CN114311823A - 一种快速定位数控冲床及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速定位数控冲床，包括：基座、工作台、平面滑移气轨、夹爪、冲头刀盘、对射式光电定位器和冲头定位器，基座上设置有工作台，工作台上设置有平面滑移气轨，平面滑移气轨两端滑动布置于基座上，平面滑移气轨上设置有夹爪；基座远离平面滑移气轨的一端设置有冲头刀盘，冲头刀盘延伸至工作台顶部，冲头刀盘上设置有冲头定位器；平面滑移气轨上设置有对射式光电定位器输出端，对射式光电定位器输入端布置于工作台上；一方面通过传感器定位代替了人工定位，定位速度快，精准度高，弥补了工人放置工件时容易倾斜、没有紧靠定位块或夹爪、忘记放下定位块等问题，提高了冲床的精度、效率和安全性。

Description

一种快速定位数控冲床及其工作方法

技术领域

本发明属于金加工设备及技术领域，特别涉及一种快速定位数控冲床及其工作方法。

背景技术

数控冲床是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工的工作母机，是发电、船舶、航空航天、模具、高精密仪器等民用和军工部门迫切需要的关键加工设备。但是冲床高速的背后，仍然存在许多问题，作为精密的代表，冲床仍然采用人工对其定位块的方法进行定位，精度差，效率低，因此如何解决这一问题成了研发人员的目标。

现在的数控冲床仍然存在着许多问题，例如，现在的数控冲床大多存在着定位不精，定位速度慢的问题，现在的冲床仍然采用人工对其定位块的方法进行定位，精度差，效率低，同时，现在的数控冲床大多存在安全性的问题，无法应对工件卷曲等加工问题，容易损伤刀具或者伤害附近的工人。因此，本申请就以上问题，对数控冲床进行了创新和改进。

现在的数控冲床，主要存在以下几个问题：

1、现在的数控冲床大多存在着定位不精，定位速度慢的问题，现在的冲床仍然采用人工对其定位块的方法进行定位，精度差，效率低。

2、现在的数控冲床大多存在安全性的问题，无法应对工件卷曲等加工问题，容易损伤刀具或者伤害附近的工人。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种快速定位数控冲床及其工作方法，一方面通过传感器定位代替了人工定位，定位速度快，精准度高，弥补了工人放置工件时容易倾斜、没有紧靠定位块或夹爪、忘记放下定位块等问题，提高了冲床的精度、效率和安全性，另一方面对工件送至冲头下的状态进行了监控，避免冲头冲压卷曲的工件，保护刀具，保护工人。

技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种快速定位数控冲床，包括：基座、工作台、平面滑移气轨、夹爪、冲头刀盘、对射式光电定位器和冲头定位器，所述基座上设置有工作台，所述工作台上设置有平面滑移气轨，所述平面滑移气轨两端环绕工作台，所述平面滑移气轨两端滑动布置于基座上，所述平面滑移气轨上设置有夹爪；所述基座远离平面滑移气轨的一端设置有冲头刀盘，所述冲头刀盘延伸至工作台顶部，所述冲头刀盘上设置有冲头定位器；所述平面滑移气轨上设置有对射式光电定位器输出端，所述对射式光电定位器输入端布置于工作台上。

本发明中所述数控冲床的设置，通过传感器定位代替了人工定位，定位速度快，精准度高，弥补了工人放置工件时容易倾斜、没有紧靠定位块或夹爪、忘记放下定位块等问题，提高了冲床的精度、效率和安全性。

本发明中所述的对射式光电定位器包括光发射器、光接收器、光敏电阻、安全电阻、延迟电感和电流表，所述平面滑移气轨上设置有光发射器，所述光发射器呈线性布置，所述工作台上设置有光接收器，所述光接收器为多个接收器线性排列布置，所述光接收器与光发射器对应布置，所述光接收器内设置有光敏电阻，所述光敏电阻并联，所述光敏电阻包括测定电阻和队列电阻，所述测定电阻设置于光敏电阻端头，所述测定电阻串联设置有电流表，所述队列电阻串联设置有延迟电感，所述远离测定电阻的延迟电感长度大于靠近测定电阻的延迟电感长度；所述光敏电阻连接设置有安全电阻。

本发明中所述对射式光电定位器的设置，利用线性布局的传感器，实现了对工件边际点的确定，能够在工件偏斜的情况下仍然精准加工，实用性更强。

本发明中所述的相邻光接收器交错布置。

本发明中所述的对射式光电定位器可以是平行布置的多组。

本发明中所述的夹爪上设置有压力传感器，所述压力传感器为线性排列的多个传感器，所述压力传感器布置于夹爪底部。

本发明中所述的压力传感器可以是平行布置的多组。

本发明中所述压力传感器与对射式光电定位器原理相同。

本发明中所述的冲头定位器包括第二光电发射器、第二光电接收器和矫正器，所述第二光电发射器设置于冲头刀盘外侧，所述第二光电发射器设置有两个，所述第二光电接收器设置于冲头刀盘内侧，所述第二光电接收器与第二光电发射器对应布置；所述矫正器设置于冲头刀盘上，所述矫正器布置于第二光电接收器两侧，所述第二光电接收器连接矫正器。

本发明中所述的矫正器包括伸缩行程缸、推杆和滚子，所述伸缩行程缸设置于冲头刀盘上，所述伸缩行程缸输出端设置有推杆，所述推杆远离伸缩行程缸的一端设置有滚子。

本发明中所述的冲头定位器包括第三光电发射器和第三光电接收器，所述第三光电发射器设置于冲头刀盘上，所述第三光电接收器设置于工作台底部，所述第三光电接收器与第三光电发射器对应布置，所述第三光电发射器倾斜布置；所述第三光电接收器连接设备电源。

本发明中所述冲头定位器的设置，对工件送至冲头下的状态进行了监控，避免冲头冲压卷曲的工件，保护刀具，保护工人。

本发明中所述的一种快速定位数控冲床的工作方法，包括检测与定位，具体包括以下步骤：

步骤一：所述光发射器发射光束至光接收器，此时光敏电阻通电，所述电流表因为延迟电感测得数值逐步下降，由于被工件挡住的部分阻值不变，该部分电流表数值下降趋势异常，从而获得工件的边际与宽度；

步骤二：通过多组对射式光电定位器获得多个边际点，能够获得工件放置的倾斜度。

本发明中所述的一种快速定位数控冲床的工作方法，包括冲头定位矫正和异常停机，具体包括以下步骤：

步骤一：冲床换刀动作后，所述矫正器夹持并调整冲头位置，同时第二光电发射器发射光束，沿冲头两侧至第二光电接收器，当冲头存在偏斜时，该侧的第二光电接收器无法接受到光束信号而相应，该侧的伸缩行程缸持续伸出，调整冲头位置，当冲头不存在偏斜时，两侧第二光电接收器均能接收到光束信号，则矫正器无额外动作；

步骤二：所述第三光电发射器发射光束至第三光电接收器，当工件发生卷曲等问题时，工件平面长度缩短，无法在理论时间遮挡第三光电发射器，所述第三光电接收器无法接收到或者只能接收到部分光束信号，此时第三光电接收器失去响应，控制设备断电。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中所述的一种快速定位数控冲床及其工作方法，通过传感器定位代替了人工定位，定位速度快，精准度高，弥补了工人放置工件时容易倾斜、没有紧靠定位块或夹爪、忘记放下定位块等问题，提高了冲床的精度、效率和安全性。

2、本发明中所述的一种快速定位数控冲床及其工作方法，对工件送至冲头下的状态进行了监控，避免冲头冲压卷曲的工件，保护刀具，保护工人。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明对射式光电定位器的结构示意图；

图3为本发明对射式光电定位器的电性结构示意图；

图4为本发明压力传感器的结构示意图；

图5为本发明冲头定位器的结构示意图；

图6为本发明矫正器的结构示意图；

图7为本发明第三光电接收器的结构示意图；

图中：基座-1、工作台-2、平面滑移气轨-3、夹爪-4、压力传感器-41、冲头刀盘-5、对射式光电定位器-6、光发射器-61、光接收器-62、光敏电阻-63、安全电阻-64、延迟电感-65、电流表-66、冲头定位器-7、第二光电发射器-71、第二光电接收器-72、矫正器-73、伸缩行程缸-731、推杆-732、滚子-733、第三光电发射器-74、第三光电接收器-75。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1-7所示的一种快速定位数控冲床，包括：基座1、工作台2、平面滑移气轨3、夹爪4、冲头刀盘5、对射式光电定位器6和冲头定位器7，所述基座1上设置有工作台2，所述工作台2上设置有平面滑移气轨3，所述平面滑移气轨3两端环绕工作台2，所述平面滑移气轨3两端滑动布置于基座1上，所述平面滑移气轨3上设置有夹爪4；所述基座1远离平面滑移气轨3的一端设置有冲头刀盘5，所述冲头刀盘5延伸至工作台2顶部，所述冲头刀盘5上设置有冲头定位器7；所述平面滑移气轨3上设置有对射式光电定位器6输出端，所述对射式光电定位器6输入端布置于工作台2上。

本实施例中所述的对射式光电定位器6包括光发射器61、光接收器62、光敏电阻63、安全电阻64、延迟电感65和电流表66，所述平面滑移气轨3上设置有光发射器61，所述光发射器61呈线性布置，所述工作台2上设置有光接收器62，所述光接收器62为多个接收器线性排列布置，所述光接收器62与光发射器61对应布置，所述光接收器62内设置有光敏电阻63，所述光敏电阻63并联，所述光敏电阻63包括测定电阻和队列电阻，所述测定电阻设置于光敏电阻63端头，所述测定电阻串联设置有电流表66，所述队列电阻串联设置有延迟电感65，所述远离测定电阻的延迟电感65长度大于靠近测定电阻的延迟电感65长度；所述光敏电阻63连接设置有安全电阻64。

本实施例中所述的对射式光电定位器6可以是平行布置的多组。

本实施例中所述的夹爪4上设置有压力传感器41，所述压力传感器41为线性排列的多个传感器，所述压力传感器41布置于夹爪4底部。

本实施例中所述的压力传感器41可以是平行布置的多组。

本实施例中所述的冲头定位器7包括第二光电发射器71、第二光电接收器72和矫正器73，所述第二光电发射器71设置于冲头刀盘5外侧，所述第二光电发射器71设置有两个，所述第二光电接收器72设置于冲头刀盘5内侧，所述第二光电接收器72与第二光电发射器71对应布置；所述矫正器73设置于冲头刀盘5上，所述矫正器73布置于第二光电接收器72两侧，所述第二光电接收器72连接矫正器73。

本实施例中所述的矫正器73包括伸缩行程缸731、推杆732和滚子733，所述伸缩行程缸731设置于冲头刀盘5上，所述伸缩行程缸731输出端设置有推杆732，所述推杆732远离伸缩行程缸731的一端设置有滚子733。

本实施例中所述的冲头定位器7包括第三光电发射器74和第三光电接收器75，所述第三光电发射器74设置于冲头刀盘5上，所述第三光电接收器75设置于工作台2底部，所述第三光电接收器75与第三光电发射器74对应布置，所述第三光电发射器74倾斜布置；所述第三光电接收器75连接设备电源。

本实施例中所述的一种快速定位数控冲床的工作方法，包括检测与定位，具体包括以下步骤：

步骤一：所述光发射器61发射光束至光接收器62，此时光敏电阻63通电，所述电流表66因为延迟电感65测得数值逐步下降，由于被工件挡住的部分阻值不变，该部分电流表66数值下降趋势异常，从而获得工件的边际与宽度；

步骤二：通过多组对射式光电定位器6获得多个边际点，能够获得工件放置的倾斜度。

本实施例中所述的一种快速定位数控冲床的工作方法，包括冲头定位矫正和异常停机，具体包括以下步骤：

步骤一：冲床换刀动作后，所述矫正器73夹持并调整冲头位置，同时第二光电发射器71发射光束，沿冲头两侧至第二光电接收器72，当冲头存在偏斜时，该侧的第二光电接收器72无法接受到光束信号而相应，该侧的伸缩行程缸731持续伸出，调整冲头位置，当冲头不存在偏斜时，两侧第二光电接收器72均能接收到光束信号，则矫正器73无额外动作；

步骤二：所述第三光电发射器74发射光束至第三光电接收器75，当工件发生卷曲等问题时，工件平面长度缩短，无法在理论时间遮挡第三光电发射器74，所述第三光电接收器75无法接收到或者只能接收到部分光束信号，此时第三光电接收器75失去响应，控制设备断电。

实施例2

如图1-3所示的一种快速定位数控冲床，包括：基座1、工作台2、平面滑移气轨3、夹爪4、冲头刀盘5、对射式光电定位器6和冲头定位器7，所述基座1上设置有工作台2，所述工作台2上设置有平面滑移气轨3，所述平面滑移气轨3两端环绕工作台2，所述平面滑移气轨3两端滑动布置于基座1上，所述平面滑移气轨3上设置有夹爪4；所述基座1远离平面滑移气轨3的一端设置有冲头刀盘5，所述冲头刀盘5延伸至工作台2顶部，所述冲头刀盘5上设置有冲头定位器7；所述平面滑移气轨3上设置有对射式光电定位器6输出端，所述对射式光电定位器6输入端布置于工作台2上。

本实施例中所述的对射式光电定位器6包括光发射器61、光接收器62、光敏电阻63、安全电阻64、延迟电感65和电流表66，所述平面滑移气轨3上设置有光发射器61，所述光发射器61呈线性布置，所述工作台2上设置有光接收器62，所述光接收器62为多个接收器线性排列布置，所述光接收器62与光发射器61对应布置，所述光接收器62内设置有光敏电阻63，所述光敏电阻63并联，所述光敏电阻63包括测定电阻和队列电阻，所述测定电阻设置于光敏电阻63端头，所述测定电阻串联设置有电流表66，所述队列电阻串联设置有延迟电感65，所述远离测定电阻的延迟电感65长度大于靠近测定电阻的延迟电感65长度；所述光敏电阻63连接设置有安全电阻64。

本实施例中所述的对射式光电定位器6可以是平行布置的多组。

实施例3

如图1和4所示的一种快速定位数控冲床，包括：基座1、工作台2、平面滑移气轨3、夹爪4、冲头刀盘5、对射式光电定位器6和冲头定位器7，所述基座1上设置有工作台2，所述工作台2上设置有平面滑移气轨3，所述平面滑移气轨3两端环绕工作台2，所述平面滑移气轨3两端滑动布置于基座1上，所述平面滑移气轨3上设置有夹爪4；所述基座1远离平面滑移气轨3的一端设置有冲头刀盘5，所述冲头刀盘5延伸至工作台2顶部，所述冲头刀盘5上设置有冲头定位器7；所述平面滑移气轨3上设置有对射式光电定位器6输出端，所述对射式光电定位器6输入端布置于工作台2上。

本实施例中所述的夹爪4上设置有压力传感器41，所述压力传感器41为线性排列的多个传感器，所述压力传感器41布置于夹爪4底部。

本实施例中所述的压力传感器41可以是平行布置的多组。

实施例4

如图1、5、6和7所示的一种快速定位数控冲床，包括：基座1、工作台2、平面滑移气轨3、夹爪4、冲头刀盘5、对射式光电定位器6和冲头定位器7，所述基座1上设置有工作台2，所述工作台2上设置有平面滑移气轨3，所述平面滑移气轨3两端环绕工作台2，所述平面滑移气轨3两端滑动布置于基座1上，所述平面滑移气轨3上设置有夹爪4；所述基座1远离平面滑移气轨3的一端设置有冲头刀盘5，所述冲头刀盘5延伸至工作台2顶部，所述冲头刀盘5上设置有冲头定位器7；所述平面滑移气轨3上设置有对射式光电定位器6输出端，所述对射式光电定位器6输入端布置于工作台2上。

本实施例中所述的冲头定位器7包括第二光电发射器71、第二光电接收器72和矫正器73，所述第二光电发射器71设置于冲头刀盘5外侧，所述第二光电发射器71设置有两个，所述第二光电接收器72设置于冲头刀盘5内侧，所述第二光电接收器72与第二光电发射器71对应布置；所述矫正器73设置于冲头刀盘5上，所述矫正器73布置于第二光电接收器72两侧，所述第二光电接收器72连接矫正器73。

本实施例中所述的矫正器73包括伸缩行程缸731、推杆732和滚子733，所述伸缩行程缸731设置于冲头刀盘5上，所述伸缩行程缸731输出端设置有推杆732，所述推杆732远离伸缩行程缸731的一端设置有滚子733。

本实施例中所述的冲头定位器7包括第三光电发射器74和第三光电接收器75，所述第三光电发射器74设置于冲头刀盘5上，所述第三光电接收器75设置于工作台2底部，所述第三光电接收器75与第三光电发射器74对应布置，所述第三光电发射器74倾斜布置；所述第三光电接收器75连接设备电源。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速定位数控冲床，其特征在于：包括：基座（1）、工作台（2）、平面滑移气轨（3）、夹爪（4）、冲头刀盘（5）、对射式光电定位器（6）和冲头定位器（7），所述基座（1）上设置有工作台（2），所述工作台（2）上设置有平面滑移气轨（3），所述平面滑移气轨（3）两端环绕工作台（2），所述平面滑移气轨（3）两端滑动布置于基座（1）上，所述平面滑移气轨（3）上设置有夹爪（4）；所述基座（1）远离平面滑移气轨（3）的一端设置有冲头刀盘（5），所述冲头刀盘（5）延伸至工作台（2）顶部，所述冲头刀盘（5）上设置有冲头定位器（7）；所述平面滑移气轨（3）上设置有对射式光电定位器（6）输出端，所述对射式光电定位器（6）输入端布置于工作台（2）上。

2.根据权利要求1所述的一种快速定位数控冲床，其特征在于：所述的对射式光电定位器（6）包括光发射器（61）、光接收器（62）、光敏电阻（63）、安全电阻（64）、延迟电感（65）和电流表（66），所述平面滑移气轨（3）上设置有光发射器（61），所述光发射器（61）呈线性布置，所述工作台（2）上设置有光接收器（62），所述光接收器（62）为多个接收器线性排列布置，所述光接收器（62）与光发射器（61）对应布置，所述光接收器（62）内设置有光敏电阻（63），所述光敏电阻（63）并联，所述光敏电阻（63）包括测定电阻和队列电阻，所述测定电阻设置于光敏电阻（63）端头，所述测定电阻串联设置有电流表（66），所述队列电阻串联设置有延迟电感（65），所述远离测定电阻的延迟电感（65）长度大于靠近测定电阻的延迟电感（65）长度；所述光敏电阻（63）连接设置有安全电阻（64）。

3.根据权利要求2所述的一种快速定位数控冲床，其特征在于：所述的对射式光电定位器（6）可以是平行布置的多组。

4.根据权利要求1所述的一种快速定位数控冲床，其特征在于：所述的夹爪（4）上设置有压力传感器（41），所述压力传感器（41）为线性排列的多个传感器，所述压力传感器（41）布置于夹爪（4）底部。

5.根据权利要求2所述的一种快速定位数控冲床，其特征在于：所述的压力传感器（41）可以是平行布置的多组。

6.根据权利要求1所述的一种快速定位数控冲床，其特征在于：所述的冲头定位器（7）包括第二光电发射器（71）、第二光电接收器（72）和矫正器（73），所述第二光电发射器（71）设置于冲头刀盘（5）外侧，所述第二光电发射器（71）设置有两个，所述第二光电接收器（72）设置于冲头刀盘（5）内侧，所述第二光电接收器（72）与第二光电发射器（71）对应布置；所述矫正器（73）设置于冲头刀盘（5）上，所述矫正器（73）布置于第二光电接收器（72）两侧，所述第二光电接收器（72）连接矫正器（73）。

7.根据权利要求6所述的一种快速定位数控冲床，其特征在于：所述的矫正器（73）包括伸缩行程缸（731）、推杆（732）和滚子（733），所述伸缩行程缸（731）设置于冲头刀盘（5）上，所述伸缩行程缸（731）输出端设置有推杆（732），所述推杆（732）远离伸缩行程缸（731）的一端设置有滚子（733）。

8.根据权利要求6所述的一种快速定位数控冲床，其特征在于：所述的冲头定位器（7）包括第三光电发射器（74）和第三光电接收器（75），所述第三光电发射器（74）设置于冲头刀盘（5）上，所述第三光电接收器（75）设置于工作台（2）底部，所述第三光电接收器（75）与第三光电发射器（74）对应布置，所述第三光电发射器（74）倾斜布置；所述第三光电接收器（75）连接设备电源。

9.根据权利要求3所述的一种快速定位数控冲床的工作方法，包括检测与定位，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一：所述光发射器（61）发射光束至光接收器（62），此时光敏电阻（63）通电，所述电流表（66）因为延迟电感（65）测得数值逐步下降，由于被工件挡住的部分阻值不变，该部分电流表（66）数值下降趋势异常，从而获得工件的边际与宽度；

步骤二：通过多组对射式光电定位器（6）获得多个边际点，能够获得工件放置的倾斜度。

10.根据权利要求8所述的一种快速定位数控冲床的工作方法，包括冲头定位矫正和异常停机，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一：冲床换刀动作后，所述矫正器（73）夹持并调整冲头位置，同时第二光电发射器（71）发射光束，沿冲头两侧至第二光电接收器（72），当冲头存在偏斜时，该侧的第二光电接收器（72）无法接受到光束信号而相应，该侧的伸缩行程缸（731）持续伸出，调整冲头位置，当冲头不存在偏斜时，两侧第二光电接收器（72）均能接收到光束信号，则矫正器（73）无额外动作；

步骤二：所述第三光电发射器（74）发射光束至第三光电接收器（75），当工件发生卷曲等问题时，工件平面长度缩短，无法在理论时间遮挡第三光电发射器（74），所述第三光电接收器（75）无法接收到或者只能接收到部分光束信号，此时第三光电接收器（75）失去响应，控制设备断电。

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