一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，屬于沖壓成形【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置主要應(yīng)用于杯突實(shí)驗(yàn)和錐杯實(shí)驗(yàn)中，板料為圓形板料，通過凹模上和凸模上的信號(hào)發(fā)射器和壓邊圈上的信號(hào)接收器使得板料得到精確的定位，同時(shí)通過凸模與凸模頂出桿之間的力傳感器對(duì)凸模力進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，當(dāng)凸模力突然衰減到預(yù)設(shè)值時(shí)代表板料破裂失效，PLC發(fā)出指令使得凸模停止，完成實(shí)驗(yàn)；本實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)Π辶线M(jìn)行精確的定位，同時(shí)對(duì)板料失效時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)，提高了實(shí)驗(yàn)的精度。
【專利說明】一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，本裝置主要是用來進(jìn)行杯突和錐杯實(shí)驗(yàn)的沖壓成形和失效時(shí)間的預(yù)測(cè)，進(jìn)而對(duì)材料性能進(jìn)行測(cè)試，因此屬于沖壓成形【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]杯突實(shí)驗(yàn)和錐杯實(shí)驗(yàn)是衡量金屬成形性能好壞的有效方法，在板料成形、模具設(shè)計(jì)、空航天、汽車運(yùn)輸、電子電器、儀表家電、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。成形性能是指金屬薄板在沖壓成形過程中抵抗破裂的能力，即薄板在指定加工過程中產(chǎn)生塑性變形而不失效的能力；了解金屬板材的成形性能，預(yù)測(cè)金屬板材成形時(shí)的起皺、破裂等缺陷，掌握測(cè)試和實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)而能夠掌握和設(shè)計(jì)金屬板材成形工藝，并用于指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇。
[0003]材料成形性能測(cè)試時(shí)，通常會(huì)遇到板料定位不精確確、偏移、失效時(shí)間難以把握等問題，進(jìn)而造成時(shí)間嚴(yán)重錯(cuò)位不對(duì)稱，同時(shí)破裂失效過大或者還沒有失效等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0004]本發(fā)明提供的是一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，該裝置主要針對(duì)杯突實(shí)驗(yàn)和錐杯實(shí)驗(yàn)中采用的圓形板料，采用信號(hào)采集和PLC實(shí)時(shí)控制，使得板料可以精確的定位，同時(shí)通過采集凸模力的衰減情況進(jìn)行破裂失效的預(yù)測(cè)，最終達(dá)到板料精確定位和失效預(yù)測(cè)的功能，提聞實(shí)驗(yàn)的精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明專利設(shè)計(jì)了一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，屬于沖壓成形【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置主要應(yīng)用于杯突實(shí)驗(yàn)和錐杯實(shí)驗(yàn)中，板料為圓形板料，通過凹模上和凸模上的信號(hào)發(fā)射器和壓邊圈上的信號(hào)接收器使得板料得到精確的定位，同時(shí)通過凸模與凸模頂出桿之間的力傳感器對(duì)凸模力進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，當(dāng)凸模力突然衰減到預(yù)設(shè)值時(shí)代表板料破裂失效，PLC發(fā)出指令使得凸模停止，完成實(shí)驗(yàn)；本實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)Π辶线M(jìn)行精確的定位，同時(shí)對(duì)板料失效時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)，提聞了實(shí)驗(yàn)的精度。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，該裝置采用信號(hào)接收方式實(shí)現(xiàn)板料的精確定位，同時(shí)通過力傳感器進(jìn)行力的檢測(cè)進(jìn)而對(duì)破裂失效進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)，提高了成形實(shí)驗(yàn)精度。
[0007]本發(fā)明提供了一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，本裝置主要進(jìn)行錐杯實(shí)驗(yàn)和杯突實(shí)驗(yàn)，其采用的板料是圓形板料；所述裝置包括壓邊圈頂出桿、壓邊圈頂出盤、連接固定座、壓邊連接桿、壓邊圈、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、上模固定柱、模架支柱、支柱固定套、上模架、凹模固定座、凸模、凸模頂出桿、下模架、凹模固定環(huán)、凹模、凸模固定環(huán)；上模架通過模架支柱和支柱固定套與下模架固定連接，凹模通過凹模固定環(huán)經(jīng)螺紋連接固定在凹模固定座下方，凹模固定座通過上模固定柱固定在上模架下方，板料放在壓邊圈上面，壓邊圈通過壓邊連接桿和連接固定座固定在壓邊圈頂出盤上面，壓邊圈頂出盤連接固定在壓邊頂出桿上面，壓邊頂出桿穿過下模架由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行壓邊；凸模固定在凸模固定環(huán)內(nèi)部，凸模固定環(huán)通過螺紋連接固定在凸模頂出桿內(nèi)部，最后凸模頂出桿穿過下模架由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行板料成形；其特征在于:裝置還設(shè)有信號(hào)發(fā)射器、信號(hào)接收器、定位滾子和力傳感器，其中信號(hào)發(fā)射器安裝固定在凹模下表面的凹槽內(nèi)，信號(hào)接收器安裝固定在壓邊圈上上表面的凹槽內(nèi)，定位滾子安裝固定在壓邊圈上表面，力傳感器安裝固定在凸模頂出桿的凹槽中，位于凸模的正下方。
[0008]本發(fā)明中，凹模下表面凹槽內(nèi)呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定有四個(gè)信號(hào)發(fā)射器，壓邊圈上呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定著四個(gè)信號(hào)接收器和四個(gè)定位滾子，定位滾子分布圓周半徑小于信號(hào)接收器分布圓周半徑，信號(hào)發(fā)射器和信號(hào)接收器上下對(duì)齊，信號(hào)發(fā)射器和信號(hào)接收器分布的圓周直徑和板料的直徑相等(直徑為60_);當(dāng)板料放上壓邊圈時(shí)，啟動(dòng)電源開關(guān)，信號(hào)發(fā)射器發(fā)出信號(hào)，由于板料剛放上時(shí)沒有定位好，板料將擋住四個(gè)信號(hào)中的某個(gè)或者幾個(gè)，則此時(shí)PLC將驅(qū)動(dòng)被擋住信號(hào)的信號(hào)接收器臨近的定位滾子使得板料向內(nèi)部小步進(jìn)移動(dòng)，而沒有被擋住信號(hào)旁邊的滾子將不會(huì)被驅(qū)動(dòng)，最后經(jīng)過往復(fù)的驅(qū)動(dòng)四個(gè)信號(hào)接收器將都能接收到信號(hào)，此時(shí)板料定位完成，達(dá)到了板料的精確定位。
[0009]本發(fā)明中，凸模由尾端銷釘經(jīng)凸模固定環(huán)內(nèi)部的導(dǎo)向槽導(dǎo)向進(jìn)入旋轉(zhuǎn)一角度后卡在凸模固定環(huán)內(nèi)部，凸模固定環(huán)通過螺紋連接固定在凸模頂出桿內(nèi)部，最后凸模頂出桿穿過下模架由液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)成形；凸模與凸模頂出桿之間安裝有力傳感器，在成形過程中力傳感器周期性的對(duì)凸模力信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，并由計(jì)算機(jī)計(jì)算出力的衰減值并和預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)衰減值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)值時(shí)代表板料發(fā)生破裂失效，最后由PLC發(fā)出指令驅(qū)使凸模停止運(yùn)動(dòng)，判斷板料失效完成。
[0010]本發(fā)明中，所述定位滾子由軸承鋼加工而成，表面附有一層硅橡膠，以便實(shí)驗(yàn)過程中，板料和滾子接觸時(shí)可以增大摩擦防止板料打滑，增大摩擦力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置裝配圖。
[0012]圖2是凹模及其信號(hào)發(fā)射裝置布置示意圖。
[0013]圖3是壓邊圈上信號(hào)接收裝置、板料定位滾子布置示意圖。
[0014]圖4是凸模安裝及力傳感器的安裝示意圖。
[0015]附圖中:1-壓邊圈頂出桿 2-壓邊圈頂出盤 3-連接固定座 4-壓邊連接桿5-壓邊圈6-導(dǎo)柱7-導(dǎo)套8-上模固定柱9-模架支柱10-支柱固定套11-上模架12-凹模固定座13-凸模14-凸模頂出桿15-下模架16-凹模固定環(huán)17-凹模18-信號(hào)發(fā)射器19-板料20-信號(hào)接收器21-定位滾子22-凸模固定環(huán)23-力傳感器。

【具體實(shí)施方式】
[0016]由圖1-圖4可知，本發(fā)明提供了一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，本裝置主要對(duì)圓形板料進(jìn)行杯突實(shí)驗(yàn)和錐杯實(shí)驗(yàn)；所述裝置由壓邊圈頂出桿1、壓邊圈頂出盤2、連接固定座3、壓邊連接桿4、壓邊圈5、導(dǎo)柱6、導(dǎo)套7、上模固定柱8、模架支柱9、支柱固定套10、上模架11、凹模固定座12、凸模13、凸模頂出桿14、下模架15、凹模固定環(huán)16、凹模17、凸模固定環(huán)22組成；上模架11是通過模架支柱9和支柱固定套10與下模架15固定連接，凹模17通過凹模固定環(huán)16經(jīng)螺栓通過螺紋連接固定在凹模固定座12下方，凹模固定座12通過上模固定柱8固定在上模架11下方，板料19放在壓邊圈5上面，壓邊圈5通過壓邊連接桿4和連接固定座3固定在壓邊圈頂出盤2上表面，壓邊圈頂出盤2連接固定到壓邊頂出桿I上面，最后壓邊頂出桿I穿過下模架15由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行壓邊作用；凸模13固定在凸模固定環(huán)22內(nèi)部，凸模固定環(huán)22通過螺紋連接固定在凸模頂出桿14內(nèi)部，然后凸模頂出桿14穿過下模架15由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行板料成形；其特征在于:還設(shè)有信號(hào)發(fā)射器18、信號(hào)接收器20、定位滾子21和力傳感器23，其中信號(hào)發(fā)射器18安裝固定在凹模17下表面的凹槽內(nèi)，信號(hào)接收器20安裝固定在壓邊圈5上上表面的凹槽內(nèi)，定位滾子21安裝固定在壓邊圈5上表面，凸模13和凸模頂出桿14之間安裝固定有力傳感器；實(shí)驗(yàn)過程中，液壓系統(tǒng)分別驅(qū)動(dòng)壓邊圈5和凸模13進(jìn)行壓邊，同時(shí)通過信號(hào)檢測(cè)能夠進(jìn)行板料的精確定位和失效預(yù)測(cè)，提高了實(shí)驗(yàn)的精度。
[0017]由圖1-3所示可知，凹模17下表面凹槽內(nèi)呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定有四個(gè)信號(hào)發(fā)射器18，壓邊圈5上呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定著四個(gè)信號(hào)接收器20和四個(gè)定位滾子21，定位滾子21分布圓周半徑小于信號(hào)接收器20分布圓周半徑且和信號(hào)接收器20對(duì)應(yīng)布置(如圖3)，信號(hào)發(fā)射器18和信號(hào)接收器20上下對(duì)齊，信號(hào)發(fā)射器18和信號(hào)接收器20分布的圓周直徑和板料19的直徑相等(直徑為60_)(如圖1);當(dāng)板料19放到壓邊圈5上時(shí)，啟動(dòng)電源開關(guān)，信號(hào)發(fā)射器18發(fā)出信號(hào)，由于板料19剛放上時(shí)沒有定位好，板料19將擋住四個(gè)信號(hào)中的某個(gè)或者幾個(gè)，使得對(duì)應(yīng)的信號(hào)接收器20無法接收到信號(hào)，則此時(shí)PLC將驅(qū)動(dòng)因信號(hào)被擋住而沒接收到信號(hào)的信號(hào)接收器20最近的定位滾子21轉(zhuǎn)動(dòng)使得板料向內(nèi)部小步進(jìn)移動(dòng)，而沒有被擋住信號(hào)旁邊的定位滾子21將不會(huì)被驅(qū)動(dòng)，最后經(jīng)過往復(fù)的驅(qū)動(dòng)定位滾子21，使得四個(gè)信號(hào)接收器20將都能接收到信號(hào)，此時(shí)板料19完成定位，從而達(dá)到了板料19的精確定位，本發(fā)明中，定位滾子21由軸承鋼加工而成，表面附有一層硅橡膠，實(shí)驗(yàn)過程中，板料19和定位滾子21接觸時(shí)可以增大摩擦力，防止板料19打滑。
[0018]由圖4所示可知，凸模13由尾端銷釘經(jīng)凸模固定環(huán)22內(nèi)部的導(dǎo)向槽導(dǎo)向進(jìn)入凸模固定環(huán)22,凸模固定環(huán)22通過螺紋連接固定在凸模頂出桿14內(nèi)部,最后凸模頂出桿14穿過下模架15由液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)成形；凸模13與凸模頂出桿14之間裝有力傳感器23，在成形過程中力傳感器23周期性的對(duì)凸模力信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，并由計(jì)算機(jī)計(jì)算出力的衰減值并和預(yù)設(shè)值衰減值進(jìn)行比較，當(dāng)衰減值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)值時(shí)代表板料19發(fā)生破裂失效，最后由PLC發(fā)出指令驅(qū)使凸模13停止運(yùn)動(dòng)，判斷板料19成形完成；實(shí)驗(yàn)過程中，液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)凸模頂出桿14進(jìn)行成形，力傳感器23通過對(duì)力進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，當(dāng)力的衰減值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)PLC發(fā)出指令命令凸模13停止，完成失效的檢測(cè)，同時(shí)完成板料19的成形。
[0019]由圖1- 4可知，裝上模具后，將板料19放到壓邊圈5上，啟動(dòng)電源開關(guān)，凹模17上的信號(hào)發(fā)射器18發(fā)出信號(hào)，壓邊圈5上信號(hào)接收器20接收信號(hào)，由于板料19放置不對(duì)中，部分信號(hào)接收器20將接受不到信號(hào)，當(dāng)有信號(hào)接收不到時(shí)，說明板料19沒有定位好，PLC發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)沒有接收到信號(hào)的信號(hào)接收器20附近的定位滾子21轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行定位，使得板料19小步進(jìn)的小內(nèi)部移動(dòng)，當(dāng)四個(gè)信號(hào)接收器20都能接收到信號(hào)時(shí)，定位完成；當(dāng)定位完成時(shí)，啟動(dòng)壓邊裝置，壓邊圈5通過導(dǎo)柱6導(dǎo)套7進(jìn)行導(dǎo)向完成壓邊過程，壓邊過程中壓邊力通過均布的壓邊圈頂出桿I和壓邊連接桿4的平均分布實(shí)現(xiàn)均勻壓邊；當(dāng)壓邊完成后，啟動(dòng)凸模13進(jìn)行成形，凸模13與凸模頂出桿14處之間的力傳感器23將對(duì)凸模力進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集，并通過計(jì)算機(jī)對(duì)衰減力進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)衰減值達(dá)到或超過預(yù)設(shè)值時(shí)，PLC發(fā)出指令使得凸模13停止，完成破裂失效的預(yù)測(cè)，最終完成實(shí)驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，所述裝置包括壓邊圈頂出桿(I)、壓邊圈頂出盤⑵、 連接固定座(3)、壓邊連接桿(4)、壓邊圈(5)、導(dǎo)柱(6)、導(dǎo)套(7)、上模固定柱(8)、模架支柱(9)、支柱固定套(10)、上模架(11)、凹模固定座(12)、凸模(13)、凸模頂出桿(14)、下模架(15)、凹模固定環(huán)(16)、凹模(17)和凸模固定環(huán)(22);上模架(11)通過模架支柱(9)和支柱固定套(10)與下模架(15)相連接，凹模(17)通過凹模固定環(huán)(16)固定在凹模固定座(12)上，凹模固定座(12)通過上模固定柱(8)固定在上模架(11)上，板料(19)放在壓邊圈(5)上，壓邊圈(5)通過壓邊連接桿(4)和連接固定座(3)固定在壓邊圈頂出盤⑵上，壓邊圈頂出盤(2)連接到下方的壓邊頂出桿⑴上，壓邊頂出桿⑴穿過下模架(15)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行壓邊；凸模(13)固定在凸模固定環(huán)(22)內(nèi)部，然后凸模固定環(huán)(22)通過螺紋連接固定在凸模頂出桿(14)內(nèi)部，凸模頂出桿(14)穿過下模架(15)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行成形；其特征在于:還設(shè)有信號(hào)發(fā)射器(18)、信號(hào)接收器(20)、定位滾子(21)和力傳感器(23)，其中信號(hào)發(fā)射器(18)安裝固定在凹模(17)下表面的凹槽內(nèi)，信號(hào)接收器(20)安裝固定在壓邊圈(5)上表面的凹槽內(nèi)，定位滾子(21)安裝固定在壓邊圈(5)上表面，力傳感器(23)安裝固定在凸模頂出桿(14)的凹槽中，位于凸模(13)的正下方。
2.如權(quán)利要求1所述的一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，其特征在于:所述裝置能夠通過 更換凸凹模進(jìn)行多種不同板料厚度的杯突實(shí)驗(yàn)和錐杯實(shí)驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，其特征是:凹模(17)下表面凹槽內(nèi)呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定有四個(gè)信號(hào)發(fā)射器(18)，壓邊圈(5)上呈90°夾角沿圓周方向均勻分布安裝固定有四個(gè)信號(hào)接收器(20)和四個(gè)定位滾子(21)，定位滾子(21)分布圓周半徑小于信號(hào)接收器(20)分布圓周半徑，信號(hào)發(fā)射器(18)和信號(hào)接收器(20)上下對(duì)齊，信號(hào)發(fā)射器(18)和信號(hào)接收器(20)分布的圓周直徑和板料(19)的直徑相等；當(dāng)板料放上壓邊圈(5)時(shí)，板料(19)將擋住四個(gè)信號(hào)中的某個(gè)或者幾個(gè)，則此時(shí)PLC將驅(qū)動(dòng)被擋住信號(hào)接收器(20)附近的定位滾子(21)轉(zhuǎn)動(dòng)使得板料向內(nèi)部小步進(jìn)移動(dòng)，最后當(dāng)四個(gè)信號(hào)接收器(20)都能接收到信號(hào)時(shí)定位停止，完成板料(19)的精確定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，其特征是:所述凸模(13)通過銷釘卡在凸模固定環(huán)(22)內(nèi)部，凸模(13)與凸模頂出桿(14)之間裝有力傳感器(23)，在成形過程中力傳感器(23)實(shí)時(shí)的捕獲力值，并由計(jì)算機(jī)計(jì)算出力的衰減值，當(dāng)衰減值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)代表板料發(fā)生破裂失效，最后由PLC發(fā)出指令使凸模(13)停止，便于精確的預(yù)測(cè)板料失效時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板料自動(dòng)定位及失效預(yù)測(cè)裝置，其特征是:所述定位滾子(21)由軸承鋼加工而成，表面附有一層硅橡膠以便在板料(19)定位和成形時(shí)增大摩擦。
【文檔編號(hào)】G01N3/02GK104165801SQ201410414338
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】陳煒, 曹志福, 湯鵬鵬, 蔣在敏, 陳瀧, 李志朋 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)