專利名稱：一種沖壓設備安全距離控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種沖壓設備安全控制系統(tǒng)裝置，尤其涉及氣液增力缸、氣壓缸、油壓 缸等小型設備的安全控制系統(tǒng)裝置。
背景技術：
目前，如何在各類沖壓設備生產操作過程中保護操作人員的人身生命安全的措 施，是制造及使用沖壓設備企業(yè)的關注重點。大型的沖壓設備上基本都有比較可靠的安全 防護措施，起到保護人身安全的作用，達到安全生產的目的；然而在小型的沖壓設備上，由 于沖壓工件小，特別是單件小批量生產時，有的要靠手持工件直接沖壓，因此手與沖頭的距 離極近，有的甚至是靠手工上料待沖頭下行前移開手指，手與模具中心幾乎零距離接觸，稍 有不慎就會出現傷殘事故，對個人、家庭、企業(yè)、社會造成不良后果。由于氣壓缸、油壓缸、氣 液增力缸的功能日趨改善，并在沖壓設備上廣泛應用，使設備結構簡捷精巧，設備的小型化 帶來的安全防護困難一直是當前沖壓設備制造、沖壓加工行業(yè)的隱患。本人的一項專利，申請?zhí)?00810019940. X《一種小型單機沖壓設備的安全裝置》 解決了這種不安全隱患，這種技術采用了綜合技術多保險防護，集安全距離檢測功能、阻力 緩沖檢測功能、絕緣導電檢測功能等多功能安全防護互補方式，達到性能穩(wěn)定、實用可靠的 有益效果。在這個綜合技術方案里其中采用了一項安全距離檢測功能，而所謂安全距離是 指人體的任何部位均無法進入的上下模之間的距離。原有安全距離檢測功能是這樣實現 的見附圖1、附圖2及附圖6所示，為了防止壓力工作活塞桿11在絕緣套10內上下 往復運動時產生圓周轉動，保證模具位置精度，一般要在工作活塞桿11下端配置防轉動機 構。防轉動機構包括轉接固定板7，其一端固定在工作活塞桿11下端的活塞加長軸8上，另 一端固定于防轉動桿20，防轉動桿20可移動的設置在機體9上的導向套21內，并隨著工 作壓力缸13上的工作活塞桿11上下垂直運動，使防轉動桿20與工作壓力缸13上的工作 活塞桿11同步運動，這樣就很方便的把上下模之間的安全距離設置轉移到防轉動桿20上 端來設置，防轉動桿20上端裝有安全距離接近開關調整架19'及安全距離接近開關16'。 所述安全距離是指安全距離接近開關16'與標尺桿15'上端凸臺之間的感應點的最遠距 離。這個安全距離根據需要可隨意調整，并通過安全距離接近開關16'的檢測信號達到有 效控制距離。當上下模具之間的距離超出設定安全距離時，任何物體(無論是否導電)接觸 到上模具組合件下端時，包括彈簧脫模器1、上模2、緩沖滑動套3 —體以緩沖導向軸4為心 軸，以保持架滾動套5為中間滑動體，使上模具組合件整體滑動上移，當緩沖滑動套3上的 緩沖距離感應點24伸縮滑動到防護固定管22內的阻力緩沖檢測開關23的有效感應區(qū)時， 阻力緩沖檢測開關23感應信號由阻力緩沖檢測開關導線18輸入到中央處理單元控制設備 立即返程。設計緩沖距離的目的是為了使模具下行接觸阻力時，利用伸縮滑動的結構方式， 在有效的時間和距離內把沖擊力、壓力、減緩釋放到對人體部位不構成傷害的微力，達到安 全防護功能。
根據上述運動過程及結構分析，可見阻力緩沖檢測開關23與緩沖滑動套3的凸臺外徑緩沖距離感應點24之間的滑動緩沖距離是固定不變的，阻力緩沖檢測開關23導通與 斷開的輸入/輸出狀態(tài)能夠滿足動作需求。然而與之組合的安全距離接近開關16'與標尺 桿15'上端凸臺的感應點之間的安全距離是可變的，是根據需求隨時可調的，尺寸數據經 常需要更新，這種結構看起來人工操作方便實用、調整靈活，但經過長期生產實踐發(fā)現這種 安全距離檢測功能裝置仍然存在著以下缺點不足1、機械與電控需同步人工調整難度大，調整費工費時且操作者不易掌握影響作業(yè) 效率；2、安全距離的設定需要每次根據加工工件的厚度不同而進行調整，非常不方便；3、安全距離尺寸調整結果依賴于操作技能因此偏差較大，會出現判斷失誤隱藏后 j患 ；4、接近開關對設定的安全距離只能是導通與斷開感應信號的輸入/輸出，不能通 過中央處理單元進行記憶儲存、數據編程及自動設定調整；5、人工調整后的安全距離只能適應大批量生產，不適多變的小批量生產。

發(fā)明內容
為了克服現有技術存在的缺陷不足，本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單、適應各 種生產環(huán)境條件、適應各種生產批量、性能穩(wěn)定可靠、自動調整、智能控制的沖壓設備安全 距離檢測控制裝置。為達到以上目的，本發(fā)明提供了一種沖壓設備安全距離控制裝置，該沖壓設備包 括機體、固定設置在所述的機體上的工作壓力缸、可縱向伸縮地設置在所述的工作壓力缸 內的工作活塞桿、與所述的工作活塞桿的下端相固定連接的上模、位于所述的上模下方的 下模，所述的沖壓設備安全距離控制裝置包括位移傳感器、阻力緩沖檢測開關以及中央處 理單元，所述的位移傳感器同步于所述的工作活塞桿的運動并輸出所述上模與下模之間的 距離數據至所述的中央處理單元；所述的阻力緩沖檢測開關用于判斷所述上模與下模之間 是否存在物體并生成一阻力信號輸出至所述中央處理單元；所述的中央處理單元具有一示 教模式與一工作模式，在示教模式下，當檢測到所述的阻力緩沖檢測開關輸出的阻力信號 時，所述的中央處理單元將此時所述位移傳感器輸出的上模與下模之間的距離存儲為安全 距離，并且控制所述的工作活塞返回；在工作模式下，當檢測到所述的阻力緩沖檢測開關輸 出的阻力信號時，所述的中央處理單元判斷此時所述位移傳感器輸出的上模與下模之間的 距離是否大于預存儲的安全距離，并且根據判斷結果控制所述工作活塞動作。優(yōu)選地，所述的位移傳感器輸出的距離數據通過A/D轉換后經由所述的中央處理 單元接受識別。優(yōu)選地，所述的機體上設置有可沿豎直方向移動的防轉動桿，所述的防轉動桿的 下端通過轉接固定板固定于位于所述的工作活塞桿下端的活塞加長軸，所述的位移傳感器 具有一伸縮桿，所述的伸縮桿同步于所述的工作活塞桿的運動。更優(yōu)地，所述的位移傳感器通過固定支架固定于所述的工作壓力缸，所述的伸縮 桿通過轉接調整板固定連接至所述的防轉動桿的上端。更優(yōu)地，所述的位移傳感器通過轉接調整板固定連接至所述的防轉動桿的上端，所述的伸縮桿通過固定支架固定于所述的工作壓力缸。更優(yōu)地，所述的位移傳感器固定于所述的沖壓設備的機體上，所述的伸縮 桿固定 連接至所述的轉接固定板?；谝陨纤?，可以看出相對于現有技術中的安全距離是由人工調整接近開關的 感應距離完成開關量的輸入/輸出以控制導通與斷開的狀態(tài)，本發(fā)明采用位移傳感器代替 安全距離接近開關的目的在于位移傳感器具備對整個范圍進行自動檢測，能夠將過程中監(jiān) 測安全距離的連續(xù)變化的模擬量通過中央處理單元接受并轉換為數字量，中央處理單元根 據阻力緩沖檢測開關導通與斷開自動計算安全距離值并保存。這樣通過位移傳感器把直線 機械位移量轉換成電信號的功能及對模擬量自動過程監(jiān)測和過程自動控制特點，來實現隨 機設定安全距離，達到對現有技術的沖壓設備安全控制裝置實現智能化目的，并具有以下 有益效果1、適應帶有工作活塞的小型沖壓設備狹小危險操作區(qū)域；2、結構簡單、成本低 廉、方便靈活；3、自動控制、智能調整、適應較低技能工操作；4、減輕安全壓力、提高工作效 率，降低生產成本；5、性能可靠、穩(wěn)定實用、普及推廣性強。


附圖1原有技術中沖壓設備安全距離控制裝置的結構示意圖；附圖2為附圖1的俯視圖；附圖3為本發(fā)明沖壓設備安全距離控制裝置實施例的工作原理圖；附圖4為本發(fā)明沖壓設備安全距離控制裝置實施例的結構示意圖；附圖5為附圖4的左視圖；附圖6為附圖1與附圖4中A處的局部放大圖；附圖7為本發(fā)明沖壓設備安全距離控制裝置實施例二的結構示意圖；附圖8為本發(fā)明沖壓設備安全距離控制裝置實施例三的結構示意圖。其中1、彈簧脫模器；2、上模；3、緩沖滑動套；4、緩沖導向軸；5、保持架滾動套； 6、緩沖限位套；7、轉接固定板；8、活塞加長軸；9、機體；10、絕緣滑動套；11、工作活塞桿； 12、絕緣墊；13、工作壓力缸；14、伸縮桿；15、固定支架；16、位移傳感器；17、位移傳感器導 線；18、阻力緩沖檢測開關導線；19、轉接調整板；20、防轉動桿；21、導向套；22、防護固定 管；23、阻力緩沖檢測開關；24、緩沖距離感應點；14'、調整架、15'標尺桿、16'安全距離 接近開關、17'安全距離接近開關導線、19'安全距離接近關調整架。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能 更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。附圖3為本發(fā)明沖壓設備安全距離控制裝置實施例的工作原理圖，附圖4為本發(fā) 明沖壓設備安全距離控制裝置實施例的結構示意圖，附圖5為附圖4的左視圖，附圖6為附 圖1與附圖4中A處的局部放大圖。本實施例中的沖壓設備安全距離控制裝置用于沖壓設備中，該沖壓設備包括機體 9、固定設置在機體9上的工作壓力缸13、可縱向伸縮地設置在工作壓力缸13內的工作活 塞桿11、與工作活塞桿11的下端相固定連接的上模2、位于上模2下方的下模，沖壓設備安全距離控制裝置包括位移傳感器16、阻力緩沖檢測開關23以及中央處理單元，位移傳感器 16同步于工作活塞桿11的運動并輸出上模2與下模之間的距離數據通過A/D轉換后經由 中央處理單元接受識別；阻力緩沖檢測開關23用于判斷上模2與下模之間是否存在物體并 生成一阻力信號輸出至中央處理單元；中央處理單元具有一示教模式與一工作模式，在示 教模式下，當檢測到阻力緩沖檢測開關23輸出的阻力信號時，中央處理單元將此時位移傳 感器16輸出的上模2與下模之間的距離存儲為安全距離，并且控制工作活塞11返回；在工 作模式下，當檢測到阻力緩沖檢測開關23輸出的阻力信號時，中央處理單元判斷此時位移 傳感器16輸出的上模2與下模之間的距離是否大于預存儲的安全距離，并且根據判斷結果 控制工作活塞11動作。機體9上設置有可沿豎直方向移動的防轉動桿20，防轉動桿20的下端通過轉接固 定板7固定于位于工作活塞桿11下端的活塞加長軸8，位移傳感器16具有一伸縮桿14，伸 縮桿14同步于工作活塞桿11的運動，位移傳感器16通過固定支架15固定于工作壓力缸 13，伸縮桿14通過轉接調整板19固定連接至防轉動桿20的上端。在設定時，將沖壓設備運行模式設為示教模式，啟動設備，此時工作壓力缸13的 工作活塞桿11與位移傳感器16上的伸縮桿14同步自動下行，位移傳感器16檢測此時彈 簧脫模器1的位置，通過A/D轉換后將位移數據傳到中央處理單元，當彈簧脫模器1碰到工 件時，緩沖滑動套3上的緩沖距離感應點24回縮上移使阻力緩沖檢測開關檢測到信號也傳 遞到中央處理單元，此時記錄位移傳感器16的具體量程數據，同時控制設備使工作壓力缸 13上的工作活塞桿11回縮拉動上壓頭整體機構自動返回，自動計算并設定保存好安全距 離數據L，也就是工件的上面與上模的下面之間的設定安全距離。將設備的運行模式改為工作模式，按下復位按鈕后，設備處于正常待機模式，可以 正常工作。正常工作時，此時工作壓力缸13的工作活塞桿11與位移傳感器16上的伸縮桿 14同步自動下行，位移傳感器16檢測此時彈簧脫模器1的位置，通過A/D轉換后將位移數 據傳到中央處理單元，當彈簧脫模器1碰到工件時，緩沖滑動套3、上的緩沖距離感應點24 回縮上移使阻力緩沖檢測開關檢測到信號也傳遞到中央處理單元，當檢測到阻力緩沖檢測 開關的信號時，此時將比較此時位移傳感器16檢測的量程數據是否在此前設定的安全距 離L范圍內，如果是，此時設備繼續(xù)工作，直到設備正常工作完畢，如果不是設備立即返程。 如工件下面放在下模上面，工件上面與上模下面之間設定安全距離數據，檢測在此量程范 圍內保障正常工作，當上模下行碰到手指或其它物體超出安全距離時，檢測到超出設定量 程范圍發(fā)出信號控制設備立即返程。附圖7實施例所示結構區(qū)別是位移傳感器16在轉接調整板19上與防轉動桿20 固定連接，伸縮桿14在固定支架15上與工作壓力缸13固定，同樣達到附圖4結構中的位 移傳感器16的伸縮效應。附圖8實施例所示結構區(qū)別是位移傳感器16固定在機體9上而伸縮桿14安裝在 轉接固定板7上，同樣達到附圖4結構中的位移傳感器16的伸縮效應。終上所述，本發(fā)明是在現有技術《一種小型單機沖壓設備的安全裝置》條件下，在 保留原有的多保險功能的基礎上，對其安全距離檢測裝置在結構上、配置上、控制系統(tǒng)上進 行了發(fā)展、升級、創(chuàng)新。使安全距離的調控由復雜煩瑣的、費工費時的手工操作，實現了安全 距離檢測設定自動化，從而也使整個設備在工作狀態(tài)下的安全系統(tǒng)控制實現了智能化。
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以上實施方式只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的 人了解本發(fā)明的內容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據本發(fā)明精神 實質所做的等效變化或修飾均涵蓋體在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
一種沖壓設備安全距離控制裝置，該沖壓設備包括機體(9)、固定設置在所述的機體(9)上的工作壓力缸(13)、可縱向伸縮地設置在所述的工作壓力缸(13)內的工作活塞桿(11)、與所述的工作活塞桿(11)的下端相固定連接的上模(2)、位于所述的上模(2)下方的下模，其特征在于所述的沖壓設備安全距離控制裝置包括位移傳感器(16)、阻力緩沖檢測開關(23)以及中央處理單元，所述的位移傳感器(16)同步于所述的工作活塞桿(11)的運動并輸出所述上模(2)與下模之間的距離數據至所述的中央處理單元；所述的阻力緩沖檢測開關(23)用于判斷所述上模(2)與下模之間是否存在物體并生成一阻力信號輸出至所述中央處理單元；所述的中央處理單元具有一示教模式與一工作模式，在示教模式下，當檢測到所述的阻力緩沖檢測開關(23)輸出的阻力信號時，所述的中央處理單元將此時所述位移傳感器(16)輸出的上模(2)與下模之間的距離存儲為安全距離，并且控制所述的工作活塞(11)返回；在工作模式下，當檢測到所述的阻力緩沖檢測開關(23)輸出的阻力信號時，所述的中央處理單元判斷此時所述位移傳感器(16)輸出的上模(2)與下模之間的距離是否大于預存儲的安全距離，并且根據判斷結果控制所述工作活塞(11)動作。
2.根據權利要求1所述的一種沖壓設備安全距離控制裝置，其特征在于所述的位移 傳感器(16)輸出的距離數據通過A/D轉換后經由所述的中央處理單元接受識別。
3.根據權利要求1所述的一種沖壓設備安全距離控制裝置，其特征在于所述的機體 (9)上設置有可沿豎直方向移動的防轉動桿(20)，所述的防轉動桿(20)的下端通過轉接 固定板(7)固定于位于所述的工作活塞桿(11)下端的活塞加長軸(8)，所述的位移傳感器 (16)具有一伸縮桿(14)，所述的伸縮桿(14)同步于所述的工作活塞桿(11)的運動。
4.根據權利要求1或3所述的一種沖壓設備安全距離控制裝置，其特征在于所述的 位移傳感器(16)通過固定支架(15)固定于所述的工作壓力缸(13)，所述的伸縮桿(14)通 過轉接調整板(19)固定連接至所述的防轉動桿(20)的上端。
5.根據權利要求1或3所述的一種沖壓設備安全距離控制裝置，其特征在于所述的 位移傳感器(16)通過轉接調整板(19)固定連接至所述的防轉動桿(20)的上端，所述的伸 縮桿(14)通過固定支架(15)固定于所述的工作壓力缸(13)。
6.根據權利要求1或3所述的一種沖壓設備安全距離控制裝置，其特征在于所述的 位移傳感器(16)固定于所述的沖壓設備的機體(9)上，所述的伸縮桿(14)固定連接至所 述的轉接固定板(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沖壓設備安全距離控制裝置，包括位移傳感器、阻力緩沖檢測開關以及中央處理單元，位移傳感器同步于工作活塞桿的運動并輸出上模與下模之間的距離數據至中央處理單元；阻力緩沖檢測開關用于判斷上模與下模之間是否存在物體并生成一阻力信號輸出至中央處理單元；中央處理單元具有一示教模式與一工作模式，在示教模式下，當檢測到阻力緩沖檢測開關輸出的阻力信號時，中央處理單元將此時上模與下模之間的距離存儲為安全距離，并且控制工作活塞返回；在工作模式下，當檢測到阻力緩沖檢測開關輸出的阻力信號時，中央處理單元判斷此時上模與下模之間的距離是否大于預存儲的安全距離，并且根據判斷結果控制工作活塞動作。
文檔編號B21D55/00GK101829743SQ20101018253
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權日2010年5月26日
發(fā)明者夏元海, 張榮魁, 徐海峰 申請人:蘇州托克斯沖壓設備有限公司