CN106180510B - 多工位冷镦成形设备控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于冷加工成形加工技术领域，具体涉及一种多工位冷镦成形设备控制方法及系统。本发明提出的多工位冷镦成形设备控制方法，包括如下步骤：获取成形力测量数据集，该成形力测量数据集包括多个成形力测量数据组，每个该成形力测量数据组分别对应一个成形工位；判断该成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求；根据判断结果，控制该多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序。本发明多工位冷镦成形设备控制方法能够实时获知各成形工位上的工件的加工质量，并根据加工质量调整生产安排，从而降低废品率和次品率，并可及时定位产生质量问题的工序，从而针对性地对设备进行调整，提高了生产管理水平，提高了生产效益。

Description

多工位冷镦成形设备控制方法及系统

技术领域

本发明属于冷加工成形加工技术领域，具体涉及一种多工位冷镦成形设备控制方法及系统。

背景技术

多工位冷镦成形设备是一种自动化程度较高的冷加工成形设备。多工位同时加工，加工效率高；通过曲柄连杆机械实现往复运动，实现多工序连续加工，工艺性好。

目前，多工位冷镦成形设备生产的成形零件通常是在生产完成之后，对半成品或成品零件进行质检。这种质检制度导致以下问题：废品率高、产品一致性难以保障，更甚者造成模具或设备损坏，停工停产，致使工厂无法如期交货，经济损失较大；难以开展次品分析，难以定位质量问题产生的初始工序，从而难以针对性地进行生产管理和改进。

发明内容

针对目前多工位冷镦成形设备生产组织方式中的不足，本发明提供一种多工位冷镦成形设备控制方法及系统。本发明提出的多工位冷镦成形设备控制方法能够实时获知各成形工位上的工件的加工质量，并根据加工质量调整生产安排，从而降低废品率和次品率，并可及时定位产生质量问题的工序，从而针对性地对设备进行调整，提高了生产管理水平，提高了生产效益。

第一方面，本发明提出的多工位冷镦成形设备控制方法，包括如下步骤：

获取成形力测量数据集，该成形力测量数据集包括多个成形力测量数据组，每个该成形力测量数据组分别对应一个成形工位；判断该成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求；根据判断结果，控制该多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，该获取成形力测量数据集的步骤包括：获取采集状态控制信息；判断该采集状态控制信息是否有效；在该采集状态控制信息有效时，同步采集多个压电力传感器采集通道输出的压电信号，并添加到对应的成形力测量数据组中，其中，该成形力测量数据组与该采集通道一一对应；在该采集状态控制信息无效时，停止采集该压电信号。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，该判断成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求的步骤包括：确定每个该成形力测量数据组的有效起点和有效终点；对每个该成形力测量数据组，在从有效起点至有效终点之间的有效区间内，逐点与该成形工位对应的成形力公差带进行比较；若该有效区间内的任一个成形力测量值超出该成形力公差带时，判断该成形力测量数据组不满足该公差带要求；在该有效区间内的全部成形力测量值均落入该成形力公差带内时，判断该成形力测量数据组满足该成形力公差带要求。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，该根据判断结果，控制该多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序的步骤包括：在任一成形力测量数据组不满足成形力公差带要求时，向第一继电器发出停机指令；在所有成形力测量数据组均满足对应的公差带要求时，向第二继电器发出转动指令。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，该判断成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求的步骤之后，还包括：从全部该有效起点中，确定最小有效起点；及从全部该有效终点中，确定最大有效终点；根据该最小有效起点和该最大有效终点，确定绘制区间；从每个该成形力测量数据组中筛选出对应于该绘制区间的成形力测量值序列，并生成与该成形力测量值序列对应的成形力曲线，其中，每条该成形力曲线分别显示在一个独立显示区域内。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，该确定有效起点的步骤包括：第一启动步骤：对每个该成形力测量数据组，以第一个数据点作为考察起点，计算考察起点及该考察起点之后(N-1)个数据点对应的N个成形力测量值的第一累加和；第一阈值比较步骤：若该第一累加和小于预先设定的第一阈值，则将该考察起点向后移动一个数据点，得到更新后考察起点，并转到第一累加和更新步骤；若该第一累加和等于或大于预先设定的第一阈值，则以该更新后考察起点作为该成形力测量数据组的有效起点；第一累加和更新步骤：计算该更新后考察起点及该更新后考察起点之后(N-1)个数据点对应的N个成形力测量值的第一累加和，并转到该第一阈值比较步骤。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，该确定有效终点的步骤包括：第二启动步骤：对每个该成形力测量数据组，以最后一个数据点作为考察终点，计算考察终点及该考察终点之前(M-1)个数据点对应的M个成形力测量值的第二累加和；第二阈值比较步骤：若该第二累加和小于预先设定的第二阈值，则将该考察终点向前移动一个数据点，得到更新后考察终点，并转到第二累加和更新步骤；若该第二累加和等于或大于预先设定的第二阈值，则以该更新后考察终点作为该成形力测量数据组的有效终点；第二累加和更新步骤：计算该更新后考察终点及该更新后考察终点之前(M-1)个数据点对应的M个成形力测量值的第二累加和，并转到该第二阈值比较步骤。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，该成形力公差带在成形力标准曲线两侧设置，该成形力公差带的上极限偏差值为该成形力标准曲线最大值的第一百分数，该成形力公差带的下极限偏差值为该成形力标准曲线最大值的第二百分数，该成形力标准曲线与成形工位一一对应。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，还包括：将该停机指令和/或该转动指令发送给远端服务器。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制方法，该远端服务器包括机箱和PCB板，该PCB板的第一面安装有电子元件，第二面的上方设置有冷却管路，该冷却管路与冷却用气体发生装置连通，电动阀门设置在该冷却管路上，电动阀门的开口朝向该电子元件并使得喷出的冷却气流正对电子元件；电动阀门的开口处还设有垂直于冷却气流的阀板，阀板一端抵靠在弹簧上，另一端连接在电动阀门的开口上；该弹簧套设在滑动轴上，滑动轴一端与阀板固定连接，另一端固定在弹簧支架上，该弹簧支架与冷却管路固定连接；该阀板还固定连接有线圈安装体，该线圈安装体上设置有线圈，该线圈位于磁场中并串联于PCB板的电路回路中；当电路回路中的线圈不通电时，弹簧挤压阀板使得该电动阀门的开口为常闭状态，当电路回路中的线圈通电时，带电线圈在洛仑兹力的作用下推动阀板挤压弹簧，使得电动阀门的开口被打开，冷却气流喷出；当电路回路的功率越大时，线圈中的电流越大，线圈受到的洛仑兹力也越大，从而增加阀板对弹簧的挤压幅度，提高开口出风量。

本发明提出的多工位冷镦成形设备控制方法实时检测冷镦成形工序中各成形工位上的工件的成形力受力过程，并与成形力公差带进行对比，根据判断结果，控制多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序。

与现有技术相比，本发明提出的多工位冷镦成形设备控制方法能够实时获知各成形工位上的工件的加工质量，并根据加工质量调整生产安排，从而降低废品率和次品率，并可及时定位产生质量问题的工序，从而针对性地对设备进行调整，提高了生产管理水平，提高了生产效益。

第二方面，本发明提出一种多工位冷镦成形设备控制系统，包括：多个压电力传感器，一一对应地设置在该冷镦成形设备的多个动模上，该多个动模与多个成形工位一一对应；多个采集通道，与该多个压电力传感器对应地连接，；同步开关，用于在该动模经过时触发同步采集信号；处理单元，与该多个采集通道和该同步开关连接，用于根据该同步开关触发的同步采集信号，从该多个采集通道获取多个成形力测量数据组；并在任一成形力测量数据组不满足对应的公差带要求时，向第一继电器发出停机指令；在所有成形力测量数据组均满足对应的公差带要求时，向第二继电器发出转动指令；第一继电器，与该处理单元连接，用于根据该处理单元发送的停机指令，停止该多工位冷镦成形设备；第二继电器，与该处理单元连接，用于根据该处理单元发送的转动指令，使得该多工位冷镦成形设备启动下一个工序。

进一步地，上述多工位冷镦成形设备控制系统，该处理单元配置在Cortex-M4系列处理器上。

本发明提出的多工位冷镦成形设备控制系统能够实时获知各成形工位上的工件的加工质量，并根据加工质量调整生产安排，从而降低废品率和次品率，并可及时定位产生质量问题的工序，从而针对性地对设备进行调整，提高了生产管理水平，提高了生产效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本发明实施例1多工位冷镦成形设备控制方法的流程示意图图；

图2示出了本发明实施例1多工位冷镦成形设备控制方法中成形力测量示意图；

图3示出了本发明实施例2多工位冷镦成形设备控制方法的流程示意图；

图4示出了本发明实施例3多工位冷镦成形设备控制方法的流程示意图；

图5示出了本发明实施例4多工位冷镦成形设备控制方法的流程示意图；

图6示出了本发明实施例5多工位冷镦成形设备控制方法的流程示意图；

图7示出了现有技术中的成形力曲线示意图；

图8示出了本发明实施例6多工位冷镦成形设备控制方法的流程示意图；

图9示出了本发明实施例6多工位冷镦成形设备控制方法的又一流程示意图；

图10示出了本发明实施例6多工位冷镦成形设备控制方法剔除成形力测量小数值的示意图；

图11示出了本发明实施例7多工位冷镦成形设备控制方法中成形力公差带的示意图；

图12示出了本发明实施例8多工位冷镦成形设备控制方法中具有冷却功能的远端服务器的结构示意图；

图13示出了本发明实施例9多工位冷镦成形设备控制系统的组成示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

如图1所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法，包括如下步骤：

步骤S11：获取成形力测量数据集，成形力测量数据集包括多个成形力测量数据组，每个成形力测量数据组分别对应一个成形工位；

步骤S12：判断成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求；

步骤S13：根据判断结果，控制多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序。

以下简述多工位冷镦成形工艺。多工位冷镦成形工艺可以实现自动上料，自动下料及连续加工。如图2所示，在循环成形过程的每一个冲程中，动模、定模与固定安装在定模上的工件三者间的相对运动过程如下：a动模向定模滑动；b动模与工件接触；c工件开始受力；d工件受力持续增加；e动模滑动到前死点，这时，动模与工件、定模三者处于最大程度压紧状态，工件受力达到最大；f动模开始往回滑动，并逐渐远离定模；g工件受力逐渐减小；h动模向后滑动到原点，即距离定模最远处的位置。从上料开始，每个工件依次经历多个冲压工序，在每个冲压工序中，多个工位上的多个工件分别经历不同的冲压工序，直到完成全部工序后，将该工件下料，得到目标成形零件。

在每一个工序中，冷镦成形力是决定零件成品率的关键因素。成形力过大，则可能导致工件尺寸超差，甚至导致工件因为强度不足而损坏；成形力过小，则将导致工件成形尺寸不足，与下一工序难以合理衔接，造成加工困难。

通常，可以根据工艺条件，设定冲压速度曲线和成形力曲线，并通过成形力控制和动模位置或速度控制实现既定的加工参数。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法实时检测冷镦成形工序中各成形工位上的工件的成形力受力过程，并与成形力公差带进行对比，根据判断结果，控制多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法能够及时监测出生产过程中可能出现的撞机、断料、模具破损、零件缺陷等生产事件，并采取应对措施。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法能够实时获知多工位冷镦成形设备各成形工位上的工件的加工质量，并根据加工质量及时调整生产安排，从而降低了废品率和次品率，并可及时定位质量问题产生的工序。

实施例2

实施例2在实施例1的基础上，对获取成形力测量数据集的方法进行说明。

如图3所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中，该获取成形力测量数据集的步骤可以包括：

步骤S21：获取采集状态控制信息；

步骤S22：判断采集状态控制信息是否有效；在采集状态控制信息有效时，执行步骤S23；及在采集状态控制信息无效时，执行步骤S24；

步骤S23：同步采集多个压电力传感器采集通道输出的压电信号，并添加到对应的成形力测量数据组中，其中，成形力测量数据组与采集通道一一对应；

步骤S24：停止采集压电信号。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法根据采集状态控制信息开始或停止同步采集多个压电力传感器采集通道输出的压电信号。与人工启停同步采集相比，降低了采集任务的时间开销和计算资源的开销，提高了采集效率。

多通道同步采集使得全部的成形力测量数据组具有相同的采样起始时刻和相同的采样周期，能够更真实地反映各成形工位上的成形力。

优选地，通过SPI总线，实现多通道同步采集。

串行外设接口(Serial Peripheral Interface，以下简称SPI)是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。

优选地，采集状态控制信息由NPN型或PNP型电平信号触发。进一步优选地，采集状态控制信息由行程开关或行程凸轮或光电接近开关触发。

优选地，采用动模通过时触发、然后状态保持、直到动模回退时再次状态切换的开关器件，如凸轮、光电或电涡流位移传感器等，均可以保持当前状态，直到状态反转。

优选地，采用动模通过时触发、动模通过后即刻归位的开关器件来触发同步采集。

与购置具有硬件触发功能的采集卡实现上升沿触发或下降沿触发相比，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法根据采集状态控制信息开始或停止同步采集，降低了对采集板卡的要求，并不需要昂贵的硬件设备。

与采用软件触发方式，采集大量的空信号，实现上升沿触发或下降沿触发相比，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法根据采集状态控制信息开始或停止同步采集，算法简单，避免消耗大量计算资源。

实施例3

实施例3在实施例1或实施例2的基础上，对判断成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求的方法进行说明。

如图4所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中，该判断成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求的步骤包括：

步骤S31：确定每个成形力测量数据组的有效起点和有效终点；

步骤S32：对每个成形力测量数据组，在从有效起点至有效终点之间的有效区间内，逐点与成形工位对应的成形力公差带进行比较；若有效区间内的任一成形力测量值超出成形力公差带时，判断成形力测量数据组不满足公差带要求；在有效区间内的全部成形力测量值均落入成形力公差带内时，判断成形力测量数据组满足成形力公差带要求。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法判断实时获知的多工位成形力测量值是否落入预先设定的公差带内，从而判断当前工序中各成形工位上工件的加工质量。相比于6sigma原则，采用公差带方法更简单、快捷、直观，更适合用于在生产现场的工艺控制中实施。

实施例4

实施例4在实施例1、实施例2或实施例3的基础上，对该根据判断结果，控制多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序的方法进行说明。

如图5所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中，该根据判断结果，控制多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序的步骤包括：

步骤S41：在任一成形力测量数据组不满足成形力公差带要求时，向第一继电器发出停机指令；

步骤S42：在所有成形力测量数据组均满足对应的公差带要求时，向第二继电器发出转动指令。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法根据当前工序中各成形工位上工件的加工质量的优劣，控制多工位冷镦成形设备停机排查或继续进入下一工序。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法能够使得多工位冷镦成形设备可以根据工件加工质量及时调整生产安排，从而降低了废品率和次品率，并可及时定位质量问题产生的工序，从而针对性地对设备进行调整，提高了生产管理水平，提高了生产效益。

实施例5

实施例5在实施例3的基础上，对分别独立显示各成形工位对应的成形力测量曲线的方法进行说明。

如图6所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中，判断成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求的步骤之后，还包括：

步骤S51：从全部有效起点中，确定最小有效起点；及从全部有效终点中，确定最大有效终点；

步骤S52：根据最小有效起点和最大有效终点，确定绘制区间；

步骤S53：从每个成形力测量数据组中筛选出对应于绘制区间的成形力测量值序列，并生成与成形力测量值序列对应的成形力曲线，其中，每条成形力曲线分别显示在一个独立显示区域内。

由于多工位的原始曲线全部是同步采样的，所以它们具有相同的“固定的检测启始点”和“固定的检测终止点”。

因为多个工位上的加工内容不同，因此工件的受力状态各异，受力曲线具有不同的受力持续时间。以受力时刻为横轴，受力幅值为纵轴，绘制出在受力持续时间内对应的受力幅值，以受力曲线的形式显示出来，可以直观地反应各工位零件实际受力时长和成形功(力乘以位移)，也即各曲线覆盖面积的大小，也即关于受力曲线的积分。

需要说明的是，受力曲线的横轴还可以是动模的横向位移。

通常，如图7所示，在进行曲线显示时，按照每个成形工位各自的曲线状态去选取检测启始点和检测终止点，然后将截取后的曲线满画框显示。尽管每个成形工位上的成形力测量数据组的数据点数相同，但每个成形力测量数据组的有效起点和有效终点不尽相同，也即每个成形工位上的检测启始点和检测终止点不同，也即成形力曲线的低平段的长度不一。

在同一个屏幕上相同尺寸的画框上进行满画框显示这种方式，各工位上的受力曲线从视觉上具有相同的宽度，从而对直观观察受力过程产生干扰，影响对受力曲线物理意义和受力过程的准确判读。换句话说，如果每个成形工位的成形力曲线仅绘制有效起点和有效终点之间的数据点，再做满画幅放大或等宽化处理，则无法客观地反映出各工位的受力时长或成形功。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法通过从全部有效起点中，确定最小有效起点；及从全部有效终点中，确定最大有效终点，并根据最小有效起点和最大有效终点，确定绘制区间；并从每个成形力测量数据组中筛选出对应于绘制区间的成形力测量值序列，并生成与成形力测量值序列对应的成形力曲线。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法在同屏显示的多个独立显示区域内，分别对应地显示各成形工位上的成形力曲线，且各成形力曲线具有相同的数据点数量。从而可以直观地反映和对比各成形工位上的工件实际承受的成形力与受力持续时间的对应关系，并可进一步通过坐标变换，得到成形功(力乘以位移)，从而更直观地评价工件的加工质量，及根据成形力和成形功的实际测量数字，调整多工位冷镦成形设备的成形力控制参数。

实施例6

实施例6在实施例3的基础上，对确定有效起点和有效终点的方法进行说明。

如图8所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中，该确定有效起点的步骤可以包括：第一启动步骤S61：对每个成形力测量数据组，以第一个数据点作为考察起点，计算考察起点及考察起点之后(N-1)个数据点对应的N个成形力测量值的第一累加和；

第一阈值比较步骤S62：若第一累加和小于预先设定的第一阈值，则将考察起点向后移动一个数据点，得到更新后考察起点，并转到第一累加和更新步骤S63；若第一累加和等于或大于预先设定的第一阈值，则以更新后考察起点作为成形力测量数据组的有效起点；

第一累加和更新步骤S63：计算更新后考察起点及更新后考察起点之后(N-1)个数据点对应的N个成形力测量值的第一累加和，并转到第一阈值比较步骤S62。

进一步地，如图9所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法，确定有效终点的步骤可以包括：

第二启动步骤S71：对每个成形力测量数据组，以最后一个数据点作为考察终点，计算考察终点及考察终点之前(M-1)个数据点对应的M个成形力测量值的第二累加和；

第二阈值比较步骤S72：若第二累加和小于预先设定的第二阈值，则将考察终点向前移动一个数据点，得到更新后考察终点，并转到第二累加和更新步骤；若第二累加和等于或大于预先设定的第二阈值，则以更新后考察终点作为成形力测量数据组的有效终点；

第二累加和更新步骤S73：计算更新后考察终点及更新后考察终点之前(M-1)个数据点对应的M个成形力测量值的第二累加和，并转到第二阈值比较步骤。

获得的成形力测量数据组中最靠前的一些数据点中有相当一部分对应的成形力测量值为零值(应当理解，在考虑零漂时，测量值并不是零值)的数据点。这是因为在一个冲程循环当中有一段时间，动模还没有接触上工件，定模上安装的工件不受力，定模上所安装的压电力传感器当然也检测不到力，表现为所测得的数据为0或接近于0的小数值。在这些小数值中，可能会出现较大的干扰点，作为测试数据中的野点，对有效数据的集中显示造成干扰，进而影响对有效受力曲线的判读，甚至可能会出现误读、误判。因此，需要将这段无意义的小数值从成形力测量数据组中剔除。

如图10所示，对于整条曲线的初始段的平坦曲线(动模未接触上工件的时段)，采用顺序求和来判别，即从第1个数据点开始，求取N个连续数据点的成形力测量值累加和，以此累加和为判据，如果累加和大于根据经验确定的第一阈值，则判定此后的数据点对应的成形力测量值为有效数据，则可以以此N个数据点的第一个数据点或最后一个数据点截取启始点；如果此N个数据点的累加和比较小，则可判定还没有出现有效数据，那么再右移一个数据点，从第2个点开始计算N个点的累加和，并以此类推，直至发现N个点的累加和达到根据经验确定的第一阈值。

类似的，在获得的成形力测量数据组中最靠后的一些数据点中有相当一部分对应的成形力测量值为零值(应当理解，在考虑零漂时，测量值并不是零值)的数据点。因为在一个冲程循环当中有一段时间，动模已经后退远离工件，定模上安装的工件不受力，定模上所安装的压电力传感器当然也检测不到力，表现为所测得的数据为0或接近于0的小数值。在这些小数值中，可能会出现较大的干扰点，作为测试数据中的野点，对有效数据的集中显示造成干扰，进而影响对有效受力曲线的判读，甚至可能会出现误读、误判。因此，需要将这段无意义的小数值从成形力测量数据组中剔除。

如图10所示，对于整条曲线的末尾段的平坦曲线(动模已离开工件的时段)，处理的方法与初始的一段类似，只是计算方法是倒序，从最末一点，向前计算M个点的累加和。

针对对于整条曲线的平坦曲线段还可以采用斜率方法进行剔除。即平坦段的斜率保持在一个较小的值，一旦检测到斜率值增大，则可以认为曲线已经从平坦段过度到了起伏段。

与逐点计算数据点间的斜率，并在斜率绝对值持续增大时，判断数据点为有效数据点的方法相比，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法的计算量更小，且针对斜率畸变处的野点具有更好的适应性。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法利用连续数据点的累加和剔除首末两处的小数值，保证了对成形力受力曲线的准确显示和准确判读，提高了成形力曲线的有效性。

实施例7

实施例7在实施例1至6的基础上，对成形力公差带进行说明。

如图11所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中，成形力公差带(颜色较浅的线条)在成形力标准曲线(颜色较深的线条)两侧设置，成形力公差带的上极限偏差值为成形力标准曲线最大值的第一百分数，成形力公差带的下极限偏差值为成形力标准曲线最大值的第二百分数，成形力标准曲线与成形工位一一对应。

需要说明的是，每个成形工位上的成形力标准曲线都是根据工件类型、经过多次首件试验后确定的。

鉴于最大成形力决定了零件塑性变形的最大程度，是衡量零件强度的关键指标。在确定成形力公差带时，上极限偏差值或下极限偏差值可以为成形力标准曲线中最大成形力的固定百分数，从而沿整条成形力标准曲线，上公差带或下公差带分别与成形力标准曲线平行，在成形力标准曲线两侧形成两条等宽的公差带。等宽公差带方法可以避免以局部值的统一百分比值来设定公差的方法中，因公差带过窄而经常误判和报虚警的问题。

具体应用时，上极限偏差值可以为成形力标准曲线最大值的第一百分数，成形力公差带的下极限偏差值可以为成形力标准曲线最大值的第二百分数，第一百分数和第二百分数可以相同，也可以不同。

实施例8

实施例8在实施例1至7的基础上，对多工位冷镦成形设备与远端服务器的通信方法进行说明。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法，还包括：将停机指令和/或转动指令发送给远端服务器。

目前，各类服务器都需要保证持续在线。一旦发生服务器崩溃，将对生产造成巨大的损失。对服务器崩溃事件统计分析发现，服务器机箱内积灰严重，导致服务器散热不良，从而发生硬件故障，进而导致服务器崩溃的概率较大。

如图12所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中的远端服务器包括机箱1和PCB板2，PCB板2的第一面安装有电子元件22，第二面的上方设置有冷却管路13，冷却管路13与冷却用气体发生装置(图12中未示出)连通，电动阀门设置在冷却管路13上，电动阀门的开口16朝向电子元件22并使得喷出的冷却气流正对电子元件22；电动阀门的开口处还设有垂直于冷却气流的阀板15，阀板15一端抵靠在弹簧23上，另一端连接在电动阀门的开口16上；弹簧23套设在滑动轴14上，滑动轴14的一端与阀板15固定连接，另一端固定在弹簧支架19上，弹簧支架19与冷却管路13固定连接；阀板15还固定连接有线圈安装体21，该线圈安装体21上设置有线圈17，该线圈17位于磁场中并串联于PCB板2的电路回路中；当电路回路中的线圈17不通电时，弹簧23挤压阀板15使得电动阀门的开口为常闭状态，当电路回路中的线圈通电时，带电线圈在洛仑兹力的作用下推动阀板挤压弹簧，使得电动阀门的开口被打开，冷却气流喷出；当电路回路的功率越大时，线圈中的电流越大，线圈受到的洛仑兹力也越大，从而增加阀板对弹簧的挤压幅度，提高开口出风量。

机箱1上还可以设置排风口20，与大气连通，从而平衡机箱内的气体压力。

应当理解，冷却管路的进气还可以采用从机箱外进气的方式，由冷却用气体进气装置(图12中未示出)进气，经过过滤装置11，再经冷却风扇12吹入到冷却管路13中。

优选地，冷却用气体发生装置中储存有液氮。

采用液氮的方式进行冷却，不但气体温度很低，冷却能力强，而且不会产生空气冷却中的灰尘污染到电子元件表面，降低电子元件散热能力的问题。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中的远端服务器将线圈串联到电路板用以连接电子元件的线路中。当电子元件越需要散热，而其所产生的所有热功率，均来源于电功率，而电功率越大，其电流也就越大，所以线圈可以产生更大的作用力，带动线圈安装体和阀板向靠近弹簧的方向移动，以对抗弹簧所产生的弹力。当能够产生更大的弹力时，其弹性形变越大，使得电动阀门的开口越大，其所能通过的冷却用气体的流量也就越大，冷却能力越强。从而实现了对于不同工作温度的电子元件的不同冷却效果，或对于同一电子元件在不同温度时的不同冷却效果，从而提高了冷却用气体输入装置或冷却用气体发生装置在导入相同数量冷却用气体时的工作效率，提高了冷却能力。

图12中，沿着冷却管路的气流方向，间隔地设置有两套电动阀门，用于对两处电子元件分别进行主动冷却。在具体实施时，可以根据PCB板上电子元件的集中程度，沿着冷却管路的气流方向，间隔地设置适当数量的电动阀门。更进一步地，还可以根据远端服务器中PCB板的数量和冷却需求，设置适当数量的冷却管路，并沿着冷却管路的气流方向，间隔地设置适当数量的电动阀门。

本实施例多工位冷镦成形设备控制方法中的远端服务器设置有主动冷却机制，通过主动冷却发热较大的电子元件，满足了服务器长期运行、持续在线的需求，从而降低了服务器崩溃的风险。

实施例9

实施例9在实施例1至8的基础上，对多工位冷镦成形设备控制系统进行说明。

如图13所示，本实施例多工位冷镦成形设备控制系统，包括：多个压电力传感器100，一一对应地设置在该冷镦成形设备的多个动模上，该多个动模与多工位一一对应；多个采集通道110，一一对应地与该多个压电力传感器100连接，每个该采集通道110包括压电信号调理及ADC采集模块；同步开关120，用于在该动模经过时触发同步采集信号；处理单元130，与该多个采集通道110和该同步开关120连接，用于根据该同步开关触发的同步采集信号，从该多个采集通道110获取多个成形力测量数据组；并在任一成形力测量数据组不满足对应的公差带要求时，向第一继电器140发出停机指令；在所有成形力测量数据组均满足对应的公差带要求时，向第二继电器150发出转动指令；第一继电器140，与该处理单元130连接，用于根据该处理单元130发送的停机指令，停止该多工位冷镦成形设备；第二继电器150，与该处理单元连接，用于根据该处理单元发送的转动指令，使得该多工位冷镦成形设备启动下一个工序；通信模块160，用于将该停机指令或转动指令发送给远端服务器。

多工位冷镦成形设备通常具有多个成形工位，每个成形工位都独立设置一个用于检测各工位成形力的压电力冲击传感器。

优选地，本实施例多工位冷镦成形设备控制系统还可以设置电源模块180，该电源模块具有滤波、防护、稳压功能。

优选地，每个采集通道110还可以包括模拟电压信号调理、滤波、ADC转换单元。每个采集通道还可以与电荷放大单元170连接，用于将传感器的电荷信号转为模拟电压信号。该模拟电压信号以差动方式接入该采集通道。每个采集通道由电源模块180单独供电。

同步开关用于输出同步采集控制信号。与购置具有硬件触发功能的采集卡实现上升沿触发或下降沿触发相比，本实施例多工位冷镦成形设备控制系统利用同步开关控制同步采集操作的开始或停止，降低了对采集板卡的要求，并不需要昂贵的硬件设备。

与采用软件触发方式，采集大量的空信号，实现上升沿触发或下降沿触发相比，本实施例多工位冷镦成形设备控制系统利用同步开关控制同步采集操作的开始或停止，算法简单，避免消耗大量计算资源。

优选地，本实施例多工位冷镦成形设备控制系统还可以设置TFT彩色液晶显示模块，用于显示曲线、窗口、对话框。

优选地，本实施例多工位冷镦成形设备控制系统还可以设置通信接口，用于向远端服务器发送停机指令或转动指令，及上传多工位冷镦成形设备的工作状态或接收远端服务器发送的指令。

优选地，该处理单元中设置有多个SPI总线接口，分别与多个采集通道对应连接。

优选地，本实施例多工位冷镦成形设备控制系统还可以设置键盘输入模块。

优选地，处理单元配置在Cortex-M4系列处理器上，通过多线程实现数据采集、曲线显示、数据处理、设备控制等多任务，流程精简、高效。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种多工位冷镦成形设备控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取成形力测量数据集，所述成形力测量数据集包括多个成形力测量数据组，每个所述成形力测量数据组分别对应一个成形工位；

其中，所述获取成形力测量数据集的步骤包括：

获取采集状态控制信息；

判断所述采集状态控制信息是否有效；

在所述采集状态控制信息有效时，同步采集多个压电力传感器采集通道输出的压电信号，并添加到对应的成形力测量数据组中，其中，所述成形力测量数据组与所述采集通道一一对应；

在所述采集状态控制信息无效时，停止采集所述压电信号；

判断所述成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求；

根据判断结果，控制所述多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序。

2.根据权利要求1所述的多工位冷镦成形设备控制方法，其特征在于，所述判断成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足成形力公差带要求的步骤包括：

确定每个所述成形力测量数据组的有效起点和有效终点；

对每个所述成形力测量数据组，在从有效起点至有效终点之间的有效区间内，逐点与所述成形工位对应的成形力公差带进行比较；若所述有效区间内的任一成形力测量值超出所述成形力公差带时，判断所述成形力测量数据组不满足所述成形力公差带要求；在所述有效区间内的全部成形力测量值均落入所述公差带内时，判断所述成形力测量数据组满足所述成形力公差带要求。

3.根据权利要求1所述的多工位冷镦成形设备控制方法，其特征在于，所述根据判断结果，控制所述多工位冷镦成形设备停机或进入下一工序的步骤包括：

在任一成形力测量数据组不满足成形力公差带要求时，向第一继电器发出停机指令；

在所有成形力测量数据组均满足成形力公差带要求时，向第二继电器发出转动指令。

4.根据权利要求2所述的多工位冷镦成形设备控制方法，其特征在于，所述判断成形力测量数据集中的所有成形力测量数据组是否均满足对应的公差带要求的步骤之后，还包括：

从全部所述有效起点中，确定最小有效起点；及从全部所述有效终点中，确定最大有效终点；

根据所述最小有效起点和所述最大有效终点，确定绘制区间；

从每个所述成形力测量数据组中筛选出对应于所述绘制区间的成形力测量值序列，并生成与所述成形力测量值序列对应的成形力曲线，其中，每条所述成形力曲线分别显示在一个独立显示区域内。

5.根据权利要求2所述的多工位冷镦成形设备控制方法，其特征在于，所述确定有效起点的步骤包括：

第一启动步骤：对每个所述成形力测量数据组，以第一个数据点作为考察起点，计算考察起点及所述考察起点之后(N-1)个数据点对应的N个成形力测量值的第一累加和；

第一阈值比较步骤：若所述第一累加和小于预先设定的第一阈值，则将所述考察起点向后移动一个数据点，得到更新后考察起点，并转到第一累加和更新步骤；若所述第一累加和等于或大于预先设定的第一阈值，则以所述更新后考察起点作为所述成形力测量数据组的有效起点；

第一累加和更新步骤：计算所述更新后考察起点及所述更新后考察起点之后(N-1)个数据点对应的N个成形力测量值的第一累加和，并转到所述第一阈值比较步骤。

6.根据权利要求2所述的多工位冷镦成形设备控制方法，其特征在于，所述确定有效终点的步骤包括：

第二启动步骤：对每个所述成形力测量数据组，以最后一个数据点作为考察终点，计算考察终点及所述考察终点之前(M-1)个数据点对应的M个成形力测量值的第二累加和；

第二阈值比较步骤：若所述第二累加和小于预先设定的第二阈值，则将所述考察终点向前移动一个数据点，得到更新后考察终点，并转到第二累加和更新步骤；若所述第二累加和等于或大于预先设定的第二阈值，则以所述更新后考察终点作为所述成形力测量数据组的有效终点；

第二累加和更新步骤：计算所述更新后考察终点及所述更新后考察终点之前(M-1)个数据点对应的M个成形力测量值的第二累加和，并转到所述第二阈值比较步骤。

7.根据权利要求1所述的多工位冷镦成形设备控制方法，其特征在于，所述成形力公差带在成形力标准曲线两侧设置，所述成形力公差带的上极限偏差值为所述成形力标准曲线最大值的第一百分数，所述成形力公差带的下极限偏差值为所述成形力标准曲线最大值的第二百分数，所述成形力标准曲线与成形工位一一对应。

8.根据权利要求3所述的多工位冷镦成形设备控制方法，其特征在于，还包括：将所述停机指令和/或所述转动指令发送给远端服务器。

9.一种实现权利要求1所述的多工位冷镦成形设备控制方法的多工位冷镦成形设备控制系统，其特征在于，包括：

多个压电力传感器，一一对应地设置在所述冷镦成形设备的多个动模上，所述多个动模与多个成形工位一一对应；

多个采集通道，与所述多个压电力传感器对应地连接；

同步开关，用于在所述动模经过时触发同步采集信号；

处理单元，与所述多个采集通道和所述同步开关连接，用于根据所述同步开关触发的同步采集信号，从所述多个采集通道获取多个成形力测量数据组；并在任一成形力测量数据组不满足对应的公差带要求时，向第一继电器发出停机指令；在所有成形力测量数据组均满足对应的公差带要求时，向第二继电器发出转动指令；

第一继电器，与所述处理单元连接，用于根据所述处理单元发送的停机指令，停止所述多工位冷镦成形设备；

第二继电器，与所述处理单元连接，用于根据所述处理单元发送的转动指令，使得所述多工位冷镦成形设备启动下一个工序。