CN114713707A - 一种板材冲裁机及板材冲裁方法 - Google Patents

一种板材冲裁机及板材冲裁方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种板材冲裁机及板材冲裁方法,其中板材冲裁机包括机架、横梁、工作台、冲头和控制系统,机架转动安装有上模座和下模座,上模座沿周向安装有多个上模具,下模座沿周向安装有多个下模具,上模具和下模具一一对应设置,工作台安装于机架,工作台位于夹具下方以支撑板材,横梁滑动安装于工作台,横梁滑动安装有夹具,冲头位于其一上模具的上方,控制系统安装于机架且分别与电机、第一驱动件、第二驱动件和第三驱动件电性连接。通过设置可转动的上模座和下模座并通过控制系统统筹控制,可以更换多种上模具和下模具,从而在一次加工工序中冲出多种孔型,节省用户更换模具所花费的时间成本和人力成本,有效提高板材的加工效率。

Description

一种板材冲裁机及板材冲裁方法
技术领域
本发明涉及冲裁机技术领域,特别涉及一种板材冲裁机及板材冲裁方法。
背景技术
板材冲裁机主要通过冲头向下冲压模具,进而对板材进行冲孔、冲槽或者裁边等作业,被广泛应用于现代板材生产加工过程中,现有的板材冲裁机大多模具单一,一旦板材需要加工多种孔型,用户需要频繁的更换模具,从而浪费大量时间和精力,降低板材的加工效率。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明提出一种板材冲裁机,能够有效提高板材的加工效率。
本发明还提供一种应用于上述板材冲裁机的板材冲裁方法,能够连续加工板材,有效提高板材的加工效率。
根据本发明第一方面实施例的一种板材冲裁机,包括机架、横梁、工作台、冲头和控制系统,机架转动安装有上模座和下模座,所述上模座和所述下模座的转轴同轴且均与水平面垂直,所述上模座沿周向安装有多个上模具,所述下模座沿周向安装有多个下模具,所述上模具和所述下模具一一对应设置,所述机架安装有电机和传动轴,所述电机的输出端通过第一同步带和所述传动轴连接,所述传动轴的一端通过第二同步带和所述上模座的转轴连接,所述传动轴的另一端通过第三同步带和所述下模座的转轴连接,所述机架还设有第一驱动件;工作台安装于所述机架,所述工作台设有通孔,所述下模座穿设于所述通孔,所述工作台还设有第二驱动件;横梁滑动安装于所述工作台,所述第二驱动件的输出端与所述横梁连接以驱使所述横梁沿X轴方向移动,所述横梁连接有第三驱动件且滑动安装有夹具,所述夹具朝向所述上模座设置,所述第三驱动件与所述夹具连接以驱使所述夹具沿Y轴方向移动;冲头与所述第一驱动件的输出端连接并位于其一所述上模具的上方,所述第一驱动件用于驱使所述冲头沿Z轴方向移动以驱动所述上模具冲裁板件;控制系统安装于所述机架,所述控制系统分别与所述电机、所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述第三驱动件电性连接。
根据本发明第一方面实施例的一种板材冲裁机,至少具有如下有益效果:用户需要冲裁板材时,可以先将板材安装到夹具上,再通过控制系统设定各个部件的运行参数,随后冲裁机开始自动作业,夹具将板材移动到上模具和下模具之间,冲头向下抵压上模具,上模具下压并配合下模具实现对板件的冲裁,同一上模具冲裁完一种孔型后,上模座和下模座同步转动,从而更换上模具和下模具,冲头抵压更换后的上模具,从而冲出另一种孔型,通过设置可转动的上模座和下模座并通过控制系统统筹控制,可以更换多种上模具和下模具,从而在一次加工工序中冲出多种孔型,节省用户更换模具所花费的时间成本和人力成本,有效提高板材的加工效率。
根据本发明的一些实施例,所述工作台朝向所述上模座的一侧设有毛刷,所述毛刷用于支撑板材。
根据本发明的一些实施例,所述毛刷设有多个,多个所述毛刷呈矩形阵列布置于所述工作台。
根据本发明的一些实施例,多个所述毛刷之间间隔设有多个滚珠,多个所述滚珠呈矩形阵列布置于所述工作台。
根据本发明的一些实施例,所述机架还安装有两个变形检测器,两个所述变形检测器对称设置于所述冲头的两侧且所述变形检测器的检测端朝向所述工作台设置,所述变形检测器与所述控制系统电性连接。
根据本发明的一些实施例,所述夹具设有多个,所述第三驱动件设有滑座,所述滑座设有沿Y轴方向布置的滑轨,多个所述夹具间隔安装于所述滑轨。
根据本发明的一些实施例,所述夹具包括安装座、定位块和夹板,所述安装座安装于所述滑轨,所述定位块与所述安装座连接,所述定位块朝向所述上模具的一侧设有安装板,所述夹板的中间段和所述定位块转动连接,所述夹板的一端安装有气缸,另一端位于所述安装板上方,所述夹板设有限位孔,所述气缸的轴杆穿设于所述限位孔并抵接于所述定位块。
根据本发明的一些实施例,所述安装座的顶端设有螺纹孔,所述安装座和所述滑轨的连接处设有楔形块,所述安装座连接有螺杆,所述螺杆连接于所述螺纹孔并抵接于所述楔形块。
根据本发明的一些实施例,所述机架设有保护罩,所述保护罩罩设于所述冲头。
根据本发明第二方面实施例的一种板材冲裁方法,包括将板材安装到所述夹具,在所述控制系统中预设加工参数;根据所述加工参数移动所述夹具,控制所述冲头对板材进行第一次冲裁;停止运行所述冲头,更换所述上模具和所述下模具;根据所述加工参数移动所述夹具,控制所述冲头对板材进行第二次冲裁;停止所述冲头运行,控制所述夹具将板材复位。
根据本发明第二方面实施例的一种板材冲裁方法,至少具有如下有益效果:通过预先设定的加工参数,夹具和冲头在板材的冲裁工序中连续加工板材,驱动所述上模座和所述下模座转动以通过更换上模具和下模具,冲裁机可以在一次加工工序中冲出多种孔型,从而快速完成板材的冲裁加工,有效提高板材的加工效率。
附图说明
图1是根据本发明第一方面实施例的板材冲裁机侧视图;
图2是图1中A处的放大图;
图3是根据本发明第一方面实施例的板材冲裁机俯视图;
图4是图3中B处的放大图;
图5是根据本发明第一方面实施例的夹具结构示意图;
图6是根据本发明第二方面实施例的板材冲裁方法的流程图。
附图标记:机架100;上模座110;上模具111;下模座120;电机130;传动轴140;第一同步带141;第二同步带142;第三同步带143;工作台150;毛刷151;滚珠152;变形检测器160;保护罩170;横梁200;限位孔201;第三驱动件210;滑座211;滑轨212;夹具220;安装座221;定位块222;安装板2221;夹板223;气缸224;楔形块225;螺杆226;冲头300;控制系统400。
具体实施方式
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,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
下面结合附图,对本申请实施例作进一步阐述。
参考图1至图6,根据本发明第一方面实施例的一种板材冲裁机,包括机架100、横梁200、工作台150、冲头300和控制系统400,机架100转动安装有上模座110和下模座120,上模座110和下模座120的转轴同轴且均与水平面垂直,上模座110沿周向安装有多个上模具111,下模座120沿周向安装有多个下模具(图中未示出),上模具111和下模具一一对应设置且中间留有一定间隙,机架100安装有电机130和传动轴140,电机130的输出端通过第一同步带141和传动轴140的中间段连接,传动轴140的一端通过第二同步带142和上模座110的转轴连接,传动轴140的另一端通过第三同步带143和下模座120的转轴连接,机架100还设有第一驱动件,第一驱动件的输出端连接有冲头300,冲头300位于其一上模具111的上方,第一驱动件用于驱使冲头300沿Z轴方向移动以驱动上模具111冲裁板件;工作台150安装于机架100,工作台150设有通孔,下模座120穿设于通孔,工作台还设有第二驱动件;工作台150滑动安装有横梁200,第二驱动件的输出端与横梁200连接以驱使横梁200沿X轴方向移动,横梁200连接有第三驱动件210且滑动安装有夹具220,夹具220朝向上模座110设置,工作台150位于夹具220下方以支撑板材,第三驱动件210与夹具220连接以驱使夹具220沿Y轴方向移动;控制系统400安装于机架100且分别与电机130、第一驱动件、第二驱动件和第三驱动件210电性连接。
可以理解的是,用户需要冲裁板材时,可以先将板材安装到夹具220上,再通过控制系统400设定各个部件的运行参数,随后冲裁机开始自动作业,夹具220将板材移动到上模具111和下模具之间,第二驱动件驱动冲头300向下移动并抵压上模具111,上模具111下压配合下模具实现对板件的冲裁,同一上模具111冲裁完一种孔型后,第一点击通过转轴与同步带驱动上模座110和下模座120同步转动,从而更换上模具111和下模具,第二驱动件驱动接着冲头300抵压更换后的上模具111,从而冲出另一种孔型,通过设置可转动的上模座110和下模座120并通过控制系统400统筹控制,可以根据需要的加工孔型更换多种上模具111和下模具,从而在一次加工工序中冲出多种孔型,节省用户更换模具所花费的时间成本和人力成本,有效提高板材的加工效率。
参考图1和图2,可以理解的是,机架100还安装有两个变形检测器160,两个变形检测器160对称设置于冲头300的两侧且变形检测器160的检测端朝向工作台150设置,变形检测器160与控制系统400电性连接。由于上模座110需要快速冲孔,第二驱动件驱动冲头300的作用力偏大,同时又由于震动、模具长期使用中出现的偏心,可能出现冲出的孔槽边沿翘起,冲裁后加工断面的较大毛刺等问题,通过设置变形检测器160,上模具111冲裁板材的过程中,变形检测器160可以实时地检测板材的变形情况并及时反馈给控制系统400,如果板材出现变形,控制系统400控制冲裁机停机并发出警报,如果板材没有变形,冲裁机持续工作直到板材加工完成,这样设置,可以有避免上模具111持续加工变形的板材,导致上模具111被磨损、撞伤等问题,延长上模具111使用寿命的同时,有效提高板材的成品质量。
需要说明的是,变形检测器160的检测端可以是探头型,此时,变形检测器160的探头贴近工作台150表面,当夹具220移动板材时,如果板材发生变形或者出现毛刺,探头会与板材的变形处或者毛刺发生接触,从而检测出板材的变形情况,变形检测器160的检测端还可以是测距器型,此时,变形检测器160的测距器朝向工作台150表面,当夹具220移动板材时,如果板材发生变形或者出现毛刺,测距器会检测到和板材间的距离参数发生变化,从而检测出板材的变形情况,(测距器如果检测到加工的孔槽,即为检测到测距器和板材下方工作台150的间距,此数据会预先记录从而不会报错),在此对变形检测器160的结构不做具体限定,只要能保证实时检测板材的变形情况即可。
进一步地,机架100设有保护罩170,保护罩170罩设于冲头300,通过设置保护罩170,一方面,可以防止用户伸手进入冲裁处,导致冲头300夹上手指,或者避免冲头300处的加工废料弹出擦伤用户,有效提高冲裁机的使用安全性,另一方面,保护罩170可以遮盖冲头300处的机械结构,使冲裁机的外形更加完整,有效提高冲裁机的外形美观度。
参照图3和图4,可以理解的是,工作台150间隔设有多个滚珠152,多个滚珠152分别呈矩形阵列布置于所述工作台,通过设置滚珠152,当夹具220移动板材时,滚珠152可以减小板材受到的摩擦阻力,帮助夹具220快速移动板材,进一步提高板材的加工效率。
进一步地,述工作台150朝向上模座110的一侧设有毛刷151,毛刷151用于支撑板材,毛刷151设有多个,多个毛刷151呈矩形阵列布置于所述工作台,通过设置滚珠152虽然能加快板材的移动,但在长期的加工过程中,滚珠152对板材表面会造成划伤、拉伤,由于滚珠152和板材通常都是金属材料,板材在滚珠152上移动时还会产生移动的噪音,通过设置多个毛刷151,毛刷151可以分担大部分板材的应力,吸收板材移动时的震动应力,减小板材对滚珠152的压力,有效避免板材表面出现划伤、拉伤等问题,提高板材的移动精度,提高板材移动的稳定性,减小板材移动时的噪音,提高用户体验度,此外,毛刷还可以刷去板材表面的加工废料、车间灰尘等杂质,有效提高板材的洁净度。
参照图5,可以理解的是,夹具220设有多个,第三驱动件210设有滑座211,滑座211设有沿Y轴方向布置的滑轨212,多个夹具220间隔安装于滑轨212,这样设置,多个夹具220可以从板材边沿的多个点位夹持板材,有效提高板材安装的稳定性。
需要说明的是,第三驱动件210通常选择常见的电机加滚珠丝杆结构,这种结构通过电机驱动滚珠丝杆转动,进而带动滚珠丝杆上的滑座211滑动,此外,第二驱动件与第三驱动件210结构类似,也为电机加滚珠丝杆结构,由于滚珠丝杆结构属于成熟的技术且不是本申请关注的重点,在此不多加赘述。
进一步地,夹具220包括安装座221、定位块222、夹板223和气缸224,安装座221安装于滑轨212,定位块222与安装座221连接,定位块222朝向上模具111的一侧设有安装板2221,夹板223的中间段和定位块222转动连接,夹板223的一端和气缸224连接,另一端位于安装板2221上方,夹板223设有限位孔201,气缸224的轴杆穿设于限位孔201并抵接于定位块222,用户安装板材时,先将板材放置在安装板2221上并抵靠定位块222,气缸224的轴杆朝向定位块222移动,轴杆与定位块222间的反作用力驱使气缸224朝背离定位块222的方向移动,进而带动夹板223的端部移动,由于夹板223的中间段和定位块222转动连接,夹板223的另一端朝向安装板2221移动,从而配合安装板2221夹持板材,用户拆卸板材时,气缸224的轴杆朝背离定位块222方向移动,在重力作用下,夹板223连接气缸224的一端朝向定位块222移动,由于夹板223的中间段和定位块222转动连接,夹板223的另一端背离安装板2221移动,从而松开板材,这样设置,可以简化板材的装卸过程,在提高板材安装稳定性的同时,方便用户使用。
进一步地,安装座221的顶端设有螺纹孔,安装座221和滑轨212的连接处设有楔形块225,安装座221连接有螺杆226,螺杆226连接于螺纹孔并抵接于楔形块225,用户转动螺杆226,即可紧固或松开夹具220,进而调节多个夹具220间的间距,从而夹持各种尺寸的板材,扩大冲裁机的适用范围,增加冲裁机的产品竞争力。
参照图6,根据本发明第二方面实施例的一种板材冲裁方法,包括:
S100:将板材安装到夹具,在控制系统中预设加工参数;
用户在安装板2221材时,可以先确定板材待加工孔的各个孔型及每个孔型的数量和位置;控制系统400预设加工参数具体包括:控制系统400根据孔型设定上模具111的更换顺序、根据数量及位置设定每个上模具111对应的夹具220的移动路径、根据夹具220的移动路径设定冲头300的冲击频率,通过设定好的这些加工参数,可以时冲裁机全程自动加工,提高冲裁机的加工效率。
需要说明的是,随着计算机控制软件的发展,用户只需将电子档的图纸输入控制系统400中,控制系统400就可以自动识图纸,并根据图纸计算出相关的加工参数,对于个别简单的板材加工要求,用户也可以向控制系统400中手动输入相关的加工参数。
S200:根据加工参数移动夹具,控制冲头对板材进行第一次冲裁。
上模具111的冲裁过程中,控制系统400根据冲击频率控制冲头300冲裁板件;冲头300作业时,控制系统400控制变形检测器160开启,变形检测器160对板材进行变形检测并判断板件是否变形,若检测到板件没有变形,则控制系统400控制冲头300继续冲裁板件,若检测到板件变形,则控制系统400控制冲裁机停机并发出警报,避免冲裁机持续加工变形的板材,导致上模具111被磨损、撞伤等问题,延长上模具111使用寿命的同时,有效提高板材的成品质量。
S300:停止运行冲头,驱动上模座和下模座转动以更换上模具和下模具。
当同一上模具111加工完一种孔型后,控制系统400根据上模具111的更换顺序启动电机130,从而驱动上模座110和下模座120同时转动以更换上模具111和下模具,进而进行后续其他孔型的加工,节省用户手动更换模具所花费的时间成本和人力成本,提高板材的加工效率。
S400:根据加工参数移动夹具,控制冲头对板材进行第二次冲裁。
当冲裁机更换上模具111和下模具后,控制系统400根据冲击频率再次控制冲头300冲裁板件,同一上模具111每加工完一种孔型,控制系统400都会根据上模具111的更换顺序更换上模具111,直到板材加工完成,即上模具111已经更换到最后一个,这样设置,冲裁机可以在一次加工工序中冲出多种孔型,从而快速完成板材的冲裁加工,有效提高板材的加工效率。
S500:停止冲头运行,控制夹具将板材复位。
此时,控制系统400控制夹具220回到初始的安装位置;夹具220松开板件以方便用户拆卸板材并安装下一块板件。
本领域技术人员还应当理解,结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性,上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件,取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种板材冲裁机,其特征在于,包括:
机架,转动安装有上模座和下模座,所述上模座和所述下模座的转轴同轴且均与水平面垂直,所述上模座沿周向安装有多个上模具,所述下模座沿周向安装有多个下模具,所述上模具和所述下模具一一对应设置,所述机架安装有电机和传动轴,所述电机的输出端通过第一同步带和所述传动轴连接,所述传动轴的一端通过第二同步带和所述上模座的转轴连接,所述传动轴的另一端通过第三同步带和所述下模座的转轴连接,所述机架还设有第一驱动件;
工作台,安装于所述机架,所述工作台设有通孔,所述下模座穿设于所述通孔,所述工作台还设有第二驱动件;
横梁,滑动安装于所述工作台,所述第二驱动件的输出端与所述横梁连接以驱使所述横梁沿X轴方向移动,所述横梁连接有第三驱动件且滑动安装有夹具,所述夹具朝向所述上模座设置,所述第三驱动件与所述夹具连接以驱使所述夹具沿Y轴方向移动;
冲头,与所述第一驱动件的输出端连接并位于其一所述上模具的上方,所述第一驱动件用于驱使所述冲头沿Z轴方向移动以驱动所述上模具冲裁板件;
控制系统,安装于所述机架,所述控制系统分别与所述电机、所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述第三驱动件电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种板材冲裁机,其特征在于,所述工作台朝向所述上模座的一侧设有毛刷,所述毛刷用于支撑板材。
3.根据权利要求2所述的一种板材冲裁机,其特征在于,所述毛刷设有多个,多个所述毛刷呈矩形阵列布置于所述工作台。
4.根据权利要求3所述的一种板材冲裁机,其特征在于,多个所述毛刷之间间隔设有多个滚珠,多个所述滚珠呈矩形阵列布置于所述工作台。
5.根据权利要求1所述的一种板材冲裁机,其特征在于,所述机架还安装有两个变形检测器,两个所述变形检测器对称设置于所述冲头的两侧且所述变形检测器的检测端朝向所述工作台设置,所述变形检测器与所述控制系统电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种板材冲裁机,其特征在于,所述夹具设有多个,所述第三驱动件设有滑座,所述滑座设有沿Y轴方向布置的滑轨,多个所述夹具间隔安装于所述滑轨。
7.根据权利要求6所述的一种板材冲裁机,其特征在于,所述夹具包括安装座、定位块和夹板,所述安装座安装于所述滑轨,所述定位块与所述安装座连接,所述定位块朝向所述上模具的一侧设有安装板,所述夹板的中间段和所述定位块转动连接,所述夹板的一端安装有气缸,另一端位于所述安装板上方,所述夹板设有限位孔,所述气缸的轴杆穿设于所述限位孔并抵接于所述定位块。
8.根据权利要求7所述的一种板材冲裁机,其特征在于,所述安装座的顶端设有螺纹孔,所述安装座和所述滑轨的连接处设有楔形块,所述安装座连接有螺杆,所述螺杆连接于所述螺纹孔并抵接于所述楔形块。
9.根据权利要求1所述的一种板材冲裁机,其特征在于,所述机架设有保护罩,所述保护罩罩设于所述冲头。
10.一种权利要求1至9中任一项所述板材冲裁机的板材冲裁方法,其特征在于,包括:
将板材安装到所述夹具,在所述控制系统中预设加工参数;
根据所述加工参数移动所述夹具,控制所述冲头对板材进行第一次冲裁;
停止运行所述冲头,驱动所述上模座和所述下模座转动以更换所述上模具和所述下模具;
根据所述加工参数移动所述夹具,控制所述冲头对板材进行第二次冲裁;
停止所述冲头运行,控制所述夹具将板材复位。
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