CN110076241B - 一种折弯回弹智能补偿装置、连续模和折弯回弹补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种折弯回弹智能补偿装置、连续模和折弯回弹补偿方法，该折弯回弹智能补偿装置设置有检测机构(3)、整形机构(4)以及控制系统。工作时，先由检测机构(3)检测折弯后冲压件(1)的回弹量，控制系统根据检测机构(3)的检测结果得出相应的补偿量，从而控制整形机构(4)中的调整组件(5)调整整形入块(43)的伸缩量，达到智能补偿效果。本发明的折弯回弹智能补偿装置能够自动对折弯后的冲压件进行检测并由整形机构针对性整形，大大提高了产品质量、自动化程度以及生产效率。

Description

一种折弯回弹智能补偿装置、连续模和折弯回弹补偿方法

技术领域

本发明涉及对折弯后的冲压件进行整形，特别涉及折弯后补偿冲压件回弹量的一种折弯回弹智能补偿装置、连续模和折弯回弹补偿方法。

背景技术

连续模(又称级进模、跳步模)是指压力机在一次行程中，依次在几个不同的位置上，同时完成多道工序的冲模。模具每冲压完成一次，料带定距移动一次，至产品完成。冲裁件在连续模中是逐步成形的，连续成形是工序集中的工艺方法，可使切边、切口、切槽、冲孔、塑性变形(如折弯)、落料等多种工序在一副模具上完成。根据冲压件的实际需要，按一定顺序安排了多个冲压工序(在级进模中称为工位)进行连续冲压。它不但可以完成冲裁工序，还可以完成成形工序，甚至装配工序，许多需要多工序冲压的复杂冲压件可以在一副模具上完全成形，这就为高速自动冲压提供了有利条件。连续模是一种工位多、效率高的冲裁模，广泛应用于目前的工业生产中。

对于需要折弯的冲压件，通常在折弯之后会发生回弹。回弹是板材弯曲成形缺陷中最难控制的一种。产生回弹的原因是金属材料在塑性弯曲时总伴随着弹性变形，在模具与板料动态接触过程中，存在于板料中的这种弹性变形会随着接触压力的消除而自动释放掉。回弹的驱动力一般是朝着板料原始形状变形，弹性变形与许多因素有关。在冲压时，由于原材料的厚度、平面度、硬度等都有一定的公差范围，原材料不可能完全相同，这些特性导致折弯后，回弹值不稳定。

如图1所示：冲压件1在连续模料带22上成形，其L形折弯工步，需要将冲压件1的折弯片16折弯成与基片15呈L形，在现有技术中，需要根据调试人员的经验，通过整形工艺反复调试折弯角度，直至达到客户图纸的设计需求。具体原理如下：参考图2，冲床的插刀11可上下运动，插刀11的下行距离固定，即每次只能在固定位置停止，当插刀11下行时推动滑块12向左运动，滑块12 带动整形入块13调整折弯角度，当插刀11上行时，弹簧14推动滑块12复位。之后测量折弯后的冲压件1是否符合设计要求，若不符合，则需要重复上述步骤反复验证调整，直到调试出合格的产品。

现有技术在整形时，存在如下缺陷：首先，由于原材料的硬度、厚度、平面度都有一定的公差范围，导致冲压件折弯后回弹量各不相同，而插刀下行距离固定，因此现有技术难以对不同的回弹量做出针对性的补偿，容易整形过度或者不足，导致需要反复调试才能达到客户设计要求，降低了生产速度；第二，现有技术需要人工检测折弯后的冲压件是否达到设计要求，人工检测速度慢，且对不合格品的整形往往需要重复多次才能完成，其间需要多次的人工测量，造成人力资源的大量浪费，而且效率低下。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种折弯回弹智能补偿装置、一种连续模以及一种折弯回弹补偿方法，其能检测回弹量，并根据回弹量自动调节补偿量，从而针对不同的回弹量做出针对性的补偿，提高生产速度及质量。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一方面，本发明提出了一种折弯回弹智能补偿方法，其包括如下步骤：

提供检测机构和冲压件，所述冲压件包括被折弯的折弯片，所述检测机构检测其与所述折弯片之间的距离；

提供与所述检测机构电连接的控制系统，所述控制系统接收所述检测机构发来的数据，并计算得出回弹量和补偿量；

提供整形机构，所述整形机构包括整形入块和调整组件，所述控制系统与所述调整组件电连接，所述调整组件根据控制系统发来的指令控制所述整形入块移动；

提供整形冲头，所述整形冲头驱动所述整形入块挤压所述折弯片。

进一步地，所述控制系统包括具有回弹量与补偿量映射关系的数据库。

进一步地，在所述整形冲头驱动所述整形入块挤压所述折弯片之后，还包括如下步骤：提供后检测机构，所述后检测机构检测其与所述折弯片之间的距离。

另一方面，本发明提出了一种折弯回弹智能补偿装置，其包括整形入块和驱动所述整形入块挤压冲压件的整形冲头，所述冲压件包括被折弯的折弯片，所述折弯回弹智能补偿装置还包括与所述整形入块相连的调整组件、与所述调整组件电连接的控制系统以及与所述控制系统电连接的检测机构，所述检测机构检测与所述折弯片之间的距离，所述控制系统根据所述检测机构发来的数据计算得出回弹量和补偿量，并控制所述调整组件调整所述整形入块距所述折弯片的距离。

进一步地，所述调整组件包括与所述整形入块斜面配合的调整块以及与所述调整块相连的驱动装置，所述驱动装置驱动所述调整块运动，所述调整块带动所述整形入块运动。

进一步地，所述驱动装置包括伺服电机、由所述伺服电机驱动的丝杆以及配接于所述丝杆上的丝杆螺母，所述调整块与所述丝杆螺母相连接，所述控制系统控制所述伺服电机转动的圈数和转向。

进一步地，所述折弯回弹智能补偿装置还包括底座以及滑动配接于所述底座上的滑块，所述调整块与所述滑块滑动配接。

进一步地，所述整形入块滑动配接于所述底座上，且其与所述滑块之间设置有复位弹性件，所述调整组件还包括固定座以及连接于所述固定座和所述滑块之间的弹性件。

进一步地，所述检测机构包括至少一个检测与所述折弯片之间距离的传感器。

进一步地，所述检测机构包括间隔设置的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器测量其与所述折弯片根部之间的距离，所述第二传感器测量其与所述折弯片头部之间的距离。

另一方面，本发明还提出一种折弯回弹智能补偿连续模，其包括料带以及对所述料带进行折弯的折弯工位，所述连续模还包括上述的折弯回弹智能补偿装置，所述折弯回弹智能补偿装置设置于所述折弯工位之后。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1.本发明中的折弯回弹智能补偿装置设置有整形机构，其整形机构能够改变整形入块的伸出长度，使得对不同回弹量的冲压件能够提供相应的补偿量，更有针对性，整形效果更佳，成功率更高；

2.本发明中的折弯回弹智能补偿装置设置有检测机构，能够实时检测折弯后的冲压件是否符合设计要求，并能自动得出补偿量，改变整形入块的伸出距离，从而大大提高了自动化程度和生产效率。

附图说明

图1是料带的结构示意图，其中部分冲压件处于折弯状态。

图2是现有技术中的整形示意图。

图3是本发明中折弯回弹智能补偿装置安装于连续模的结构示意图。

图4是折弯冲头进行折弯时的示意图。

图5是本发明折弯回弹智能补偿装置的位置示意图。

图6是本发明中检测机构与冲压件的位置示意图。

图7是本发明中整形机构的结构示意图。

图8是滑块、整形入块和底座的配接示意图。

图9是未示出底座的整形机构的主视图。

图10是未示出盖板的整形机构的示意图。

图11是本发明中第一面和第二面的配合示意图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

如图3所示，对应于本发明一种较佳实施例的折弯回弹智能补偿装置，其安装于冲压连续模2上，用于对折弯后的冲压件1自动检测并整形。

如图3所示，连续模2通常包括上模组件20、下模组件21以及多个工位。料带22可由连续模2的输料装置(图未示)驱动做等间距的移动，以使料带22 能依次经过每一个工位。具体的，图3中左端为料带22的入料端，右端为料带 22经连续模加工完成后的出料端，料带22可在输料装置(图未示)的驱动下，自左向右等间距的移动。

连续模设置有多个工位对料带22进行加工，冲压件1在连续模2上加工形成。参考图3和图4，上模组件20设置有折弯冲头23，折弯冲头23能够在液压或者气压、电动等驱动力的作用下上下运动，以与下模板210上设置的折弯入块211配合将片状的冲压件1折弯成L形。

需要指出的是，在一种实施方式中，折弯角度可以为90度(此处的折弯角度指的是冲压件1的基片15和折弯片16之间的夹角)，但是冲压件1的折弯角度并不限定为90度，可以调整折弯冲头23和折弯入块211以成形出各种折弯角度的冲压件1。对冲压件1的折弯属于现有技术，此处不再赘述。

本折弯回弹智能补偿装置设置于折弯工序之后，但是，并不一定需要紧邻折弯工序之后设置，在折弯工序之后还能设置冲孔等其他工序。

参考图5，本折弯回弹智能补偿装置包括检测机构3、整形机构4以及控制系统(图未示)。

检测机构3用于检测经过折弯工序之后的冲压件1是否达到设计要求，其主要包括传感器及对应的固定支座。通过传感器测量与冲压件1上的被折弯面 (本实施例中为折弯片16)之间的距离来获得成形后回弹量。优选的，检测机构中的传感器采用激光位移传感器，激光位移传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它主要由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。

如图6所示，激光位移传感器的数量并不限定为1个，如本实施例中，设置有两个上下布置的位移传感器：第一传感器30和第二传感器31。第一、第二传感器30、31由支架32连接固定在连续模2的下模座212上。优选的，第一、第二传感器30、31位于同一竖直平面33上。其中，第一传感器30正对折弯片 16的根部16a，其测量的是自身至根部16a的距离L1，而第二传感器31正对折弯片16的头部16b，其测量的是自身至头部16b的距离L2。

传感器测得的数据可通过电信号传递给控制系统，由控制系统计算折弯片 16的回弹量以及与设计要求之间的偏差。由于第一、第二传感器30、31之间的高度差值H已知，因此，可通过几何计算得出折弯角度D等参数，从而容易得出回弹量等参数。控制系统可发送电信号驱动整形机构4对折弯片16进行整形，通常的，控制系统设置有数据库，其内存储有回弹量与补偿量之间的映射关系，该数据库可以是经过多次试验之后建立的回弹量与补偿量之间的最优对应关系，也可以是经过力学计算、建模分析等手段而得出的。在控制系统根据接收到的位移传感器的数据后，可以计算出相应的回弹量，从而得到相应的补偿量，再驱动整形机构4进行整形。

如图7至图10所示，整形机构4包括底座40、靠刀入块41、整形冲头42、整形入块43、固定座44、滑块45、弹性件46以及调整组件5。其具体结构如下：

底座40固定在下模座212上，其上滑动配接有滑块45，滑块45可与底座 40通过导轨配接或直接通过滑槽配接。本实施例中，底座40开设有滑槽401，滑槽401可由两块竖板402形成，滑块45配接在滑槽401内，竖板402上还连接有一盖板404，盖板404可限制滑块45和整形入块43在竖直方向的移动。底座40可以是一体成型或者通过多个零件连接而成。滑块45上设置有第一斜面 400。

靠刀入块41固连在下模座212上，其与底座40相邻设置，可限制滑块45 的位置。

整形冲头42设置于连续模2上，可在液压或者气压、电动等驱动力的作用下上下运动。在整形冲头42的下部，设置有与第一斜面400配合的第二斜面420。当整形冲头42下行时，第二斜面420挤压第一斜面400，从而推动滑块45向着折弯片16方向运动。

整形入块43和调整组件5连接在滑块45上，整形入块43亦位于滑槽401 内，其对着折弯片16设置，其伸出底座40的距离可由调整组件5控制。当滑块45在整形冲头42的驱动下移动时，整形入块43与折弯片16接触，从而对折弯片16进行整形。调整组件5根据控制系统发出的补偿量调整整形入块43 伸出底座40的距离，整形入块43和滑块45上设置的阻挡壁452之间设置有复位弹性件47，可使整形入块43与调整组件5紧配合，当调整组件5前进或者后退时，整形入块43始终与之接触。

固定座44固定在下模座212上，其与靠刀入块41分别设置在滑块45的两端，从而限制滑块45能够滑动的位置。弹性件46设置在固定座44和滑块45 之间，通常处于压缩状态，当整形冲头42上行时，其能推动滑块45向靠刀入块41移动，从而实现复位。

复位弹性件47和弹性件46优选为弹簧。

调整组件5安装于滑块45上，底座40开设有容纳调整组件5的避让槽403。具体的，调整组件5包括安装于滑块45上的底板50、安装于底板50上的伺服电机51、与伺服电机51相连的丝杆52、连接在丝杆52端部的丝杆固定座53、设置在丝杆52上的丝杆螺母54以及与丝杆螺母54相连的调整块56。

丝杆固定座53通过螺栓固定在底板50上，伺服电机51可驱动丝杆52转动，从而驱动连接于丝杆52上的丝杆螺母54沿直线移动，从而驱动调整块56 直线移动。

调整块56滑动配接在滑块45和整形入块43之间，并在移动的过程中能改变整形入块43伸出底座40的距离。如图10所示，滑块45上设置有一凸出的凸块450，凸块450上开设有配接槽451，配接槽451与调整块56上设置的凸起的配接部560相配接。在整形入块43上，则设置有与配接槽451相对设置的滑配槽430，其与调整块56上设置的凸起的块体561相配接。

调整块56的第一面562和整形入块43的第二面431相接触，第一面562 和第二面431之中至少有一个面是倾斜设置的，如图11所示，本实施例中第一面562和第二面431均为倾斜设置的，在调整块56移动的过程中，块体561可驱使整形入块43发生位移。另外，容易理解的是，相配合驱动的第一面562和第二面431所设置的位置并不局限于图11所示的位置，其还能设置在其他位置，比如分别设置在滑块45和调整块56上，在上述公开的内容的启示下，本领域技术人员能轻易地得出其他等同的实施方式。

可以理解的是，除了采用伺服电机与丝杆配合传动的方式来驱动调整块56 直线移动之外，其他能够根据设定参数移动调整块56的驱动装置也是可行的。

本发明还提出一种折弯回弹补偿方法，主要包括如下步骤：

第一步，通过检测机构3检测其与折弯片16之间的距离；

第二步，通过控制系统接收检测机构3发来的数据，并得出回弹量和相对应的补偿量；

第三步，控制系统给调整组件5下发动作指令，调整组件5根据控制系统发来的指令控制整形入块43移动；

第四步，整形冲头驱动整形入块43挤压所述折弯片16完成整形动作。

以安装有本发明所述的折弯回弹智能补偿装置的连续模2为例，连续模2 在工作时，料带22上的冲压件1依次经历折弯、检测和整形，即，其首先经过折弯工序折弯，折弯后的冲压件1被移动至检测机构3进行检测，位移传感器将检测到的数据发送至控制系统，控制系统经过计算分析得出回弹量，并根据映射得出补偿量，并将补偿量转换为伺服电机51需要旋转的圈数以及转动的方向，伺服电机51通过旋转指定的圈数，控制整形入块43伸出底座40的距离。当冲压件1被移动至整形机构4处后，整形冲头42下行，使得整形入块43挤压折弯片16，从而完成对折弯片16的整形。整形之后，料带22可继续向右移动，进行其他的工序。

显然的，对于符合设计要求的冲压件1，整形机构4无需动作。

可以理解的是，参考图5，还可以在整形机构4之后再设置一后检测机构3’，后检测机构3’与检测机构3的结构一致，用以检测整形之后的冲压件1是否达到设计要求。若检测到整形后的冲压件依然不符合要求，可通过声、光等进行警报，使工作人员能意识到不合格品的存在，从而能够分析原因，通过进一步修改、完善控制系统内的数据库来提高产品质量。

本发明所述的技术方案至少具备以下优点：

1.本发明中的折弯回弹智能补偿装置设置有整形机构，其整形机构能够改变整形入块的伸出长度，使得对不同回弹量的冲压件能够提供相应的补偿量，更有针对性，整形效果更佳；

2.本发明中的折弯回弹智能补偿装置设置有检测机构，能够实时检测折弯后的冲压件是否符合设计要求，并能自动得出补偿量，改变整形入块的伸出距离，从而大大提高了自动化程度和生产效率。

需要指出的是，上述较佳实施例仅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 (11)

1.一种折弯回弹智能补偿方法，其特征在于其包括如下步骤：

提供检测机构(3)和冲压件(1)，所述冲压件(1)包括被折弯的折弯片(16)，所述检测机构(3)检测其与所述折弯片(16)之间的距离；

提供与所述检测机构(3)电连接的控制系统，所述控制系统接收所述检测机构(3)发来的数据，并计算得出回弹量和补偿量；

提供整形机构(4)，所述整形机构(4)包括整形入块(43)、滑块(45)、固定在所述滑块(45)上的弹性件(46)和调整组件(5)，所述调整组件(5)包括滑动配接在所述整形入块(43)和滑块(45)之间的调整块(56)，所述控制系统与所述调整组件(5)电连接，所述调整组件(5)根据控制系统发来的指令控制所述整形入块(43)移动；

提供整形冲头(42)，所述整形冲头(42)驱动滑块(45)水平移动从而驱动所述整形入块(43)挤压所述折弯片(16)。

2.按照权利要求1所述折弯回弹智能补偿方法，其特征在于：所述控制系统包括具有回弹量与补偿量映射关系的数据库。

3.按照权利要求1所述折弯回弹智能补偿方法，其特征在于：在所述整形冲头驱动所述整形入块(43)挤压所述折弯片(16)之后，还包括如下步骤：提供后检测机构(3’)，所述后检测机构(3’)检测其与所述折弯片(16)之间的距离。

4.一种折弯回弹智能补偿装置，其包括整形入块(43)和驱动所述整形入块(43)挤压冲压件(1)的整形冲头(42)，所述冲压件(1)包括被折弯的折弯片(16)，其特征在于：所述折弯回弹智能补偿装置还包括与所述整形冲头(42)配合的滑块(45)，固定在所述滑块(45)上的弹性件(46)、与所述整形入块(43)相连的调整组件(5)、与所述调整组件(5)电连接的控制系统以及与所述控制系统电连接的检测机构(3)，所述调整组件(5)包括滑动配接在所述整形入块(43)和滑块(45)之间的调整块(56)，所述检测机构(3)检测其与所述折弯片(16)之间的距离，所述控制系统根据所述检测机构(3)发来的数据计算得出回弹量和补偿量，并控制所述调整组件(5)调整所述整形入块(43)距所述折弯片(16)的距离。

5.按照权利要求4所述折弯回弹智能补偿装置，其特征在于：所述调整组件(5)还包括与所述调整块(56)相连的驱动装置，所述驱动装置驱动所述调整块(56)运动，所述调整块(56)带动所述整形入块(43)运动。

6.按照权利要求5所述折弯回弹智能补偿装置，其特征在于：所述驱动装置包括伺服电机(51)、由所述伺服电机(51)驱动的丝杆(52)以及配接于所述丝杆(52)上的丝杆螺母(54)，所述调整块(56)与所述丝杆螺母(54)相连接，所述控制系统控制所述伺服电机(51)转动的圈数和转向。

7.按照权利要求5所述折弯回弹智能补偿装置，其特征在于：其还包括底座(40)，所述底座(40)开设有滑槽(401)，所述滑块(45)和所述整形入块(43)滑动配接在所述滑槽(401)内。

8.按照权利要求7所述折弯回弹智能补偿装置，其特征在于：所述调整组件(5)还包括分别设置在所述滑块(45)两端的固定座(44)和靠刀入块(41)，所述弹性件(46)设置在所述固定座(44)和所述滑块(45)之间。

9.按照权利要求4所述折弯回弹智能补偿装置，其特征在于：所述滑块(45)开设有配接槽(451)，所述整形入块(43)设置滑配槽(430)，所述调整块(56)设置有与所述配接槽(451)配接的配接部(560)以及与所述滑配槽(430)配接的块体(561)。

10.按照权利要求4所述折弯回弹智能补偿装置，其特征在于：所述检测机构(3)包括固定支座以及固定在所述固定支座上的第一传感器(30)和第二传感器(31)，所述第一传感器(30)测量其与所述折弯片(16)根部(16a)之间的距离，所述第二传感器(31)测量其与所述折弯片(16)头部(16b)之间的距离。

11.一种折弯回弹智能补偿连续模，其包括料带(22)以及对所述料带(22)进行折弯的折弯工位，其特征在于：所述连续模还包括如权利要求4至10任一项所述的折弯回弹智能补偿装置，所述折弯回弹智能补偿装置设置于所述折弯工位之后。

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