專利名稱：沖壓模具保護方法及其專用保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)模具的防護，特別是涉及一種沖壓模 具保護方法及其專用保護裝置。二背景技術(shù)：
當前工業(yè)模具防護，主要有以下四種方式-1、 采用CCD相機成像，拍照標準位置照片，每個行程相同位置與標準比對，經(jīng)主機運算處理、分板對比后，發(fā)現(xiàn)異常情況，就控制設(shè)備停機并報警。目前 這種檢測保護方式僅適用于注塑機的模具防護。2、 鍵臺式防護裝置它由懸掛著的活動上模夾緊板組成，板上有行程開關(guān)， 當有異物存在時，模具保護裝置啟動，使該板升高，行程開關(guān)觸點接觸，滑塊 傳動馬上停止。其優(yōu)點是可以控制整個模具安全裝空間，但上臺板需要有導向， 以防止偏心負荷大、設(shè)備壓力過大時被卡住，失去保護作用，且必需在設(shè)備制 造時同時加入，成本很高，再則采用的有觸點開關(guān)，觸點易失效，可靠性低。3、 鍵板式保護裝置作用區(qū)域在齒圈壓板的活動元件上。也是靠開關(guān)元件 導通與否，來確認有無異物，并控制機床。此種裝置同樣也采用觸點開關(guān)，安 裝困難。4、 觸鍵保護裝置滑塊以小壓力快速閉合時，到達設(shè)定位置沒有異物，主 控系統(tǒng)啟動正常壓力沖壓，若有異物壓力陡增，主控系統(tǒng)不啟動不進行沖壓。 此裝置與設(shè)備一體化制造，僅用于液壓精沖設(shè)備，對于高速沖壓設(shè)備不適用以上四種防護都不能適用于普通、高速沖壓設(shè)備，且成本高，對沖頭折斷， 材料上巻等狀況，不能檢測和保護。三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、 結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高且穩(wěn)定性高的沖壓模具保護方法及其專用保護裝置。本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種沖壓模具保護方法，在沖床的上下模之間，且在沖材上面一合適位置， 安裝一光電檢測機構(gòu)，在沖壓過程中，根據(jù)需要設(shè)定一個時段，作為一檢測窗 口區(qū)，由光電編碼器提供每個沖程的位置信號，調(diào)節(jié)按鈕實現(xiàn)檢測窗口區(qū)域，在 檢測窗口區(qū)，檢測時段發(fā)生沖床沖頭折斷、拔出和帶材上巻情況，光電檢測機 構(gòu)的光幕受遮擋，控制電路發(fā)出控制信號，由執(zhí)行器完成機床停機保護，故障 報警指示燈亮，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了檢測窗口區(qū)設(shè)定、位置檢測、光幕遮擋檢測反 饋、執(zhí)行器按指令要求控制機床，形成一種完善的閉環(huán)控制系統(tǒng)。所述光電檢測機構(gòu)采用紅外單元分段和分層控制，其中，分段控制實現(xiàn)對 紅外監(jiān)測長短距離的控制，以適應不同的監(jiān)控寬度；分層控制實現(xiàn)對紅外發(fā)射 接收排的控制，以適應不同控制靈敏度和精度的要求。上面所述的沖壓模具保護方法的專用保護裝置，含有光電檢測機構(gòu)、測試 探頭、光電編碼器、控制電路和執(zhí)行器，所述光電檢測機構(gòu)含有發(fā)射器和接收 器，所述發(fā)射器和接收器通過支架分別安裝在模具兩側(cè)的沖床工作平臺上，所 述發(fā)射器和接收器在同一平面，形成光電檢測平面，且此平面略高于沖材的上 平面，所述光電檢測機構(gòu)、光電編碼器與所述控制電路的輸入端連接，并且， 所述控制電路的輸出端通過所述執(zhí)行器與沖床控制電路連接，所述沖床控制電 路控制沖床的運動和停止；所述光電編碼器安裝在沖床的凸輪控制器上，做為 沖床行程的位置基準；所述測試控頭安裝于所述光電檢測機構(gòu)的發(fā)射器下面， 受控于控制電路測試程序。所述支架含有調(diào)整座和固定架，所述調(diào)整座的下端通過螺栓和T型固定塊 安裝在沖床工作臺面的T型槽上，其上端與所述固定架的下端活動式連接，使 所述固定架能夠升高和降低，所述固定架的上端安裝有U型固定板，所述U型 固定板中安裝有所述光電檢測機構(gòu)的發(fā)射器或接收器。所述固定架下端和所述調(diào)整座上端為軸和軸套式結(jié)構(gòu)，二者套接在一起，能相互移動，并且貫穿所述軸套設(shè)置有定位螺栓；所述固定架的下端或調(diào)整座 的上端設(shè)置有刻度線。所述U型固定板和所述固定架之間設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，所述U型固定板能繞轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)動，并且，所述轉(zhuǎn)軸的軸線與所述固定架的軸線可進行垂直或小角度度傾斜 調(diào)整。所述固定架和所述調(diào)整座之間移動范圍在160mm以內(nèi)，其移動定位精度為所述測試探頭安裝于發(fā)射器檢測平面下面，與U型固定板進行固定聯(lián)接； 所述測試探頭通過小型氣缸實現(xiàn)15mm的伸縮量，可完成對光幕的遮擋測試。所述光電檢測機構(gòu)的發(fā)射器和接收器通過分段控制單元與所述控制電路連 接，實現(xiàn)對紅外監(jiān)測光幕寬度的控制，以適應不同沖材的監(jiān)控寬度要求；所述 光電檢測機構(gòu)的發(fā)射器和接收器分層交叉排列，且通過分層控制單元與所述控 制電路連接，實現(xiàn)對紅外發(fā)射接收排的控制，以適應不同控制靈敏度和精度的 要求。本發(fā)明的有益效果是采用光電檢測機構(gòu)，其反應靈敏度高，且光電檢測 機構(gòu)在模具之外，當發(fā)生上模的沖頭脫落或與下模未能脫離時，沖床在模具閉 合之前完成停機保護，安全性高。另外采用分段分層控制，抗干擾性好，精度 高，適用沖壓工作現(xiàn)場環(huán)境，性能穩(wěn)定，可靠性高。其設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單， 易于推廣，具有良好的社會和經(jīng)濟效益。 四

圖1為沖壓模具保護方法的方框原理圖；圖2為專用保護裝置的使用狀態(tài)圖；圖3為專用保護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示專用保護裝置的側(cè)視圖；圖5為控制模塊與外圍電路的連接圖；圖6為紅外發(fā)射接收分層控制原理框圖； 圖7為紅外發(fā)射接收分段控制原理框圖； 圖8為紅外發(fā)射接收構(gòu)成原理框圖。 五具體實施例方式實施例參見圖1 圖8，圖中，沖壓模具保護方法是在沖床l的上下模4、 5之間，且在沖材3上面一合適位置，安裝一光電檢測機構(gòu)2，在沖壓過程中，根據(jù)需要設(shè)定一個時段，作為一檢測窗口區(qū)，由光電編碼器提供每個沖程 的位置信號，調(diào)節(jié)按鈕實現(xiàn)檢測窗口區(qū)域，在檢測窗口區(qū)，檢測時段發(fā)生沖床l沖頭折斷、拔出和帶材上巻情況，光電檢測機構(gòu)2的光幕受遮擋，控制電路發(fā)出控制信號，由執(zhí)行器完成機床1停機保護，故障報警指示燈亮，整個系統(tǒng)實 現(xiàn)了檢測窗口區(qū)設(shè)定、位置檢測、光幕遮擋檢測反饋、執(zhí)行器按指令要求控制 機床，形成一種完善的閉環(huán)控制系統(tǒng)。該沖壓模具保護方法的專用保護裝置含有光電檢測機構(gòu)2、測試探頭、光電 編碼器、控制電路和執(zhí)行器，光電檢測機構(gòu)2含有發(fā)射器和接收器，發(fā)射器和 接收器通過支架分別安裝在模具兩側(cè)的沖床1上，發(fā)射器和接收器在同一平面， 形成光電檢測平面，且此平面略高于下模5的上平面，光電檢測機構(gòu)2、光電編 碼器與控制電路的輸入端連接，并且，控制電路的輸出端通過執(zhí)行器與沖床控 制電路連接，控制電路和執(zhí)行器與沖床控制電路相配合控制沖床1的運動和停 止；測試探頭5-1安裝于發(fā)射器下面，受控于控制電路測試程序，可進行工前 測試；光電編碼器安裝在沖床1的凸輪控制器上，為控制系統(tǒng)提供設(shè)備沖壓過 程的位置信號，做為沖床行程的位置基準。因光電編碼器是光電信號，其可靠 性高、壽命長、方便調(diào)節(jié)。支架含有調(diào)整座8和固定架10，調(diào)整座8的下端通過螺栓7和T型固定塊 6安裝在沖床工作臺面的T型槽上，其上端與固定架10的下端活動式連接，使 固定架10能夠升高和降低，固定架10的上端安裝有U型固定板11， U型固板11中安裝有光電檢測機構(gòu)2的發(fā)射器或接收器12。固定架10下端和調(diào)整座8上端為軸和軸套式結(jié)構(gòu)，二者套接在一起，能相 互移動，并且貫穿軸套設(shè)置有定位螺栓9;固定架10的下端或調(diào)整座的上端設(shè) 置有刻度線。固定架10下端設(shè)置有彈簧13。 U型固定板ll和固定架10之間設(shè) 置有轉(zhuǎn)軸，U型固定板11能繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，并且，轉(zhuǎn)軸的軸線與固定架10的軸 線垂直?？蓪崿F(xiàn)水平和重直調(diào)整，光幕可調(diào)整為水平和傾斜兩種狀態(tài)，可操作 和實用性增強。固定架10和調(diào)整座8之間移動范圍為160mm以內(nèi)，其移動定位 精度為lmm。測試探頭5-1安裝于發(fā)射器檢測平面下面，與U型固定板11進行 固定聯(lián)接；領(lǐng)U試探頭5-1通過小型氣缸實現(xiàn)15mm的伸縮量，可完成對光幕的遮 擋測試。光電檢測機構(gòu)2的發(fā)射器和接收器通過分段控制單元與控制電路連接，實 現(xiàn)對紅外監(jiān)測光幕寬度控制，以適應不同沖材的監(jiān)控寬度要求；另外，光電檢 測機構(gòu)2的發(fā)射器和接收器分層交叉排列，且通過分層控制單元與控制電路連 接，實現(xiàn)對紅外發(fā)射接收排的控制，以適應不同控制靈敏度和精度的要求。光 電檢測機構(gòu)2是一種紅外光電傳感器，其發(fā)光器器件與受光器件分層交叉排列， 便于調(diào)節(jié)，可操作性強，其檢測分辨率可達2. 5mm，響應速度《20ms，對不同的 沖材和模具都可進行范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。設(shè)置自檢測裝機構(gòu)控制轉(zhuǎn)換至自檢位后， 按下自檢按鈕后，自檢裝置將按預設(shè)程序參數(shù)要求，在檢測窗口時段伸出檢測 探頭，檢驗系統(tǒng)的有效性和可靠性。以驗證設(shè)備運行前系統(tǒng)處于正常狀態(tài)。改變支架的具體結(jié)構(gòu)、改變光電檢測機構(gòu)的類型和安裝方式、以及改變支 架和沖床的安裝方式能夠組成多個實施例，均為本發(fā)明的常見變化范圍，在此 不一一詳述。
權(quán)利要求
1、一種沖壓模具保護方法，其特征是在沖床的上下模之間，且在沖材上面一合適位置，安裝一光電檢測機構(gòu)，在沖壓過程中，根據(jù)需要設(shè)定一個時段，作為一檢測窗口區(qū)，由光電編碼器提供每個沖程的位置信號，調(diào)節(jié)按鈕實現(xiàn)檢測窗口區(qū)域，在檢測窗口區(qū)，檢測時段發(fā)生沖床沖頭折斷、拔出和帶材上卷情況，光電檢測機構(gòu)的光幕受遮擋，控制電路發(fā)出控制信號，由執(zhí)行器完成機床停機保護，故障報警指示燈亮，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了檢測窗口區(qū)設(shè)定、位置檢測、光幕遮擋檢測反饋、執(zhí)行器按指令要求控制機床，形成一種完善的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓模具保護方法，其特征是所述光電檢測機 構(gòu)采用紅外單元分段和分層控制，其中，分段控制實現(xiàn)對紅外監(jiān)測長短距離的 控制，以適應不同的監(jiān)控寬度；分層控制實現(xiàn)對紅外發(fā)射接收排的控制，以適 應不同控制靈敏度和精度的要求。
3、 一種權(quán)利要求1所述沖壓模具保護方法的專用保護裝置，含有光電檢測 機構(gòu)、測試探頭、光電編碼器、控制電路和執(zhí)行器，其特征是所述光電檢測 機構(gòu)含有發(fā)射器和接收器，所述發(fā)射器和接收器通過支架分別安裝在模具兩側(cè) 的沖床工作平臺上，所述發(fā)射器和接收器在同一平面，.形成光電檢測平面，且 此平面略高于沖材的上平面，所述光電檢測機構(gòu)、光電編碼器與所述控制電路 的輸入端連接，并且，所述控制電路的輸出端通過所述執(zhí)行器與沖床控制電路 連接，所述沖床控制電路控制沖床的運動和停止；所述光電編碼器安裝在沖床 的凸輪控制器上，做為沖床行程的位置基準；所述測試控頭安裝于所述光電檢 測機構(gòu)的發(fā)射器下面，受控于控制電路測試程序。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述專用保護裝置，其特征是所述支架含有調(diào)整座和固定架，所述調(diào)整座的下端通過螺栓和T型固定塊安裝在沖床工作臺面的T型 槽上，其上端與所述固定架的下端活動式連接，使所述固定架能夠升高和降低， 所述固定架的上端安裝有U型固定板，所述U型固定板中安裝有所述光電檢測 機構(gòu)的發(fā)射器或接收器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述專用保護裝置，其特征是所述固定架下端和所述 調(diào)整座上端為軸和軸套式結(jié)構(gòu)，二者套接在一起，能相互移動，并且貫穿所述 軸套設(shè)置有定位螺栓；所述固定架的下端或調(diào)整座的上端設(shè)置有刻度線。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述專用保護裝置，其特征是所述U型固定板和所述 固定架之間設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，所述U型固定板能繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，并且，所述轉(zhuǎn)軸的軸 線與所述固定架的軸線可進行垂直或小角度度傾斜調(diào)整。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述專用保護裝置，其特征是所述固定架和所述調(diào)整 座之間移動范圍在160mm以內(nèi)，其移動定位精度為lmm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的專用保護裝置，其特征是所述測試探頭安裝于 發(fā)射器檢測平面下面，與U型固定板進行固定聯(lián)接；所述測試探頭通過小型氣 缸實現(xiàn)15mm的伸縮量，可完成對光幕的遮擋測試。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述專用保護裝置，其特征是所述光電檢測機構(gòu)的發(fā) 射器和接收器通過分段控制單元與所述控制電路連接，實現(xiàn)對紅外監(jiān)測光幕寬 度的控制，以適應不同沖材的監(jiān)控寬度要求；所述光電檢測機構(gòu)的發(fā)射器和接 收器分層交叉排列，且通過分層控制單元與所述控制電路連接，實現(xiàn)對紅外發(fā) 射接收排的控制，以適應不同控制靈敏度和精度的要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沖壓模具保護方法及其專用保護裝置，該方法是在沖床的上下模之間安裝一光電檢測機構(gòu)，且設(shè)定一個時段作為一檢測窗口區(qū)，由光電編碼器提供每個沖程的位置信號，當發(fā)生沖床沖頭折斷、拔出和帶材上卷情況，光電檢測機構(gòu)的光幕受遮擋，控制電路發(fā)出控制信號，由執(zhí)行器完成機床停機保護，故障報警指示燈亮，形成一種完善的閉環(huán)控制系統(tǒng)。該專用裝置含有光電檢測機構(gòu)、測試探頭、光電編碼器、控制電路和執(zhí)行器，所述光電檢測機構(gòu)通過支架分別安裝在模具兩側(cè)的沖床工作平臺上。本發(fā)明采用光電檢測機構(gòu)，其反應靈敏度高、安全性高。采用控制電路和執(zhí)行器進行控制，其抗干擾性好，適用沖壓工作現(xiàn)場環(huán)境，性能穩(wěn)定，可靠性高，社會和經(jīng)濟效益良好。
文檔編號B30B15/28GK101327666SQ20081014082
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者李撫生, 李文緒, 馬皓生 申請人:河南星光機械制造有限公司