CN216938088U - 精冲机板带自动送料、步距检测闭环控制装置 - Google Patents

Abstract

一种精冲机板带自动送料、步距检测闭环控制装置，用于冲压前的板带送料。打滑监测组件的上部组件带导柱气缸与支架连接，检测辊安装在U字型框架里，在检测辊与U字型框架间安装有轴承，检测辊轴端安装有编码器，U字型框架通过与气缸活塞杆连结为一体；下部组件的底座与支架连接，底座与轴承座连接，固定辊通过轴承装在轴承座的内孔中，导板安装在轴承座上，固定辊凸出在导板外。本实用新型通过机械、液压和电控的协同配合，能实现自动送料及步距监控闭环的精准控制，可避免上夹送辊和下夹送辊间因板带送料摩擦力不够打滑，造成送料步距不够，或上夹送辊压力过大造成板带被压延，致使送料步距过长的情况发生，最大限度保护模具、设备和操作人员的安全。

Description

精冲机板带自动送料、步距检测闭环控制装置

技术领域

本实用新型涉及机械制造技术领域，具体是一种用于精冲机等大型冲压设备的自动送料、步距检测闭环控制装置。

背景技术

随着汽车等现代工业的快速发展，比如冲压机或精冲机等大型冲压设备的使用越来越多，吨位越来越大，而冲压设备的模具也是越来越复杂，有单工位和多工位的模具。为提高设备模具的送料精度和减少送料时间，通常采用通过一定比例关系间接送料技术，也就是通过伺服电机和设定一定传动比的夹送板带机构，按理论计算的伺服电机的转动圈数来送料，但送料过程基本都是开环控制，即模具要求送料精度有公差要求，送料步距大了或小了，都会造成模具的叠料或欠料，使送料精度满足不了冲压生产的要求，这样就会造成价格昂贵的模具损坏或报废，影响冲压工序的正常操作，并给设备、模具和操作人员带来安全风险。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的发明目的在于提供一种精冲机板带自动送料、步距检测闭环控制装置，以解决精冲机板带送料步距不稳定和精确度不高的问题。

为实现上述发明目的，本实用新型的伺服电机通过齿轮一带动双联齿轮转动，双联齿轮经中间齿轮通过齿轮二带动下夹送辊旋转，双联齿轮通过传动轴一、传动轴二经齿轮三、齿轮四带动上夹送辊旋转，上夹送辊和下夹送辊通过相同转速和相反旋转方向，把板带往前夹送；辊座的两端分别通过轴承与传动轴一、传动轴二转动连接，辊座的两端还通过轴承十、轴承十一与上夹送辊连接，上油缸一和上油缸二的活塞杆一、活塞杆二抵在与上夹送辊连接的辊座处的上面，下油缸的活塞杆抵在辊座的下面，下油缸的尾部带有位移传感器，上油缸一和上油缸二的柱塞进油，下油缸的柱塞出油，上油缸一、上油缸二的活塞杆一、活塞杆二把辊座往下压，辊座绕传动轴一、传动轴二的轴线摆动旋转，通过上夹送辊把板带夹紧在上夹送辊与下夹送辊中间。

打滑监测组件由上部组件和下部组件组成；上部组件的气缸底座通过螺钉一与支架连接，上部组件的带导柱气缸通过螺钉二固定在气缸底座上，检测辊安装在由横板、侧板一和侧板二经螺钉三组成的U字型框架里，在检测辊和侧板一及侧板二间安装有轴承十二和轴承十三，轴承十二和轴承十三分别通过其外侧的挡圈一、挡圈二定位，在检测辊的轴端安装有可以实现送料步距监控的编码器，U字型框架通过螺钉四、销钉与气缸活塞杆连结为一体，气缸活塞杆带动U字型框架上、下移动。由于检测辊的监测，可以避免上夹送辊和下夹送辊之间，因板带的送料摩擦力不足打滑或送料步距不够，或上夹送辊压力过大所造成板带被压延送料、步距过长的情况发生。

下部组件的底座通过螺钉五与支架连接，下部组件的底座与轴承座一、轴承座二连接，固定辊通过轴承十四和轴承十五装在轴承座一、轴承座二的内孔中，由非金属材料制作的导板安装在轴承座一、轴承座二上，固定辊凸出在导板外，螺钉六把轴承座一、轴承座二连接在底座上。

所述带导柱气缸经气缸控制阀与控制系统连接，上油缸一、上油缸二、下油缸经油缸控制阀与控制系统连接，伺服电机经伺服电机控制器与控制系统连接，装在下油缸上的位移传感器、装在检测辊上的编码器与控制系统连接，润滑循环系统与控制系统连接。

所述伺服电机固定在箱体上，齿轮一与伺服电机的输出轴连接；传动轴一的一端通过轴承和轴承端盖一连接在箱盖二上，传动轴二的一端通过轴承和轴承端盖二连接在箱盖一上，传动轴一和传动轴二通过联轴器连接为一体，双联齿轮装在传动轴一的一端，双联齿轮与齿轮一相啮合；下夹送辊的两端通过轴承连接在箱体上，齿轮二装在下夹送辊的一端，中间齿轮通过中间齿轮轴和轴承安装在箱体上，双联齿轮与中间齿轮相啮合，中间齿轮与齿轮二相啮合；齿轮三装在传动轴二的一端，齿轮三与齿轮四相啮合，齿轮四装在上夹送辊的轴端，齿轮三与齿轮四、上夹送辊置于辊座内。

所述箱体上设有用于辊座极限位置限位的限位柱。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、伺服控制系统具备快速的启动、停止、较大的加、减加速度以及较小的定位误差和重复定位误差等功能，既缩短了送料过渡时间，又可保证送料步距精度。

2、通过机械、液压和电控的协同配合，能实现自动送料及步距监控闭环控制，当打滑监测组件监测到送料步距与系统设定值不一致（或误差超过设定比值），控制系统即给设备发讯，控制设备暂停工作，且报警，可提高设备和模具的安全性能，消除设备操作人员的安全隐患，降低送料机构的精度，综合降低设备成本。

3、可以避免上夹送辊和下夹送辊间因板带送料摩擦力不够打滑，造成送料步距不够，或上夹送辊压力过大造成板带被压延，致使送料步距过长的情况发生，通过控制系统协同控制各传感器和执行元件，可以合理设定用于不同材料板带、不同强度板带和不同宽度板带的上夹送辊压力值，保证送料步距的精确和闭环控制，最大限度保护模具、设备和操作人员的安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图。

图2为图1的D-D剖视图。

图3为图1的C-C剖视图。

图4为图1的打滑监测组件的部装图。

图5为图4的右视图。

图6为图4的上部组件的结构简图。

图7为图5的右视图。

图8为图4的下部组件的结构简图。

图9为图8的A-A剖视图。

图10为本实用新型的逻辑控制方框图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本实用新型的伺服电机1固定在箱体27上，箱体27两端通过螺钉安装有箱盖一41和箱盖二42，齿轮一13与伺服电机1的输出轴连接；传动轴一7的一端通过轴承一33、轴承二34和轴承端盖3连接在箱盖二42上，轴承端盖3与传动轴一7间安装有油封一43，传动轴二7A的一端通过轴承三36和轴承端盖3A连接在箱盖一41上，轴承端盖3A与传动轴二7A间安装有油封二44，传动轴一7和传动轴二7A通过联轴器4连接为一体，双联齿轮14装在传动轴一7的一端，双联齿轮14与齿轮一13相啮合；下夹送辊8的两端通过轴承四37和轴承五38及轴挡圈连接在箱体27上，齿轮二16装在下夹送辊8的一端，中间齿轮15通过中间齿轮轴40和轴承六39安装在箱体27上，双联齿轮14与中间齿轮15相啮合，中间齿轮15与齿轮二16相啮合；齿轮三17装在传动轴一7A的一端，齿轮三17与齿轮四18相啮合，齿轮四18装在上夹送辊11的轴端，伺服电机1通过齿轮一13带动双联齿轮14转动，双联齿轮14经中间齿轮15通过齿轮二16带动下夹送辊8旋转，双联齿轮14通过传动轴一7和传动轴二7A经齿轮三17、齿轮四18带动上夹送辊11旋转，上夹送辊11和下夹送辊8通过相同转速和相反旋转方向，把板带24往前夹送，伺服电机1的动力通过双联齿轮14分别传动到上夹送辊11和下夹送辊8，上夹送辊11和下夹送辊8的辊径相同，且转速相同和旋转方向相反，可以实现把板带24往前夹送，且不被擦伤；齿轮三17与齿轮四18、上夹送辊11置于辊座19内，辊座19的两端通过轴承七31、轴承八35和轴承九32分别与传动轴一7和传动轴二7A转动连接，辊座19的两端还通过轴承十29、轴承十一30和轴挡圈与上夹送辊11连接；上油缸一9和上油缸二10的活塞杆一6、活塞杆二6A抵在与上夹送辊11连接的辊座19处的上面，下油缸5的活塞杆抵在辊座19的下面，下油缸5的尾部带有位移传感器25，上油缸一9和上油缸二10的柱塞进油，下油缸5的柱塞出油，上油缸一9、上油缸二10的活塞杆一6、活塞杆二6A把辊座19往下压，辊座19绕传动轴一7和传动轴二7A的轴线摆动旋转，通过上夹送辊11把板带24夹紧在上夹送辊11与下夹送辊8中间；下油缸5通液压油通过活塞杆把辊座19往上抬，辊座19绕传动轴一7和传动轴二7A的轴线摆动旋转，辊座19推动上油缸一9和上油缸二10通过活塞杆一6、活塞杆二6A回缩，通过上夹送辊11把板带24在下夹送辊8中间打开，上夹送辊11打开的距离，可以通过下油缸5尾部的位移传感器25检测出来；箱体27上设有限位柱28，用于辊座19转动的极限位置限位。

打滑监测组件2由上部组件2.1和下部组件2.2组成；上部组件2.1的气缸底座2.1.7通过螺钉一2.1.9与支架26连接，上部组件2.1的带导柱气缸2.1.8通过螺钉二2.1.14固定在气缸底座2.1.7上，检测辊2.1.5安装在由横板2.1.10、侧板一2.1.4和侧板二2.1.4A经螺钉三2.1.13组成的U字型框架里，在检测辊2.1.5和侧板一2.1.4及侧板二2.1.4A间安装有轴承十二2.1.3和轴承十三2.1.3A，轴承十二2.1.3和轴承十三2.1.3A分别通过其外侧的挡圈一2.1.2、挡圈二2.1.2A定位，在检测辊2.1.5的轴端安装有可以实现送料步距监控的编码器2.1.1，U字型框架通过螺钉四2.1.11、销钉2.1.12与气缸活塞杆2.1.6连结为一体，气缸活塞杆2.1.6可带动U字型框架上、下移动。由于检测辊2.1.5的监测，可以避免上夹送辊11和下夹送辊8之间，因板带24的送料摩擦力不足打滑或送料步距不够，或上夹送辊11压力过大所造成板带被压延送料、步距过长的情况发生，通过一定的数据分析，可以合理设定用于不同材料板带、不同强度板带和不同宽度板带的上夹送辊11的压力值。

下部组件2.2的底座2.2.1通过螺钉五2.2.3与支架26连接，下部组件2.2的底座2.2.1与轴承座一2.2.2、轴承座二2.2.7连接，固定辊2.2.5通过轴承十四2.2.4和轴承十五2.2.6装在轴承座一2.2.2、轴承座二2.2.7的内孔中，由非金属材料制作的导板2.2.8安装在轴承座一2.2.2、轴承座二2.2.7上，固定辊2.2.5凸出在导板2.2.8外，固定辊2.2.5可以自由旋转；螺钉六2.2.9把轴承座一2.2.2、轴承座二2.2.7连接在底座2.2.1上。

本实用新型的带导柱气缸2.1.8经气缸控制阀21与控制系统20连接，控制系统20可通过气缸控制阀21控制带导柱气缸2.1.8的上下移动；上油缸一9、上油缸二10与下油缸5经油缸控制阀22与控制系统20连接，控制系统20可通过油缸控制阀22控制上油缸一9、上油缸二10与下油缸5实现上夹送辊11的压下和抬升；伺服电机1经伺服电机控制器23与控制系统20连接，控制系统20可通过伺服电机控制器23控制伺服电机1的送料速度和送料步距；装在下油缸5上的位移传感器25、装在检测辊2.1.5上的编码器2.1.1与控制系统20连接，控制系统20可通过位移传感器25和编码器2.1.1实现板带24位置和运动的监控，实现送料步距闭环控制。为了保证箱体27内的齿轮、轴承和其它旋转零件的正常运转，本实用新型还带有一套相应的润滑循环系统45，润滑循环系统45与控制系统20连接。

本实用新型的动作顺序如下：

1、板带夹紧动作：上油缸一9和上油缸二10的柱塞进油，通过活塞杆一6和活塞杆二6A把辊座19往下压，辊座19绕传动轴一7和传动轴二7A的轴线摆动旋转，通过上夹送辊11把板带24夹紧在上夹送辊11与下夹送辊8中间，并且保证设定的压力，压力产生摩擦力，摩擦力带动板带24往前被输送；

2、板带打开动作：下油缸5通液压油，通过活塞杆把辊座19往上抬，辊座19绕传动轴一7和传动轴二7A的轴线摆动旋转，辊座19推动上油缸一9和上油缸二10的活塞杆一6和活塞杆二6A回缩，通过上夹送辊11把板带24在下夹送辊8中间打开，上夹送辊11打开的距离可以通过下油缸5尾部的位移传感器25检测出来；

3、当板带24进入到固定辊2.2.5和检测辊2.1.5中间时，带导柱气缸2.1.8通入压缩空气，检测辊2.1.5轴端的编码器2.1.1、U字型框架与带导柱气缸2.1.8的活塞杆2.1.6一同下降，检测辊2.1.5把板带24压在固定辊2.2.5与检测辊2.1.5之间，并且产生一定压力，压力大小可以通过调整相应的压缩空气的压力来调整；

4、上夹送辊11和下夹送辊8往前输送板带24，板带24也相应拖动检测辊2.1.5和固定辊2.2.5旋转，旋转的数值被直接换算成送料的长度值，且能在线实时监测，如果伺服电机1的送料完成，检测辊2.1.5所监测的送料长度与伺服电机1的送料步距长度值不符或误差大（误差值可以在控制系统20中预设），控制系统20可以实现报警，并控制暂停设备下一步动作。

5、精冲机冲裁后，循环以上步骤开始下一步距送料动作。

Claims (4)

1.一种精冲机板带自动送料、步距检测闭环控制装置，其特征在于：

伺服电机（1）通过齿轮一（13）带动双联齿轮（14）转动，双联齿轮（14）经中间齿轮（15）通过齿轮二（16）带动下夹送辊（8）旋转，双联齿轮（14）通过传动轴一（7）、传动轴二（7A）经齿轮三（17）、齿轮四（18）带动上夹送辊（11）旋转，上夹送辊（11）和下夹送辊（8）通过相同转速和相反旋转方向，把板带（24）往前夹送；辊座（19）的两端分别通过轴承与传动轴一（7）、传动轴二（7A）转动连接，辊座（19）的两端还通过轴承十（29）、轴承十一（30）与上夹送辊（11）连接，上油缸一（9）和上油缸二（10）的活塞杆一（6）、活塞杆二（6A）抵在与上夹送辊（11）连接的辊座（19）处的上面，下油缸（5）的活塞杆抵在辊座（19）的下面，下油缸（5）的尾部带有位移传感器（25），上油缸一（9）和上油缸二（10）的柱塞进油，下油缸（5）的柱塞出油，上油缸一（9）、上油缸二（10）的活塞杆一（6）、活塞杆二（6A）把辊座（19）往下压，辊座（19）绕传动轴一（7）、传动轴二（7A）的轴线摆动旋转，通过上夹送辊（11）把板带（24）夹紧在上夹送辊（11）与下夹送辊（8）中间；

打滑监测组件（2）由上部组件（2.1）和下部组件（2.2）组成；上部组件（2.1）的气缸底座（2.1.7）通过螺钉一（2.1.9）与支架（26）连接，上部组件（2.1）的带导柱气缸（2.1.8）通过螺钉二（2.1.14）固定在气缸底座（2.1.7）上，检测辊（2.1.5）安装在由横板（2.1.10）、侧板一（2.1.4）和侧板二（2.1.4A）经螺钉三（2.1.13）组成的U字型框架里，在检测辊（2.1.5）和侧板一（2.1.4）及侧板二（2.1.4A）间安装有轴承十二（2.1.3）和轴承十三（2.1.3A），轴承十二（2.1.3）和轴承十三（2.1.3A）分别通过其外侧的挡圈一（2.1.2）、挡圈二（2.1.2A）定位，在检测辊（2.1.5）的轴端安装有可以实现送料步距监控的编码器（2.1.1），U字型框架通过螺钉四（2.1.11）、销钉（2.1.12）与气缸活塞杆（2.1.6）连结为一体，气缸活塞杆（2.1.6）带动U字型框架上、下移动；

下部组件（2.2）的底座（2.2.1）通过螺钉五（2.2.3）与支架（26）连接，下部组件（2.2）的底座（2.2.1）与轴承座一（2.2.2）、轴承座二（2.2.7）连接，固定辊（2.2.5）通过轴承十四（2.2.4）和轴承十五（2.2.6）装在轴承座一（2.2.2）、轴承座二（2.2.7）的内孔中，由非金属材料制作的导板（2.2.8）安装在轴承座一（2.2.2）、轴承座二（2.2.7）上，固定辊（2.2.5）凸出在导板（2.2.8）外，螺钉六（2.2.9）把轴承座一（2.2.2）、轴承座二（2.2.7）连接在底座（2.2.1）上。

2.根据权利要求1所述的精冲机板带自动送料、步距检测闭环控制装置，其特征在于：所述带导柱气缸（2.1.8）经气缸控制阀（21）与控制系统（20）连接，上油缸一（9）、上油缸二（10）、下油缸（5）经油缸控制阀（22）与控制系统（20）连接，伺服电机（1）经伺服电机控制器（23）与控制系统（20）连接，装在下油缸（5）上的位移传感器（25）、装在检测辊（2.1.5）上的编码器（2.1.1）与控制系统（20）连接，润滑循环系统（45）与控制系统（20）连接。

3.根据权利要求1所述的精冲机板带自动送料、步距检测闭环控制装置，其特征在于：所述伺服电机（1）固定在箱体（27）上，齿轮一（13）与伺服电机（1）的输出轴连接；传动轴一（7）的一端通过轴承和轴承端盖一（3）连接在箱盖二（42）上，传动轴二（7A）的一端通过轴承和轴承端盖二（3A）连接在箱盖一（41）上，传动轴一（7）和传动轴二（7A）通过联轴器（4）连接为一体，双联齿轮（14）装在传动轴一（7）的一端，双联齿轮（14）与齿轮一（13）相啮合；下夹送辊（8）的两端通过轴承连接在箱体（27）上，齿轮二（16）装在下夹送辊（8）的一端，中间齿轮（15）通过中间齿轮轴和轴承安装在箱体（27）上，双联齿轮（14）与中间齿轮（15）相啮合，中间齿轮（15）与齿轮二（16）相啮合；齿轮三（17）装在传动轴二（7A）的一端，齿轮三（17）与齿轮四（18）相啮合，齿轮四（18）装在上夹送辊（11）的轴端，齿轮三（17）与齿轮四（18）、上夹送辊（11）置于辊座（19）内。

4.根据权利要求3所述的精冲机板带自动送料、步距检测闭环控制装置，其特征在于：所述箱体（27）上设有用于辊座（19）极限位置限位的限位柱（28）。

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