一种精确测定挤压模具工作带的系统及方法

技术领域

本发明涉及三维测量技术领域，具体涉及一种精确测量挤压模具工作带的系统及方法。

背景技术

热挤压就是将金属材料加热到热锻成形温度进行挤压，即在挤压前将坯料加热到金属的再结晶温度以上的某个温度下进行的挤压。一般情况下，机器零件热挤压成形后，再采用切削等机械加工来提高零件的尺寸精度和表面质量。挤压模具工作带是挤压模具中最关键的部位，但目前国内的挤压厂缺乏精确测定挤压模具工作带的长度、角度以及外形轮廓的快速便捷的方法。

现有技术中测量挤压模具工作带的工具均是深度尺、刀口尺和千分尺，因此仅能对挤压模具工作带进行初步检测以及修正。由于挤压模的外形有多种种类，如圆锥形、圆柱形等，导致挤压模具工作带的角度、轮廓形状和长度等不便于精确测量，常规的表面测量方式具有测量速度慢、测量精度低以及测量效率低等缺点；且对于形状特殊的模具难以测定，使得检测活动耗时耗力且效果不佳，为实际生产过程带来了许多不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精确测定挤压模具工作带的方法，解决了上述背景技术中提出的现有的检测方法耗时耗力、检测效果较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一方面提供了一种精确测定挤压模具工作带的系统，其特征在于，包括设置于挤压模具工作带上的测量模块，还包括分析评估模块以及输出模块；

所述测量模块包括探头和探测组件，用于生成所述挤压模具工作带的三维数据；

所述分析评估模块包括工作带评价模型，用于将所述三维数据进行分析评估，从而获得测量数据；

所述输出模块用于输出所述测量数据。

上述挤压模具工作带精确测定的系统实现了精确测量挤压模具工作带，并提高了检测的效率；由于三维检测能够实施对挤压模具工作带进行检测，因此此系统和方法能够适用于不规则挤压模具工作带的检测，节省了测量的时间，提高了检测的效率，且精确的测量结果有利于对挤压模具工作带的改良，有利于企业仪器维修、产品升级等生产经营过程。

进一步地，所述分析评估模块还包括评价模型，用于对所述工作带的上中工作带和中下工作带的所述测量数据进行评价。

进一步地，所述测量数据包括所述上中工作带和所述中下工作带与竖直方向的夹角以及所述上中工作带和所述中下工作带的长度。

进一步地，所述评价模型在计算时取所述挤压模具工作带长度的中部范围进行评估，所述中部范围占所述挤压模具工作带整体长度的60％。

进一步地，所述探测组件包括三维测定机探测杆，用于对所述挤压模具工作带运动时进行三维的测量。

进一步地，所述输出模块输出的信息包括测量日期、模具型号、壁厚尺寸、工作带长度、工作带角度、上中工作带角度、中下工作带角度、角度差、轮廓形状图。

进一步地，所述输出模块的输出形式包括文字、图形以及表格。

本发明的另一方面提供了一种精确测定挤压模具工作带的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述探头设置于所挤压模具工具带上，启动所述探测组件将所述挤压模具工具带的三维空间移动进行测量，获得所述挤压模具工具带的三维数据；

S2、用所述分析评估模块将所述三维数据进行处理，获得所述测量数据；

S3、用所述输出模块输出所述测量数据。

进一步地，所述步骤S1中，对所述挤压模具工具带的三维空间进行测量，具体为：

沿所述挤压模具工具带的边缘选取多个测量点，依次移动所述探头至多个所述测量点，获取每个所述测量点的空间坐标信息，进而得到所述挤压模具工具带的三维数据。

进一步地，所述步骤S3后还包括：S4，将所述挤压模具工具带以中心点为界分为上中工作带和中下工作带两个部分，分别确定所述上中工作带和中下工作带的竖向截面边缘与竖直方向的夹角，根据所述夹角的大小判断所述挤压模具工具带的变形程度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本方案提供了一种精确测定挤压模具工作带的系统及方法，该系统包括设置于挤压模具工作带上的测量模块，还包括分析评估模块以及输出模块；所述测量模块包括探头和探测组件，用于生成所述挤压模具工作带的三维数据；所述分析评估模块包括工作带评价模型，用于将所述三维数据进行分析评估，从而获得测量数据；所述输出模块用于输出所述测量数据。使用本系统的方法能够快速、高效地对挤压模型工具带进行准确的测量，提高了测量的精度，并减少了测量的耗时，且测量结果更加全面，有利于挤压模性工具带后续的生产运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为三维测量仪的硬件组成；

图2为三维测量仪的测量原理；

图3为为工作带评价模型；

图4为打印输出结果图。

具体实施方式

常规的挤压模具工作带的测量方法使用深度尺、刀口尺和千分尺等工具进行检测，因此测量精度低、测量速度慢，并且难以测量特殊形状的模具，为实际生产过程造成了许多不便。

本方案提供了一种精确测量挤压模具工作带的系统及方法，将三维测量系统与挤压模具工作带相结合，提高了挤压模具工作带测量的工作效率、提高了测量精度，进而为实际生产提供了多种便利。

下面将结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明，应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

实施例1：

在本实施例中提供了一种挤压模具工作带精确测定的系统，具体包括以下方面：

测量模块：包括探头和探测组件，探测臂上的探头设置在挤压模型工具带的边缘处，探头将挤压模具工作带的三维移动过程进行精确地测量。

分析模块：包括工作带评价模型，用于将所述三维数据进行分析评估，从而获得测量数据；

输出模块：将测量数据用文字、图形以及表格等形式输出。

另一方面，本发明提供了一种挤压模具工作带精确测定的方法，具体操作步骤如下：

S1、启动探测组件，探头沿着挤压模具工作带的表面进行扫描，记录下每个店的坐标数据，测量结束后探头归位，从而获得挤压模具工作带的测量信息，包括长度、高度、角度等方面的信息；

S2、分析模块将测量信息使用工作带评价模型进行分析评价，具体而言，将工作带分为上中带和中下工作带两部分分别进行评价，为减少测量误差，计算时取工作带长度的20％-80％的范围进行评估；

S3、输出模块将测量结果输出，测量的坐标数据经过电脑系统处理后生成直观的文字和图形的形式，再由打印机进行输出，最后对结果进行评价分析；输出的结果信息包括：测量日期、模具型号、壁厚尺寸、工作带长度、工作带角度、上中工作带角度、中下工作带角度、角度差、轮廓形状图。

具体的，实际进行测量时，其实只需要测定挤压模具工具带的截面形状即可，通过对截面形状的判断，看其是否还保持水平和竖直状态、是否还保持贴合状态，即可判断出该挤压模具工具带的磨损和变形程度，进而技术人员即可知道是否应该更换该挤压模具工具带。因此，实际进行测量时，可以先沿所述挤压模具工具带的边缘选取多个测量点，依次移动所述探头至多个所述测量点，获取每个所述测量点的空间坐标信息，进而得到所述挤压模具工具带的三维数据，最后将所有的三维数据汇总并经过输出模块，在电脑端显示出挤压模具工具带的截面轮廓形状。

在得到上述截面轮廓形状后，可以经过人工初步判断，也可以直接由系统将该轮廓与标准的挤压模具工具带的轮廓进行比对，通过比对的结果判断挤压模具工具带的磨损和变形程度，进而给出是否要更换的结论。

当然，为了在测量挤压模具工具带的截面轮廓时保证测量结果的精度，本方案选取挤压模具工作带长度的中部范围进行评估，所述中部范围占所述挤压模具工作带整体长度的60％，即挤压模具工作带的头端的20％长度和尾端的20％长度，不计入测量的范围，这样就可以排出在日常生产中由于冲击、剐蹭等其他操作造成的挤压模具工作带的变形，而这部分的变形并不能判断实际的磨损情况，因此通过上述设置，可以排出掉该种情况。

另外，需要说明的是，在进行输出的挤压模具工作带轮廓磨损变形程度判断时，为了方便判断结果的计算，如图3所示，将所述挤压模具工具带以中心点为界分为上中工作带和中下工作带两个部分，分别确定所述上中工作带和中下工作带的竖向截面边缘与竖直方向的夹角θ1和θ2，根据所述夹角的大小判断所述挤压模具工具带的变形程度。

其中工作带角度θ则与θ1和θ2的总和为180度。

由图2可知，标准的挤压模具工具带的截面轮廓应该是保持水平段和竖直段，特别是在模孔内部的部分，基本保持竖直状态并与模孔侧壁贴合，而出现磨损变形后如图3的程度时，此时只需要判断前述计算得到的θ1和θ2是否处于接收范围内即可直接判断出该挤压模具工具带是否需要更换。

而且由于把挤压模具工具带分为上下两段进行评估，使得结果更加精确，只要上下两段中有任何一段的磨损变形超出接受范围，都可以及时发现。当然，前述的变形接受范围可以根据实际生产情况进行设定，比如3°-15°之间均可。

上述挤压模具工作带精确测定的系统及方法实现了精确测量挤压模具工作带，并提高了检测效率；由于三维检测能够实施对挤压模具工作带进行检测，因此此系统和方法能够适用于不规则挤压模具工作带的检测，节省了测量的时间，提高了检测的效率，且精确的测量结果有利于对挤压模具工作带的改良，有利于企业仪器维修、产品升级等生产经营过程。

实施例2：

本实施例中提供了一种挤压模具工作带精确测定的系统，将实施例1中的系统进行了升级优化，以便于提高测量的精度。

具体而言，请参阅附图1，为挤压模具工作带精确测定系统的硬件组成；在测量模块使用三维测量仪，三维测量仪与待检测的挤压模具工作带相连接；使用电脑系统作为分析评估模块，在输出模块使用打印机；此外，人工操作平台、三维测量仪、电脑系统与打印机依次连接。

在使用过程中，首先在模具表面建立测量基准平面，然后将三维测量仪上的探头设置在挤压模具工作带的边缘处；请参阅附图2，为三维测量仪的测量原理，首先，启动探测组件，探头沿着挤压模具工作带的表面移动并进行点扫描，同时记录下每个点的坐标数据，随后，待测量结束后探头返回至初始位置。之后，测量数据传输至电脑系统进行数据分析评估；请参阅附图3，为一种工作带的评价模型，将工作带分为上中和中下两分进行评价，将上中带和中下带与竖直方向的夹角以及上中带和中下带的长度进行测量；并引入了角差概念，为减少测量误差，计算时取工作带长度的20％-80％范围进行评估。图四所示为测量结果的输出，测量的坐标数据经过电脑系统处理后生成直观的文字和图形的形式，如图4所示，再由打印机进行输出，最后对结果进行评价分析。输出的结果信息包括：测量日期、模具型号、壁厚尺寸、工作带长度、工作带角度、上中工作带角度、中下工作带角度、角度差、轮廓形状图。图4中的纵横坐标均为长度，且单位为mm，其示出了探头探测后工作带的截面形状，方便与标准图像进行对比。

由于将三维测量仪与挤压模具工作带进行是适应性地结合，使得挤压模具工作带测量结果的精度大大提高了，测量精度可达到1um。并且此系统的测量能够在短时间内进行，减少了使用深度尺等工具测量耗费的人力物力，提高了系统工作时的效率，有利于生产和设备后续的改良和更新。

实施例3：

本实施例中提供了一种挤压模具工作带精确测定的系统的用途。

(1)验收和检测新模具

将挤压模具工作带精确测定的系统开启，可用于验收和检测新模具。在线切割的管理过程中，使用三维测量能够获得挤压模具工作带的尺寸信息，从而改善其初期的设定以提高角度精度。检测舌头工作带的形状数据，能够改变电火花机精打过程中的工艺条件；使用挤压模具工作带的长度倾向管理模式，可以有效测定其长度等信息，进而改变电火花机精打的工艺条件；此外，还能将此系统用于精确测量模孔的壁厚值，通过上述过程，实现了精准调控新模具，将其细化处理，提高了挤压模具工作带生产的精度，有利于将产品进行优化生产，有利于企业的进一步发展。

(2)测定不规则形状的模具

对于形状不规则的挤压模具，本系统能够实现精准测量其三维数据，随后可由仪器设备将难以辊矫的型材进行无辊矫直；并且，将测定的结构反馈至设计人员，可进一步修改其参数实现提高型材的直行率；此外，可用于进一步地调查挤压模具工作带的精度，为生产活动提供方便。

(3)测定表面粗糙的模具

对于表面粗糙的型材，本系统能够将型材进行检测，从而判断其粗糙表面的形成原因，若是工作带的塌角造成的可及时将其进行调整，有利于生产活动；此外，此系统可确认变角度切割部位的加工精度，以防止型材出现台阶现象。

(4)塌角追踪调查

本系统还可用于进行塌角的追踪调查，从而掌握挤压模具工作带的变化情况，同时确认修模人员的修模手法；对比三维测量仪与刀口尺的差距可知，三维测量仪的检测数据更为精细，且检测时间大大缩短，提高了工作效率。

(5)特定模具的追踪调查

本系统可实现对于特定模具的追踪调查，可利用每次挤压上机的机会，定点测量工作带状况的变化。

本发明提供了一种精确测定挤压模具工作带的系统及方法，该系统包括设置于挤压模具工作带上的测量模块，还包括分析评估模块以及输出模块；所述测量模块包括探头和探测组件，用于生成所述挤压模具工作带的三维数据；所述分析评估模块包括工作带评价模型，用于将所述三维数据进行分析评估，从而获得测量数据；所述输出模块用于输出所述测量数据。使用本系统的方法能够快速、高效地对挤压模型工具带进行准确的测量，提高了测量的精度，并减少了测量的耗时，且测量结果更加全面，有利于挤压模性工具带后续的生产运行。

本发明提供了一种以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。