CN103658325A - 精冲机工作台自动锁模、监测和控制系统 - Google Patents

Abstract

一种精冲机工作台自动锁模、监测和控制系统，用于精密冲裁液压压力机模具安装与更换的自动监测和控制。本发明包括电气控制、液压与气动系统，机架内的上、下工作台上分别连接有上、下连接板，精冲机上、下工作台内安装有用于监测模具贴合状态的传感器，并在精冲机上、下工作台内集成有锁紧系统，通过锁紧杆来实现模具锁紧功能，保证模具安装到位。本发明安装模具每个动作都由传感器或开关反馈信息，确保执行动作的准确性，有利于设备故障早期发现和快速修复，并有严密逻辑关系和安全可靠的软件程序以及操作控制系统与液压系统的保护措施配合，使控制和故障检测更加便捷、高效，使设备模具更换和锁紧过程的安全可靠性大大提高。

Description

精冲机工作台自动锁模、监测和控制系统

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体是一种精密冲裁液压压力机（以下简称精冲机）的液压自动锁模、监测和控制系统。

背景技术

目前，精冲机被广泛应用于汽车零件制造和复杂精密零件的加工，同时适用于中小批量的精密冲压件的加工。用于大批量生产的精冲机，精冲机模具需定期更换和修复；而用于中小批量生产的精冲机，更换精冲模具的频率更高；正常状态下，锁紧模具时需人工拆卸螺母和拧紧螺母，锁紧力不易控制，更换模具一次需一小时左右，且安装模具的劳动强度大。因此，经常导致模具的对中性差，模具与工作台贴合不好，直接造成模具的寿命缩短，更严重的情况是，精冲机工作过程中，模具松动会导致模具损坏，或造成精冲机设备的损坏，或造成对操作人员的人身意外伤害，存在较大的不安全隐患。

因此，对现有的精冲机模具的定位和模具锁模系统进行改进，提高设备的安全性和可靠性，已显得越来越重要。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种精冲机工作台自动锁模、监测和控制系统，以提高精冲机的自动化程度，缩短模具的更换时间，降低操作人员的劳动强度，消除设备和人员的不安全隐患，提高设备利用率。

为实现上述目的，本发明机架内的下工作台上连接有模具下连接板，上工作台上连接有模具上连接板，其特征在于。

所述下工作台的台面下集成有多个锁紧油缸，下工作台的台面里安装有锁紧缸活塞一，锁紧缸活塞一的下端面上装有导向销一和弹簧一，锁紧缸活塞一上部的T型槽内装有下锁紧杆，锁紧缸活塞一及其导向销一、弹簧一和下锁紧杆通过压环一连接在下工作台的台阶孔的台阶面上；锁紧缸活塞一带动下锁紧杆实现锁紧模具的功能，多个锁紧油缸的进油口分别通过下工作台的油道连成一体；下工作台设有多个传感器二；下工作台内安装有两排多个支撑滚轮，与液压系统连接的小柱塞装在支撑滚轮的下面，小柱塞通过压板和端盖连接在下工作台的台阶孔的台阶面上；下工作台的上端面两侧装有侧面导向座，侧面导向座的内侧有多个凹槽，凹槽里装有滚轮，滚轮与模具下连接板的两侧接触；模具下连接板的底面左右分布有两个T型槽，模具下连接板后侧面的方槽与下工作台后部的定位块的凸起接触，定位块连接在下工作台上，定位块内装有与电气控制系统连接、并可监测模具到位的传感器三和传感器四；下工作台内设有气道和通气阀一。

所述上工作台的台面下集成有多个锁紧油缸，上工作台的台面里安装有锁紧缸活塞二，锁紧缸活塞二的上端面上装有导向销二和弹簧二，锁紧缸活塞二下部的T型槽内装有上锁紧杆，锁紧缸活塞二及其导向销二和弹簧二通过压环二连接在上工作台的台阶孔的台阶面上；锁紧缸活塞二带动上锁紧杆实现锁紧模具的功能，多个锁紧油缸的进油口分别通过上工作台的油道连成一体；上锁紧杆与气缸的气缸杆连为一体，气缸自带有可监测上锁紧杆准确移动到锁紧区域的磁力开关，磁力开关与电气控制系统连接，上工作台的台面里装有与电气控制系统连接的多个传感器一；模具上连接板的顶面左右分布有两个T型槽，且在每个T型槽两端有避空腰槽；上工作台14内设有气道和通气阀二。

所述上工作台和下工作台的液压回路和控制系统为两个独立系统，控制小柱塞运动的小柱塞缸的液压系统为独立的液压回路和控制系统，每个系统中安装有两个以上压力检测装置。

所述推动气缸运动的气动系统为独立的气动回路和控制系统，系统中安装有两个以上压力检测装置。

本发明在精冲机的下工作台和上工作台内安装有传感器，用于监测模具贴合状态；并在精冲机的下工作台和上工作台内集成有锁紧油缸，通过锁紧杆来实现模具锁紧功能；在下工作台内集成有多个支撑滚轮和液压柱塞缸，可实现支撑滚轮的上升和下降；在下工作台的台面两侧，有两排数个滚轮导向，方便灵活推拉；下工作台的后部有机械死限位，且有传感器监测，保证模具安装到位。

本发明与现有技术相比，安装模具的每一个动作，都由传感器或开关反馈信息，确保执行动作的准确性，有利于设备故障的早期发现和快速修复；若精冲机正常工作中模具位置异常，也可通过传感器或开关反馈信息，保护程序启动，为动作之间提供互锁和联动，大大方便了设备的自动化控制，并有严密逻辑关系和安全可靠的软件程序以及操作控制系统与液压系统的保护措施配合，使控制和故障检测更加便捷、高效，可以实现模具的更换和锁紧的过程安全可靠，使设备的安全及可靠性大大提高。

附图说明

图1是本发明的上、下工作台的结构简图。

图2是图1的下工作台俯视图。

图3是图1的上工作台仰视图。

图4是图3的C-C的剖视图。

图5 是图1的模具下连接板结构简图。

图6 是图1的模具上连接板结构简图。

图7是图5的俯视图。

图8是图6的俯视图。

图9是图1的I-I放大图。 

图10是图1的II-II放大图。

图11是图1的III-III放大图。 

图12是图1的IV-IV放大图。

具体实施方式

如图1、图2、图5、图7、图9、图11、图12所示， 下工作台1的结构组成如下：

在精冲机的下工作台1的台面下集成有多个锁紧油缸，下工作台1的台面里安装有锁紧缸活塞一4，锁紧缸活塞一4的下端面上安装有导向销一2和弹簧一3，上部的T型槽安装有下锁紧杆6，锁紧缸活塞一4及其导向销一2、弹簧一3和下锁紧杆6被压环一5用紧固件连接在下工作台1的台阶孔的台阶面上；锁紧缸活塞一4带动下锁紧杆6实现锁紧模具的功能，多个锁紧油缸的进油口分别通过下工作台1的油道连成一体；在精冲机的下工作台1内安装有两排多个支撑滚轮18，在支撑滚轮18的下面有一个小柱塞21，小柱塞21被压板19和端盖20用紧固件连接在下工作台1的台阶孔的台阶面上，小柱塞21在油压的作用下可上、下移动，支撑滚轮18随着小柱塞21的移动而上下移动；在精冲机的下工作台1的上端面两侧，安装有侧面导向座16，侧面导向座16用紧固件连接在下工作台1的上端面，侧面导向座16的内侧有多个凹槽，凹槽里装有滚轮17，滚轮17与模具下连接板7的两侧接触；模具下连接板7的底面左右分布有两个T型槽，模具下连接板7后侧面的方槽与下工作台1后部的定位块25的凸起接触，定位块25连接在下工作台1上，定位块25内装有与电气控制系统连接、并可监测模具到位的传感器三23和传感器四26；在精冲机的下工作台1的台面里，安装有多个传感器二22；下工作台1内设有气道和通气阀一24。

如图1、图3、图4、图6、图8、图10所示，上工作台14的结构组成如下；

在精冲机的上工作台14的台面下集成有多个锁紧油缸，上工作台14的台面里安装有有锁紧缸活塞二13，锁紧缸活塞二13的上端面上装有导向销二11和弹簧二12，锁紧缸活塞二13下部的T型槽内装有上锁紧杆9，锁紧缸活塞二13及其导向销二11和弹簧二12通过压环二10连接在上工作台14的台阶孔的台阶面上；锁紧缸活塞二13带动上锁紧杆9实现锁紧模具的功能，多个锁紧油缸的进油口分别通过上工作台14的油道连成一体；上锁紧杆9与气缸27的气缸杆连为一体，气缸27自带有可监测上锁紧杆9准确移动到锁紧区域的磁力开关28，上工作台14的台面里装有与电气控制系统连接的多个传感器一15；模具上连接板8的顶面左右分布有两个T型槽，且在每个T型槽两端有避空腰槽，能有效缩短上锁紧杆9的移动距离，方便模具的更换；上工作台14内设有气道和通气阀二29。

本发明模具安装的动作顺序如下：

(一)    当精冲模具被推入精冲机的下工作台1时，模具下连接板7的底面与上升到极限的支撑滚轮18接触，但模具下连接板7的底面不与下工作台1的表面接触，在侧面导向座16里的滚轮17的导向下，模具下连接板7的两侧面与滚轮17接触，下锁紧杆6进入模具下连接板7底面的T型槽里；

(二)   随着精冲模具被推入工作区，模具下连接板7后侧面的方槽与下工作台1后部的定位块25的凸起接触，定位块25用紧固件联接在下工作台1上，当方槽完全进入到定位块25的凸起里，且模具下连接板7后侧面与定位块25的凸起两台阶面接触时，安装在定位块25内的传感器三23和传感器四26同时检测到模具到位，传感器三23和传感器四26同时发出信号，系统确认模具被推入到正确的位置，精冲机的电气控制系统控制电磁阀，把小柱塞21下部的油压卸掉，当油压完全卸掉后，锁紧缸活塞一4台阶处通入高压液压油，锁紧缸活塞一4与下锁紧杆6、导向销一2一起向下移动，弹簧一3被压缩，锁紧缸活塞一4下部的空气通过下工作台1里的气道和通气阀一24排入大气中，当下锁紧杆6带动模具下连接板7一起向下移动，当模具下连接板7底面与下工作台1的上表面接触，模具被锁紧到下工作台1上， 且分布在下工作台1里的数个传感器二22必须都能感应到模具下连接板7底面，且同时发出信号，如果有一个未能发讯，模具的安装程序不往下执行，且报警并提示模具与下工作台1未能完全贴合，控制台便能显示未能完全贴合的传感器，方便检查和消除故障；

(三)  当正确安装完模具的模具下连接板7，精冲机的下工作台1才能上升，当模具的模具上连接板8上升到与上工作台14的底面贴合，上工作台14里的数个传感器15，必须都能感应到模具上连接板8底面，且同时发出信号，如果有一个未能发讯，模具的安装程序不往下执行，且报警并提示上连接板8底面与上工作台14未能完全贴合，控制台便能显示未能完全贴合的传感器，方便检查和消除故障；

(四)   当正确安装完模具上连接板8，四个气缸27的气缸杆推动上锁紧杆9进入锁紧区域，其中上锁紧杆9与气缸27的气缸杆连为一体，气缸27自带的磁力开关28，可检测气缸27的动作位置，确保上锁紧杆9正确移动到锁紧区域，同时，精冲机控制气缸27的电磁阀28的正确动作，如果上锁紧杆9到位，四个气缸27的磁力开关28都正确发讯，程序进行下一个动作，反之，模具的安装程序不往下执行，且提示报警气缸联接的上锁紧杆9未能正确进入锁紧区域，控制台能显示未能正确进入锁紧区域的上锁紧杆9，方便检查和消除故障；

(五)   当上锁紧杆9被气缸27正确移动到锁紧区域后，上工作台14的锁紧缸活塞二13的台阶处通入高压液压油，锁紧缸活塞二13与上锁紧杆9、导向销二11一起向上移动，弹簧二12被压缩，锁紧缸活塞二13上部的空气通过上工作台14内的气道和通气阀二29排入大气中，上锁紧杆9带动模具上连接板8一起向上移动，当上锁紧杆9锁紧面与模具上连接板8的T型槽台阶表面接触，模具被锁紧到上工作台14上； 

(六)  如果在锁紧模具的过程中，或模具在正常工作中，如果传感器三23、传感器四26，传感器一15或磁力开关28之中有一个出现异常，精冲机即进入设备的保护程序，并且报警提示故障点，最大限度的保护设备的正常安全运行，防止意外事故的发生；

(七)  若更换模具，更换的动作程序与上述相反，，但是每一步动作执行，都有传感器或磁力开关反馈信息，确保每一步动作执行到位和正确，且动作之间具备互锁和联动。

本发明的上工作台14和下工作台1的锁模系统是两个独立的液压回路和控制系统，小柱塞缸的液压系统也是独立的液压回路和控制系统，每个系统中安装有两个以上压力检测装置，一旦压力检测装置检测到锁模系统液压回路中的压力不正常，即可激活设备保护程序，且提示报警，控制台能显示液压回路的故障点，方便检查，直到彻底消除故障。

本发明推动气缸27运动的气动系统是一个独立的气动回路和控制系统，系统中安装有两个以上压力检测装置，一旦压力检测装置检测到气动系统回路中的压力不正常，即可激活设备保护程序，且提示报警，控制台能显示气路的故障点，方便检查，直到彻底消除故障。

本发明具有严密逻辑关系的可靠的软件程序和操作控制系统，能自动实现模具的安装与更换动作， 安装模具的每一个动作，都有传感器或开关来反馈信息，确保执行动作的准确性，为动作之间互锁和联动提供了可能，大大方便了设备的自动化控制，加上可靠的程序与液压系统、气动系统配合，可以实现模具的更换和锁紧的安全性，并实时监测，更换模具的时间大大缩短，真正实现精冲机在安全可靠性保证条件下的高度自动化和智能化。

Claims (3)

1.一种精冲机工作台自动锁模、监测和控制系统，机架内的下工作台（1）上连接有模具下连接板（7），上工作台（14）上连接有模具上连接板（8），其特征在于：

所述下工作台（1）的台面下集成有多个锁紧油缸，下工作台（1）的台面里安装有锁紧缸活塞一（4），锁紧缸活塞一（4）的下端面上装有导向销一（2）和弹簧一（3），锁紧缸活塞一（4）上部的T型槽内装有下锁紧杆（6），锁紧缸活塞一（4）及其导向销一（2）、弹簧一（3）和下锁紧杆（6）通过压环一（5）连接在下工作台（1）的台阶孔的台阶面上；锁紧缸活塞一（4）带动下锁紧杆（6）实现锁紧模具的功能，多个锁紧油缸的进油口分别通过下工作台（1）的油道连成一体；下工作台（1）设有多个传感器二（22）；下工作台（1）内安装有两排多个支撑滚轮（18），与液压系统连接的小柱塞（21）装在支撑滚轮（18）的下面，小柱塞（21）通过压板（19）和端盖（20）连接在下工作台（1）的台阶孔的台阶面上；下工作台（1）的上端面两侧装有侧面导向座（16），侧面导向座（16）的内侧有多个凹槽，凹槽里装有滚轮（17），滚轮（17）与模具下连接板（7）的两侧接触；模具下连接板（7）的底面左右分布有两个T型槽，模具下连接板（7）后侧面的方槽与下工作台（1）后部的定位块（25）的凸起接触，定位块（25）连接在下工作台（1）上，定位块（25）内装有与电气控制系统连接、并可监测模具到位的传感器三（23）和传感器四（26）；下工作台（1）内设有气道和通气阀一（24）；

所述上工作台（14）的台面下集成有多个锁紧油缸，上工作台（14）的台面里安装有锁紧缸活塞二（13），锁紧缸活塞二（13）的上端面上装有导向销二（11）和弹簧二（12），锁紧缸活塞二（13）下部的T型槽内装有上锁紧杆（9），锁紧缸活塞二（13）及其导向销二（11）和弹簧二（12）通过压环二（10）连接在上工作台（14）的台阶孔的台阶面上；锁紧缸活塞二（13）带动上锁紧杆（9）实现锁紧模具的功能，多个锁紧油缸的进油口分别通过上工作台（14）的油道连成一体；上锁紧杆（9）与气缸（27）的气缸杆连为一体，气缸（27）自带有可监测上锁紧杆（9）准确移动到锁紧区域的磁力开关（28），磁力开关（28）与电气控制系统连接，上工作台（14）的台面里装有与电气控制系统连接的多个传感器一（15）；模具上连接板（8）的顶面左右分布有两个T型槽，且在每个T型槽两端有避空腰槽；上工作台（14）内设有气道和通气阀二（29）。

2.根据权利要求1所述的精冲机工作台自动锁模、监测和控制系统，其特征在于：上工作台（14）和下工作台（1）的液压回路和控制系统为两个独立系统，控制小柱塞（21）运动的小柱塞缸的液压系统为独立的液压回路和控制系统，每个系统中安装有两个以上压力检测装置。

3.根据权利要求1所述的精冲机工作台自动锁模、监测和控制系统，其特征在于：推动气缸（27）运动的气动系统为独立的气动回路和控制系统，系统中安装有两个以上压力检测装置。

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