一种数控多工位液压机冲压控制系统

技术领域

本发明涉及一种液压机领域，特别涉及一种数控多工位液压机冲压控制系统。

背景技术

冲压机是一台冲压式压力机。在国民生产中，冲压工艺由于比传统机械加工来说有节约材料和能源，效率高，对操作者技术要求不高及通过各种模具应用可以做出机械加工所无法达到的产品这些优点，因而它的用途越来越广泛，随着所需生产的工艺产品结构复杂化，一件工艺产品通常需要多个冲压的工艺步骤衔接进行完成，从而需要使用多工位的冲压机进行高效生产。

多工位液压机是装有多工位连续自动送料装置的液压机，液压机上的多个工位通过上、下模组完成冲压拉伸工序，使其能直接加工出需要多台液压机才能制造的产品，而在各个加工工位上对应的上、下模组的冲压行程也是不一样的，现有技术中的液压机在加工对应规格的产品时会在上、下模组上各装上对应的上、下模具，并通过手动调节好其各个加工工位内上、下模具的冲压行程，例如在上、下模具的最大行程出设置个光电传感器，当上、下模具达到该行程后会复位，但这种控制调节方式在加工其他规格后再加工原先的产品，工人又必须得重新调试，导致重复性劳动，且存在精度不准，调节困难的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种数控多工位液压机冲压控制系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种数控多工位液压机冲压控制系统，包括机架和设置在机架上的若干个冲压工位与液压控制组，所述冲压工位内设有上冲压机构、下冲压机构，其特征在于：所述液压控制组包括油箱、单工位控制模块与数据库，所述单工位控制模块的数量与冲压工位的数量相同并呈对应设置，所述数据库与各单工位控制模块通讯连接，所述上冲压机构包括设置在机架上方与油箱连接的上液压油缸和设置在上液压油缸输出端的上模组，所述上模组上设有若干个随上模组升降的上模导向杆，所述上模导向杆一端与上模组连接，另一端贯穿所述机架，所述机架对应其中一个上模导向杆处设有检测上模组行程的上模行程传控机构，所述下冲压机构包括设置在机架下方的与油箱连接的下液压油缸和设置在下液压油缸输出端的下模组，所述下模组上装载有下模具，所述下模具上设有若干个驱动杆，所述驱动杆一端与下模具连接，另一端穿过下模组后与下液压油缸输出端的活塞杆连接，所述机架对应驱动杆处设有检测下模具行程的下模行程传控机构，所述上、下模行程传控机构分别与单工位控制模块通讯连接，所述数据库用于提取或储存上、下模行程传控机构内上模组与下模具运动行程，并将其通过单工位控制模块控制对应冲压工位内的上、下液压油缸的前进或后退距离。

采用上述技术方案，多工位液压机优点在于把多台液压机所具备的各种生产工艺、需要的工人数量，进行集成整合到一台机上，在大大减少了液压机的占地面积, 该控制系统用于将需要加工的产品在每个冲压工位内调节好对应的参数行程后，就能通过数据库保存该产品的数据，方便后续再加工该产品时能直接加工，不需要机械式的调试，即在加工已经录入数据库的产品时，只需调出该数据，就能通过单工位控制模块控制油箱给上冲压机构、下冲压机构内的油道供油，使其控制控制上、下模具的轴向运动，并通过在上、下模具处设置上、下模行程传控机构，使其实时监控上、下模具的运动行程距离，当其达到对应位置后就能快速反馈给单工位控制模块，实现自动化加工，使工人在加工以往的产品时，能直接在数据库中掉出原先输入的数据就能直接工作，提高工作效率。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述上模行程传控机构包括开设于上模导向杆上的通孔、插设于通孔内的波导管、与波导管连接并促使波导管外周产生上模磁场的电子室以及设置于所述上模导向杆上与波导管形成的上模磁场相交的上模磁铁，所述上液压油缸带动上模组升降，进而联动上模导向杆上的上模磁铁沿波导管轴向位移，所述电子室用于将波导管检测到的位移信号传输给对应冲压工位上的单工位控制模块，使其通过油箱控制上模组升降行程。

采用上述技术方案，上模磁铁固定在上模导向杆上并形成上模磁场，波导管内的敏感元件由磁致伸缩材料制成，而电子室会产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生圆周的第二活动磁场，当两个磁场相交时会互相感应，一个绝对值的位置信号便会以超声波速度反馈，电子室内的精密电路系统便会对超声波的波形进行分析,继而输出一个精确和高分辨率的位置信号，并将位置信号与单工位控制模块配合，精准的控制上模组的运行距离，使用户只需通过输入特定的高度位置，就能精准的控制上模组的运行行程，实现数控化液压加工，使工人在加工以往的产品时，能直接在数据库中掉出原先输入的数据就能直接工作，提高工作效率，同时由于波导管内装在上模导向杆内部，上模磁铁也安装在上模导向杆上，使两个磁场能避免外部环境的干扰，极大的提高了行程传控机构信号采集的效率与精准度，又延长了其使用寿命，并且大大的缩小了行程传控机构对机架的高度上的要求，使机架不需要增加过高就能实现数控效果，降低了其对施工环境的要求。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述上模磁铁为环形，所述波导管穿设于所述上模磁铁的内孔中。

采用上述技术方案，环状的上模磁铁形成的磁场能环绕波导管分布，使其能在360°的与波导管形成的磁场相交感应，提高上模行程传控机构位置信号的采集的准确性与速度。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述上模导向杆远离上模组一端的端部开设有环形安装槽，所述上模磁铁安装于所述环形安装槽内。

采用上述技术方案，为方便安装与维修，机架顶部会裸露在外，使上模行程传控机构也暴露在外侧，通过在端部设置环形安装槽，使环状的上模磁铁安装于所述环形安装槽内，即方便上模磁铁安装在上模导向杆上，又能使波导管穿设在通孔内后被上模磁铁封住，使通孔形成相对密封又能流通的空气的空间，让波导管在通孔能不会受到外部环境的影响，提高设备的位置信号采集的精准度以及行程传控机构的使用寿命。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述通孔开设于上模导向杆的圆心位置，所述通孔、环形安装槽、上模磁铁和波导管均处于同一中心线上。

采用上述技术方案，同轴线设置的通孔、环形安装槽、上模磁铁和波导管，能方便标准化加工、安装与更换，且使用更加稳定。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述机架对应电子室处设有与电子室连接的电子室安装座，所述电子室安装座通过螺栓可拆卸连接于所述机架。

采用上述技术方案，通过设置电子室安装座使电子室悬停在导向杆的正上方，且通过螺栓能便捷的调整电子室与机架之间的轴向高度，实现适配不同规格的安装环境，提高其适配性。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述下模行程传控机构包括与活塞杆平行设置的且在外周产生下模磁场的电子尺、设置在电子尺一侧并与其平行的行程杆以及设置在行程杆上的与电子尺形成的下模磁场相交的下模磁铁，所述行程杆一端与活塞杆连接，并随活塞杆带动行程杆上的下模磁铁沿电子尺轴向升降，所述电子尺用于将与下模磁铁检测到的位移信号传输给对应冲压工位上的单工位控制模块，使其通过油箱控制下模具升降行程。

采用上述技术方案，下液压油缸带动活塞杆升降，进而推动与活塞杆连接的驱动杆，使其联动下模具升降实现冲压拉伸，同时在液压油缸处设置外置的电子尺以及随活塞杆升降的行程杆，使行程杆运动中带动下模磁铁在电子尺外周磁场升降，而电子尺为中空的壳体，壳体内设置有与行程杆相平行的波导丝，壳体内设有电子仓，电子仓内设置有电路板和感应线圈，波导丝一端进入电子仓并连接到电路板上，波导丝上还设置有延伸到感应线圈的中枢引线，感应线圈连接电路板，当电子仓工作时，由电路板内的电子电路产生电子脉冲，此电子脉冲在波导丝中传输时，同时产生一沿波导丝方向前进的旋转下模磁场，当这个下模磁场与下模磁铁中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，产生一个音速的应变机械脉冲，这一脉冲通过中枢引线被安装在电子仓内的感应线圈所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两脉冲之间的时间差，即可精确测出当前位置，并将该位移信号传输给单工位控制模块就能控制下模具的升降行程，实现数控化液压加工，使工人在加工以往的产品时，在数据库掉出先前数据就能直接工作，提高工作效率。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述活塞杆的端部设有托盘，所述托盘的直径大于活塞杆的直径，所述托盘一端与驱动杆相抵，另一端与行程杆连接。

采用上述技术方案，设置托盘使该外置式模组冲压自动控制结构能作用在下模组上，由于下模组上的下模具会随重力自动下移，故下液压油缸只需要通过驱动托盘上顶就能带动下模具上移，而需要下模具下移时，下模具会随托盘缓缓下落，使其在升降过程中行程杆与托盘始终联动。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述下液压油缸通过油缸安装座安装在机架上，所述电子尺通过电子尺安装架固定在下液压油缸外侧，所述油缸安装座开设有供行程杆通过的导向孔，所述行程杆穿过所述导向孔后与托盘连接。

采用上述技术方案，通过设置导向孔，对行程杆运动过程导向，使磁铁始终平行电子尺，提高稳定性。

上述的一种数控多工位液压机冲压控制系统，可进一步设置为：所述电子尺安装架上开设有行程限位槽，所述行程限位槽与行程杆平行设置，所述下模磁铁一端固定在行程杆上，另一端穿过行程限位槽后设置于电子尺前方，并使下模磁铁在行程限位槽内轴向升降，所述机架对应下模组处均开设有供活塞杆活动的驱动通槽，所述下模组通过可拆卸结构与机架连接。

采用上述技术方案，通过设置行程限位槽，使磁铁沿行程限位槽内滑移，即帮助下模磁铁与电子尺之间的距离在位移始终保持恒定提高其检测稳定性，又限制下模磁铁的升降行程，通过设置驱动通槽，限定托盘的活动轨迹，使其驱动模具更加稳定，使其能在加工不同规格的产品时，更换不同的下模组与下模具。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明实施例的立体示意图。

图2为图1的爆炸图。

图3为本发明实施例下模行程传控机构的立体示意图。

图4为本发明实施例下模行程传控机构的剖视图。

图5为本发明实施例上冲压机构的立体示意图。

图6为本发明实施例上冲压机构去除机架后的立体示意图。

图7为本发明实施例上模行程传控机构的立体示意图。

图8为本发明实施例上模行程传控机构的剖视图。

图9为图8的A处放大图。

图10为本发明实施例单个冲压工位工作时的程序框图。

具体实施方式

如图1-图10所示，一种数控多工位液压机冲压控制系统，包括机架1和设置在机架上1的若干个冲压工位Ⅰ与液压控制组，冲压工位Ⅰ内设有上冲压机构、下冲压机构，液压控制组包括油箱2、单工位控制模块3与数据库4，单工位控制模块3的数量与冲压工位Ⅰ的数量相同并呈对应设置，数据库4与各单工位控制模块3通讯连接，上冲压机构包括设置在机架1上方与油箱2连接的上液压油缸5和设置在上液压油缸5输出端的上模组51，上模组51上设有若干个随上模组51升降的上模导向杆52，上模导向杆52一端与上模组51连接，另一端贯穿机架1，机架1对应其中一个上模导向杆52处设有检测上模组51行程的上模行程传控机构6，下冲压机构包括设置在机架1下方的与油箱2连接的下液压油缸7和设置在下液压油缸7输出端的下模组71，下模组71上装载有下模具72，下模具72上设有若干个驱动杆73，驱动杆73一端与下模具72连接，另一端穿过下模组71后与下液压油缸7输出端的活塞杆74连接，机架1对应驱动杆73处设有检测下模具71行程的下模行程传控机构8，上模行程传控机构6、下模行程传控机构8分别与单工位控制模块3通讯连接，数据库4用于提取或储存上模行程传控机构6、下模行程传控机构8内上模组51与下模具72的运动行程，并将其通过单工位控制模块3控制对应冲压工位Ⅰ内的上液压油缸5、下液压油缸7的前进或后退距离。

如图5-图9所示，上模行程传控机构6包括开设于上模导向杆52上的通孔521、插设于通孔521内的波导管61、与波导管61连接并促使波导管61外周产生上模磁场的电子室62以及设置于上模导向杆52上与波导管61形成的上模磁场相交的上模磁铁63，上液压油缸5带动上模组51升降，进而联动上模导向杆52上的上模磁铁63沿波导管61轴向位移，电子室62用于将波导管61检测到的位移信号传输给对应冲压工位Ⅰ上的单工位控制模块3，使其通过油箱2控制上模组51升降行程，上模磁铁63为环形，波导管61穿设于上模磁铁63的内孔中，上模导向杆52远离上模组51一端的端部开设有环形安装槽522，上模磁铁63安装于环形安装槽522内，通孔521开设于上模导向杆52的圆心位置，通孔521、环形安装槽522、上模磁铁53和波导管51均处于同一中心线上，机架1对应电子室62处设有与电子室62连接的电子室安装座11，电子室安装座11通过螺栓12可拆卸连接于机架1。

如图3、图4所示，下模行程传控机构8包括与活塞杆74平行设置的且在外周产生下模磁场的电子尺81、设置在电子尺81一侧并与其平行的行程杆82以及设置在行程杆82上的与电子尺81形成的下模磁场相交的下模磁铁83，行程杆82一端与活塞杆74连接，并随活塞杆74带动行程杆82上的下模磁铁83沿电子尺81轴向升降，电子尺81用于将与下模磁铁83检测到的位移信号传输给对应冲压工位Ⅰ上的单工位控制模块3，使其通过油箱2控制下模具72升降行程，其中电子尺81内的电子仓会产生电子脉冲，该电子脉冲在电子尺81的波导丝内传输，从而在电子尺81外产生圆周的下模磁场，而固定在行程杆82上的磁下模铁83会产生与下模磁场相交感应的第二活动磁场，下模磁铁83随活塞杆74的升降沿电子尺81轴向位移，当两个磁场相交时会互相感应，一个绝对值的位置信号便会以超声波速度反馈，电子仓内的精密电路系统便会对超声波的波形进行分析,继而输出一个精确和高分辨率的位置信号，并将位置信号与对应冲压工位Ⅰ内的单工位控制模块3配合，精准的控制下模具72的运行距离，使用户只需通过输入特定的高度位置，就能精准的控制下模具72的运行行程，实现数控化液压加工，使工人在加工以往的产品时，能直接在数据库4找到预设产品对应冲压工位Ⅰ的数据，数据库4就能通过单工位控制模块3与下模行程传控机构8传输来的信号相互对应就能直接工作，提高工作效率，同时电子尺81与下模磁铁83采用非接触式的磁致伸缩原理进行位移监测，避免了磨损问题，且测量精度更高，活塞杆74的端部设有托盘84，托盘84的直径大于活塞杆74的直径，托盘84一端与驱动杆73相抵，另一端与行程杆82连接，下液压油缸7通过油缸安装座75安装在机架1上，电子尺81通过电子尺安装架85固定在下液压油缸7外侧，油缸安装座75开设有供行程杆82通过的导向孔，行程杆82穿过导向孔后与托盘84连接，电子尺安装架85上开设有行程限位槽851，行程限位槽851与行程杆82平行设置，下模磁铁83一端固定在行程杆82上，另一端穿过行程限位槽851后设置于电子尺81前方，并使下模磁铁83在行程限位槽851内轴向升降，通过设置电子尺安装架85，并开设行程限位槽851，使下模磁铁83沿行程限位槽851内滑移，即帮助下模磁铁83与电子尺81之间的距离在位移始终保持恒定提高其检测稳定性，又限制下模磁铁83的升降行程，机架1对应下模组71处均开设有供活塞杆74活动的驱动通槽13，下模组71通过可拆卸结构与机架1连接，可拆卸结构包括开设在机架1对应驱动通槽13处纵横交错的安装槽、设置在下模组71上的安装孔以及将下模组71与安装槽固定连接的下模螺栓，通过设置驱动通槽13，限定托盘84的活动轨迹，使其驱动下模具72更加稳定，通过设置安装槽与下模螺栓连接，使其能在加工不同规格的产品时，更换不同的下模组71与下模具72，且由于下模行程传控机构8在机架1底部，故外部环境不易对下模行程传控机构8的信号进行干扰，故底部可以通过外置的电子尺81完成行程监控，已降低成本。

如图1、图10所示，该冲压控制系统用于多工位液压自动化流水线上使用时，该多工位液压自动化流水线会设置多个冲压工位I以及将各冲压工位I内的产品转运的下个工位的转运机构，在加工该规格产品前，工人会通过单工位控制模块3调试各冲压工位I内上、下冲压机构内的上模行程传控机构6、下模行程传控机构8内活动的数据，使其能完整的冲压出产品，再将调试好的数据存入数据库4中，当需要加工该类产品时，只需调出该数据库4对应的数据，就能通过单工位控制模块3控制油箱2给上冲压机构、下冲压机构内的油道供油，使其控制控制上模组51、下模具72的轴向运动，并通过电子室62与电子尺81与对应的上模磁铁63和下模磁铁83相互感应，实现实时监控，当其达到对应位置后就能快速反馈给单工位控制模块3，实现自动化加工，且可以在冲压行程内的预设位置设置快慢速行程信号，使冲压机经过该点后从实现快慢速切换，提高冲压稳定性与效率。