CN117225964B - 一种金属板材冲压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属板材冲压控制系统，涉及冲压技术领域，包括MCU芯片、平衡模块、冲模机构，所述MCU芯片和平衡模块连接，MCU芯片用于发送上冲模下压信号，经平衡模块检测下冲模模具和板材之间平整度后，反馈到冲模机构进行冲模。本发明可解决因板材平整度出现的偏差所造成质量缺陷的问题。

Description

一种金属板材冲压控制系统

技术领域

本发明涉及接线端子检测技术领域，特别涉及一种金属板材冲压控制系统。

背景技术

公开号：CN112893582A公开一种金属板材冲压控制系统，可以对金属板材进行导向，避免金属板材下压时出现偏移，但当金属板材移动过程中出现翘板或偏心等问题时，其板材和下模具之间平整度会出现变化，此时进行下压冲模会造成生产缺陷。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种金属板材冲压控制系统，包括MCU芯片、平衡模块、冲模机构，所述MCU芯片和平衡模块连接，MCU芯片用于发送上冲模下压信号，经平衡模块检测下冲模模具和板材之间平整度后，反馈到冲模机构进行冲模；

所述平衡模块包括电阻R1、电位器R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器U1、数字电位器U2、运算放大器U3，所述电阻R1一端和电源连接，电阻R1另一端和电位器R2一端、电位器R2抽头端、运算放大器U1同相端连接，运算放大器U1反相端和数字电位器U2一端、数字电位器U2抽头端、电阻R3一端连接，电阻R3另一端和运算放大器U1输出端、运算放大器U3同相端连接，电阻R5一端和电源连接，电阻R5另一端和电阻R4一端连接，电位器R2另一端、数字电位器U2另一端、电阻R4另一端、电阻R4抽头端和接地端连接；

所述平衡模块包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、运算放大器U4、NMOS管Q1、三极管Q2、三极管Q3、PMOS管Q4、连接端P1，所述运算放大器U3输出端和NMOS管Q1栅极连接，NMOS管Q1源极和电阻R6一端、三极管Q2集电极、三极管Q3基极连接，三极管Q3集电极和运算放大器U4反相端、电阻R7一端、三极管Q2基极、连接端P1一端、电阻R9一端、PMOS管Q4漏极连接，PMOS管Q4源极和MCU芯片连接，PMOS管Q4栅极和运算放大器U4输出端连接，电阻R7另一端和电阻R8一端、三极管Q2发射极连接，电阻R8另一端和电源连接，电阻R6另一端、三极管Q3发射极、电阻R9另一端和接地端连接。

进一步的，所述平衡模块包括电阻R10、三极管Q5、电阻R11，所述电阻R10一端和电源连接，电阻R10另一端和三极管Q5集电极连接，三极管Q5基极和电阻R5一端连接，电阻R5发射极和电阻R11一端、运算放大器U3反相端连接，电阻R11另一端和接地端连接。

进一步的，所述平衡模块包括电阻R12、电阻R13、电阻R14，所述电阻R12一端和电源连接，电阻R12另一端和NMOS管Q1漏极、电阻R13一端连接，电阻R13另一端和运算放大器U4同相端、电阻R14一端连接，电阻R14另一端和接地端连接。

进一步的，所述平衡模块包括光耦模块U5、连接端P2，所述光耦模块U5的4引脚和电源连接，光耦模块U5的3引脚通过连接端P2和冲模机构连接，光耦模块U5的1引脚和连接端P1连接，光耦模块U5的2引脚和接地端连接。

进一步的，所述平衡模块包括电阻R15，所述电阻R15一端和三极管Q2发射极连接，电阻R15另一端和接地端连接。

进一步的，所述平衡模块包括电阻R16、电阻R17，所述电阻R16一端和NMOS管Q1栅极连接，电阻R17一端和PMOS管Q4栅极连接，电阻R16另一端、电阻R17另一端和接地端连接。

进一步的，所述平衡模块包括发光二极管LED1，所述发光二极管LED1阳极和电源连接，发光二极管LED1阴极和接地端连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明可以对板材和下模具之间的平整度进行自动检测，在超出一定误差后自动进行告警，防止因翘板带来的质量问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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他的附图。

图1为本发明提供的整体结构示意图。

图2、图3、图4为检测模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

参阅附图，本发明是一种金属板材冲压控制系统，包括MCU芯片、平衡模块、冲模机构，所述MCU芯片和平衡模块连接，MCU芯片用于发送上冲模下压信号，经平衡模块检测下冲模模具和板材之间平整度后，反馈到冲模机构进行冲模。

具体地，所述平衡模块包括第一采样电阻R1、第二电位器R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五采样电阻R5、第一运算放大器U1、第二数字电位器U2、第三运算放大器U3，所述第一采样电阻R1一端和电源连接，第一采样电阻R1另一端和第二电位器R2一端、第二电位器R2抽头端、第一运算放大器U1同相端连接，第一运算放大器U1反相端和U 2一端、第二数字电位器U2抽头端、第三电阻R3一端连接，第三电阻R3另一端和第一运算放大器U1输出端、第三运算放大器U3同相端连接，第五采样电阻R5一端和电源连接，第五采样电阻R5另一端和第四电阻R4一端连接，第二电位器R2另一端、第二数字电位器U2另一端、第四电阻R4另一端、第四电阻R4抽头端和接地端连接。

具体地，所述平衡模块包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第四运算放大器U4、第一NMOS管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四PMOS管Q4、第一连接端P1，所述第三运算放大器U3输出端和第一NMOS管Q1栅极连接，第一NMOS管Q1源极和第六电阻R6一端、第二三极管Q2集电极、第三三极管Q3基极连接，第三三极管Q3集电极和第四运算放大器U4反相端、第七电阻R7一端、第二三极管Q2基极、第一连接端P1一端、第九电阻R9一端、第四PMOS管Q4漏极连接，第四PMOS管Q4源极和MCU芯片连接，第四PMOS管Q4栅极和第四运算放大器U4输出端连接，第七电阻R7另一端和第八电阻R8一端、第二三极管Q2发射极连接，第八电阻R8另一端和电源连接，第六电阻R6另一端、第三三极管Q3发射极、第九电阻R9另一端和接地端连接。

具体地，所述平衡模块包括第十电阻R10、第五三极管Q5、第十一电阻R11，所述第十电阻R10一端和电源连接，第十电阻R10另一端和第五三极管Q5集电极连接，第五三极管Q5基极和第五采样电阻R5一端连接，第五采样电阻R5发射极和第十一电阻R11一端、第三运算放大器U3反相端连接，第十一电阻R11另一端和接地端连接。

具体地，所述平衡模块包括第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14，所述第十二电阻R12一端和电源连接，第十二电阻R12另一端和第一NMOS管Q1漏极、第十三电阻R13一端连接，第十三电阻R13另一端和第四运算放大器U4同相端、第十四电阻R14一端连接，第十四电阻R14另一端和接地端连接。

具体地，所述平衡模块包括第五光耦模块U5、第二连接端P2，所述第五光耦模块U5的4引脚和电源连接，第五光耦模块U5的3引脚通过第二连接端P2和冲模机构连接，第五光耦模块U5的1引脚和第一连接端P1连接，第五光耦模块U5的2引脚和接地端连接。

具体地，所述平衡模块包括第十五电阻R15，所述第十五电阻R15一端和第二三极管Q2发射极连接，第十五电阻R15另一端和接地端连接。

具体地，所述平衡模块包括第十六电阻R16、第十七电阻R17，所述第十六电阻R16一端和第一NMOS管Q1栅极连接，第十七电阻R17一端和第四PMOS管Q4栅极连接，第十六电阻R16另一端、第十七电阻R17另一端和接地端连接。

具体地，所述平衡模块包括第一发光二极管LED1，所述第一发光二极管LED1阳极和电源连接，第一发光二极管LED1阴极和接地端连接。

在此实施例中，考虑到下压前板材和下冲模模具之间的平整度问题，通过在下模具两侧或前后设置平衡模块进行检测，其中第一采样电阻R1和第二电位器R2为力敏电阻，用于检测板材压力状态，一侧经第二电位器R2反馈到第一运算放大器U1，另一侧经第四电阻R4直接反馈到第三运算放大器U3反相端，第二电位器R2和第四电阻R4用于调节不同重量下的分压比，第二电位器R2和第四电阻R4应调节一致，在第一采样电阻R1和第二电位器R2所对应的一侧作为原点信号进行平衡检测，第二数字电位器U2和第三电阻R3用于第一运算放大器U1负反馈补偿，第一运算放大器U1输出信号为原点信号经第二数字电位器U2和第三电阻R3反馈补偿后的放大信号，其系数通过第二数字电位器U2进行调节，既经过第一运算放大器U1输出信号为实测的一侧压力信号加上一定百分比的偏差，第一运算放大器U1输出时，反馈到第三运算放大器U3同相端，第三运算放大器U3将第一运算放大器U1输出与另一侧测量的压力信号进行比，若两侧偏移超出第二数字电位器U2和第三电阻R3反馈补偿的比例时，则第三运算放大器U3输出信号到MCU芯片，MCU接收信号后进行告警或停止下压。

在此实施例中，考虑到若板材和下冲模模具在下压冲模时板材不可避免的出现应力变形，其平整度发生变化进而导致信号出现冲突的问题，让MCU芯片在发送下压冲模信号时，先经平衡模块锁定，若第三运算放大器U3无输出则表为可进行下压，若第三运算放大器U3输出，则第一NMOS管Q1导通，第一NMOS管Q1漏极和电源直连，第一NMOS管Q1端电源信号经第一NMOS管Q1反馈到第三三极管Q3，第三三极管Q3导通进入饱和状态，第八电阻R8端电源信号经第七电阻R7反馈到第四运算放大器U4反相端，第四运算放大器U4输出使第四PMOS管Q4栅极到源极压差为正压差或达不到导通的负压差，第四PMOS管Q4截止，MCU芯片无法经第四PMOS管Q4反馈信号到第一连接端P1，反之若在下压冲模过冲中因变形导致的平整度变化使第三运算放大器U3输出时，因第四PMOS管Q4导通，MCU信号经第四PMOS管Q4反馈到第四运算放大器U4反相端。

在此实施例中，考虑到非原点侧的信号衰减，无法同原点一侧在固定设置偏差时一并补偿，通第五三极管Q5放大其检测信号，第十一电阻R11转换后反馈到第三运算放大器U3反相端，第十电阻R10用于第五三极管Q5限流。

在此实施例中，考虑到第一NMOS管Q1电源设置参考电位时，其电源波动时，第四运算放大器U4容易故障截止，通过第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14一并进行供电，当第一NMOS管Q1电源波动时，第四PMOS管Q4同相端按其分压比一并进行波动，增加容错率。第五光耦模块U5用于耦合隔离第一连接端P1信号并反馈到第二连接端P2，第十五电阻R15用于第七电阻R7端阻值匹配，同样用于放置波动时第四运算放大器U4故障截止，第十六电阻R16和第十七电阻R17用于第一NMOS管Q1和第四PMOS管Q4内部寄生电容释放，第一发光二极管LED1用于指示平衡模块启动状况。

在此实施例中，若使用精度需求不高的场所内第二数字电位器U2可以采用与第二电位器R2同等步进精度的滑动变阻器，若精度需求高时，可将第二数字电位器U2替换为数字电位器进行精确控制，连接方式为，第二数字电位器U2的11引脚、12引脚和第一运算放大器U1反相端连接，第二数字电位器U2的10引脚、14引脚、6引脚和接地端连接，第二数字电位器U2的4引脚和电源连接，第二数字电位器U2的5引脚用于控制第二数字电位器U2的11引脚是向12引脚或10引脚的方向移动，第二数字电位器U2的3引脚为第二数字电位器U2的调节信号，其中3引脚和5引脚与MCU芯片连接。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种金属板材冲压控制系统，其特征在于，包括MCU芯片、平衡模块、冲模机构，所述MCU芯片和平衡模块连接，MCU芯片用于发送上冲模下压信号，经平衡模块检测下冲模模具和板材之间平整度后，反馈到冲模机构进行冲模；

所述平衡模块包括电阻R1、电位器R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器U1、数字电位器U2、运算放大器U3，所述电阻R1一端和电源连接，电阻R1另一端和电位器R2一端、电位器R2抽头端、运算放大器U1同相端连接，运算放大器U1反相端和数字电位器U2一端、数字电位器U2抽头端、电阻R3一端连接，电阻R3另一端和运算放大器U1输出端、运算放大器U3同相端连接，电阻R5一端和电源连接，电阻R5另一端和电阻R4一端连接，电位器R2另一端、数字电位器U2另一端、电阻R4另一端、电阻R4抽头端和接地端连接；

所述平衡模块包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、运算放大器U4、NMOS管Q1、三极管Q2、三极管Q3、PMOS管Q4、连接端P1，所述运算放大器U3输出端和NMOS管Q1栅极连接，NMOS管Q1源极和电阻R6一端、三极管Q2集电极、三极管Q3基极连接，三极管Q3集电极和运算放大器U4反相端、电阻R7一端、三极管Q2基极、连接端P1一端、电阻R9一端、PMOS管Q4漏极连接，PMOS管Q4源极和MCU芯片连接，PMOS管Q4栅极和运算放大器U4输出端连接，电阻R7另一端和电阻R8一端、三极管Q2发射极连接，电阻R8另一端和电源连接，电阻R6另一端、三极管Q3发射极、电阻R9另一端和接地端连接。

2.根据权利要求1所述的金属板材冲压控制系统，其特征在于，所述平衡模块包括电阻R10、三极管Q5、电阻R11，所述电阻R10一端和电源连接，电阻R10另一端和三极管Q5集电极连接，三极管Q5基极和电阻R5一端连接，电阻R5发射极和电阻R11一端、运算放大器U3反相端连接，电阻R11另一端和接地端连接。

3.根据权利要求1所述的金属板材冲压控制系统，其特征在于，所述平衡模块包括电阻R12、电阻R13、电阻R14，所述电阻R12一端和电源连接，电阻R12另一端和NMOS管Q1漏极、电阻R13一端连接，电阻R13另一端和运算放大器U4同相端、电阻R14一端连接，电阻R14另一端和接地端连接。

4.根据权利要求1所述的金属板材冲压控制系统，其特征在于，所述平衡模块包括光耦模块U5、连接端P2，所述光耦模块U5的4引脚和电源连接，光耦模块U5的3引脚通过连接端P2和冲模机构连接，光耦模块U5的1引脚和连接端P1连接，光耦模块U5的2引脚和接地端连接。

5.根据权利要求1所述的金属板材冲压控制系统，其特征在于，所述平衡模块包括电阻R15，所述电阻R15一端和三极管Q2发射极连接，电阻R15另一端和接地端连接。

6.根据权利要求1所述的金属板材冲压控制系统，其特征在于，所述平衡模块包括电阻R16、电阻R17，所述电阻R16一端和NMOS管Q1栅极连接，电阻R17一端和PMOS管Q4栅极连接，电阻R16另一端、电阻R17另一端和接地端连接。

7.根据权利要求1所述的金属板材冲压控制系统，其特征在于，所述平衡模块包括发光二极管LED1，所述发光二极管LED1阳极和电源连接，发光二极管LED1阴极和接地端连接。