CN213674444U

CN213674444U - 一种闭环控制的上冲模

Info

Publication number: CN213674444U
Application number: CN202022423814.XU
Authority: CN
Inventors: 霍锦充
Original assignee: Dongguan Wkk Machinery Co ltd
Current assignee: Dongguan Wkk Machinery Co ltd
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2030-10-28

Abstract

本实用新型公开一种闭环控制的上冲模，包括上位机、PLC控制系统、驱动器、闭环步进电机、位置测量元件；控制时，上位机给出移动冲孔模具指令，通过PLC控制系统输出脉冲使驱动器控制闭环步进电机转动，采用滚珠丝杆的传动方式带动冲孔模具移动相应位置，然后通过装在工作台上的位置测量元件，测出冲孔模具实际走的移动距离，将闭环步进电机实际走的距离反馈至驱动器转换成实际脉冲，并与原输出脉冲进行比较，若两者之间存在差值，则通过驱动器补偿其差值脉冲并控制闭环步进电机转动，直到其差值为零，闭环步进电机才停止转动，则模具移动到位。

Description

一种闭环控制的上冲模

技术领域

本实用新型涉及自动控制系统领域技术，尤其是指一种闭环控制的上冲模。

背景技术

内层电路板需要与其它电路板层复合以形成多层板，例如常见的有四层板、六层板。在复合为多层板之前，需要对内层电路板进行冲孔作业。由于内层电路板是一种软的PCB板而非硬板，冲孔对位比硬板更难，若直接采用市场上的硬板冲板机，无法达到高精度冲孔的要求，产品合格率低。

现在的内层板冲孔是用一种冲孔模具进行，冲孔模具是通过步进电机驱动来调节冲头的位置。冲孔系统采用开环控制，控制器与步进电机间只有顺序作用而无反向联系且控制单方向进行。若组成系统的各元件特性和参数值比较稳定，且外界干扰较小，开环控制能够保持一定的精度。然而它由于有自身结构设计，还存在以下缺点：精度通常较低、无自动纠偏能力，因此仍然难以做到冲头高精度快速对位的效果。

发明内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种闭环控制的上冲模，其可以控制冲孔模具的行走距离，实现精准对位，从而克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种闭环控制的上冲模，包括上位机、PLC控制系统、驱动器、闭环步进电机、位置测量元件；

该上位机与PLC控制系统电连接和信号连接，所述PLC控制系统与驱动器电连接和信号连接，所述驱动器与闭环步进电机电连接，所述闭环步进电机连接冲孔模具并且驱动冲孔模具移动，所述位置测量元件测出冲孔模具实际走的移动距离，该位置测量元件与驱动器信号连接形成闭环反馈控制，驱动器与闭环步进电机信号连接形成前置补偿控制；

控制时，上位机给出移动冲孔模具指令，通过PLC控制系统输出脉冲使驱动器控制闭环步进电机转动，采用滚珠丝杆的传动方式带动冲孔模具移动相应位置，然后通过装在工作台上的位置测量元件，测出冲孔模具实际走的移动距离，将闭环步进电机实际走的距离反馈至驱动器转换成实际脉冲，并与原输出脉冲进行比较，若两者之间存在差值，则通过驱动器补偿其差值脉冲并控制闭环步进电机转动，直到其差值为零，闭环步进电机才停止转动，则模具移动到位。

作为一种优选方案，所述位置测量元件为光栅尺，该光栅尺安装于工作台，用于实时地感应冲孔模具的行走移距离。

作为一种优选方案，所述上冲模的结构包括冲孔模具、传动部件、安装座，所述冲孔模具可滑动式装配于安装座，该安装座是装配于上模板，该传动部件包含闭环步进电机和滚珠丝杆，该闭环步进电机带动滚珠丝杆从而拖动该冲孔模具在安装座上行走。

作为一种优选方案，所述冲孔模具是通过滑块与滑槽相配合的方式形成滑动连接。

作为一种优选方案，所述安装座的两端分别安装第一感应器和第二感应器，用于感应所述冲孔模具在安装座上的行走上限位和下限位，该第一感应器和第二感应器与驱动器或PLC控制系统电连接，一旦第一感应器或/和第二感应器被触发时，给驱动器或PLC控制系统发送信号。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，主要是设计了上位机、PLC控制系统、驱动器，以前将驱动模具行走的电机改为闭环步进电机，配合位置测量元件形成闭环回路控制，工作时，位置测量元件测出冲孔模具实际走的移动距离，将闭环步进电机实际走的距离反馈至驱动器转换成实际脉冲，并与原输出脉冲进行比较，若两者之间存在差值，则通过驱动器补偿其差值脉冲并控制闭环步进电机转动，直到其差值为零，闭环步进电机才停止转动，则模具移动到位，以此来提高对位精度。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型之实施例的冲孔模具的示意图。

图2是本实用新型之实施例的上冲模第一视角图。

图3是本实用新型之实施例的上冲模第二视角图。

图4是本实用新型之实施例的上冲模闭环控制结构图。

附图标识说明：

1、上模板 10、冲孔模具

12、导向槽 20、传动部件

21、滚珠丝杆 30、安装座

31、滑槽 32、导轨

33、第一感应器 34、第二感应器

100、上位机 101、PLC控制系统

102、驱动器 103、闭环步进电机

104、位置测量元件。

具体实施方式

请参照图1至图4所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，是一种闭环控制的上冲模，为了实现模具行走的精准对位控制，设计了上位机100、PLC控制系统101、驱动器102、闭环步进电机103、位置测量元件104。

结构上，该上位机100与PLC控制系统101电连接和信号连接，所述PLC控制系统101与驱动器102电连接和信号连接，所述驱动器102与闭环步进电机103电连接，所述闭环步进电机103驱动冲孔模具10移动，所述位置测量元件104测出冲孔模具实际走的移动距离，该位置测量元件104与驱动器102信号连接形成闭环反馈控制，驱动器102与闭环步进电机103信号连接形成前置补偿控制。

控制时，上位机100给出移动冲孔模具10指令，通过PLC控制系统101输出脉冲使驱动器102控制闭环步进电机103转动，采用滚珠丝杆21的传动方式带动冲孔模具10移动相应位置，然后通过装在工作台上的位置测量元件104，测出冲孔模具10实际走的移动距离，将闭环步进电机103实际走的距离反馈至驱动器102转换成实际脉冲，并与原输出脉冲进行比较，若两者之间存在差值，则通过驱动器102补偿其差值脉冲并控制闭环步进电机103转动，直到其差值为零，闭环步进电机103才停止转动，则模具移动到位。

本实施例中，所述位置测量元件104为光栅尺，该光栅尺安装于工作台，用于实时感应冲孔模具10的行走移距离。光栅尺也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于冲孔机的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。本实用新型，在冲孔机中常用于对模具冲头的坐标进行检测，来观察和跟踪冲头模具10误差，以起到一个补偿模具冲头的运动误差的作用。

以上的控制方法是应用于如图1所示的冲孔机构中。图2和图3是上冲模的形状结构，上冲模是装配于冲孔机构的上模板1。所述上冲模的结构包括冲孔模具10、传动部件20、安装座30，所述冲孔模具10可滑动式装配于安装座30，该安装座30是装配于上模板1，该传动部件20包含闭环步进电机103和滚珠丝杆21，该闭环步进电机103带动滚珠丝杆21从而拖动该冲孔模具10在安装座30上行走。

本实施方式中，所述冲孔模具10是通过滑块与滑槽31相配合的方式形成滑动连接。即是在安装座30上设置凹的滑槽31，整个冲孔模具10类似于滑块，冲孔模具10装配于滑槽31即可滑动。以及，还在滑槽31中设置导轨32、在冲孔模具10的配合面上设置导向槽12，导向槽12与导轨32嵌合形成沿指定轨迹行走的模式，保证冲孔模具10在行走时不会歪斜和跑偏。

再有，所述安装座30的两端分别安装第一感应器33和第二感应器34，用于感应所述冲孔模具10在安装座上的行走上限位和下限位，该第一感应器33和第二感应器34与驱动器102或PLC控制系统101电连接，一旦第一感应器33或/和第二感应器34被触发时，给驱动器102或PLC控制系统101发送信号，以此来保护冲孔模具10，防止冲孔模具10移动超过设定的行程。

综上所述，本实用新型的设计重点在于，主要是设计了上位机100、PLC控制系统101、驱动器102，以前将驱动模具行走的电机改为闭环步进电机103，配合位置测量元件104形成闭环回路控制，闭环控制系统在输出端和输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程有直接影响。工作时，位置测量元件104测出冲孔模具10实际走的移动距离，将闭环步进电机103实际走的距离反馈至驱动器102转换成实际脉冲，并与原输出脉冲进行比较，若两者之间存在差值，则通过驱动器102补偿其差值脉冲并控制闭环步进电机转动，直到其差值为零，闭环步进电机103才停止转动，则模具移动到位，以此来提高对位精度。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种闭环控制的上冲模，其特征在于：包括上位机（100）、PLC控制系统（101）、驱动器（102）、闭环步进电机（103）、位置测量元件（104）；

该上位机（100）与PLC控制系统（101）电连接和信号连接，所述PLC控制系统（101）与驱动器（102）电连接和信号连接，所述驱动器（102）与闭环步进电机（103）电连接，所述闭环步进电机（103）驱动冲孔模具（10）移动，所述位置测量元件（104）测出冲孔模具（10）实际走的移动距离，该位置测量元件（104）与驱动器（102）信号连接形成闭环反馈控制，驱动器（102）与闭环步进电机（103）信号连接形成前置补偿控制。

2.根据权利要求1所述的一种闭环控制的上冲模，其特征在于：所述位置测量元件（104）为光栅尺，该光栅尺安装于工作台。

3.根据权利要求1所述的一种闭环控制的上冲模，其特征在于：所述上冲模的结构包括冲孔模具（10）、传动部件（20）、安装座（30），所述冲孔模具（10）可滑动式装配于安装座（30），该安装座（30）是装配于上模板（1），该传动部件（20）包含闭环步进电机（103）和滚珠丝杆（21），该闭环步进电机（103）带动滚珠丝杆（21）从而拖动该冲孔模具（10）在安装座（30）上行走。

4.根据权利要求3所述的一种闭环控制的上冲模，其特征在于：所述冲孔模具（10）是通过滑块与滑槽（31）相配合的方式形成滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种闭环控制的上冲模，其特征在于：所述安装座（30）的两端分别安装第一感应器（33）和第二感应器（34），该第一感应器（33）和第二感应器（34）与驱动器（102）或PLC控制系统（101）电连接。