CN1657955A - 锻造部品成型机的锻造异常检测方法 - Google Patents

Abstract

一种锻造部品成型机的锻造异常检测方法，所述成型机具有一锻造主机体及一控制装置，锻造主机体开机后的工作电流曲线依序为一突波时段及一稳定时段。该检测方法是在稳定时段内，由控制装置每隔一较短时间间隔便侦测一次锻造主机体的工作电流，取初始的预定多次侦测结果平均值作为一基准值，当往后侦测到的工作电流值超出基准值一预定误差值范围时，便中断供应至锻造主机体的电源。且控制装置每隔一较长时间间隔就更新一次基准值并持续进行检测。

Description

锻造部品成型机的锻造异常检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测方法，特别是涉及一种锻造部品成型机的锻造异常检测方法。

背景技术

一般锻造部品成型机大致如图1所示，包含有一锻造主机体11及一控制该锻造主机体11运作的控制装置12。通常螺帽、螺丝组件的制造，大致是将一长条的线材送入锻造主机体11内部，经过整直、切料成胚品后，续经其内部预设的数组夹具机构分别夹送至多个具有对应公、母模的模具机构，并配合装设在每一模具机构内、外所分设的顶托通出机构的运作，来进行一系列的冲压锻造作业，然后再将此半成品进行其它的后续作业，如攻牙、搓牙等。

由于在锻造主机体11内该等夹具机构、模具机构、顶托通出机构，所进行的夹料、冲压、通出等运作过程，只要任一过程中受锻造的胚料发生卡料而无法正常移位时，极易导致相关机构的严重损坏。例如当由线材截切出的胚料，若长度过长或过短等情况发生时，便极易发生卡料的情形。以胚料过短为例，将使夹具机构在进行夹持胚料期间，极容易夹持在胚料端缘处，造成胚料呈斜翘状，加上夹送胚料与模具机构的公、母模间的冲压动作非常快速，通常每分钟可达二、三百次以上，因此斜翘状态的胚料在被夹具机构移送至模具机构中经由对应公、母模进行冲压时，极易造成夹具机构与胚料被撞毁在模具机构的母模上，每当夹具机构被撞断作更换后，都须重作校正，非常费时，若母模也一并损坏，损失更大。当然胚料若卡在母模内无法顺利被顶托通出机构顺利通出时，其往后持续进行的作业，同样极易造成相关机件的损坏，而若未能立刻检测出前述该等锻造异常情况，让锻造主机体11持续运作过久，其损坏将会进一步扩大。

有鉴于锻造主机体11内部所进行的夹料、冲压、通出等运作过程中，只要任一过程中胚料发生卡料，若不适时中断锻造作业，将造成损坏的扩大，因此以往锻造部品成型机的控制装置12是采用量测输出电流的方式，而在工作电流超过预先设定的电流值范围时，中断供应至锻造主机体11的电源，使锻造主机体11立刻停止其夹具机构、模具机构、顶托通出机构的运作，借此避免损坏扩大。

然而，实际上前述锻造主机体11一经开机运作后，其工作电流往往具有预定的变化过程，而不会维持在一固定的电流值，通常其正常的工作电流曲线图如图2所示，其纵轴为电流、横轴为时间，依时间的先后次序，该电流曲线2大致分成两大部份。第一部份为一不稳定的突波时段21，第二部份为一电流逐渐趋于稳定的稳定时段22。

该突波时段21所代表的意义，是该锻造主机体11开机时，会在短暂的时间内(时间t₀-t₁)例如10秒左右，产生极大的不稳定高电流，此一不稳定电流往往数倍于稳定后的工作电流。

该稳定时段22依序包括有一下降段部221与一平稳段部222。该下降段部221所代表的意义是锻造主机体11在时间t₁-t₂期间内例如10秒左右，所消耗的电流是呈逐渐稳定下降的趋势，例如由70安培逐渐降至50安培。最后在时间t₂以后的平稳段部222，是代表锻造主机体11所消耗的工作电流驱于稳定，并维持在一预定电流值(例如50安培)附近，其波动幅度甚小，当然随着锻造部品成型机的种类、产速及相关参数设定的差异，前述工作电流曲线2的突波时段21及稳定时段22的下降段部221与平稳段部222的电流值与时间值会有所不同，甚至有些较小型成型机机种的电流曲线图的稳定时段22中，并不具有该下降段部221。

正因锻造部品成型机的锻造主机体11的工作电流曲线2，可能具备有前述突波时段21、下降段部221、平稳段部222等阶段变化过程，当只以一固定电流值作为锻造异常的比较依据时，便只能针对稳定时段22中的平稳段部222的对应期间进行检测，此种以固定电流值所进行的检测，除了对于发生在下降段部221期间的锻造异常情况无法检出，必须延后至平稳段部222对应期间才能检测出以外，也无法自动适应成型机因某些特定工作条件的微幅变化对工作电流所导致的影响，例如：产速的调整、机具内液压油粘稠度的变化等，都属正常情况，但是却会造成工作电流不同程度的改变，例如产速调整可能会使电流上升或下降几安培至十几安培，液压油用久后会使电流微幅上升1-2安培等，因此若以固定电流值作为锻造异常的检测依据，将会导致检测的正确性变差，或导致必须经常改变电流设定值来作相应调整，以降低检测过程可能发生的误动作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动调整基准电流值来检测出锻造异常状态，并降低误动作机率的锻造部品成型机的锻造异常检测方法。

本发明的锻造异常检测方法，是用来检测一锻造部品成型机的一控制装置供应至一锻造主机体的工作电流，并适时中断锻造主机体的运作，所述锻造主机体开机后的工作电流曲线变化，依序为一不稳定的突波时段及一电流逐渐趋于稳定的稳定时段；该锻造异常检测方法是在所述锻造主机体开机后的稳定时段内，由该控制装置在每隔一较短时间间隔就侦测一次该锻造主机体的工作电流，取初始的预定多次侦测结果进行平均并作为一基准值，当往后侦测到的工作电流值超出该基准值一预定误差值范围，就中断供应至锻造主机体的电源。且该控制装置每隔一较长时间间隔就更新一次基准值并持续进行检测。

本发明另提供一种锻造异常检测方法，用来检测一锻造部品成型机的一控制装置供应至一锻造主机体的工作电流，并适时中断锻造主机体的运作，所述锻造主机体开机后的工作电流曲线变化，依序为一不稳定的突波时段及一电流逐渐趋于稳定的稳定时段，该稳定时段依序包括有一电流逐渐下降的下降段部及一电流趋于平稳的平稳段部；

该锻造异常检测方法包括：

在所述锻造主机体开机后的稳定时段的下降段部内，由该控制装置在每隔一较短时间间隔就侦测一次该锻造主机体的工作电流，而获得一侦测值；取初始的预定多次侦测值加以平均，作为一基准值；该控制装置持续侦测该锻造主机体的工作电流并将侦测值与该基准值进行比较，当侦测值超出该基准值一预定误差值范围，就中断供应至锻造主机体的电源；该控制装置每隔一较长时间间隔就更新一次基准值，并持续进行检测；另在所述锻造主机体开机后的稳定时段的平稳段部内，由该控制装置在每隔该较短时间间隔就侦测一次该锻造主机体的工作电流，而获得一侦测值，并持续重复上述检测过程。

本发明方法能自动调整基准值，提高检测的准确性，减少误动作机率。

附图说明

图1是锻造部品成型的立体外观图。

图2是锻造部品成型机开机后的正常工作电流曲线图。

图3是本发明方法中锻造部品成型机的控制方框图。

图4是本发明方法流程图。

图5是本发明实施例侦测自一锻造主机体的工作电流曲线图之一。

图6是本发明实施例侦测自一锻造主机体的工作电流曲线图之二。

具体实施方式

如图3所示，本发明锻造异常检测方法是用来检测一锻造部品成型机的一控制装置4供应至一锻造主机体3的工作电流，并在检知有锻造异常现象发生时，立刻中断锻造主机体3的运作。由于该锻部品成型机的锻造主机体3与控制装置4的设置情形，大致与前述图1相同，因此本实施例中只以简单的方块图作表示。

该控制装置4包括有：一电源供应单元42  一可检测该电源供应单元42的输出电流的电流检测单元43，一能适时控制该电源供应单元42中断该锻造主机体3运作所需电源的可程控单元44。

该电源供应单元42是由其一输入端421引入所需的电源，并由其一输出端422将电源供应至该锻造主机体3，也就是将电源供应至该锻造主机体3内部各机构，如夹具机构31、模具机构32、顶托通出机构33等，使锻造主机体3能维持正常运作。

该电流检测单元43可采用内附有中央处理器(CPU)的数字式电流控制计，而随需要在CPU中以内建程序的方式，依据不同检测时间点检测所得的电流值为基准，自动进行比较。

该可程控单元44是以程序化建立所需的动作程序，可使用一般可编程序逻辑控制器(PLC)来执行程序化的控制。该可程控单元44连接于该电源供应单元42与电流检测单元43，而能接收该电流检测单元43所输出的异常触发信号，并在接收异常触发信号时控制该电源供应单元42的输出端422中断输出，使该锻造主机体3的夹具机构31、模具机构32、顶托通出机构33等停止运作，而中断锻造作业。

配合图4所示，来说明该锻造异常检测方法的主要运作流程，步骤如下：

(A)、如图中的流程201，该控制装置4的电流检测单元43在每隔一较短时间间隔如1/60秒，就侦测一次该电源供应单元42的输出端422供应至前述锻造主机体3的工作电流，而获得一侦测值。

(B)、如图中的流程202，取预定次数的侦测值，例如初始的十次侦测值加以平均作为一基准值。

(C)、如图中的流程203，该电流检测单元43持续每隔一较短时间间隔侦测一次该锻造主机体3的工作电流，并将得到的侦测值与该基准值进行比较，当侦测值超出该基准值一预定误差值范围如±2安培，便进行流程204，由该电流检测单元43的一触发端431输出一异常触发信号至前述可程控单元44，由该可程控单元44控制切断该锻造主机体3所需的电源，以停止锻造作业。

(D)、如图中流程205，该电流检测单元43在每经过一预先设定的较长时间间隔如五分钟后，便进行一流程206更新一次基准值。该更新的基准值设定为：该电流检测单元43在每一较长时间间隔内取初始的十次侦测值进行平均作为新的基准值，并接续至该流程203。

该锻造异常检测方法具有几项可在该电流检测单元43内建程序中依需求调整的参数：

1.较短时间间隔，在此以1/60秒为例，若设定时间调短会提高检测系统的敏感度，若设定时间调长会降低敏感度。

2.基准值取样自侦测值的平均次数，在此取初始的十次侦测值进行平均作为基准值，若取较多次数进行平均，所得基准值的可靠性较高，能降低误动作的机率，但是却因此减少较多次的检测次数。

3.误差范围，在此以±2安培为例，也可为+2安培-1安培，范围越大，敏感度越低。

4.较长时间间隔，在此以五分钟为例，可缩短间隔长度以加快更新基准值的频率，提高检测的正确性。

配合以上程序中参数的设定，可调整该控制装置4的电流检测单元43的检测灵敏度。当灵敏度越高，虽可提高异常的侦测率，确保工作安全性，但是也因此常导致由些微的电流变化而发生误判并中断电源的现象。在机械运作过程中，经常的中断电源对于机械本身会造成损害，因此并非敏感度越高越好。

有关前述该电流检测单元43在不同检测时间点所进行的检测动作，以锻造主机体3运作时产生如图5所示的工作电流曲线5为例作说明，该工作电流曲线5依序为一产生瞬间大电流的突波时段51及一电流逐渐趋于稳定的稳定时段52。该稳定时段52包括有一电流趋于平稳的平稳段部521。

该突波时段51的时间约为10秒，由于该时段的电流不稳定，因此较无检测的必要。

本实施例的锻造异常检测方法，只对受测的锻造主机体3在稳定时段52期间是否发生锻造异常进行检测，以下作实例说明：

当在该稳定时段52的平稳段部521期间，该电流检测单元43每隔1/60秒，检测得至的电流值依时间先后t₁t₂t₃t₄......分别60.5安培、61安培、59安培、60安培......。取前十个时间点t₁-t₁₀的侦测电流约占1/6秒的时间，并得到侦测电流平均值为59.5安培，由于设定该预定误差范围为±2安培，所获得作为比较基准的电流值范围为57.5-61.5安培。且该电流检测单元43后续在时间t₁₁、t₁₂、t₁₃、t₁₄......分别检测得电流值61安培、60安培、61.5安培、62.5安培......，在t₁₄的时间点得到的电流侦测值62.5安培是超出误差范围的，该可程控单元44便立刻控制电源供应单元42中断电源输出，使其输出端422不再供应锻造主机体3运作所需的电源。

此外，该电流检测单元43每隔五分钟更新一次基准值。也就是说，自第六分钟开始，该电流检测单元43同样每隔1/60秒侦测一次电流值，而得到初始的十次侦测值平均所获得的新基准值变为60安培，加上误差范围所获得作为比较基准的电流值范围为58-62安培。以此电流值范围58-62安培与后续一直到第十分钟末所测得的每次侦测值进行比较，一旦任一侦测值超出此范围，该可程控单元44便立刻控制电源供应单元42中断电源输出。

根据本发明的上述方法，当该锻造主机体3内该等夹具机构31、模具机构32、顶托通出机构33所进行的夹料、冲压、通出等运作过程，只要任一过程中受锻造的胚料发生卡料而无法正常移位时，被卡阻的夹具机构31、模具机构32、顶托通出机构33将引起突发的大电流消耗，导致该电源供应单元42的输出端422的输出电流突然大幅度升高，此时，该电流检测单元43便可检测出该突然升高的输出电流高于电流基准值的误差范围上限，该可程控单元44便立刻控制电源供应单元42中断电源输出，使其输出端422不再供应锻造主机体3运作所需的电源，并使锻造主机体3的各运作机件如夹具机构31、模具机构32、顶托通出机构33等都停止运作，故此避免被卡阻的相关机件继续进行锻造作业而导致损坏扩大。

当然，若有任一夹具机构31在夹料过程中，因未能顺利夹取胚料送抵所对应的模具机构32，或因模具机构32的公模断损，而无法完整冲压到胚料等情况发生时，整体锻造主机体3所消耗的电流将会突然变小，在消耗电流突然变小的情况发生时，本发明同样可借由该控制装置4的电流检测单元43，来检知电源供应单元42的输出端422的输出电流突然大幅度降低，当该电流过低而超出所对应的比较电流值范围下限时，可程控单元44同样会立刻控制电源供应单元42中断电源输出，使其输出端422不再供应锻造主机体3运作所需的电源，使锻造主机体3的各运作机件停止运作。

由本发明的检测过程可知，该锻造异常检测方法是由该电流检测单元43中的内建程序，设定各种可调参数，以自动调整的基准值作为电流比较基础，兼顾了灵敏性与安全性。因此，可自动适应成型机在产速的调整、机具内液压油粘稠度工作条件等的改变，所导致的全程工作电流不同程度提升或下降的变化影响，也就是说该等工作条件的正常改变，都不致造成本发明检测正确性变差。

本发明锻造部品成型机的锻造异常检测方法的另一实施例中，有关前述电流检测单元43在不同检测时间点所进行的检测动作，以锻造主机体3运作时产生如图6所示的工作电流曲线5为例作说明，本实施例与前述实施例的不同点在于：该工作电流曲线5的稳定时段52更包括有一电流逐渐下降的下降段部520，该下降段部520是衔接在前述突波时段51与平稳段部521之间。

本实施例对该稳定时段52的下降段部520期间，同样是在每隔一较短时间间隔都侦测一次锻造主机体的工作电流，并同样是以初始的十次侦测值进行平均作为基准值，在后续测得的工作电流侦测值超出该基准值一预定误差值范围(±2安培)时，就中断锻造主机体进行锻造作业。由于在该下降段部520期间所进行的检测过程，是与在前述平稳段部521期间的检测过程相同，因此不再重复说明。

本实施例的检测方法相较于以往检测方式可知，由于以往检测方式只设定一固定电流值作为锻造异常的比较依据，导致必须放弃稳定时段的下降段部期间的侦测，而延后到稳定段部对应期间才能检测出锻造异常状态。而本实施例更具有更新基准值及可配合当时所需而调整灵敏度的功能，因此本实施例所进行的检测，能具有较佳的可调整性及精确性。

归纳上述，本发明的锻造异常检测方法，是以自动调整电流值来进行锻造异常的检测，使当成型机在产速的调整、机具内液压油粘稠度等工作条件的改变时，不致影响检测的正确性，并更能实时检测出发生在下降段部520对应期间的锻造异常情况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1、一种锻造部品成型机的锻造异常检测方法，用来检测一锻造部品成型机的一控制装置供应至一锻造主机体的工作电流，并适时中断锻造主机体的运作，所述锻造主机体开机后的工作电流曲线变化，依序为一不稳定的突波时段及一电流逐渐趋于稳定的稳定时段；

该锻造异常检测方法包括：

(A)在所述锻造主机体开机后的稳定时段内，由该控制装置每隔一较短时间间隔就侦测一次该锻造主机体的工作电流，而获得一侦测值；

(B)取初始的预定多次侦测值加以平均，作为一基准值；

(C)该控制装置持续侦测该锻造主机体的工作电流并将侦测值与该基准值进行比较，当侦测值超出该基准值一预定误差值范围，就中断供应至锻造主机体的电源；及

(D)该控制装置每隔一较长时间间隔就更新一次基准值，并接续至该(C)步骤。

2、如权利要求1所述的锻造部品成型机的锻造异常检测方法，其特征在于：所述步骤(D)中更新的基准值设定为该控制装置在该较长时间间隔内所得到的初始预定多次侦测值的平均值。

3、一种锻造部品成型机的锻造异常检测方法，用来检测一锻造部品成型机的一控制装置供应至一锻造主机体的工作电流，并适时中断锻造主机体的运作，所述锻造主机体开机后的工作电流曲线变化，依序为一不稳定的突波时段及一电流逐渐趋于稳定的稳定时段，该稳定时段依序包括有一电流逐渐下降的下降段部及一电流趋于平稳的平稳段部；

该锻造异常检测方法包括：

(A)在所述锻造主机体开机后的稳定时段的下降段部内，由该控制装置在每隔一较短时间间隔就侦测一次该锻造主机体的工作电流，而获得一侦测值；

(B)取初始的预定多次侦测值加以平均，作为一基准值；

(C)该控制装置持续侦测该锻造主机体的工作电流并将侦测值与该基准值进行比较，当侦测值超出该基准值一预定误差值范围，就中断供应至锻造主机体的电源；

(D)该控制装置每隔一较长时间间隔就更新一次基准值，并接续至该(C)步骤；及

(E)另在所述锻造主机体开机后的稳定时段的平稳段部内，由该控制装置在每隔该较短时间间隔就侦测一次该锻造主机体的工作电流，而获得一侦测值，并接续进行(B)步骤至(D)步骤。

4、如权利要求3所述锻造部品成型机的锻造异常检测方法，其特征在于：所述步骤(D)中更新的基准值设定为该控制装置在该较长时间间隔内所得到的初始预定多次侦测值的平均值。

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