CN110385367A - 模具断冲针自动化监测控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的一种模具断冲针自动化监测控制***,它包括模具模块、监测模块和压力机及PLC控制***,所述模具模块通过监测模块与压力机及PLC控制***连接,所述模具模块包括若干个模具冲针,所述监测模块包括电源、信号输入端口、信号输出端口以及继电器单元,每个模具冲针的被监测处均与对应的信号输入端口连接,所述电源、模具冲针、信号输入端口以及继电器单元形成闭合电路,所有的继电器单元的输出端口串联后与信号输出端口连接,并连通压力机及PLC控制***,形成一个闭合回路。本发明实现自动化实时监测模具断冲针异常并及时反馈断冲针信号,提高生产效率,降低生产成本。

Description

模具断冲针自动化监测控制***
技术领域
本发明涉及一种模具保护器,尤其涉及一种模具断冲针自动化监测控制***,属于模具保护控制技术领域。
背景技术
在现代化模具工业中的冲压、锻压、精冲生产方面,均不同程度的实现了半自动化或全自动化。生产制程由早期的人员密集型产业模式逐步向无人工厂自动化生产模式转型;由简陋单一的工程模具向高精密连续模甚至大型连续模、多工位机械手传送模方面转变;由生产操作员目视化跟踪作业向光机电一体化自动监测控制技术升级。由此,也在自动化监测控制技术领域对模具设计、加工、制造乃至工业自动化生产升级的各个技术环节提出了更严峻的要求和挑战。
为应模具冲压高速自动化生产的需要,一般模具从业人员都会在模具上设计安装众多的光机电一体化感应监测控制***,如常用的连续模误送料监测装置、电子模行业通用的下死点检知装置、多工位机械手传送模和连续模的自动化出料光电感应装置等压力机周边附属装备,以自动监测压力机和模具的实时工作状态,确保自动化生产环节的稳定可靠运行,并期望在压力机或模具出现异常工况时能及时将监测信号反馈到机床PLC控制***予以及时响应并实现快速停机,同时发出声光报警信号以提醒设备操作人员和模具人员及时检修,避免造成大批量的在制品不良、生产报废、模具打裂、爆模、设备损坏及人员伤残等重大事故发生,将经济损失降到最低限度。
但是,对于冲压、锻造、精冲行业自动化生产***,尤其是一些厚材冲孔模、连续模、高强钢制品冲压模、多工位传送模等高速自动化生产的工业企业,厚材冲孔易发生断冲针问题,对于一些厚材上的冲小孔,冲针因其自身强度弱,且被加工板料的抗拉强度、抗压强度和抗冲剪强度都很大的情况下,冲针的折断和拉裂时有发生。同时,在一些受力不均匀或产生侧向拉应力、压应力等应变复杂的汽车覆盖件的拉延模、整型模、修边冲孔模的冲小孔工序,其冲针因受力工况复杂多变,更易产生频繁的应力折断或拉断。且上述情况的冲针断裂具有相当大的随机性和偶发性,无法事前预判哪些冲针会在什么时段、什么工况下断掉,甚至在冲针正常设计寿命内出现不可预知的断裂。因生产中模具断冲针未被产线人员及时发现,掉落的冲针直接造成模板打裂甚至爆模的发生,模具维修或重制成本耗资巨大。同时,因为成百上千件的冲制件半成品漏冲孔不良未被发现并流到了下游主机厂客户产线总装生产时才被告知,再花费大量的人力物力资源去批量性返工。以上问题给冲压生产企业和总装客户主机厂均造成了极其重大的经济损失和订单交期延误损失,更严重的是有些半成品因无法返修而直接报废。
目前,对于上述问题,现有的解决方法是:一则由模具维修人员对模具进行定期维保,对有可能发生潜在断裂隐患的冲针提前更换,在未达到冲针设计寿命时即提前整批更换掉,造成很多的冲针耗材过早的提前报废,无法充分利用其应有价值而产生严重浪费,即便如此,仍无法确保更换后的新冲针在什么时候、什么工况会发生不可预知的断裂;二则是在模具冲针断裂并被产线巡检人员发现后,人为操控整条自动化生产线停机,再安排模具维修人员予以拆模检修并更换掉断裂的冲针、打坏的模板等,挑选出因漏冲孔或模具打坏而报废的在制品冲压件,此时也已造成了在制品冲压件的批量性不良、报废、模具打坏、压力机打坏的事实,更有甚之可能已经对压力机设备硬件本身造成了不可逆转的损伤,生产成本损失重大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种模具断冲针自动化监测控制***,提供一种实现自动化实时监测模具断冲针异常并及时反馈断冲针信号的控制***,提升模具冲压行业的生产效率,降低生产成本,增加社会效益。
本发明的目的是这样实现的:
一种模具断冲针自动化监测控制***,它包括模具模块、监测模块和压力机及PLC控制***,所述模具模块通过监测模块与压力机及PLC控制***连接,所述模具模块包括若干个模具冲针,所述监测模块包括电源、信号输入端口、信号输出端口以及继电器单元,每个模具冲针的被监测处均与对应的信号输入端口连接,所述电源、模具冲针、信号输入端口以及继电器单元形成闭合电路,所有的继电器单元的输出端口串联后与信号输出端口连接,并连通压力机及PLC控制***,形成一个闭合回路。
一种模具断冲针自动化监测控制***,所述监测模块外挂于压力机周边作设备外设电气装备,它包含独立的电源、信号输入端口、信号输出端口和实体继电器单元、PLC软继电器单元。
一种模具断冲针自动化监测控制***,所述监测模块内置于压力机PLC控制***的主回路内部,共享PLC的逻辑软体继电器,提供模具模块的断冲针信息采集输入端口和PLC逻辑继电器的输出端口。
一种模具断冲针自动化监测控制***,所述继电器单元内将继电器和信号输入短接开关并联。
一种模具断冲针自动化监测控制***,每个模具冲针的被监测处均设有接近开关传感器模组与对应的信号输入端口连接。
一种模具断冲针自动化监测控制***,所述模具模块设置在压力机的上滑块和下台面之间。
一种模具断冲针自动化监测控制***,所述模具模块包括上模座、模具冲针、冲针固定板、止挡板、卸料板、凹模板、下垫板和下模座,所述上模座设置在上滑块下方,所述上模座的底面通过固定板设置有若干个模具冲针,模具冲针的上部和下部容易断裂,所述模具冲针的中部设置有止挡板,下部设置有卸料板;所述下台面上设置有下模座,所述下模座上设置有下垫板,所述下垫板上设置有凹模板。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明自动化监测模具的断冲针情况,并及时响应且实施触发保护,在断冲针的一瞬间即可反馈并控制整个自动化生产***急停,避免模具断冲针后自动化生产***失去监测仍持续带病运行,造成后续冲制件的批量性不良、报废、打裂模板、爆模、打坏压力机设备的重大生产事故发生,让断冲针异常造成的事故可防可控,提高产品质量及生产效率,降低不良品报废损失和模具、设备损坏带来的巨大经济损失,增加生产效益。
(2)本发明充分发挥模具冲针的最大设计寿命,减少因模具频繁维保和提前更换冲针的成本损失,将冲针的使用时间和设计寿命最大化,减少冲针在设计寿命内的更换次数,降低模具的维修维护费用,提升产品竞争力。
(3)本发明通用性强,可灵活应用于各种冲压、锻压、精冲行业的多种模具结构,不受行业和产品种类的限制,在模具中将冲针和传感器模组设计成一独立的闭合控制回路,就能通过本发明实现整个压力机生产线的自动化生产过程监测控制,生产效率及经济效益提升明显,使模具异常停线造成的经济损失可降到最低。
附图说明
图1为本发明的正常状态下的原理示意图。
图2为本发明的异常状态下的原理示意图。
图3为本发明的监测模块的结构示意图。
其中:
模具模块1、上模座1.1、模具冲针1.2、接近开关传感器模组1.3、固定板1.4、止挡板1.5、卸料板1.6、凹模板1.7、下垫板1.8、下模座1.9、监测模块2、信号输入端电源模组2.1、信号采集继电器模组2.2、信号采集端子模组2.3、信号输入短接开关2.4、信号输出继电器模组2.5、信号输出端电源模组2.6、压力机及PLC控制***3、上滑块3.1、下台面3.2。
具体实施方式
实施例1:
参见图1-3,本发明涉及的一种模具断冲针自动化监测控制***,它包括模具模块1、监测模块2和压力机及PLC控制***3,所述模具模块1与监测模块2连接,所述监测模块2与压力机及PLC控制***3连接。
所述模具模块1设置在压力机的上滑块3.1和下台面3.2之间,所述模具模块1包括上模座1.1、模具冲针1.2、接近开关传感器模组1.3、冲针固定板1.4、止挡板1.5、卸料板1.6、凹模板1.7、下垫板1.8和下模座1.9,所述上模座1.1设置在上滑块3.1下方,所述上模座1.1的底面通过固定板1.4设置有若干个模具冲针1.2,所述模具冲针1.2的上部和下部均设有一个接近开关传感器模组1.3,模具冲针1.2的上部和下部容易断裂,所述模具冲针1.2的中部设置有止挡板1.5,下部设置有卸料板1.6;所述下台面3.2上设置有下模座1.9,所述下模座1.9上设置有下垫板1.8,所述下垫板1.8上设置有凹模板1.7。
所述压力机及PLC控制***3包括PLC及所有软、硬件控制***单元,软、硬体继电器和主马达电气回路单元以及压力机的上滑块3.1、下台面3.2。
所述监测模块2包括信号输入端电源模组2.1、信号采集继电器模组2.2、信号采集端子模组2.3、信号输入短接开关2.4、信号输出继电器模组2.5和信号输出端电源模组2.6,所述信号输入端电源模组2.1的负极与模具模块1的上模座1.1连接,每个接近开关传感器模组1.3经过信号采集端子模组2.3与信号输出继电器模组2.5连接后接入信号输入端电源模组2.1的正极,形成一个电气回路单元,每个接近开关传感器模组1.3对应一个信号输出继电器模组2.5,所述信号输出继电器模组2.5的输出端口串联连接,与信号输出端电源模组2.6连接形成一个闭合回路,并连通压力机及PLC控制***3。
所述信号输出继电器模组2.5内将继电器和信号输入短接开关2.4并联,所述信号输出继电器模组2.5与信号指示灯连接。
工作原理:
所述监测模块作为一独立的外设产品外挂于压力机周边,作为压力机的附属配套装备,所述监测模块包含电源和变压器模组,及一定回路数的软、硬体继电器构成,并通过输入信号和输出信号端口分别与模具模块和压力机的PLC控制***实现电气信号数据采集交换。对于从模具模块采集到的断冲针信号进行实时反馈,再以弱电流控制强电流的电气原理对继电器进行***控制,以继电器的输出端口连接压力机控制电路,按实时信号接通或断开控制压力机主马达工作回路,以实现对整个压力机设备的自动化生产过程实时监测控制。
所有冲针均正常的情况下,其传感器和输入端信号采集继电器模组所形成的闭合回路才会导通,自动化生产***才能维持正常运行。
当所述模具冲针有任意一支或多支断掉时,该断掉的模具冲针所对应的接近开关传感器会断路,其连接的输入端信号采集继电器电路会同步断电,其继电器的输出端将及时断路,致使输出继电器电路中断,并将此信号反馈到压力机的PLC***控制回路,其控制回路驱动的实体继电器输出端口断路,进而使压力机主马达的接触器失电断开,马达停止运转,整个自动化生产线也及时停机并发出声光报警信号,直至模具检修人员将冲针更换并修复模具后,再次重启***,整个压力机设备的自动化生产***才会再次开始运转。
实施例2:
参见图1-3,本发明涉及的一种模具断冲针自动化监测控制***,与实施例1不同的是,监测模块作为一个***控制单元,内置于压力机PLC控制***的主回路内部,共享PLC的逻辑软体继电器,提供模具模块的断冲针信息采集输入端口和PLC逻辑继电器的输出端口。
工作原理:
所述监测模块作为一独立的模块内置于压力机的PLC控制***内,共享PLC软、硬体继电器,并提供模具模块的断冲针信号采集输入端口和继电器的输出端口,该单元对于从模具结构模块采集到的断冲针信号进行实时反馈,再以弱电流控制强电流的电气原理对继电器进行***控制,以继电器的输出端口连接压力机控制电路,按实时信号接通或断开控制压力机主马达工作回路,以实现对整个压力机设备的自动化生产过程实时监测控制。
所有需要被监测的冲针均通过接近开关传感器模组作为输入信号采集元件,模具冲针上至少设置一个接近开关传感器并接通对应回路数的输入继电器端口,直至将所有冲针全部接通至每一位输入继电器端口。该装置的内部电路会自动将所有输入信号回路的继电器输出端口进行串联连接,以驱动输出继电器正常工作,输出继电器的输出端口信号连通至压力机的PLC控制***模块,压力机乃至整个自动化生产***才会正常运行。
当其中被监测的任何一支冲针断掉时,其所对应的接近开关传感器将断路,其连通的输入信号采集继电器断电,导致其输出端口线路中断。输出继电器驱动电路同步中断,无法正常工作,该输出继电器的输出端口所连接的压力机PLC***控制回路也将同步中断,最终使压力机主马达停止运转,整个自动化生产线也及时停机并发出声光报警信号。直至模具检修人员将冲针更换并再次重启***后,整个压力机设备的自动化生产***才会再次开始运转。
可以根据要求设计无限多个回路的输入信号采集继电器以控制无限多个需要被监测的冲针传感器,可根据自身要求配备相应回路数的模具断冲针自动化监测控制***装置于压力机或模具上。当模具断冲针自动化监测控制***装置的继电器回路数过多,而模具中需要被监测的冲针数量又较少时,设置信号输入短接开关04进行短接对应的空置输入信号继电器的输出端口,保证其输出端口仍将形成一个闭合的电气回路,驱动输出继电器正常工作,确保压力机乃至整个自动化生产***的正常运行。
以上仅是本发明的具体应用范例,对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案,均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种模具断冲针自动化监测控制***,其特征在于:它包括模具模块(1)、监测模块(2)和压力机及PLC控制***(3),所述模具模块(1)通过监测模块(2)与压力机及PLC控制***(3)连接;所述模具模块(1)包括若干个模具冲针(1.2),所述监测模块(2)包括电源、信号输入端口、信号输出端口以及继电器单元,每个模具冲针(1.2)的被监测处均与对应的信号输入端口连接,所述电源、模具冲针(1.2)、信号输入端口以及继电器单元形成闭合电路,所有的继电器单元的输出端口串联后与信号输出端口连接,并连通压力机及PLC控制***(3),形成一个闭合回路。
2.根据权利要求1所述的一种模具断冲针自动化监测控制***,其特征在于:所述监测模块(2)外挂于压力机周边作设备外设电气装备,它包含独立的电源、信号输入端口、信号输出端口和实体继电器单元、PLC软继电器单元。
3.根据权利要求1所述的一种模具断冲针自动化监测控制***,其特征在于:所述监测模块(2)内置于压力机PLC控制***的主回路内部,共享PLC的逻辑软体继电器,提供模具模块(1)的断冲针信息采集输入端口和PLC逻辑继电器的输出端口。
4.根据权利要求1所述的一种模具断冲针自动化监测控制***,其特征在于:所述继电器单元内将继电器和信号输入短接开关(2.4)并联。
5.根据权利要求1所述的一种模具断冲针自动化监测控制***,其特征在于:每个模具冲针(1.2)的被监测处均设有接近开关传感器模组(1.3)与对应的信号输入端口连接。
6.根据权利要求1所述的一种模具断冲针自动化监测控制***,其特征在于:所述模具模块(1)设置在压力机的上滑块(3.1)和下台面(3.2)之间。
7.根据权利要求1所述的一种模具断冲针自动化监测控制***,其特征在于:所述模具模块(1)还包括上模座(1.1)、固定板(1.4)、止挡板(1.5)、卸料板(1.6)、凹模板(1.7)、下垫板(1.8)和下模座(1.9),所述上模座(1.1)设置在上滑块(3.1)下方,所述上模座(1.1)的底面通过固定板(1.4)设置有若干个模具冲针(1.2),模具冲针(1.2)的上部和下部容易断裂,所述模具冲针(1.2)的中部设置有止挡板(1.5),下部设置有卸料板(1.6);所述下台面(3.2)上设置有下模座(1.9),所述下模座(1.9)上设置有下垫板(1.8),所述下垫板(1.8)上设置有凹模板(1.7)。
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