CN117505643A - 双工位智能冲压机及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双工位智能冲压机及其方法，涉及冲压机领域，包括承载平台，所述承载平台一侧固定安装有操作台，所述操作台的内部固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出轴上安装有第一齿轮，所述操作台的一侧滑动连接有压制板，所述压制板的一侧与第一齿轮之间啮合连接。本发明在定位组件移动的过程中，会通过多个齿轮的传动来改变限位板的位置，多个限位板同时向中心区域移动，完成对电机片的夹持固定，整个夹持机构的体积比较小，可以适应小体积的电极片，并且多个限位板的移动，能够保证电极片的稳定性，在冲压的过程中，对电极片的边缘位置都可以进行限制，防止电极片因为压力过大而出现偏移，从而保证了冲压的质量。

Description

双工位智能冲压机及其方法

技术领域

本发明涉及冲压机技术领域，具体为双工位智能冲压机及其方法。

背景技术

冲压机是一种用于对金属材料进行冲压加工的机械设备。

现有技术中，如公开号为：CN106042431A的“一种双工位冲压机”，包括底座和设在底座上的支架，还包括分别设在支架下端面左右两侧的活塞筒，活塞筒的上部设有与之连通的高压管，两活塞筒通过高压管相连通；活塞筒内设有能够滑动的活塞杆，活塞杆的下端面连接有冲压头；底座上分别设有与冲压头配合的下模；一活塞杆的一侧设有端面开有环形凹槽的凸轮，凸轮的上端部设有能够上下运动的推杆，推杆的下端设有与环形凹槽配合的滚子；凸轮的一侧设有电机，电机的输出轴与凸轮连接；推杆的上端部连接有挡板，该挡板固定在靠近凸轮的活塞杆的侧壁上。

但现有技术中，冲压机的在冲压过程中，产品的形状和结构会出现大幅度变动，而由于电极片的体积和形状都比较小，无法用传统的大型夹具对其进行固定，小型夹具的夹持力度不够，因此在实际冲压的过程中，电极片会因为压力过大而出现位移，导致电极片与原来的位置出现偏差，就会直接导致电极片冲压出来的形状与预期形状产生差异，会影响到产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供双工位智能冲压机及其方法，以解决上述背景技术提出的因此在实际冲压的过程中，电极片可能会因为压力过大而出现位移，导致电极片与原来的位置出现偏差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：双工位智能冲压机及其方法，包括承载平台，所述承载平台一侧固定安装有操作台，所述操作台的内部固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出轴上安装有第一齿轮，所述操作台的一侧滑动连接有压制板，所述压制板的一侧与所述第一齿轮之间啮合连接，所述承载平台的上表面活动安装有定位组件；

所述定位组件包括放料平台，所述放料平台的内部固定安装有支撑块，所述支撑块的一侧固定连接有延伸支架，所述延伸支架的顶部转动连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮的顶部固定连接有第二齿轮，所述支撑块的顶部转动连接有齿环，所述第二齿轮与所述齿环之间啮合连接；

所述齿环的一侧啮合连接有第三齿轮，所述第三齿轮和所述第二齿轮分别位于所述齿环的两侧，所述第三齿轮的顶部固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮的一侧啮合连接有衔接杆，所述衔接杆的一侧固定安装有凸齿，所述衔接杆的顶部固定连接有活动板，所述活动板的上表面固定连接有限位杆，所述限位杆的顶部固定连接有限位板。

优选的，所述支撑块的顶部固定安装有限位环，所述活动板的底部搭接在所述限位环的顶部，所述衔接杆与所述限位环之间滑动连接，所述衔接杆与所述限位环的交接处开设有防脱卡槽。

优选的，所述延伸支架的一侧转动连接有第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮与所述第二锥形齿轮之间啮合连接，所述第一锥形齿轮的一侧固定连接有第四齿轮，所述第四齿轮位于所述支撑块的一侧。

优选的，所述限位杆贯穿所述放料平台，所述放料平台与所述限位杆的交接处开设有条形孔，所述限位板的底部搭接在所述放料平台的上表面，所述限位板位于所述压制板的下方。

优选的，所述支撑块的底部与所述承载平台的顶部之间滑动连接，所述支撑块的一侧转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆转动安装在所述承载平台的一侧，所述第三齿轮中的转轴的一端转动连接在所述支撑块的顶部，所述第三齿轮位于所述齿环与所述限位环之间，所述承载平台的内部开设引导槽，所述承载平台的上表面开设有齿槽，所述第四齿轮与所述齿槽之间啮合连接，所述第一锥形齿轮位于所述引导槽的内部。

双工位智能冲压机的冲压方法，包括以下步骤：

S1、二值化及边缘搜索；

S2、像素面积计算；

S3、判断误差是否符合要求；

S4、成品与报废。

优选的，在步骤S1中：二值化，图像二值化就是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果的过程，二值图像每个像素只有两种取值：要么纯黑，要么纯白，采用阈值法进行二值化，阈值法是指选取一个数字，大于它就视为全白，小于它就视为全黑，坐标系物理原点以图片中心为原点，对于计算机来说，其处理的是灰度二维数组，坐标系原点是二维数组的中心坐标，如数组为[1920，1080]的二维数组，原点的系统坐标为[960，540]，并以此建立坐标系，因为该项目中图像部分色彩相对简单，因此利用灰度照相机获取灰度图片数组后，将阈值设置为127即255的一半，通过公式1二值化处理，公式1为：

；

式中x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

优选的，在步骤S1中：边缘搜索，对比相邻点二值化灰度值来确定边缘，对于下边缘满足公式，公式2为：

；

对于上边缘满足公式3，公式3为：

；

对于左边缘满足公式4，公式4为：

；

对于右边缘满足公式5，公式5为：

；

将满足公式1～公式5的点记作1，不满足的点记为0，可以得到公式6，公式6为：

；

式中，Edge[x，y]代表二值化后图像中物体的边缘坐标，x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

优选的，在步骤S1中：所述边缘搜索还包括边缘处理，解决由于镜头或者背景的污垢出现边缘值误判情况，其中，对于边缘上的点满足以下公式，式7为：

；

对于不满足公式的边缘上的点进行修正，修正公式满足以下公式，公式8为：

；

式中，M0和M1为工程实际设定误差，x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

优选的，在步骤S2中：像素面积计算，计算边缘线所围起来的封闭曲线里的像素个数，记作N，满足公式9，公式9为：

；

式9中，K为设定像素个数，不满足代表出现卷边等情况则报废；k代表合格产品的边缘线构成的封闭曲线包围的像素点个数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，定位组件通过限位板来限制电极片的位置，进行冲压时，将电极片摆放到在放料平台上，随后在定位组件移动的过程中，会通过多个齿轮的传动来改变限位板的位置，多个限位板同时向中心区域移动，完成对电机片的夹持固定，整个夹持机构的体积比较小，可以适应小体积的电极片，并且多个限位板的移动，能够保证电极片的稳定性，在冲压的过程中，对电极片的边缘位置都可以进行限制，防止电极片因为压力过大而出现偏移，从而保证了冲压的质量。

2、本发明中，通过限位环来确定衔接杆的移动路线和方向，并且齿环也被限制在了支撑块的顶部，具有较好的结构稳定性，每个传动齿轮都分别控制一个衔接杆，并且传动齿轮都与齿环啮合连接在一起，整体处于同步转动的状态，保证了每块限位板都是同时移动并且移动距离也都相等，保证了电极片会处在中心区域，减少与压制板之间进行对准的时间，起到提升加工效率的作用。

附图说明

图1为本发明双工位智能冲压机的立体结构示意图；

图2为本发明双工位智能冲压机的正视图；

图3为本发明双工位智能冲压机的侧视图；

图4为本发明双工位智能冲压机的定位组件立体结构示意图；

图5为本发明双工位智能冲压机的定位组件正视图；

图6为本发明双工位智能冲压机的活动板仰视图；

图7为本发明双工位智能冲压机的活动板和齿环立体结构示意图；

图8为本发明双工位智能冲压机的衔接杆与活动板立体结构示意图；

图9为本发明双工位智能冲压机的冲压方法流程图。

图中：1、承载平台；2、操作台；3、驱动电机；4、第一齿轮；5、压制板；6、定位组件；7、齿槽；8、引导槽；61、放料平台；62、螺纹杆；63、支撑块；64、延伸支架；65、第一锥形齿轮；66、第四齿轮；67、第二锥形齿轮；68、第二齿轮；69、限位板；610、限位杆；611、活动板；612、齿环；613、限位环；614、衔接杆；615、传动齿轮；616、第三齿轮；617、凸齿；618、防脱卡槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示：双工位智能冲压机，包括承载平台1，承载平台1一侧固定安装有操作台2，操作台2的内部固定安装有驱动电机3，驱动电机3输出轴上安装有第一齿轮4，操作台2的一侧滑动连接有压制板5，压制板5的一侧与第一齿轮4之间啮合连接，承载平台1的上表面活动安装有定位组件6，定位组件6包括放料平台61，放料平台61的内部固定安装有支撑块63，支撑块63的一侧固定连接有延伸支架64，延伸支架64的顶部转动连接有第二锥形齿轮67，第二锥形齿轮67的顶部固定连接有第二齿轮68，支撑块63的顶部转动连接有齿环612，第二齿轮68与齿环612之间啮合连接，齿环612的一侧啮合连接有第三齿轮616，第三齿轮616和第二齿轮68分别位于齿环612的两侧，第三齿轮616的顶部固定连接有传动齿轮615，传动齿轮615的一侧啮合连接有衔接杆614，衔接杆614的一侧固定安装有凸齿617，衔接杆614的顶部固定连接有活动板611，活动板611的上表面固定连接有限位杆610，限位杆610的顶部固定连接有限位板69。

本实施例中，承载平台1用于确定操作台2和定位组件6的位置，其中操作台2上安装了驱动电机3，该驱动电机3的输出端设置有第一齿轮4，第一齿轮4与压制板5啮合连接，在进行冲压的过程中，控制驱动电机3的正转与反转，来达到驱动不同压制板5向下移动的目的；

而在冲压之前，需要对电极片进行定位，使用时，将电极片摆放到放料平台61上，放料平台61底部的支撑块63搭接在承载平台1上，随后推动整个放料平台61移动到压制板5的下方，在放料平台61移动的过程中，会带动第二锥形齿轮67进行转动，该第二锥形齿轮67安装在延伸支架64上，整体处于支撑块63的侧面；

在第二锥形齿轮67转动的过程中，会通过第二齿轮68同步推动齿环612进行转动，每个活动板611底部的限位杆610均通过凸齿617与一个传动齿轮615啮合连接在一起，并且所有传动齿轮615的底部均连接有第三齿轮616，在齿环612转动的过程中，会通过第三齿轮616带动传动齿轮615进行转动，传动齿轮615通过凸齿617推动衔接杆614进行移动，以此来改变活动板611的位置，而活动板611又通过限位杆610与限位板69连接，在活动板611移动的过程中，就会推动限位板69进行移动，当放料平台61移动到压制板5的下方时，所有的限位板69会移动到放料平台61的中心区域，完成对电极片的自动定位；

其中齿环612转动安装在支撑块63上，自身位置不会发生改变，而限位环613则固定在支撑块63，起到支撑活动板611的同时，还对衔接杆614的移动方向进行限制，从而保证了每个限位板69都会朝放料平台61的中心处移动。

实施例二

参照图4、图6、图7和图8所示，支撑块63的顶部固定安装有限位环613，活动板611的底部搭接在限位环613的顶部，衔接杆614与限位环613之间滑动连接，衔接杆614与限位环613的交接处开设有防脱卡槽618，延伸支架64的一侧转动连接有第一锥形齿轮65，第一锥形齿轮65与第二锥形齿轮67之间啮合连接，第一锥形齿轮65的一侧固定连接有第四齿轮66，第四齿轮66位于支撑块63的一侧，限位杆610贯穿放料平台61，放料平台61与限位杆610的交接处开设有条形孔，限位板69的底部搭接在放料平台61的上表面，限位板69位于压制板5的下方，支撑块63的底部与承载平台1的顶部之间滑动连接，支撑块63的一侧转动连接有螺纹杆62，螺纹杆62转动安装在承载平台1的一侧，第三齿轮616中的转轴的一端转动连接在支撑块63的顶部，第三齿轮616位于齿环612与限位环613之间，承载平台1的内部开设引导槽8，承载平台1的上表面开设有齿槽7，第四齿轮66与齿槽7之间啮合连接，第一锥形齿轮65位于引导槽8的内部。

本实施例中，第一锥形齿轮65设置在引导槽8当中，同时第四齿轮66也与齿槽7之间啮合连接，在需要调整放料平台61位置的时候，通过转动螺纹杆62，来推动支撑块63进行移动，从而达到改变放料平台61位置的目的，具体移动路线会同时受到引导槽8和齿槽7的限制；

在放料平台61移动的过程中，第四齿轮66会被齿槽7所带动并发生旋转，第四齿轮66的转动就会通过第一锥形齿轮65来驱动第二锥形齿轮67进行转动，从而达到驱动第三齿轮616转动的目的，为整个限位板69的移动提供动力来源；

衔接杆614的两侧都设置有防脱卡槽618，可以防止衔接杆614从限位环613上脱离，同时限位板69自身也搭在放料平台61的上方，并且还受到限位杆610的限制，能够保证放料平台61的结构稳定性，以确保能够承受住压制板5的压制。

实施例三

参照图9所示，双工位智能冲压机的冲压方法，包括以下步骤：

S1、二值化及边缘搜索；

S2、像素面积计算；

S3、判断误差是否符合要求；

S4、成品与报废。

在步骤S1中：二值化，图像二值化就是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果的过程，二值图像每个像素只有两种取值：要么纯黑，要么纯白，采用阈值法进行二值化，阈值法是指选取一个数字，大于它就视为全白，小于它就视为全黑，坐标系物理原点以图片中心为原点，对于计算机来说，其处理的是灰度二维数组，坐标系原点是二维数组的中心坐标，如数组为[1920，1080]的二维数组，原点的系统坐标为[960，540]，并以此建立坐标系，因为该项目中图像部分色彩相对简单，因此利用灰度照相机获取灰度图片数组后，将阈值设置为127即255的一半，通过公式1二值化处理，公式1为：

；

式中x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

在步骤S1：中边缘搜索，因为物体与背景的灰度值差异较大，所以可以对比相邻点二值化灰度值来确定边缘；

对于下边缘满足公式2，公式2为：

；

对于上边缘满足公式3，公式3为：

；

对于左边缘满足公式4，公式4为：

；

对于右边缘满足公式5，公式5为：

；

将满足公式1～公式5的点记作1，不满足的点记为0，可以得到公式6，公式6为：

；

式中，Edge[x，y]代表二值化后图像中物体的边缘坐标，x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

在步骤S1中：边缘搜索还包括边缘处理，解决由于镜头或者背景的污垢出现边缘值误判情况，其中，对于边缘上的点满足以下公式，M0和M1为工程实际设定误差，式7为：

；

对于不满足公式的边缘上的点进行修正，修正公式满足以下公式，公式8为：

；

x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

在步骤S2中：像素面积计算，计算边缘线所围起来的封闭曲线里的像素个数，记作N，满足公式9，公式9为：

；

式9中，K为设定像素个数，不满足代表出现卷边等情况则报废；k代表合格产品的边缘线构成的封闭曲线包围的像素点个数。

本装置的使用方法及工作原理：在冲压之前，将电极片摆放到放料平台61上，通过转动螺纹杆62，来推动支撑块63进行移动，将整个放料平台61移动到压制板5的下方，在放料平台61移动的过程中，第四齿轮66会被齿槽7所带动并发生旋转，通过第一锥形齿轮65来驱动第二锥形齿轮67进行转动；

在第二锥形齿轮67转动的过程中，会通过第二齿轮68同步推动齿环612进行转动，在齿环612转动的过程中，会通过第三齿轮616带动传动齿轮615进行转动，传动齿轮615通过凸齿617推动衔接杆614进行移动，以此来改变活动板611的位置，衔接杆614的两侧都设置有防脱卡槽618，可以防止衔接杆614从限位环613上脱离；

在活动板611移动的过程中，就会推动限位板69进行移动，当放料平台61移动到压制板5的下方时，所有的限位板69会移动到放料平台61的中心区域，完成对电极片的自动定位，随后控制驱动电机3的正转与反转，来达到驱动不同压制板5向下移动。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双工位智能冲压机，包括承载平台（1），所述承载平台（1）一侧固定安装有操作台（2），所述操作台（2）的内部固定安装有驱动电机（3），所述驱动电机（3）输出轴上安装有第一齿轮（4），所述操作台（2）的一侧滑动连接有压制板（5），所述压制板（5）的一侧与所述第一齿轮（4）之间啮合连接，其特征在于：所述承载平台（1）的上表面活动安装有定位组件（6）；

所述定位组件（6）包括放料平台（61），所述放料平台（61）的内部固定安装有支撑块（63），所述支撑块（63）的一侧固定连接有延伸支架（64），所述延伸支架（64）的顶部转动连接有第二锥形齿轮（67），所述第二锥形齿轮（67）的顶部固定连接有第二齿轮（68），所述支撑块（63）的顶部转动连接有齿环（612），所述第二齿轮（68）与所述齿环（612）之间啮合连接，所述齿环（612）的一侧啮合连接有第三齿轮（616），所述第三齿轮（616）和所述第二齿轮（68）分别位于所述齿环（612）的两侧，所述第三齿轮（616）的顶部固定连接有传动齿轮（615），所述传动齿轮（615）的一侧啮合连接有衔接杆（614），所述衔接杆（614）的一侧固定安装有凸齿（617），所述衔接杆（614）的顶部固定连接有活动板（611），所述活动板（611）的上表面固定连接有限位杆（610），所述限位杆（610）的顶部固定连接有限位板（69）。

2.根据权利要求1所述的双工位智能冲压机，其特征在于：所述支撑块（63）的顶部固定安装有限位环（613），所述活动板（611）的底部搭接在所述限位环（613）的顶部，所述衔接杆（614）与所述限位环（613）之间滑动连接，所述衔接杆（614）与所述限位环（613）的交接处开设有防脱卡槽（618）。

3.根据权利要求2所述的双工位智能冲压机，其特征在于：所述延伸支架（64）的一侧转动连接有第一锥形齿轮（65），所述第一锥形齿轮（65）与所述第二锥形齿轮（67）之间啮合连接，所述第一锥形齿轮（65）的一侧固定连接有第四齿轮（66），所述第四齿轮（66）位于所述支撑块（63）的一侧。

4.根据权利要求3所述的双工位智能冲压机，其特征在于：所述限位杆（610）贯穿所述放料平台（61），所述放料平台（61）与所述限位杆（610）的交接处开设有条形孔，所述限位板（69）的底部搭接在所述放料平台（61）的上表面，所述限位板（69）位于所述压制板（5）的下方。

5.根据权利要求4所述的双工位智能冲压机，其特征在于：所述支撑块（63）的底部与所述承载平台（1）的顶部之间滑动连接，所述支撑块（63）的一侧转动连接有螺纹杆（62），所述螺纹杆（62）转动安装在所述承载平台（1）的一侧，所述第三齿轮（616）中的转轴的一端转动连接在所述支撑块（63）的顶部，所述第三齿轮（616）位于所述齿环（612）与所述限位环（613）之间，所述承载平台（1）的内部开设引导槽（8），所述承载平台（1）的上表面开设有齿槽（7），所述第四齿轮（66）与所述齿槽（7）之间啮合连接，所述第一锥形齿轮（65）位于所述引导槽（8）的内部。

6.双工位智能冲压机的冲压方法，其特征在于，使用了上述权利要求1-5中任意一项所述的双工位智能冲压机，包括以下步骤：

S1、二值化及边缘搜索；

S2、像素面积计算；

S3、判断误差是否符合要求；

S4、成品与报废。

7.根据权利要求6所述的双工位智能冲压机的冲压方法，其特征在于，在步骤S1中：

二值化，即图像二值化，指将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，采用阈值法进行二值化，针对计算机处理的灰度二维数组，取阈值为127，通过公式1二值化处理，公式1为：

；

式中x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

8.根据权利要求6所述的双工位智能冲压机的冲压方法，其特征在于，在步骤S1中：

边缘搜索，对比相邻点二值化灰度值来确定边缘；

对于下边缘满足公式2，公式2为：

；

对于上边缘满足公式3，公式3为：

；

对于左边缘满足公式4，公式4为：

；

对于右边缘满足公式5，公式5为：

；

将满足公式1～公式5的点记作1，不满足的点记为0，可以得到公式6，公式6为：

；

式中，Edge[x，y]代表二值化后图像中物体的边缘坐标，x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

9.根据权利要求6所述的双工位智能冲压机的冲压方法，其特征在于，在步骤S1中：所述边缘搜索还包括边缘处理，解决由于镜头或者背景的污垢出现边缘值误判情况，其中，对于边缘上的点满足公式7，公式7为：

；

对于不满足公式的边缘上的点进行修正，修正公式满足公式8，公式8为：

；

式中，M0和M1为工程实际设定误差，x为X轴坐标，y为Y轴坐标。

10.根据权利要求6所述的双工位智能冲压机的冲压方法，其特征在于，在步骤S2中：

像素面积计算，计算边缘线所围起来的封闭曲线里的像素个数，记作N，满足公式9，公式9为：

；

式中，K为设定像素个数，不满足代表出现卷边情况则报废；k代表合格产品的边缘线构成的封闭曲线包围的像素点个数。