CN104985443B - 铝合金热挤压模具柔性制造系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝合金热挤压模具柔性制造系统，它包括计算机控制设备、装卸站、储料站、智能物料小车和数控机床，装卸站上放置有固定安装待加工模坯的夹具，所述储料站上设有多个呈直线排列的托盘位，储料站一侧设有沿多个托盘位排列方向延伸的导轨，装卸站和数控机床位于导轨远离储料站的一侧，智能物料小车位于导轨上并与其滑动连接，智能物料小车上设有用于移动所述夹具的起升机构，智能物料小车、数控机床均通过局域网与所述计算机控制设备连接；与现有技术相比，本发明实现自动化控制，设备利用率高，加工效率高，减少人力成本，待加工模具一次装夹一次完成，加工质量好、精度高，而且只需要更换不同的夹具就可以加工不同的产品，加工产品品种范围更广。

Description

铝合金热挤压模具柔性制造系统

技术领域

本发明涉及铝合金热挤压模具领域，尤其涉及一种铝合金热挤压模具柔性制造系统。

背景技术

随着国民经济的快速发展和铝应用技术的不断进步，高规格复杂断面铝型材越来越多的应用到汽车、船舶、航空航天、军工、海工等多个领域，铝型材挤压模具的制造技术是结构铝型材研发生产的三大关键核心技术之一，也是构成铝型材生产成本非常重要因素。

目前我国铝合金热挤压模具生产具备了基础的生产制造能力，但在精密高效加工制造技术方面还存在较大不足，多采用单人单机的加工工艺，模具加工效率低、精度低，模具的精密高效加工无法实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种加工效率高、精度高的自动化的铝合金热挤压模具柔性制造系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种铝合金热挤压模具柔性制造系统，它包括计算机控制设备、装卸站、储料站、智能物料小车和数控机床，所述装卸站上放置有固定安装待加工模坯的夹具，所述数控机床对所述待加工模坏进行数控加工，所述储料站上设有多个呈直线排列的托盘位，所述储料站一侧设有沿多个所述托盘位排列方向延伸的导轨，所述装卸站和所述数控机床位于所述导轨远离所述储料站的一侧，所述智能物料小车位于所述导轨上并与其滑动连接，所述智能物料小车上设有用于移动所述夹具的起升机构，所述智能物料小车、所述数控机床均通过局域网与所述计算机控制设备连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中的铝合金热挤压模具柔性制造系统通过计算机控制设备的网络功能，将用于铝合金热挤压模具制造的各个设备串联起来，组成一个自动化系统，仅仅利用各个设备自身控制系统的信息传递功能，通过计算机控制设备实现统一控制，能够避免各个设备出现配合错误，使得设备的利用率高，能以较小的设备完成同样的工作量，加工效率高，比现有旧加工工艺效率提高20％以上，加工相同规格模具省时60-120分钟；由于各个设备是在计算机控制设备的控制下工作的，无需人工干预，减少了人力成本；待加工模具一次装夹一次完成，加工的模具质量好、精度高，而且只需要更换不同的夹具就可以加工不同的产品，加工产品品种范围更广。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

作为本发明的一种优选实施方式，所述数控机床(2)内设有数控系统模块、刀具库和刀具预调仪，所述刀具库包括多把加工刀具，所述数控系统模块、所述刀具预调仪分别通过局域网与所述计算机控制设备连接。

采用上述优选方案的有益效果是：刀具库设有多把加工刀具，通过计算机控制设备设定每支刀具的使用寿命，而刀具预调仪实时监控正在工作的加工刀具的实际使用时间，若加工刀具的实际使用时间达到使用寿命，计算机控制设备就控制数控机床对该加工刀具进行更换，若实际使用时间不到使用寿命则加工刀具继续工作，及时高效，更加方便，保证生产加工的顺利进行。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述刀具库包括60把加工刀具。

采用上述优选方案的有益效果是：刀具库中的加工刀具多，能够保证生产加工过程中，加工刀具能够及时高效的进行更换。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述装卸站包括粗加工装卸站和精加工装卸站，所述数控机床包括用于加工粗加工装卸站上待加工模坏的粗加工机床和用于加工精加工装卸站上待加工模坏的精加工机床，所述粗加工机床和所述精加工机床呈直线排列，所述托盘位包括靠近所述粗加工机床的粗加工托盘位、靠近所述精加工机床的精加工托盘位，所述粗加工托盘位和精加工托盘位呈直线排列。

采用上述优选方案的有益效果是：通过计算机控制设备统一控制，模具在一个制造系统上完成所有工序，而且粗加工工艺与精加工工艺同步进行，缩短加工工序，相较传统的单机加工不仅提高了工作效率，而且提高了加工精度。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述粗加工机床为四轴四联动卧式机床，所述精加工机床为五轴铣车复合机床。

采用上述优选方案的有益效果是：此种粗加工机床与精加工机床更适合铝合金热挤压模具的加工生产。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述粗加工机床的数量为3个，所述精加工机床的数量为1个，所述粗加工托盘位的数量为18个，所述精加工托盘位的数量为4个。

采用上述优选方案的有益效果是：粗加工速度快，设置三个粗加工机床，再配合一个精加工机床，粗加工托盘位、精加工托盘位用于储料，保证粗加工工艺与精加工工艺能够在一个制造系统上更好的同步进行，提高工作效率。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述计算机控制设备采用芬兰法斯顿公司的MMS5系统作为主控系统。

采用上述优选方案的有益效果是：采用芬兰法斯顿公司的MMS5系统作为主控系统控制用于铝合金热挤压模具制造的各个设备，更加高效、精准，实现设备利用率的最大化提高，同时很少出现错误。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述夹具包括铸造本体，所述铸造本体的底部设有用于吊装夹具的吊环，所述铸造本体内部设有U形凹槽，所述U形凹槽的底部设有两个左右对称的固定定位块，所述U形凹槽的中部设有钳口向上的虎钳，所述虎钳包括左钳与右钳，所述左钳、所述右钳上均设有可调定位块，所述待加工模坯被夹在两个所述固定定位块和两个所述可调定位块之间，所述可调定位块沿着所述左钳或所述右钳上下移动，并通过紧固螺母固定。

采用上述优选方案的有益效果是：该夹具夹持待加工模具更加牢固，设置吊环可以方便智能物料小车运输，而且其夹持范围可以进行调节，使用方便，适用范围更广，尤其适用加工生产φ398-φ588mm的铝合金热挤压模具。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述铸造本体内设有铸造加强筋，所述铸造本体的底部设有用于装配让位的避空槽，所述U形凹槽的顶部还设有连接其左右两端的螺纹连接加强筋。

采用上述优选方案的有益效果是：螺纹连接加强筋可以使夹具夹持待加工模具时更加牢固，同时螺纹连接加强筋和铸造加强筋能够增加夹具强度，延长夹具使用寿命。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述夹具包括铸造本体，所述铸造本体的顶部设有吊装螺丝，所述铸造本体内设有铸造加强筋和模坯放置孔，所述铸造本体上、所述模坯放置孔的下方设有浮动定位块和两个分别位于浮动定位块两侧且对称设置的固定定位块，所述铸造本体上、所述模坯放置孔的四周均匀分布有四个端面定位块，所述端面定位块靠近所述模坯放置孔的一端设有压板和用于紧固所述压板的紧固压板螺丝。

采用上述优选方案的有益效果是：该夹具夹持待加工模具更加牢固，设置吊装螺丝可以方便智能物料小车运输，尤其适用加工生产φ700mm的铝合金热挤压模具，铸造加强筋能够增加夹具强度，延长夹具使用寿命。

附图说明

图1为本发明产品的结构示意图；

图2为本发明中一种夹具的结构示意图；

图3为本发明中另一种夹具的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、储料站，2、数控机床，3、智能物料小车，4、精加工装卸站，5、粗加工装卸站，6、粗加工托盘位，7、精加工托盘位，8、铸造本体，9、铸造加强筋，10、固定定位块，11、避空槽，12、吊环，13、虎钳，14、可调定位块，15、螺纹连接加强筋，16、浮动定位块，17、吊装螺丝，18、端面定位块，19、压板，20、紧固压板螺丝。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1、图2所示，一种铝合金热挤压模具柔性制造系统，它包括计算机控制设备、装卸站、储料站1、智能物料小车3和数控机床2，所述装卸站上放置有固定安装待加工模坯的夹具，所述数控机床2对所述待加工模坏进行数控加工，所述夹具包括铸造本体8，所述铸造本体8的底部设有用于装配让位的避空槽11和用于吊装夹具的吊环12，所述铸造本体8内部设有铸造加强筋9和U形凹槽，所述U形凹槽的底部设有两个左右对称的固定定位块10，所述U形凹槽的中部设有钳口向上的虎钳13，所述虎钳13包括左钳与右钳，所述左钳、所述右钳上均设有可调定位块14，所述待加工模坯被夹在两个所述固定定位块10和两个所述可调定位块14之间，所述可调定位块14沿着所述左钳或所述右钳上下移动，并通过紧固螺母固定；所述U形凹槽的顶部还设有连接其左右两端的螺纹连接加强筋15；

所述储料站1上设有22个呈直线排列的托盘位，所述储料站1一侧设有沿22个所述托盘位排列方向延伸的导轨，所述装卸站和所述数控机床2位于所述导轨远离储料站1的一侧，所述装卸站包括粗加工装卸站5和精加工装卸站4，所述数控机床2内设有数控系统模块、刀具库和刀具预调仪，所述刀具库包括60把加工刀具，所述数控系统模块、所述刀具预调仪分别通过局域网与所述计算机控制设备连接，所述数控机床2由3个用于加工粗加工装卸站5上待加工模坏的粗加工机床和1个用于加工精加工装卸站4上待加工模坏的精加工机床组成，所述粗加工机床和所述精加工机床呈直线排列，3个粗加工机床和1个精加工机床，所述粗加工机床为四轴四联动卧式机床，所述精加工机床为五轴铣车复合机床，所述托盘位包括18个靠近所述粗加工机床的粗加工托盘位6、4个靠近所述精加工机床的精加工托盘位7，所述智能物料小车3位于所述导轨上并与其滑动连接，所述智能物料小车3上设有用于移动所述夹具的起升机构，所述智能物料小车3通过局域网与所述计算机控制设备连接，所述计算机控制设备采用芬兰法斯顿公司的MMS5系统作为主控系统。

本发明中依靠MMS5的网络功能，将各个硬件串联起来，组成一个自动化系统，在MMS5系统的控制下达成模具柔性生产的目的，数控机床2内的数控系统模块只是负责接收和回传模具加工、设备运行的数据，受MMS5系统的控制，在MMS5系统的控制下，数控机床2内的数控系统模块无权对模具加工程序进行修改和编制，大幅度减小人为错误。为解决设备发生异常，数控机床2内的数控系统模块在不受MMS5控制的情况下也可以受人工干预，从而具有灵活性。

本发明产品在使用时，操作者根据生产订单的安排，将闲置的或已卸载完毕的夹具吊装到装卸站，同时将待加工模坯移动到装卸站，进行人工安装，安装紧固后，如果没有闲置的数控机床2，则待加工模坯被智能物料小车3运输到储料站1中，如果有闲置的数控机床2，则待加工模坯与带夹具的托盘被智能物料小车3运输到数控机床2的缓冲工作台上，计算机控制设备控制数控机床2内置的托盘交换器将待加工模坯与带夹具的托盘转移至加工工作台，并对进行生产加工，在加工过程中刀具的使用寿命是按预先设定的时间来控制的，由刀具预调仪进行监测，当刀具达到设定的时间后刀具预调仪会将信息发馈给计算机控制设备，计算机控制设备再控制数控机床2自动进行更换下一支同规格的或不同规格的刀具进行加工，如果刀具在加工中或更换时出现问题，数控机床2将自动报警并停止加工任务，等待故障排除，再重新工作；加工完后，在计算机控制设备的控制下，数控机床2将加工后的工件与带夹具的托盘通过托盘交换器自动转移到缓冲工作台中，此时智能物料小车3如果有任务，则工件与带夹具的托盘将继续在缓冲工作台等待，如果没有任务，智能物料小车3会将工件与托盘一起运输到装卸站进行卸载任务，如果装卸站有任务，则智能物料小车3会将工件运输到储料站1等待，直到装卸站任务完成后，再进行下一步工作，工件在装卸站经人工检验合格后，将被卸下，如果尺寸有问题，将返回进行再次加工，本次工件完成后，托盘和夹具将被赋予下一次工作任务，至此本轮工作完成。

实施例2

如图1、图3所示，一种铝合金热挤压模具柔性制造系统，其结构、使用方法与实施例1类似，不同之处在于，所述夹具包括铸造本体8，所述铸造本体8的顶部设有吊装螺丝17，所述铸造本体8内设有铸造加强筋9和模坯放置孔，所述铸造本体8上、所述模坯放置孔的下方设有浮动定位块16和两个分别位于浮动定位块16两侧且对称设置的固定定位块10，所述铸造本体8上、所述模坯放置孔的四周均匀分布有四个端面定位块18，所述端面定位块18靠近所述模坯放置孔的一端设有压板19和用于紧固所述压板19的紧固压板螺丝20。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铝合金热挤压模具柔性制造系统，其特征在于，它包括计算机控制设备、装卸站、储料站(1)、智能物料小车(3)和数控机床(2)，所述装卸站上放置有固定安装待加工模坯的夹具，所述数控机床(2)对所述待加工模坯进行数控加工，所述储料站(1)上设有多个呈直线排列的托盘位，所述储料站(1)一侧设有沿多个所述托盘位排列方向延伸的导轨，所述装卸站和所述数控机床(2)位于所述导轨远离所述储料站(1)的一侧，所述智能物料小车(3)位于所述导轨上并与其滑动连接，所述智能物料小车(3)上设有用于移动所述夹具的起升机构，所述智能物料小车(3)、所述数控机床(2)均通过局域网与所述计算机控制设备连接；所述数控机床(2)内设有数控系统模块、刀具库和刀具预调仪，所述刀具库包括多把加工刀具，所述数控系统模块、所述刀具预调仪分别通过局域网与所述计算机控制设备连接；所述装卸站包括粗加工装卸站(5)和精加工装卸站(4)，所述数控机床(2)包括用于加工粗加工装卸站(5)上待加工模坯的粗加工机床和用于加工精加工装卸站(4)上待加工模坯的精加工机床，所述粗加工机床和所述精加工机床呈直线排列，所述托盘位包括靠近所述粗加工机床的粗加工托盘位(6)、靠近所述精加工机床的精加工托盘位(7)，所述粗加工托盘位(6)和精加工托盘位(7)呈直线排列。

2.根据权利要求1所述的铝合金热挤压模具柔性制造系统，其特征在于，所述刀具库包括60把加工刀具。

3.根据权利要求1所述的铝合金热挤压模具柔性制造系统，其特征在于，所述粗加工机床为四轴四联动卧式机床，所述精加工机床为五轴铣车复合机床。

4.根据权利要求1或3所述的铝合金热挤压模具柔性制造系统，其特征在于，所述粗加工机床的数量为3个，所述精加工机床的数量为1个，所述粗加工托盘位(6)的数量为18个，所述精加工托盘位(7)的数量为4个。

5.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的铝合金热挤压模具柔性制造系统，其特征在于，所述计算机控制设备采用芬兰法斯顿公司的MMS5系统作为主控系统。

6.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的铝合金热挤压模具柔性制造系统，其特征在于，所述夹具包括铸造本体(8)，所述铸造本体(8)的底部设有用于吊装夹具的吊环(12)，所述铸造本体(8)内部设有U形凹槽，所述U形凹槽的底部设有两个左右对称的固定定位块(10)，所述U形凹槽的中部设有钳口向上的虎钳(13)，所述虎钳(13)包括左钳与右钳，所述左钳、所述右钳上均设有可调定位块(14)，所述待加工模坯被夹在两个所述固定定位块(10)和两个所述可调定位块(14)之间，所述可调定位块(14)沿着所述左钳或所述右钳上下移动，并通过紧固螺母固定。

7.根据权利要求6所述的铝合金热挤压模具柔性制造系统，其特征在于，所述铸造本体(8)内设有铸造加强筋(9)，所述铸造本体(8)的底部设有用于装配让位的避空槽(11)，所述U形凹槽的顶部还设有连接其左右两端的螺纹连接加强筋(15)。

8.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的铝合金热挤压模具柔性制造系统，其特征在于，所述夹具包括铸造本体(8)，所述铸造本体(8)的顶部设有吊装螺丝(17)，所述铸造本体(8)内设有铸造加强筋(9)和模坯放置孔，所述铸造本体(8)上、所述模坯放置孔的下方设有浮动定位块(16)和两个分别位于浮动定位块(16)两侧且对称设置的固定定位块(10)，所述铸造本体(8)上、所述模坯放置孔的四周均匀分布有四个端面定位块(18)，所述端面定位块(18)靠近所述模坯放置孔的一端设有压板(19) 和用于紧固所述压板(19)的紧固压板螺丝(20)。