CN1169693A - 压力机冲模高度校正装置 - Google Patents

Abstract

具有C形侧面机架的压力机的上侧面部位配置有可垂直移动的滑块。辅助机架装配在C形机架一侧或两侧,以这种方式其下端部侧面由C形机架可转动地支承,其上端部侧面形成自由端。滑块位置探测装置配置于辅助机架的上端部侧面,温度探测装置至少安排在辅助机架的上端部侧面上,如果需要可配置在滑块位置探测装置上。滑块是根据滑块位置探测装置探测的滑块位置由NC控制器控制,温度探测装置探测辅助机架或者辅助机架和滑块位置探测装置的温度。辅助机架伸缩量,或辅助机架伸缩量和滑块位置探测装置的温度漂移量,是根据由温度探测装置探测到的温度,与预先设定的参考温度相比较得到的温度变化量来计算,把所得到的值加到上述的NC控制的指令值,或者从NC控制的指令值中减去,以便对指令值进行校正。

Description

压力机冲模高度 校正装置

技术领域

本发明涉及一种实现高精度压力加工的压力机冲模高度校正装置。

背景技术

常规的压力机有一个滑块(或压头)和一个支撑垫枕(或压力头)。该滑块垂直可移动地安装在压力机体上，而支撑垫枕与压力机体固定。在安装于滑块上的上冲模和设定于支撑垫枕上的下冲模之间构成加工的位置，借助滑块使上冲模向下冲模下落的方法进行压力加工。

在上述的压力机中，支撑垫枕上表面到滑块下表面之间的距离(冲模高度)，限定了每次改变冲模时进行压力加工的上下冲模间的预定距离。通过高精度的调节冲模高度的方法，为执行高精度的压力加工对冲模高度进行高精度的调节是重要的。

然而，在压力加工前即使对冲模高度作了高精度调节的情况下，如果在压力加工过程中因压力载荷使C形机架变形而发生所谓的口孔(在机架上下夹爪之间形成的孔是开通的)，则冲模高度也可能会改变。这样一来，在进行精压加工时，例如，精压量变得不足引起制品缺陷，或精压量过度而损坏冲模即引起快速磨损。

因此，在现有技术中，已经提出了即使在C形机架中发生口孔情况下，也能避免加工精度受影响的各种方法和装置。

例如，在日本专利公开57-44415中，提出了一种压弯机冲程调节装置，该装置中的机架之间，在压力加工过程中不受膨胀影响的位置安装了一个门架式保护装置。在该门架式保护装置上配置了一对限制下部冲程控制阀。这些控制阀右上方设置驱动机构，以便推动控制阀的阀杆使上下油缸在压头跌落时制动。

另一方面，在日本实用新型专利平3-41916中，提出了一种压力机械用的压头导杆调节装置，在该装置中，在靠近两个C形侧向机架的左右支承机架上，配置了用于探测前后方向压头导杆变形的传感器，根据该传感器探测到的探测值，用调节前后方向压头导杆的方法，能进行更为精确的压力加工。

从另一方面来说，压力机中冲模高度的变化，不仅由于压力载荷发生机架变形而产生，而且也会因压力加工过程中温度变化影响热膨胀或热收缩而产生。

因此，曾提出了使冲模高度避免受温度变化影响的各种方法和装置。

例如，在日本实用新型专利申请平2-1599中，公开了一种探测压力机械温度的温度传感器，和一种底部死点中央位置校正装置，将与压力机械的温度相对应的滑块底部死点中央变化量预先存储起来，对相应于温度传感器的温度信号的底部死点中央位置的校正量进行计算，根据计算的结果控制驱动马达的驱动。

在日本专利申请平4-190921中，公开了一种边缘距离校正装置，该装置探测出机架，上下工作台和上下冲模因其各自温度变化而引起的热位移，进行校正加工，使上冲模和下冲模之间的边缘距离根据各自的探测值校正到预先设立的值。

然而，即使在压力机载荷引起机架变形时，也能进行高精度加工的上述冲程调节装置或上述压头导杆调节装置的情况下，也会遇到问题，即它们对于发生机架热变形时引起冲模高度变化而言，是不可能有效的。

从另一方面来说，即使机架配置了独立的支承托架，上述问题固然也会发生，即由于支承托架的热变形而引起冲模高度的变化。

相反，在探测各自部位温度以根据探测值校正底部死点中央位置的装置中，或者把上下冲模之间的边缘距离校正到预先设立值的装置中，也会遇到上述问题。

换句话说，因为机架不是简单的形状，因此会使机架引起复杂的热变形。

所以，在上述的底部死点中央校正装置或上下冲模之间边缘距离的校正装置中，即使在测点处温度相同，机架等的热变形量在操作迟滞或加工条件不相同时是没有必要相同的。因此，会引起校正误差。

另一方面，通常位置传感器应有温度漂移，其输出值会因在使用或自身加热时环境温度的变化而变化。所以，即使在根据位置传感器的探测值进行有效控制时，也不可能进行高精度加工的。

本发明是考虑到减少现有技术的不足之处而提出的。因此，本发明的目的在于提供一种压力机冲模高度校正装置，该装置通过减小加热的影响来实现高精度加工。

发明的描述

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面提供压力机的冲模高度校正装置，压力机两侧由C形机架构成，压力机本体上部配置有上下驱动的滑块，校正装置包括：

辅助机架，该辅助机架至少配置在其中的一个C形机架的侧表面上，使下端部侧面向C形机架转动，且在上端部侧面有一个自由端，该辅助机架上端部侧面配置了滑块位置探测装置，在辅助机架上端部侧面和滑块位置探测装置中间，至少在辅助机架上端部侧面上配置温度探测装置。

根据滑块位置由NC控制的滑块由滑块位置探测装置探测，温度探测装置探测至少在辅助机架上端部侧面和滑块位置探测装置中间的辅助机架上端部侧面上的温度、探测至少在辅助机架的膨胀和收缩量中间的辅助机架的膨胀和收缩的量，滑块位置探测装置的温度漂移，是根据由温度探测装置测定的温度，和预先设定的参考温度相比较得到的温度变化量进行计算，通过把计算值加到指令值中和从指令值中减去计算值的方法来校正NC控制的指令值。

最佳方案是，在滑块位置探测装置上配置温度探测装置，滑块位置探测装置的温度漂移，是根据由温度探测装置探测的滑块位置探测装置的温度，和预先设定的参考温度相比较得到的温度变化量计算的，得到的值也加到NC控制的指令值中或从NC控制的指令值中减去。

采用上述结构，即使在因压力加工过程中，压力机本体的温度或环境温度变化而引起压力机本体变形的情况下，指令值是依据辅助机架的膨胀及收缩的量，和根据由温度探测装置探测出的温度得到的滑块位置探测装置的温度漂移得以校正。通过校正指令值由NC控制滑块，使得可在不受温度影响的情况下进行高精度压力加工。

附图的简要说明

从本发明最佳实施例的附图和下面给出的详细说明，会更全面理解本发明。然而，这不应认为是对本发明的限定，而仅仅是为了说明和理解本发明。

附图中：

图1是根据本发明的压力机冲模高度校正装置的一个实施例的侧视图；

图2是表示上述实施例工作的流程图；

图3是表示上述实施例中提供的校正机架温度变化的图解说明；

图4是表示上述实施例辅助机架尺寸变化和滑块位置探测装置输出变化的图解说明；

图5是表示压力机本体C形机架温度变化的图解说明；

图6是表示因压力机本体热变形引起冲模高度变化的图解说明。

实施发明的最佳方式

下面，参照附图讨论本发明的压力机冲模校正装置的最佳实施例。

参照附图来详尽讨论本发明的一个实例。

在图1中，参照号1表示压力本体，压力机本体两侧部分构成C形机架1a和1b。在压力机本体1的上部分，配置了一个滑块驱动装置2，例如液压缸。借助滑块驱动装置2，驱动滑块3作垂直移动。在滑块3的下表面安装一个上冲模(未示出)。

另一方面，在构成压力机本体1的下部的机台1b上配置了支撑垫枕4，下冲模配置在上面(未示出)。这样一来，在上下冲模之间安排工件，借助滑块3使上冲模跌落而进行压力加工。

另一方面，靠近构成压力机本体1的C形机架1a的孔口部位，配置了一个具有与孔口部位基本相同形状的辅助机架5。

辅助机架5的下端部部位可枢轴转动地通过枢轴6安装在C形机架1a的侧表面上，且通过防落装置7基本上呈垂直状态固定。在辅助机架5的上端部位和滑块3的后部位之间，配置以线性传感器构成的滑块位置探测装置8。

滑块位置探测装置8是由支承在滑块3后部位，并沿滑块3移动方向延伸的传感器测杆8a，和固装在辅助机架5的上端部部位的传感器测头8b构成。传感器测杆8a伸过测头8b。当传感器测杆8a与滑块3一起作垂直移动时，滑块3的位置是通过传感器测头8b探测的传感器测杆8a的位置而探测的。

因此，从滑块探测装置8输出的位置信号由未示出的NC装置所接收，使得未示出的滑块驱动装置的NC控制根据位置信号操作。

在辅助机架5的准直位置的上部，配置一个由热传感器构成的温度探测装置10。另一方面，在传感器测头8b的上部，配置另一个由热传感器构成的温度探测装置11。

因此，由这些温度探测装置10和11探测的温度与为获到它们之间差异的NC装置预先设定的参考温度相比较。根据由此得出的温差，分别计算出辅助机架5膨胀或收缩的量，以及滑块位置探测装置8的温度漂移量，将计算的结果反馈到NC控制装置，以便由计算结果去校正NC控制值。

下面，将讨论所示实施例的工作情况。

从支撑垫枕4上表面到滑块3下表面的距离，也就是冲模高度DH的变量ΔDH，必须在上下冲模分别安装在滑块3和支撑垫枕4的条件下测出。关于这一点，要直接测出是困难的。

从另一方面来说，该冲模高度DH的变量ΔDH，与从支撑垫枕4上表面到达滑块位置探测装置8的传感器测头8b的距离SH的变量ΔSH相等。然而，滑块位置探测装置8的温度漂移量出现误差。

因此，因为到传感器测头的距离SH的变量ΔSH是通过热膨胀确定的，所以辅助机架5的温度变量ΔT由温度探测装置10测出，并转换为ΔSH。另一方面，传感器测头8b的温度漂移ΔHH是通过温度探测装置11测得的温度变量Δt转换的。因此，总漂移ΔDD(＝ΔSH+ΔHH)反馈到NC控制装置，以便补偿(校正)ΔDD。

根据上述原理的实际校正方法参照附图2的流程图予以讨论。

首先，在步骤S1，当完成传感器测头8b返回到与相对于传感器测杆的关联的起始点时，由温度探测装置10和11在步骤S2读出辅助机架5的温度(To)和(t)。其后，重复到步骤S3，按10分钟间隔，例如n次，读出温度(Tn)和(tn)。

然后，进入步骤S4，进行判断：|Tn-Tn-1|或|tn-tn-1|≥2℃，若“是”，则判断温度的突然升高或下降判定为不正常。然后进入步骤S5，使压力机紧急停机。

另一方面，若判断为“否”，则判断为正常，进到步骤S6，计算Tn-To和tn-to。然后在步骤S7计算出ΔSHn和ΔHHn。在步骤S8也计算ΔDDn。

计算ΔDDn的公式如下：

ΔDDn＝ΔSHn+ΔHHn。

其中，ΔSHn为辅助机架的热膨胀，ΔHHn为滑块位置探测装置8的温度漂移。它们的表达式如下：

(1)辅助机架5的热膨胀

ΔSHn＝11×10^-6×L(Tn-To)(mm)

应该指出的是，11×10^-6为线膨胀系数，L为从支撑垫枕4的上表面到传感器测头8b的距离(mm)。

(2)滑块位置探测装置8的温度漂移

ΔHHn＝[-0.0034+16×10^-6·ST]·(tn-to)(mm)

应指出的是，ST为传感器测头8b相对于传感器测杆8a相对移动的冲程。

(3)因而，从上述的(1)和(2)中，由下列公式得到ΔDDn

ΔDDn＝[-0.0034+16×10^-6·ST]·(tn-to)

       +11×10^-6·L·(Tn-To)(mm)

把由上述公式得到的总漂移(校正值)反馈加到NC控制的底部死点中央位置指令值，则在步骤10中校正NC控制值。

应该指出的是，上述计算是在依据向上移动传感器测头8b的探测数据增加的情况下进行的，假如传感器测头8b被安装成依据向下移动其探测数据增加，则相应元件的信号应是相反的。

也就是说，ΔHHn变成-ΔHHn。

另一方面，上述计算表示的算法是在二个点测出温度的情况。然而，当证实通过预先试验tn和Tn彼此基本相等时，确立tn＝Tn以减少温度测点至一个。

在图3和4中，分别示出了由于辅助机架5尺寸变化，而使辅助机架5的温度变化和滑块位置探测装置8的输出值的变化。根据图4清楚看出，辅助机架计算的膨胀值与实际测量值相比较的误差是相当小的。

另一方面，当温度通过直接配置在C形机架1a上的温度探测装置10测出时，为了比较起见，C形机架1a的冲模高度变化和温度变化，根据图6可清楚地看到，机架膨胀的计算值与实际测量值相比较的误差是相当大的。

应该指出的是，尽管所示实施例对滑块位置探测装置8的温度漂移作了校正，但在位置探测装置没有或具有相当小的温度漂移时，可以不必要这样的校正。还有，在滑块位置校正装置的温度，通过配置一个散热器等办法能保持恒定时，这种校正也是不必要的。

另一方面，虽然辅助机架做成板形，但它可做成管形，圆杆形或多边杆形，只要形状相对简单，在上下温度循环中热膨胀和收缩不具有迟滞性即可。

同时，虽然将辅助机架5配置在一个C形机架1a的侧表面，但是当滑块大时，在左右机架上分别配置一对辅助机架也是可能的。或在置换方式中，可在滑块3的中部配置一个辅助机架。而且，利用同时进行校正和探测滑块3和支撑垫枕4等的温度的方法，能进一步改善精度。

如上面详述，根据本发明，支承滑块位置探测装置的辅助机架的温度，和滑块位置探测装置的温度，是由温度探测装置测定的，对辅助机架的膨胀量和滑块位置探测装置的温度漂移进行计算，控制滑块上下移动的NC控制装置的指令值通过对计算值的加或减进行校正，因此，即使大气温度或压力机本体的温度在压力加工过程中变化，冲模高度也不会改变。所以，使高精度的压力加工成为可能。

况且，由于在辅助机架上配置了滑块位置探测装置和温度探测装置，在压力加工过程中，它们不会受压力机本体造成的振动的影响。因此，改善了探测装置的可靠性和耐用性，同时，也成功地避免了因振动造成的不稳定的输出。

虽然本发明相对其典型的实例作出了说明和描述，但本技术领域的技术人员应该理解，在不离开本发明的技术构思和范围的情况下，可以作出上述的和各种其他的变型和增删。所以，不应该把本发明理解为局限于上述具体实例，而应包括相对于权利要求书中所述特征范围和等同物在内的所有可能的实例。

Claims (4)

1.一种压力机冲模高度校正装置，其中压力机由C形机架构成两侧，压力机本体上部位配置上下驱动的滑块，校正装置包括：

辅助机架，该辅助机架至少配置在一个C形机架的侧表面上，使下端部侧面可转动地安装在所述C形机架上，在上端部侧面有一个自由端，所述辅助机架的所述上端部侧面配置滑块位置探测装置，在所述辅助机架上端部侧面和所述滑块探测装置中间，至少在所述辅助机架的所述上端部侧面上，配置温度探测装置；

所述的根据滑块位置由NC控制的滑块，是由所述的滑块位置探测装置探测的，所述的温度探测装置，在所述辅助机架上端部侧面和所述滑块位置探测装置中间，探测至少在所述辅助机架上端部侧面的温度、在所述辅助机架的膨胀和收缩量中间探测至少所述辅助机架的膨胀和收缩量，所述滑块探测装置的温度漂移，是根据由所述的温度探测装置测定的温度，和预先设定的参考温度相比较得到的温度变化量计算，通过把计算值加到所述的指令值和从所述的指令值中减去的方法校正NC控制的所述指令值。

2.根据权利要求1所述的压力机冲模高度校正装置，其中温度探测装置配置在滑块位置探测装置上，所述滑块位置探测装置的温度漂移，根据由温度探测装置探测的所述滑块位置探测装置的温度，和预先设定的参考温度相比较得到的温度变化量计算，得到的值也加到所述NC控制的所述指令值或从该指令值中减去。

3.根据权利要求1或2所述的压力机冲模高度校正装置，其中所述的辅助机架配置在靠近C形支架的孔口部位。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力机冲模高度校正装置，其中所述的辅助机架5在整个长度范围内具有基本上相同的截面形状。

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