CN1146178A - 液压机压模保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种液压机模具保护装置，一滑块通过一液压缸沿铅直方向移动，此装置配备有一用于检测所述滑块位置的装置、一用于检测施加于所述滑块的压力的装置、一根据所用模具设定成型操作所需的压力的阈值和设定所述滑块位置的装置、以及确定发生在模制区任意位置上的超过阈值的压力为反常压力并使所述滑块紧急停止的装置。

Description

液压机压模保护装置
本发明涉及一种用以防止压模由于过载而损坏的液压机压模保护装置。
在使用由上压模和下压模组成的一对压模成形一工件的液压机中长期存在着一个问题，即，在工件成形过程中，如果有非工件本身的外来物侵入上下压模之间，则两压模或其中之一会因局部产生的过载而损坏。
为了消除这一问题，现有技术中提出了许多压模保护装置。
例如，在日本已审查的专利公开文本No.Sho62-18280中，公开了一种当外来物存在于液压设备压模之间而造成上下压模过载时保护它们不受过载的装置，两压模通过一个带有至少一个压头和至少一个液压压头躯动装置的助力液压缸活塞装置而沿其工作过程方向上运动。一种这类装置安装在一压力机机架上，机架上带有一监控压头工作操作的限位开关。此装置还装有一设置在至少一个助力液压缸活塞装置的作用线上的压力传感器，从而，当压头沿其工作方向运动时，此压力传感器可以对这种运动受阻的反常状态作出反应。用于保护上下压模的水压机设备的该装置还装有一可使压头有效停止的控制回，此回路设计得当在压力传感器作出操作响应之后限位开关作出操作响应时提供一故障检测信号。
另外，在已审查的日本专利公开文本No.Hei4-45330中，公开了一种成形热固树脂材料的压力机，它具有一在其上安装下压模的底座、一个可以上下运动的用于安装上压模的滑块、一个向下推动所述滑块的压力液压缸、四个分别安装在上述底座的四个拐角处并适于与上述滑块下表面可解脱地相抵接触的调平液压缸、一个向上述压力液压缸提供工作液的伺服泵、一个向上述各调平液压缸提供工作液的液压泵、一个设置在上述伺服泵与上述压力液压缸之间的液压回路中的压力控制阀、一个设置在上述液压泵和每个上述调平液压缸之间的液压回路中的伺服阀、一个用于检测上述压力液压缸中的压力的压力检测装置和一个控制装置，用来控制上述伺服阀，以便保持上述滑块的平衡，并当上述检测装置测出的值达到一预定值时，适于将上述压力液压缸的控制从借助于上述伺服泵控制其速度的模式切换到通过上述压力控制阀控制其压力的模式。
但应该注意到，在前述种类的装置中，其中，已经处于一预定位置的压头的位置由限位开关予以检测，先前在上下压模之间产生的负荷由压力传感器检测以确定当所述负荷超过一预定值时它就是反常负荷。因此，仅是在此预定位置上的反常状态才可以检测出来，并且，如果压模改变，就仍然可能产生不便，即不能设定对于改变了的模具来说是最佳的反常状态检测条件。
另一方面，在后一类装置中，由于当滑块处于其下死点附近时，仅可以进行压力控制，因此要注意，如果工件的应力在下死点附近降低，各压模将不得不承受所施的负荷。结果，仍存在着担心一个或两个压模可能损坏的这种不便。
本发明旨在消除现有技术的这些不便，并且目的在于提供一种液压机压模保护装置，它通过在滑块运动全过程的任何位置上检测反常状态的发生来保护两压模，从而防止压模在过载时被损坏。
为了达到上述目的，根据本发明第一实施例，提供了一种其中滑块由一个液压缸使之上下运动的液压机压模保护装置，这个装置包括：一个检测所述滑块位置的滑块位置检测装置；一个检测向所述滑块施加的压力的压力检测装置；一个根据所用压模设定成形工件所需的所述施加压力的阈值和所述滑块的一个预定位置的设定装置；和一个紧急停止装置，如在工件成形区中的任一位置形成的工作压力超过所述阈值，则紧急停止装置操作以确定此所述工作压力是反常的，从而紧急停止所述滑块。
根据上述结构，其中，如果滑块上形成的工作压力超过一预定阈值，一个紧急停止装置将动作以紧急停止所述滑块，应该指出，这将能够防止压模在一超负荷下损坏，同时，如果工件和模具改变，可根据所用的一套模具和工件检测反常状态的能力可无误地防止压模的损坏。
根据本发明第二实施例，还提供了一种其中由一个液压缸躯动一个滑块上下运动的液压机压模保护装置，此装置包括：一个检测所述滑块位置的滑块位置检测装置；一个检测施加到所述滑块上的压力的压力检测装置；一个根据所用压模设定成形一个工件所需的所述施加的压力的阈值和所述滑块的一预定位置的设定装置；和一紧急停止装置，如果在工件成形区中，所形成的工作压力在高于给定压模的所述滑块设定位置的位置处超过所述阈值，则紧急停止装置发生作用以确定所述工作压力是反常的，从而紧急停止所述滑块。
根据刚叙述的结构，应该注意到，通过根据将要使用的给定压模预先设定一个最佳滑块位置(一第一位置)，即使当滑块位于高于所述设定位置的某一位置时形成的工作压力超过所述阈值，滑块也能被所述紧急停止装置紧急停止。
根据本发明第三方面，还提供了一种其中由一液压缸躯动滑块上下运动的液压机压模保护装置，该装置包括：一个检测所述滑块位置的滑块位置检测装置；一个检测向所述滑块施加的压力的压力检测装置；一个对于所用的给定压模设定一个反常负荷不加到所述压模上的最佳滑块位置的设定装置；和一个紧急停止装置，如果在工件成形区中所述滑块从由所述设定装置设定的所述最佳位置下降，此紧急停止装置发生作用以确定这是反常的，从而紧急停止所述滑块。
根据刚叙述的这种结构，应该注意到，通过根据一将要使用的给定压模预先设定一最佳滑块位置(一第二位置)，如果滑块从所述最佳位置继续下降，滑块可以被所述紧急停止装置紧急停止。因此，如果工件在成形时随着其变形过程的进展其应力减小，各压模将不再需要承受所施加的压力，因此，各压模可以避免在过负荷下的损坏。
在此应当指出，最好是本发明压模保护装置进一步包括一个流速比例控制电磁阀，用来向所述液压缸提供加压流体，并且所述流速比例控制电磁阀应当适于被所述紧急停止装置关闭，从而使所述滑块紧急停止。
在上述结构中，本发明压模保护装置可进一步包括一液压泵和一位于所述液压泵排放回路中的压力比例阀，并且所述压力比例阀适于被所述紧急停止装置打开以释放所述液压泵的排放压力，从而使所述滑块紧急停止。
通过以下详细介绍和表示本发明某些例证性实施例的附图可以对本发明有更好的理解。在此应该指出，附图所示的这些实施例绝不是为了限制本发明，而是为了便于解释和理解，其中
图1是示意说明一液压设备液压回路的回路简图，其中包括本发明压模保护装置的某一实施例；
图2是一框图，示意说明可包含在本发明上述实施例中的一控制器内部；
图3是一流程图，示意说明采用本发明上述实施例的一种滑块控制方法；
图4是一流程图，示意说明采用本发明上述实施例的另一种滑块控制方法；
图5是一示意说明装备了本发明上述实施例的液压机中的滑块的运动的示意图。
下文中，参照附图说明本发明液压机压模保护装置的某些适当的实施例。
下面参考这些附图将对本发明某一实施例进行详细解释。
图1表示一液压机液压回路的回路图，液压机中包括了本发明压模保护装置某一实施例；图2是一框图，表示可用于本发明上述实施例中的一控制器的内部。
在图1中，示出了一个使滑块2上下移动的液压缸1。液压缸1包括一个直径较大的第一缸3和一个直径较小的第二缸4，第二缸4与第一缸3同轴设置。一个活塞3a装在第一缸3内，具有一上表面和一下表面，从这两个表面向上和向下分别伸出两个活塞杆3b和3c。
从活塞3a上表面伸出的活塞杆3b的直径比从活塞3a下表面伸出的活塞杆3c的直径小。活塞杆3b的上侧伸入第二缸4，并且它的上端设有一活塞4a，活塞4a位于第二缸4中。从活塞3a下表面突出的较大直径的活塞杆3c的下端设有上述滑块2。
同样在图1中，示出了一个流速比例控制电磁阀5，包括：一个伺服阀8，设置在管路7中间，用于向第一缸3和第二缸4施加泵6的流体排放压力；一个比例控制电磁阀9，用于辅助控制所述伺服阀8；和一个截止阀11，设置在将所述比例控制电磁阀9与所述伺服阀8相互连接的辅助回路10的中间。
并且，连接上述伺服阀8和上述第一缸3的所述管路7分为一个第一管路71和一个第二管路72，第一管路71连接于第一缸3的上室31侧，第二管路72连接于第二缸4的下室42。所述第一管路71和所述第一缸3的下室32借助于一电磁阀13经由一对逻辑阀14和15互连，此两逻辑阀14和15可一同打开和关闭。另一方面，一逻辑阀25和所述第二管路72经由另一逻辑阀17互连，逻辑阀17可以由一电磁阀16打开和关闭。所述第二缸4有一个向大气开放的上室41。
而且，设有一对管路181和182用以连接上述液压泵6和上述流速比例控制电磁阀5，同时其间连有一个用于调节液压泵6的流体排放压力的压力比例阀，其开口响应于来自下面将要说明的控制器22的控制信号而被调节。
另一方面，上述第一缸3的所述上室31和所述下室32分别设有一对工作压力检测装置19和20，各自包含有一个检测每一室31或32中工作压力P的压力传感器。此外，在上述滑块2附近设有一滑块位置检测装置21，用于检测滑块2的位置。由这些检测装置19、20和21测出的压力和位置信号作为输入被提供给控制器22。
上述控制器22，如图2所示，构成如下：一个中心处理单元(CPU)40；一个存储装置23，它包括一个其中预先储存有一控制程序的ROM 31，一个用于储存控制数据的RAM 32和用于存储运动数据的E2PROM 33；一个接口24，它包括一个A/D转换器，用于将压力检测装置19和20测出的模拟信号转换成数字信号，并把此数字信号作为输入提供给CPU 40；一个输入接口38，用于将数据输入薄膜开关(Sheet Switch)37的信号作为输入提供给CPU40；一个接口25，它包括一个用于将诸如位置传感器等滑块位置检测装置21测出的信号作为一个输入提供给CPU 40的输入逻辑；一个D/A转换器26，用于把CPU 40供给的一控制数字信号转换成一个模拟信号，并把此模拟信号作为一个输出信号提供给上述流速比例控制电磁阀5；一个D/A转换器27，用于把由CPU 40提供的控制数字信号转换成模拟信号，并把此模拟信号作为输出信号提供给上述压力比例控制阀30；一个液晶显示装置28，用于通过液晶显示器34显示受控状态；和一个监视计时器39，用于监控CPU 40的处理时间周期，并且如果侦测到的处理时间周期超过一正常处理时间周期，则确定CPU 40处于失效状态。
现在参考图3至图5对滑块运动的控制进行说明。
首先，在进行工件成形操作时，确立滑块运动的工作参数，如位置数据：Z00～Z30，速度数据：V00-V30，加压能力数据：P20，压力保持时间数据：T20，等等，然后通过薄膜开关37输入这些数据。
然后，当液压操作开始时，由一操作按钮(未示出)输入一启动信号以转换流速比例控制电磁阀5，并同时由电磁阀13打开逻辑阀14和15。液压泵6的流体排放压力将经由伺服阀8、管路71和逻辑阀14和15到达第一缸3的上室31。与此同时，第一缸3下室32中的流体在逻辑阀15处与液压泵6的排放压力流体汇合，此汇合的流体将送至第一缸3的上室31中。因此，上室31和下室32受压面积差使活塞3a被向下推，并使滑块2开始以一预定的高速度V10从上死点Z00下降，如图5所示(图3所示流程图中的步骤S2)，此外，在滑块2的整个下降区，上室31和下室32中的压力将由压力检测装置19和20检测，滑块2的位置由滑块位置检测装置21检测，各提供一检测信号，并被作为输入输送到控制器22。
此后，当此滑块降到位置Z10而达到工件成形区时(步骤S3)，在步骤S4中将确定此滑块2的位置Z是否位于对于一套压模来说是最佳的高度[Z20＋E201]的上方，该套模具予先已被输入到所述控制器22中并被存储在所述存储装置23之中(也就是说，对于判别反常是最佳的且将被输入而用于所用各模具的高度)。如果位于所述高度上方，此过程将进展到步骤5，在此，应当确定在所述液压缸1中产生的压力是否达到了有待由当时所用的压模成形的工件所要求的压力预定值P20。此时应该指出，如果滑块2的位置Z位于上述最佳高度的下方，步骤将会终止，以致此过程在经过一上升区之后前进至结束。
如果产生的压力P已达到了为给定压模所设定的预定值，或者已经超过了所述值，过程将进行至步骤6，此时正在下降的滑块2将由一紧急停止装置紧急停止。实际上，一个突然停止信号将由所述控制器22发送到所述流速比例控制电磁阀5以即刻关闭所述阀5。作为另一种方案，由于位于所述液压泵6的流体排放回路上的所述压力控制阀30将被打开以泄掉液压泵6的排放压力，此滑块2将在那个位置紧急停止。这里应该指出，如果产生的压力P没有达到为给定压模设定的预定值P20，过程将又转到步骤4。
因此可以看出，如果一外来物偶然进入到上下压模之间以致一个过大负荷施加在压模上，此滑块将会被紧急停止。因而，结果是可以防止压模因受任何过大负荷而损坏。
另一方面，如果成形区中的滑块2的位置Z下降至比给定压模最佳高度(Z20＋E201)低的位置，而将产生的压力P达到予先设定的压力P20，则所述控制装置22将发挥作用把位置优先模式切换到压力优先方模式，以压力控制所述流速比例控制电磁阀5。现在，参考图4的流程图对压力控制操作过程中的反常探测进行说明。
当过程达到了步骤3的成形区，滑块2将朝着下死点Z20以在步骤S4中予先设定的速度V20下降。然后，所述控制器22将确定在步骤5中是否建立了压力控制模式。如果此压力控制模式已被建立，过程将进至步骤S6，在步骤S6中一给定压力将保持一予先设定的时间周期T20。相反，如果压力控制模式尚没有被建立，此步骤便终止，过程在经上升区之后结束。
并且，同时过程前进至步骤7，在步骤S7中如果滑块2已降到某一位置，则应该确定是否滑块2已由压模没有被施加过大负荷的位置[Z20-E20](予先设定的)下降。如果确定滑块2已经这样下降，过程将判定这是反常，以致在步骤8中滑块2被所述紧急停止装置紧急停止。相反，如果确定滑块2没有从一个压模没有被施加过大负荷的位置下降，过程经历上升区后将结束。
这样，其结果是，如果一个工件在成形过程中其变形进入到应力减小的程度，而滑块2万一从予先设定位置进一步下降致使压模遇到反常负荷而使压模破坏的情况可以成功地避免。
如上所述，可以看到，根据本发明，其中，如果在成形区中滑块的任何位置上超过了予先设定的阈值的工作压力作用到滑块上，则紧急停止装置可用于紧急停止滑块，在过大负荷下任何对压模的可能损坏可以避免，同时，即使工件和模具选用不当，对于所用的一套压模和一个工件可进行任何反常状态检测的能力可以有效无误地防止压模损坏。
另外根据本发明，其中，通过予先设定一个对有待使用的模具为最佳的滑块位置(第一位置)，如果在某一高于预先设定位置的位置产生一超过一阈值的工作压力，则紧急停止装置会紧急停止滑块，而通过预先设定一个对有待使用的模具为最佳的滑块位置(第二位置)，如果滑块进一步从此最佳滑块位置下降，则滑块可以被紧急停止装置紧急停止，可以看到，如果在工件成形操作过程中其变形达到应力减小的程度，压模将不必承受对它施加的压力，因此任何压模在过大负荷之下的损坏可以成功地避免。
以上就某些实施例对本发明进行了介绍，精通本技术的人士容易认识到，很明显，可以对本发明进行种种改变、删除和增补而不偏离本发明的本质和范围。由此可以理解，本发明不限于以上提出的各特定实施例，而是包括在后附权利要求所具体说明的特性范围内可以作出的所有可能的实施方案，还包括其它所有等同方案。

Claims (5)

1、一种液压机压模保护装置，其中，一滑块由一液压缸上下移动，所述装置包括：
一个用于检测所述滑块位置的滑块位置检测装置；
一个用于检测施加于所述滑块的压力的压力检测装置；
一个设定装置，用于根据所用的压模设定形成工件所需的所施加压力的一阈值和所述滑块的一预定位置；
一个紧急停止装置，如果在工件成形区中某一位置上所产生的工作压力超过所述阈值，紧急停止装置即发生作用以确定所述工作压力是反常的，从而紧急停止所述滑块。
2、一种液压机压模保护装置，其中，一滑块由一液压缸上下移动，所述装置包括：
一个用于检测所述滑块位置的滑块位置检测装置；
一个用于检测施加于所述滑块的压力的压力检测装置；
一个设定装置，用于根据所用压模设定形成工件所需的所述施加压力的一阈值和所述滑块的一预定位置；以及
一个紧急停止装置，如果在工件成形区中的一个高于给定压模的所述滑块设定位置的位置处所产生的工作压力超过所述阈值，则紧急停止装置即发生作用以确定所述工作压力是反常的，从而紧急停止所述滑块。
3、一种液压机压模保护装置，其中，一滑块由一液压缸上下移动，所述装置包括：
一个用于检测所述滑块位置的滑块位置检测装置；
一个用于检测施加于所述滑块的压力的压力检测装置；
一个设定装置，用于针对所用的给定压模设定一个在该位置处反常负荷不会施加到所述压模的最佳滑块位置。
一个紧急停止装置，如果在工件成形区中所述滑块从所述设定装置设定的所述最佳位置下降，测紧急停止装置即发生作用以确定这是反常的，从而紧急停止所述滑块。
4、按照权利要求1至3中任一项所述的压模保护装置，还包括一个用于向所述液压缸输送加压流体的流体比例控制电磁阀，其中，所述流速比例控制电磁阀适于借助于所述紧急停止装置关闭，从而所述滑块被紧急停止。
5、按照权利要求1至3中任一项所述的压模保护装置，还包括一个液压泵和一个设置在所述液压泵的排放回路上的压力比例阀，其中，所述压力比例阀适于由所述紧急停止装置打开以泄掉所述液压泵的排放压力，从而紧急停止所述滑块。
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