專利名稱：自動沖壓機(jī)床及其沖壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)加工設(shè)備，特別涉及一種自動沖壓機(jī)床及其沖壓方法。
背景技術(shù)：
沖壓機(jī)床是較為常見的機(jī)加工設(shè)備，沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動 力，使坯料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀，尺寸和性能的產(chǎn)品零 件的生產(chǎn)技術(shù)。 沖壓加工是一種動作單一、連續(xù)重復(fù)的作業(yè)，要求操作者的注意力高度集中，持久 穩(wěn)定。在沖壓加工中，由于操作者需要將手伸入沖壓位將工件放入或拿出，出現(xiàn)設(shè)備與人的 意識配合不協(xié)調(diào)時，就會出現(xiàn)沖床傷人事故。同時，設(shè)備故障會導(dǎo)致加工過程中機(jī)械失靈， 也會造成沖壓機(jī)床傷手事件。 因此，需要對現(xiàn)有的沖壓機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在進(jìn)行沖壓加工上料和下料時，使操 作位和沖壓位具有足夠的安全距離，當(dāng)操作失誤或者機(jī)械故障時，可保護(hù)操作者的手不受 傷害，具有較強(qiáng)的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種自動沖壓機(jī)床，在進(jìn)行沖壓加工上料和下料時，使操作 位和沖壓位具有足夠的安全距離，當(dāng)操作失誤或者機(jī)械故障時，可保護(hù)操作者的手不受傷 害，具有較強(qiáng)的安全性。 本發(fā)明的自動沖壓機(jī)床，包括上模具總成和下模具總成，所述上模具總成包括上 模具及上模驅(qū)動裝置，所述下模具總成包括下模具和下模驅(qū)動裝置，所述下模驅(qū)動裝置包 括轉(zhuǎn)臺總成和轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)，轉(zhuǎn)臺總成包括基座和與基座在水平面上轉(zhuǎn)動配合的轉(zhuǎn)臺，所 述轉(zhuǎn)臺包括中心圓盤和環(huán)形承載臺，轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸以可使中心圓盤繞自身軸線轉(zhuǎn) 動的方式與其驅(qū)動配合；環(huán)形承載臺通過軸向設(shè)置的螺栓與中心圓盤以在圓周方向固定的 方式同軸連接，螺栓上設(shè)置對環(huán)形承載臺施加與沖壓力方向相反預(yù)緊力的彈簧，基座上設(shè) 置位于環(huán)形承載臺下并與上模具正對的沖壓墊塊；所述下模具按圓周方向排列設(shè)置在環(huán)形 承載臺上表面； 所述上模驅(qū)動裝置包括上模驅(qū)動電機(jī)和曲軸連桿機(jī)構(gòu)，上模驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)軸通 過變速裝置和電磁離合器與曲軸連桿機(jī)構(gòu)傳動配合，曲軸連桿機(jī)構(gòu)的連桿連接設(shè)置于滑道 內(nèi)的滑塊，所述上模具通過滑塊連接曲軸連桿機(jī)構(gòu)的連桿； 還包括自動控制系統(tǒng)，所述自動控制系統(tǒng)包括PLC控制器、用于采集下模具入工 位位置信號并將信號輸送至PLC控制器的下模入工位傳感器和用于采集上模具位置信號 并將信號輸送至PLC控制器的上模傳感器，所述PLC控制器的控制命令輸出至轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電 機(jī)電路、上模驅(qū)動電機(jī)電路和電磁離合器。 進(jìn)一步，所述環(huán)形承載臺位于中心圓盤下部，彈簧套在螺栓外圓，下端頂住與螺栓 配合的螺母，上端緊頂環(huán)形承載臺下表面；
進(jìn)一步，所述中心圓盤通過與其在圓周方向固定配合的傳動軸與轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)的 轉(zhuǎn)子軸傳動配合； 進(jìn)一步，所述自動控制系統(tǒng)還包括用于采集下模具出工位位置信號并將信號輸送 至PLC控制器的下模出工位傳感器； 進(jìn)一步，所述基座上固定設(shè)置向上延伸的立柱，所述沖壓墊塊下端開有沉孔，立柱 穿入沉孔使沖壓墊塊設(shè)置在基座上； 進(jìn)一步，所述中心圓盤與基座通過平面滾動軸承轉(zhuǎn)動配合。
本發(fā)明還公開了一種自動沖壓機(jī)床的沖壓方法，包括以下步驟
a.安裝上模具和下模具，系統(tǒng)自檢；
b.啟動上模驅(qū)動電機(jī)，給出運(yùn)行信號； c.通過上模傳感器檢測上模具位置；如果上模具位于上位，啟動轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)， 給出運(yùn)行信號； d.下模入工位傳感器檢測下模具是否位于沖壓位，如果是，旋轉(zhuǎn)臺停止轉(zhuǎn)動，電磁 離合器接合，完成一次沖壓并且上模具上位后電磁離合器斷開；
e.是否進(jìn)行下一次沖壓，如果是，重復(fù)c步驟，直至結(jié)束。 進(jìn)一步，位于下模具出工位一側(cè)設(shè)置下模出工位傳感器，步驟c中，下模出工位傳 感器用于檢測轉(zhuǎn)臺是否轉(zhuǎn)動，步驟d中，下模出工位傳感器用于計數(shù)。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的自動沖壓機(jī)床及其沖壓方法，下模具設(shè)置在通過機(jī) 械驅(qū)動的轉(zhuǎn)臺上，操作者的操作位與沖壓位通過轉(zhuǎn)臺隔開，在進(jìn)行沖壓加工上料和下料時， 使操作位和沖壓位具有足夠的安全距離，當(dāng)操作失誤或者機(jī)械故障時，可保護(hù)操作者的手 不受傷害，具有較強(qiáng)的安全性；通過自動控制系統(tǒng)控制沖壓過程，減少人工參與，消除由于 人的主觀導(dǎo)致的安全事故，并提高工作效率；本發(fā)明轉(zhuǎn)臺采用中心圓盤和環(huán)形承載臺組合 結(jié)構(gòu)，并設(shè)置緩沖彈簧，可有效保護(hù)中心圓盤，防止中心圓盤及傳動軸、軸承出現(xiàn)偏磨，并有 效隔斷沖壓力的傳遞，避免中心圓盤及其驅(qū)動組件受沖壓力的作用，延長沖壓轉(zhuǎn)臺及其驅(qū) 動裝置的使用壽命，節(jié)約使用及維護(hù)成本。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為轉(zhuǎn)臺俯視圖； 圖3為圖1A處放大圖； 圖4為本發(fā)明自動控制原理框圖； 圖5(圖5a和圖5b)為本發(fā)明沖壓方法程序框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為轉(zhuǎn)臺俯視圖，圖3為圖1A處放大圖，圖4為本 發(fā)明自動控制原理框圖，如圖所示本實(shí)施例的自動沖壓機(jī)床，包括上模具總成和下模具總 成，所述上模具總成包括上模具8及上模驅(qū)動裝置，所述下模具總成包括下模具9和下模驅(qū) 動裝置，所述下模驅(qū)動裝置包括轉(zhuǎn)臺總成和轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)14，轉(zhuǎn)臺總成包括基座11和與基座11在水平面上轉(zhuǎn)動配合的轉(zhuǎn)臺，所述轉(zhuǎn)臺包括中心圓盤15和環(huán)形承載臺19，轉(zhuǎn)臺驅(qū)動 電機(jī)14的轉(zhuǎn)子軸以可使中心圓盤15繞自身軸線轉(zhuǎn)動的方式與其驅(qū)動配合；環(huán)形承載臺19 通過軸向設(shè)置的螺栓18與中心圓盤15以在圓周方向固定的方式同軸連接，螺栓18上設(shè)置 對環(huán)形承載臺19施加與沖壓力方向相反預(yù)緊力的彈簧17，基座11上設(shè)置位于環(huán)形承載臺 19下并與上模具正對的沖壓墊塊IO，沖壓過程中，上模具8向下的沖壓力作用于下模具9， 傳至環(huán)形承載臺19，環(huán)形承載臺19壓縮彈簧17作用于沖壓墊塊IO，從而使沖壓力最終作 用于基座ll，利于保護(hù)中心圓盤15及其傳動裝置；所述下模具9按圓周方向排列設(shè)置在環(huán) 形承載臺上表面，可為多個，本實(shí)施例采用四個沿圓周均布； 所述上模驅(qū)動裝置包括上模驅(qū)動電機(jī)1和曲軸連桿機(jī)構(gòu)4，上模驅(qū)動電機(jī)1的電 機(jī)軸通過變速裝置和電磁離合器20與曲軸連桿機(jī)構(gòu)4傳動配合，如圖所示，上模驅(qū)動電機(jī) 1的電機(jī)軸通過帶傳動機(jī)構(gòu)2和齒輪傳動副21將動力輸出至曲軸連桿機(jī)構(gòu)4，曲軸連桿機(jī) 構(gòu)4還設(shè)置制動器3 ;曲軸連桿機(jī)構(gòu)4的連桿連接設(shè)置于滑道6內(nèi)的滑塊7，所述上模具8 通過滑塊7連接曲軸連桿機(jī)構(gòu)4的連桿5 ; 還包括自動控制系統(tǒng)，所述自動控制系統(tǒng)包括PLC控制器25、用于采集下模具9入 工位位置信號并將信號輸送至PLC控制器25的下模入工位傳感器23和用于采集上模具8 位置信號并將信號輸送至PLC控制器25的上模傳感器22，如圖所示，上模傳感器22位于滑 道6上用于檢測滑塊7的位置，即得出上模具8的位置；下模入工位傳感器23位于環(huán)形承 載臺19外圓外側(cè)；傳感器可采用現(xiàn)有技術(shù)的任何能夠讀取位置信號的傳感器；所述PLC控 制器25的控制命令輸出至轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)14電路、上模驅(qū)動電機(jī)1電路和電磁離合器20。
本實(shí)施例中，所述環(huán)形承載臺19位于中心圓盤15下部，彈簧17套在螺栓18外圓， 下端頂住與螺栓18配合的螺母，上端緊頂環(huán)形承載臺19下表面；避免因螺栓18或彈簧17 失效時沖壓力作用于中心圓盤，進(jìn)一步保護(hù)傳動系統(tǒng)。 本實(shí)施例中，所述中心圓盤15通過與其在圓周方向固定配合的傳動軸16與轉(zhuǎn)臺 驅(qū)動電機(jī)14的轉(zhuǎn)子軸傳動配合，如圖所示，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)14的轉(zhuǎn)子軸通過間 歇器13將動力輸出至傳動軸16 ; 本實(shí)施例中，所述自動控制系統(tǒng)還包括用于采集下模具出工位位置信號并將信號 輸送至PLC控制器25的下模出工位傳感器24 ;下模出工位傳感器24可用于檢測轉(zhuǎn)臺是否 轉(zhuǎn)動和工件計數(shù)的功能，提高本發(fā)明的自動化水平。 本實(shí)施例中，所述基座11上固定設(shè)置向上延伸的立柱lla，所述沖壓墊塊10下端 開有沉孔10a，立柱lla穿入沉孔10a使沖壓墊塊10設(shè)置在基座11上；沖壓墊塊10擔(dān)在 立柱lla上，利于自動調(diào)整水平度，保證沖壓過程中與環(huán)形承載臺具有較大的接觸面積，進(jìn) 一步保證環(huán)形承載臺的水平度。 本實(shí)施例中，所述中心圓盤15與基座11通過平面滾動軸承12轉(zhuǎn)動配合；如圖所 示，由于中心圓盤15位于環(huán)形承載臺19上部，平面滾動軸承12通過高度補(bǔ)償圈12a進(jìn)行 高度補(bǔ)償，使本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，降低摩擦系數(shù)，節(jié)約能耗。 圖5(圖5a和圖5b)為本發(fā)明沖壓方法程序框圖，本發(fā)明還公開了一種自動沖壓 機(jī)床的沖壓方法，如圖2所示，包括以下步驟 a.安裝上模具和下模具，系統(tǒng)自檢，自檢合格進(jìn)行下一步驟，不合格即給出故障信 號；
b.啟動上模驅(qū)動電機(jī)，并給出運(yùn)行信號；本實(shí)施例中，通過熱繼電器檢測上模驅(qū) 動電機(jī)過載，如果運(yùn)行不正常，則停機(jī)給出故障信號； c.如果正常則通過上模傳感器檢測上模具位置，如果上模具不上位，本實(shí)施例中， 上模驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行5s停機(jī)，給出故障信號； 如果上模具位于上位，啟動轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)，給出運(yùn)行信號，用熱繼電器檢測轉(zhuǎn)臺驅(qū) 動電機(jī)過載，如果運(yùn)行不正常，則停機(jī)給出故障信號； d.如果轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行正常，下模入工位傳感器檢測下模具是否位于沖壓位， 如果否，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行l(wèi)Os停機(jī)，給出故障信號； 如果是，旋轉(zhuǎn)臺停止轉(zhuǎn)動，電磁離合器接合，完成一次沖壓并且上模具上位后電磁 離合器斷開；其中，轉(zhuǎn)臺停止時間為0. 5s，電磁離合器接合Is斷開； e.是否進(jìn)行下一次沖壓，如果是，重復(fù)c步驟中的檢測上模驅(qū)動電機(jī)過載至d步 驟，直至結(jié)束。 本實(shí)施例中，還設(shè)置外置電位器，一次沖壓結(jié)束后，通過外置電位器給定時間，由 操作工進(jìn)行上下料工作熟練程度定，給定時間一般為Is以上。 本實(shí)施例中，位于下模具出工位一側(cè)設(shè)置下模出工位傳感器，步驟c中，下模出工
位傳感器用于檢測轉(zhuǎn)臺是否轉(zhuǎn)動，步驟d中，下模出工位傳感器用于計數(shù)。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較
佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技
術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本
發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種自動沖壓機(jī)床，包括上模具總成和下模具總成，所述上模具總成包括上模具及上模驅(qū)動裝置，其特征在于所述下模具總成包括下模具和下模驅(qū)動裝置，所述下模驅(qū)動裝置包括轉(zhuǎn)臺總成和轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)，轉(zhuǎn)臺總成包括基座和與基座在水平面上轉(zhuǎn)動配合的轉(zhuǎn)臺，所述轉(zhuǎn)臺包括中心圓盤和環(huán)形承載臺，轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸以可使中心圓盤繞自身軸線轉(zhuǎn)動的方式與其驅(qū)動配合；環(huán)形承載臺通過軸向設(shè)置的螺栓與中心圓盤以在圓周方向固定的方式同軸連接，螺栓上設(shè)置對環(huán)形承載臺施加與沖壓力方向相反預(yù)緊力的彈簧，基座上設(shè)置位于環(huán)形承載臺下并與上模具正對的沖壓墊塊；所述下模具按圓周方向排列設(shè)置在環(huán)形承載臺上表面；所述上模驅(qū)動裝置包括上模驅(qū)動電機(jī)和曲軸連桿機(jī)構(gòu)，上模驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)軸通過變速裝置和電磁離合器與曲軸連桿機(jī)構(gòu)傳動配合，曲軸連桿機(jī)構(gòu)的連桿連接設(shè)置于滑道內(nèi)的滑塊，所述上模具通過滑塊連接曲軸連桿機(jī)構(gòu)的連桿；還包括自動控制系統(tǒng)，所述自動控制系統(tǒng)包括PLC控制器、用于采集下模具入工位位置信號并將信號輸送至PLC控制器的下模入工位傳感器和用于采集上模具位置信號并將信號輸送至PLC控制器的上模傳感器，所述PLC控制器的控制命令輸出至轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)電路、上模驅(qū)動電機(jī)電路和電磁離合器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動沖壓機(jī)床，其特征在于所述環(huán)形承載臺位于中心圓盤 下部，彈簧套在螺栓外圓，下端頂住與螺栓配合的螺母，上端緊頂環(huán)形承載臺下表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動沖壓機(jī)床，其特征在于所述中心圓盤通過與其在圓周 方向固定配合的傳動軸與轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸傳動配合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動沖壓機(jī)床，其特征在于所述自動控制系統(tǒng)還包括用于 采集下模具出工位位置信號并將信號輸送至PLC控制器的下模出工位傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動沖壓機(jī)床，其特征在于所述基座上固定設(shè)置向上延伸 的立柱，所述沖壓墊塊下端開有沉孔，立柱穿入沉孔使沖壓墊塊設(shè)置在基座上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動沖壓機(jī)床，其特征在于所述中心圓盤與基座通過平面滾動軸承轉(zhuǎn)動配合。
7. —種權(quán)利要求1所述的自動沖壓機(jī)床的沖壓方法，其特征在于包括以下步驟a. 安裝上模具和下模具，系統(tǒng)自檢；b. 啟動上模驅(qū)動電機(jī)，給出運(yùn)行信號；c. 通過上模傳感器檢測上模具位置；如果上模具位于上位，啟動轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)，給出 運(yùn)行信號；d. 下模入工位傳感器檢測下模具是否位于沖壓位，如果是，旋轉(zhuǎn)臺停止轉(zhuǎn)動，電磁離合 器接合，完成一次沖壓并且上模具上位后電磁離合器斷開；e. 是否進(jìn)行下一次沖壓，如果是，重復(fù)c步驟，直至結(jié)束。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的沖壓方法，其特征在于位于下模具出工位一側(cè)設(shè)置下模出 工位傳感器，步驟c中，下模出工位傳感器用于檢測轉(zhuǎn)臺是否轉(zhuǎn)動，步驟d中，下模出工位傳 感器用于計數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動沖壓機(jī)床，包括上模具總成和下模具總成，下模具總成包括下模具和下模驅(qū)動裝置，所述下模驅(qū)動裝置包括轉(zhuǎn)臺總成和轉(zhuǎn)臺驅(qū)動電機(jī)，本發(fā)明使沖壓操作者的操作位與沖壓位通過轉(zhuǎn)臺隔開，在進(jìn)行沖壓加工上料和下料時，使操作位和沖壓位具有足夠的安全距離，當(dāng)操作失誤或者機(jī)械故障時，可保護(hù)操作者的手不受傷害，具有較強(qiáng)的安全性；通過自動控制系統(tǒng)控制沖壓過程，減少人工參與，消除由于人的主觀導(dǎo)致的安全事故，并提高工作效率；中心圓盤和環(huán)形承載臺組合結(jié)構(gòu)，并設(shè)置緩沖彈簧，可有效防止中心圓盤及傳動軸、軸承出現(xiàn)偏磨，并有效隔斷沖壓力的傳遞，避免中心圓盤及其驅(qū)動組件受沖壓力的作用，延長沖壓轉(zhuǎn)臺及其驅(qū)動裝置的使用壽命。
文檔編號B30B1/10GK101791874SQ20101013382
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者何先木 申請人:重慶鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司