顶板(209 )与下底板(203 )的背面连接后封板(605 ),前面连接前封板(601),两侧连接左、右封板(604、608);操控箱(110)固定于电控箱(112)的转动支架(111)上;电控箱(112)与机架(2 )上的电控箱支架(214)连接,表盘箱(102 )与机架(2)上的表箱支架(205)连接;油站(105)固定在机架(2)后面底部;上控制集成组件(103)安装在上顶板(209)边后侧;下控制集成组件(109)在机架(2)底部中间位置固定;上集成块(118)固定在上顶板(209)边后侧;下集成块(116)固定在下底板(203)边后侧;上、下集成块(118、116)间连接油管(117);油站(105)通过软油管I (114)连接到下控制集成组件(109),从下控制集成组件(109)连出软油管I (114)到下油缸(202),连出软油管2 (115)到下集成块(116 );从上集成块(118 )连出软油管3 (104 )到上油缸(212 );气动集成组件箱(108)安装在机架背部支架(217)后侧;气动集成组件的气路连到后封板(605)上的集成接口盒(607 ),再连到碎粉装置(4a)和称重送料装置(4b );电控箱(112)连出控制电缆(106 )到油站(105)、气动集成组件箱(108)、上控制集成组件(103)、下控制集成组件(109);从上油缸(212)、下油缸(202)、油站(105)和定量供料装置(4)内的送料油缸(4bl01)各接出测量油管(101)到表盘箱(102)内相应的表盘;操控箱(110)的控制线缆(107)连接到电控箱(112)。
2.根据权利要求1所述的全自动磁粉粉末成型压机,其特征在于:所述的定量供料装置(4)中的碎粉装置(4a)由振荡器I (4a01)、粉盒(4a02)、落料管(4a03)、下蝶阀(4a04)、上蝶阀(4a05 )、过渡储料管(4a06 )、传感器(4a07 )、松粉器(4a08 )、气缸I (4a09 )、气缸2(4al0 )、垂直运动碎粉钉耙(4al I)和水平运动碎粉钉耙(4al2 )构成;所述的上蝶阀(4a05 )下接过渡储料管(4a06),再接下蝶阀(4a04),下蝶阀上装配松粉器(4a08),蝶阀下口通过落料管(4a03)对接粉盒(4a02),在粉盒内有垂直运动碎粉钉耙(4alI)和水平运动碎粉钉耙(4al2)各一个,两钉耙各自连接气缸I (4a09)和气缸2 (4al0),两个气缸安装在粉盒顶盖上,粉盒底部与振荡器I (4a01)连接,传感器(4a07 )埋入过渡储料管内靠近顶部位置。
3.根据权利要求1或2所述的全自动磁粉粉末成型压机,其特征在于:所述的定量供料装置(4)中的称重加料装置(4b)由送料油缸(4bl01)、连接块(4bl02)、气缸固定架(4bl03)、托板(4bl04)、导向气缸(4bl05)、压力传感器(4bl06)、连接器(4bl07)、秤料斗(4bl08)、支架I (4bl09)、固定螺栓(4bll0)、接料管(4blll)、送料盒内胆(4bll2)、振荡器.2 (4bll3)、送料盒架(4bll4)和送料板(4bll5)构成;所述的压力传感器(4bl06)固定在托板(4bl04)上,托板后部装有气缸固定架(4bl03)用来固定连接导向气缸(4bl05)定点,秤料斗(4bl08)前侧支点与支架I (4bl09)相接,后侧支点与连接器(4bl07)相接,连接器与气缸拉杆连接,气缸初始收缩使得秤料斗(4bl08)坐落在压力传感器上秤重,气缸延伸使得料斗翻转送料,磁粉通过接料管(4b 111)到送料盒内胆(4b 112 ),送料盒内胆浮动固定在送料盒架(4b 114 )里,送料盒架下接送料板(4b 115 ),送料板的加料口对准料盒内胆下料口,在送料盒架前部装有振荡器2 (4bll3),后部连接送料油缸(4bl01)。
4.根据权利要求1或2所述的全自动磁粉粉末成型压机,其特征在于:所述的定量供料装置(4)中的称重加料装置(4b)由送料油缸(4bl01)、连接块(4bl02)、托板(4bl04)压力传感器(4bl06)、旋转气缸(4b201)、曲臂(4b202)、压条(4b203)、秤料斗2 (4b204)、转轴(4b205)、支架2 (4b206)、固定螺栓(4bll0)、接料管(4blll)、送料盒内胆(4bll2)、振荡器.2 (4bll3)、送料盒架(4bll4)和送料板(4bll5)构成;所述的压力传感器(4bl06)固定在托板(4bl04)上,支架2 (4b206)对称固定在托板前部的两侧上,转轴(4b205)穿过支架,支架一侧外的转轴上连接旋转气缸(4b201),两个曲臂(4b202)沿秤料斗2 (4b204)旁与转轴连接,秤料斗的两边的挂钩嵌入曲臂中,上覆盖压条(4b203)防脱落;旋转气缸(4b201)使秤料斗2 (4b204)翻转送料,磁粉通过接料管(4blll)到送料盒内胆(4bll2),送料盒内胆浮动固定在送料盒架(4b 114 )里,送料盒架下接送料板(4b 115 ),送料板的加料口对准料盒内胆下料口,在送料盒架前部装有振荡器2 (4b ll3),后部连接送料油缸(4bl01)。
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