CN102527772A - 锯齿形散热翅片加工中的自动数齿方法 - Google Patents

Abstract

一种锯齿形散热翅片加工中的自动数齿方法，其特征在于：利用冲头连续冲压与被冲金属薄板间歇进给移动之间的关系，在数齿开始时通过标记装置对被冲金属薄板作第一个数齿标记，然后通过传感器来检测冲头的冲压动作，并通过计数单元来记录与冲头冲压次数相关的计数信号，由于冲压次数与冲压齿数线性相关，可以采用一个预先设定值作为基准通过比较来进行自动数齿，于是再通过标记装置对被冲金属薄板作第二个数齿标记，该第二个数齿标记同时作为下一段数齿过程的第一个数齿标记，如此循环往复，直到停止操作。本发明方法简单，工作可靠，数齿准确，解决了现有数齿方法数齿不准的问题。

Description

锯齿形散热翅片加工中的自动数齿方法

技术领域

本发明涉及散热翅片的加工方法，特别涉及一种锯齿形散热翅片加工中的自动数齿方法。

背景技术

散热翅片作为一种热交换部件在散热器和热交换器中大量应用。现有的散热翅片具有多种结构形式，其中有一种可称为锯齿形散热翅片，如图1所示。这种散热翅片一般由金属薄板（如铝箔）经连续冲压折叠而成，其截面为波浪起伏的锯齿形。

在锯齿形散热翅片的加工中，通常要根据实际组装需要将锯齿形散热翅片裁剪成规定的长度。一般在设计时对规定长度尺寸内的齿数范围具有明确的限定（一般要求规定长度内的齿数公差小于或等于设计齿数的±2%），以保证裁剪后的锯齿形散热翅片具有足够的换热面积和强度，因为齿数过多会增加气流阻力，而齿数过少会导致换热面积不足以及机械强度不佳。

为了满足规定长度内的齿数要求，最早人们在裁剪锯齿形散热翅片之前，先要进行人工数齿，确定齿数后再进行裁剪。显然这种人工数齿方法劳动强度大，工作效率低。后来，为了降低劳动强度，提高工作效率，有人设计了一种数齿模板作为工具，借助该数齿模板来进行数齿。由于数齿模板是由理论齿间距与散热翅片裁剪长度的关系换算而成（即用长度来表示齿数），在实际应用中数齿不准确，误差大，常常出现齿数超差现象。随着加工技术的发展，人们曾设想过在冲齿完成后利用锯齿的波峰和波谷特性采用激光探头来进行数齿。实践证明这种方法由于受冲压振动的影响，锯齿形散热翅片在传送过程中有抖动干扰，激光探头的数齿不准，很难满足实际需要。为此，本发明设计了一种新的自动数齿方法，以克服现有技术的不足。

发明内容

本发明目的是提供一种锯齿形散热翅片加工中的自动数齿方法，旨在解决现有数齿方法数齿不准的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种锯齿形散热翅片加工中的自动数齿方法，其创新在于：

（1）硬件配置

事先设置有传感器、控制器、驱动电路和标记装置，其中，传感器布置在冲压设备的冲头所对应的冲压行程位置上，用于感测冲头的冲压动作；控制器具有一个计数单元、一个比较单元和控制单元；标记装置的记标端对应被冲金属薄板布置，用来对被冲金属薄板作数齿标记；

（2）自动数齿步骤

在锯齿形散热翅片制作过程中，利用冲头连续冲压与被冲金属薄板间歇进给移动之间的关系，自动数齿按以下步骤进行：

第一步，控制器的控制单元发出清零指令和标记指令，清零指令将计数单元中的计数值清零，标记指令通过驱动电路让标记装置对被冲金属薄板作一次数齿标记；

第二步，传感器检测到冲头完成一次冲压行程后输出计数信号，控制器的控制单元在接收到该计数信号后产生一个计数值，让计数单元进行累加计数，并得到一个累加计数值；

第三步，控制单元通过比较单元将计数单元中的累加计数值与预先设定值进行比较，如果累加计数值小于预先设定值，则返回到第二步继续进行累加计数；如果累加计数值等于预先设定值，则返回第一步，如此循环往复，直到停止操作。

本发明工作原理是：在锯齿形散热翅片的制作过程中，伴随着冲头作连续冲压运动，冲压设备上的传送机构带动被冲金属薄板向一侧作间歇进给移动。本发明利用冲头连续冲压与被冲金属薄板间歇进给移动之间的关系，在数齿开始时通过标记装置对被冲金属薄板作第一个数齿标记，然后通过传感器来检测冲头的冲压动作，并通过计数单元来记录与冲头冲压次数相关的计数信号，由于冲压次数与冲压齿数线性相关，可以得到冲压齿数，因此可以采用一个预先设定值作为基准通过比较来进行数齿，当计数单元的累加计数值与预先设定值相等时，可以确定从计数开始所做的数齿标记至当前已完成规定齿数的数齿，于是再通过标记装置对被冲金属薄板作第二个数齿标记，该第二个数齿标记同时作为下一段数齿过程的第一个数齿标记，如此循环往复，直到停止操作。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1.本发明在锯齿形散热翅片制作过程中，利用冲头连续冲压与被冲金属薄板间歇进给移动之间的关系，通过配置传感器、控制器、驱动电路和标记装置来实现，其构思巧妙，方法独特，解决了现有数齿方法数齿不准的问题，因此具有突出的实质性特点和显著的进步。

2.本发明方法简单，实施容易，而且数齿准确，解决了现有数齿方法数齿不准的问题，获得了很好的效果，在锯齿形散热翅片的工业化批量生产中具有实用价值。

附图说明

附图1为锯齿形散热翅片的立体图；

附图2为本发明方法的原理图；

附图3为本发明方法的硬件框图；

附图4为本发明方法中的标记装置结构示意图；

附图5为本发明方法的流程图。

以上附图中：1.冲压设备；2.冲头；3.传感器；4.标记装置；5.被冲金属薄板；6.电磁铁；7.衔铁；8.继电器；9.电源；10.标记笔；11.杠杆；12.弹簧；13.支架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种锯齿形散热翅片加工中的自动数齿方法

1.硬件配置

如图2和图3所示，事先设置有传感器3、控制器、驱动电路和标记装置4，其中：

传感器3布置在冲压设备1的冲头2所对应的冲压行程位置上，用于感测冲头2的冲压动作。传感器可以选择非接触式传感器，比如光电传感器，红外传感器等。图2所示的原理是光电传感器。传感器也可以选择接触式传感器，比如行程开关，接近开关等。总之，传感器的选择范围较宽，只要这种传感器有能力感测到冲头2的冲压动作即可以使用。本领域技术人员凭借专业基础知识，在本发明在启发下完全有能力在现有技术中挑选合适的传感器来实现本发明。

控制器具有一个计数单元、一个比较单元和控制单元。其中，计数单元和比较单元可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。比如控制器可以采用一个单片机或微处理器（MCU），也可以选择可编程控制器（PLC）。这种硬件在软件的支持和配合下，完全有能力作为本发明的控制器，用于实施本发明。至于单片机、微处理器或可编程控制器具体型号的选择，本领域技术人员凭借专业基础知识，在本发明在启发下完全有能力在现有技术中挑选合适的芯片来实现本发明。

标记装置4的记标端对应被冲金属薄板5布置，用来对被冲金属薄板5作数齿标记。标记装置4实际上是对锯齿形散热翅片数齿后打上裁剪记号的装置，两个数齿标记之间的一段锯齿形散热翅片就具有规定的数齿齿数，比如经过数齿两个数齿标记之间有120个齿。标记装置作标记的形式比较灵活，可以是喷墨的点或线，也可以是记号笔的划痕或刻线，还可以是打孔或压痕等等。总之，只要对锯齿形散热翅片在数齿后作出标记来让后道操作人员识别即可实现本发明的目的。参见图4，在本实施例中标记装置4由电控执行机构和标记笔10组成，其中，电控执行机构由弹性臂、电磁铁6、衔铁7、继电器8和电源9组成，继电器8具有常开触点开关，标记笔10采用油性记号笔。弹性臂相对冲金属薄板5悬置，悬臂端与标记笔10相连，衔铁7固定在弹性臂上，电磁铁6定位布置在衔铁7的正对面，电磁铁6上的线圈与电源9和继电器8的常开触点开关构成回路，继电器8的接线端作为标记装置4的控制端，标记笔10的笔头作为标记装置4的记标端。所述弹性臂由杠杆11、弹簧12和支架13组成，杠杆11的支点转动支承在支架13，弹簧12连接在杠杆11的一端与支架13之间，杠杆11的另一端作为悬臂端。本实施例的标记装置4工作原理是：当控制器通过驱动电路将信号传送给继电器8的接线端后，继电器8的常开触点开关闭合，低压电路接通，电磁铁6线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁7就会在电磁吸引力的作用下克服弹簧12的拉力吸向电磁铁6的铁芯，使杠杆11悬臂端产生下压运动，此时杠杆11的悬臂端带动标记笔10压下，并在被冲金属薄板5（铝箔）上划上记号。当控制器的控制信号消失时，继电器8的常开触点开关开路，电磁铁6线圈断电后电磁的吸力也随之消失，衔铁7和标记笔10就会在弹簧12的拉力作用力返回原来位置。

驱动电路用来驱动标记装置4对被冲金属薄板5作数齿标记。由于控制器发出的标记指令为弱电控制信号，这种弱电控制信号必须经过驱动电路推动标记装置4作动，这是本领域技术人员公知的。至于驱动电路的设计有多种多样的形式，只要针对标记装置选择常用的驱动电路就可以实现。

2.自动数齿步骤

如图2和图5所示，在锯齿形散热翅片制作过程中，利用冲头2连续冲压与被冲金属薄板5间歇进给移动之间的关系，自动数齿按以下步骤进行：

第一步，控制器的控制单元发出清零指令和标记指令，清零指令将计数单元中的计数值清零，标记指令通过驱动电路让标记装置4对被冲金属薄板5作一次数齿标记；

第二步，传感器检测到冲头2完成一次冲压行程后输出计数信号，控制器的控制单元在接收到该计数信号后产生一个计数值，让计数单元进行累加计数，并得到一个累加计数值；

第三步，控制单元通过比较单元将计数单元中的累加计数值与预先设定值进行比较，如果累加计数值小于预先设定值，则返回到第二步继续进行累加计数；如果累加计数值等于预先设定值，则返回第一步，如此循环往复，直到停止操作。

本发明中的有关内容解如下：

1.关于标记装置4相对被冲金属薄板5所设的位置（即标记装置4的记标端相对被冲金属薄板5所设的位置），可以设在被冲金属薄板5的冲齿前或冲齿后。图2所示标记装置4设在被冲金属薄板5的冲齿前，这种布置因对平板进行标记，效果最佳。总之，标记装置4只要相对冲压设备固定设置，并且标记端作用在被冲金属薄板5上即可。标记装置4所设的位置与冲齿前或冲齿后位置无关，只要作出第一个数齿标记后开始数齿，则第二个数齿标记意味着第一段数齿结束，第二段数齿开始，如此循环往复，直到退出循环。

2.关于冲头的冲压次数与齿数之间的关系说明如下：冲头每完成一次冲压行程可以冲出一个齿或多个齿，这与冲压模具的设计有关，通常以冲头每完成一次冲压行程冲出一个齿为佳。但也可以是一次冲压冲出多个齿。总之，冲头每完成一次冲压行程与冲出的齿数线性相关，在应用本发明时要注意这一点。

3. 关于计数单元的累加计数值与预先设定值之间的关系说明如下：计数单元实际上是一个累加计数器。本发明所述累加计数值指的含义是多次计数累加后的数值，其中，每次计数的计数值与一次冲压行程对应，而每次计数的计数值又与传感器输出的计数信号有关。如果冲头完成一次冲压行程，传感器输出一个有效计数信号，则计数值为1，计数单元记录1，以此累加计数，累加计数值为1、2、3、4、5、6、7、8……中的某个数值；如果冲头完成一次冲压行程，传感器输出两个有效计数信号（一个是高电平转低电平的脉冲，另一个是低电平转高电平的脉冲），则计数值为2，计数单元记录2，以此累加计数，累加计数值为2、4、6、8、10、12、14、16……中的某个数值。预先设定值要根据冲头的冲压次数与齿数之间的关系以及累加计数值的具体含义来确定。假设，数齿齿数为 120个齿，冲头每完成一次冲压行程冲出1个齿，冲头每完成一次冲压行程对应的计数值为1，则预先设定值应为120；假设，数齿齿数为 120个齿，冲头每完成一次冲压行程冲出2个齿，冲头每完成一次冲压行程对应的计数值为1，则预先设定值应为60；假设，数齿齿数为 120个齿，冲头每完成一次冲压行程冲出1个齿，冲头每完成一次冲压行程对应的计数值为2，则预先设定值应为240。因此，预先设定值的计算公式为：

A＝B×C÷D

式中：

A为预先设定值；

B为数齿齿数；

C为冲头每完成一次冲压行程对应的计数值；

D为冲头每完成一次冲压行程冲出的齿数。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种锯齿形散热翅片加工中的自动数齿方法，其特征在于：

A.硬件配置

事先设置有传感器（3）、控制器、驱动电路和标记装置（4），其中，传感器（3）布置在冲压设备（1）的冲头（2）所对应的冲压行程位置上，用于感测冲头（2）的冲压动作；控制器具有一个计数单元、一个比较单元和控制单元；标记装置（4）的记标端对应被冲金属薄板（5）布置，用来对被冲金属薄板（5）作数齿标记；

B.自动数齿步骤

在锯齿形散热翅片制作过程中，利用冲头（2）连续冲压与被冲金属薄板（5）间歇进给移动之间的关系，自动数齿按以下步骤进行：

第一步，控制器的控制单元发出清零指令和标记指令，清零指令将计数单元中的计数值清零，标记指令通过驱动电路让标记装置（4）对被冲金属薄板（5）作一次数齿标记；

第二步，传感器检测到冲头（2）完成一次冲压行程后输出计数信号，控制器的控制单元在接收到该计数信号后产生一个计数值，让计数单元进行累加计数，并得到一个累加计数值；

第三步，控制单元通过比较单元将计数单元中的累加计数值与预先设定值进行比较，如果累加计数值小于预先设定值，则返回到第二步继续进行累加计数；如果累加计数值等于预先设定值，则返回第一步，如此循环往复，直到停止操作。

2.根据权利要求1所述的自动数齿方法，其特征在于：所述预先设定值的计算公式为：

A＝B×C÷D

式中：

A为预先设定值；

B为数齿齿数；

C为冲头每完成一次冲压行程对应的计数值；

D为冲头每完成一次冲压行程冲出的齿数。

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