CN112162523A - 一种基于碟簧强压机的自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于碟簧强压机的自动控制系统，包括：用于控制增压驱动装置的强压驱动控制模块、用于控制分度盘和工作台运动的旋转控制模块、用于检测碟簧位置的定位控制模块、中央控制模块、触摸显示模块。通过上述方式，本发明一种基于碟簧强压机的自动控制系统，通过多个控制模块进行信息收发和判断，从而实现碟簧强压机的自动控制，有效提高了工作效率和精准性。

Description

一种基于碟簧强压机的自动控制系统

技术领域

本发明涉及基于机械设计与制造的控制系统领域，特别是涉及一种基于碟簧强压机的自动控制系统。

背景技术

为了在弹簧内产生塑性变形和有益的残余应力，以提高承载能力，碟形弹簧（简称碟簧）在出厂前必须进行强压处理。当前的强压工艺主要通过人工控制液压压力机完成，不仅生产效率低下，而且产品质量不稳定。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于碟簧强压机的自动控制系统，具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑等优点，同时在基于机械设计与制造的控制系统的应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其包括：用于控制增压驱动装置的强压驱动控制模块、用于控制分度盘和工作台运动的旋转控制模块、用于检测碟簧位置的定位控制模块、中央控制模块、触摸显示模块，

所述中央控制模块分别与强压驱动控制模块、旋转控制模块、定位控制模块和触摸显示模块相连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述中央控制模块包括参数预设模块、用于获取实时监测数据以进行工作状态判断的工作状态检测模块。

在本发明一个较佳实施例中，中央控制模块上有线或者无线连接有用于分类存储检测数据的数据库模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述定位控制模块包括用于判断碟簧是否运动到强压工位的工位检测模块以及用于判断碟簧是否放入治具槽中的定位检测模块。

在本发明一个较佳实施例中，所述强压驱动控制模块包括用于实时检测气缸升降行程的驱动行程检测模块、驱动启停控制模块、用于检测压头高度信息的压头位置检测模块、用于检测压头和碟簧受到的压力大小的压头压力检测模块。

在本发明一个较佳实施例中， 控制步骤包括：

1）在使用时，中央控制模块获取气缸的行程信息和压头的位置信息，并将这些信息与预设的启停触发阈值信息进行对比；

2）当气缸上升使得压头高度满足预设的第一高度阈值时，驱动启停控制模块控制气缸停止，等待下一个碟簧运动到强压工位；

3）当碟簧运动到强压工位时，驱动启停控制模块控制气缸开始下降，并且实时获取气缸的行程距离和压头的位置信息；当气缸行程距离满足预设的第二行程阈值且压头的高度满足第二高度阈值时，开启压头压力检测模块；当压力检测模块检测到压头压力达到预设的压力阈值时，驱动启停控制模块根据预设的时间阈值控制气缸保持静止；当静止时间达到时间阈值后，驱动启停控制模块控制气缸上升；重复上述步骤，直到加工结束。

在本发明一个较佳实施例中，所述旋转控制模块包括用于控制分度盘停止或者开始转动的分度盘启停控制模块、用于预设分度盘每次的旋转角度的旋转角度设置模块、用于检测工作台的旋转角度的旋转角度检测模块。

在本发明一个较佳实施例中，预设分度盘每次的旋转角度为45°。

在本发明一个较佳实施例中，所述旋转控制模块还包括用于发出声光警报的错误警报模块。

在本发明一个较佳实施例中，控制步骤包括：

在使用时，先在旋转角度设置模块中输入每个分度盘旋转的角度和运转方向，当定位检测模块检测到治具槽中有碟簧时，分度盘启停控制模块控制分度盘进行旋转运动，且旋转角度检测模块开始进行实时检测；当工位检测模块检测到碟簧运动到强压工位时，分度盘启停控制模块控制分度盘暂停；当压头位置检测模块检测到压头离开治具槽和碟簧后，分度盘启停控制模块控制分度盘按照预设角度进行旋转；中央控制模块获取旋转角度检测模块的实时角度信息，并将其信息与偏差角度阈值进行比较，如果超过偏差角度阈值，则进行报警，并停止分度盘。

本发明的有益效果是：通过多个控制模块进行信息收发和判断，从而实现碟簧强压机的自动控制，有效提高了工作效率和精准性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的一种基于碟簧强压机的自动控制系统一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种基于碟簧强压机的自动控制系统，可以自动对φ8—φ40规格的碟簧进行强压操作，整体设备可通过PLC触摸屏进行操作控制，能有效改善其工作性能及自动化水平。

所述碟簧强压机的结构包括：机架1、触摸屏2、控制器（包括PLC）、驱动支架3、增压驱动装置、压定单元4、工作台5、治具槽、分度盘。控制器与触摸屏、增压驱动装置电性连接，以驱动增压驱动装置带动压定单元升降运动。

根据碟簧强压机的结构，一种基于碟簧强压机的自动控制系统，结构包括：用于控制增压驱动装置的强压驱动控制模块、用于控制分度盘运动的旋转控制模块、用于检测碟簧位置的定位控制模块、中央控制模块、触摸显示模块。

所述中央控制模块分别与强压驱动控制模块、旋转控制模块、定位控制模块和触摸显示模块相连接。所述定位控制模块包括用于判断碟簧是否运动到强压工位的工位检测模块以及用于判断碟簧是否放入治具槽中的定位检测模块。

所述强压驱动控制模块包括驱动行程检测模块、驱动启停控制模块、压头位置检测模块、压头压力检测模块。

驱动行程检测模块可以用来实时检测气缸升降的行程，方便对后续的位置和压力输出的判断。

1.在使用时，中央控制模块获取气缸的行程信息和压头的位置信息，并将这些信息与预设的启停触发阈值信息进行对比；

2.当气缸上升使得压头位于预设的第一高度阈值时，驱动启停控制模块控制气缸停止，等待下一个碟簧运动到强压工位；

3.当碟簧运动到强压工位时，驱动启停控制模块控制气缸开始下降，并且实时获取气缸的行程距离和压头的位置信息；当行程距离和压头的高度达到预设的第二行程阈值和第二高度阈值时，开启压头压力检测模块；当压头压力达到预设的压力阈值时，驱动启停控制模块根据预设的时间阈值控制气缸保持静止；当静止时间达到时间阈值后，驱动启停控制模块控制气缸上升。

所述旋转控制模块包括分度盘启停控制模块、旋转角度设置模块、旋转角度检测模块，分度盘启停控制模块用于控制分度盘停止或者开始转动，从而带动工作台旋转，旋转角度设置模块用于预设分度盘每次的旋转角度，使得分度盘每旋转一次，就可以将碟簧从一个强压工位移动到另一个强压工位，所述旋转角度检测模块用于检测工作台的旋转角度，以获取工作台的实际旋转角度。

在使用时，先在旋转角度设置模块中输入每个分度盘旋转的角度和运转方向，当定位检测模块检测到治具槽中有碟簧时，分度盘启停控制模块控制分度盘进行旋转运动，且旋转角度检测模块开始进行实时检测；当工位检测模块检测到碟簧运动到强压工位时，分度盘启停控制模块控制分度盘暂停；当压头位置检测模块检测到压头离开治具槽和碟簧后，分度盘启停控制模块控制分度盘按照预设角度进行旋转；中央控制模块获取旋转角度检测模块的实时角度信息，并将其信息与偏差角度阈值进行比较，如果超过偏差角度阈值，则进行报警，并停止分度盘。

为减少人工对强压过程的影响，提高设备的自动化率，本设备采用单片强压的设计方案，由操作人员将单片待压碟簧放置于治具槽中，伺服电机驱动，使得分度盘带动工作台逆时针转45度，碟簧即被转入至强压工位，继而气压系统工作，驱动增压驱动装置和压定单元完成一次强压动作；分度盘继续转动，进入下一工位的强压，以此类推。

当碟簧运动到强压工位时，气缸通过活塞带动芯棒下降，使得压头向下将碟簧压紧在治具槽内，此时，压簧处于压缩状态；当强压结束后，气缸输出端上升，芯棒可以在压簧的复位力下上升，使得压头上升靠近定位套。

所述驱动支架设置于所述机架上，所述增压驱动装置固定设置于所述驱动支架的顶部，所述增压驱动装带动压定单元对弹簧进行强压，所述工作台设置于所述机架上方，所述工作台上设置有多个用于放置碟簧的所述治具槽，所述分度盘设置于所述机架内，所述分度盘与所述工作盘相连接，并带动工作台按照预设角度进行旋转。

每一个治具槽的上方均设置有一组压定单元，可以同时对多个碟簧进行强压，提高工作效率。

所述增压驱动装置包括气缸6、活塞结构7，所述活塞缸体设置于驱动支架上，所述气缸固定设置于所述驱动支架的顶部，其输出轴与活塞结构中的活塞杆相连接，使得所述活塞杆的另一端获得更大、更稳定的推力来带动压定单元强压碟簧。

在强压碟簧时，技术要求需达到：压平力：100～15000(N) ；单片强压工作行程：0.2～1.3(mm)。因此，增压驱动装置可以选取0.5～0.7（MPa）气缸，可手动/电磁控制，气缸安装在驱动支架上，分为φ250（最大5490N）和φ320（最大14060N）两种规格。

所述压定单元可以按碟簧尺寸组成一套标准可更换的组件，其结构包括固定架8、定位套9、压定上铜套10、压定衬套11、压簧12、芯轴13、限位挡块14、压定下铜套15、缓冲垫16、压头17。

所述固定架设置于所述驱动支架的下部，所述定位套设置于所述固定架上，所述定位套内设置有通槽，所述压定上铜套的下部可拆卸设置于通槽内，所述定位套的顶面设置有压定衬套，螺钉等紧固件可以通过压定衬套将压定上铜套与定位套连接起来。

所述压定下铜套设置于所述通槽的底面，所述芯轴的上端与所述活塞杆相连接，其中，芯轴与活塞杆可以为活动连接或者只是接触连接，所述芯轴的下端穿过压定上铜套、通槽和压定下铜套后与所述压头相连接，所述压头的顶面设置有缓冲垫，缓冲垫环绕在芯轴的侧壁外侧。当压头向上复位时，可以起到压头和定位套的缓冲作用，延长组件的使用寿命。

位于通槽内的所述芯轴的侧壁上设置有所述限位挡块，所述限位挡块与所述压定下铜套之间设置有带动芯轴向上复位的压簧。

本发明一种基于碟簧强压机的自动控制系统的有益效果是：通过多个控制模块进行信息收发和判断，从而实现碟簧强压机的自动控制，有效提高了工作效率和精准性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，包括：用于控制增压驱动装置的强压驱动控制模块、用于控制分度盘和工作台运动的旋转控制模块、用于检测碟簧位置的定位控制模块、中央控制模块、触摸显示模块，

所述中央控制模块分别与强压驱动控制模块、旋转控制模块、定位控制模块和触摸显示模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，所述中央控制模块包括参数预设模块、用于获取实时监测数据以进行工作状态判断的工作状态检测模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，中央控制模块上有线或者无线连接有用于分类存储检测数据的数据库模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，所述定位控制模块包括用于判断碟簧是否运动到强压工位的工位检测模块以及用于判断碟簧是否放入治具槽中的定位检测模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，所述强压驱动控制模块包括用于实时检测气缸升降行程的驱动行程检测模块、驱动启停控制模块、用于检测压头高度信息的压头位置检测模块、用于检测压头和碟簧受到的压力大小的压头压力检测模块。

6.根据权利要求5所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于， 控制步骤包括：

1）在使用时，中央控制模块获取气缸的行程信息和压头的位置信息，并将这些信息与预设的启停触发阈值信息进行对比；

2）当气缸上升使得压头高度满足预设的第一高度阈值时，驱动启停控制模块控制气缸停止，等待下一个碟簧运动到强压工位；

3）当碟簧运动到强压工位时，驱动启停控制模块控制气缸开始下降，并且实时获取气缸的行程距离和压头的位置信息；当气缸行程距离满足预设的第二行程阈值且压头的高度满足第二高度阈值时，开启压头压力检测模块；当压力检测模块检测到压头压力达到预设的压力阈值时，驱动启停控制模块根据预设的时间阈值控制气缸保持静止；当静止时间达到时间阈值后，驱动启停控制模块控制气缸上升；重复上述步骤，直到加工结束。

7.根据权利要求5所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，所述旋转控制模块包括用于控制分度盘停止或者开始转动的分度盘启停控制模块、用于预设分度盘每次的旋转角度的旋转角度设置模块、用于检测工作台的旋转角度的旋转角度检测模块。

8.根据权利要求7所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，预设分度盘每次的旋转角度为45°。

9.根据权利要求7所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，所述旋转控制模块还包括用于发出声光警报的错误警报模块。

10.根据权利要求7所述的一种基于碟簧强压机的自动控制系统，其特征在于，控制步骤包括：

在使用时，先在旋转角度设置模块中输入每个分度盘旋转的角度和运转方向，当定位检测模块检测到治具槽中有碟簧时，分度盘启停控制模块控制分度盘进行旋转运动，且旋转角度检测模块开始进行实时检测；当工位检测模块检测到碟簧运动到强压工位时，分度盘启停控制模块控制分度盘暂停；当压头位置检测模块检测到压头离开治具槽和碟簧后，分度盘启停控制模块控制分度盘按照预设角度进行旋转；中央控制模块获取旋转角度检测模块的实时角度信息，并将其信息与偏差角度阈值进行比较，如果超过偏差角度阈值，则进行报警，并停止分度盘。

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