智能化压制设备制造技术

本实用新型专利技术涉及配件加工设备领域中的智能化压制设备。主要包括：压力机主体通过立柱将机头、滑块和底座上、中、下分布，滑块与机头的主缸连接并固定下压头。中间模板与下模板之间设置模腔和模芯，中间模板和下模板通过导柱和复位弹簧连接后贯穿于下部的底座内的顶出板。顶出板上固定顶出油缸并作用在模芯底部。改进部分主要是主缸与滑块之间设置力传感器；在压力机的一侧设置位移测量装置；在压力机的操作窗口设置安全光栅；增加电控比例溢流阀；增加计算机，以及与计算机配合的自动控制系统与计算机数据采集系统。其效果是通过改进检测和控制措施，实现压制工艺参数的设定、设备的操作和安全保护智能化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Intelligent pressing equipment

The utility model relates to an intelligent pressing device in the field of accessory processing equipment. The utility model mainly comprises a press body, wherein the head, the slide block and the base are distributed by an upright post, and the sliding block is connected with the main cylinder of the head, and the lower pressure head is fixed. A die cavity and a die core are arranged between the middle template and the lower plate, and the middle plate and the lower template are connected with the ejector plate through the guide post and the reset spring to penetrate the base in the lower base. The ejection plate is fixed on the ejector plate and acts on the bottom of the die core. The main improvement is between the master cylinder and the slider to set the force sensor; displacement measurement device is arranged on one side of the press; set the safety grating in the press operating window; increase the electric proportional relief valve; the increase of computer, and the automatic control system and computer matched with a computer data acquisition system. The effect is to realize the setting of the pressing process parameters, the operation of the equipment and the intelligentization of the safety protection by improving the detection and control measures.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及配件加工设备领域中的智能化压制设备。特别是一种适用 于刹车片制备的智能化压制设备。技术背景刹车片制备过程中比较关键的工序是压制过程，目前刹车片的压制工艺有 两种， 一种是先将粉料压成毛坯，再经过加温加压制成刹车片的两步法，另一 种是直接将粉料放入加热的模腔一次压制成刹车片的一步法。目前一步成型法压制设备主要采用标准四柱压力机，该压力机通过四个角上 的立柱将机头、滑块和底座分上、中、下分布，滑块与主缸连接并在下部固定 下压头。中间模板与下模板之间设置模腔和模芯，中间模板和下模板通过四个 角上的导柱和复位弹簧连接后贯穿于下部的底座内的顶出板。顶出板上设置顶 出油缸向上作用在模芯底部。压制过程的主要参数是时间、温度、压力和湿度， 当前控制时间用PLC控制，基本能满足时间控制的要求；而温度只能通过热电 偶控制模具温度，与产品的实际压制温度存在很大的差异；压力控制只能通过 调整主缸压力来控制，这样经过管路等损耗，实际施加到产品的压力无法正确 的测出；湿度是靠周围环境测量来监控的。上述控制方式不能有效直观的反映 整个压制过程中温度、时间、压力三者之间的关系，且针对瞬时的变化更不能 真实有效的进行反映。从而不能优化过程参数，使生产的产品质量波动范围较 大
技术实现思路
本技术的目的是针对现有装备控制措施存在的上述缺陷和问题，提出一种智能化压制设备，它是通过改进检测和控制措施，实现压制工艺参数的设定、 设备的操作和安全保护智能化。本技术的主要结构包括压力机主体通过四个角上的立柱将机头、滑块 和底座上、中、下分布，滑块与机头的主缸连接并在下部固定下压头。中间模 板与下模板之间设置模腔和模芯，中间模板和下模板通过四个角上的导柱和复 位弹簧连接后贯穿于下部的底座内的顶出板。顶出板上固定顶出油缸并向上作 用在模芯底部。参数采集和控制的电控部分包括时间、温度、压力和湿度传 感器和PLC控制器。本技术改进后的电控部分还包括在压力机的主缸与滑块之间设置力传 感器；在压力机的一侧设置位移测量装置；在压力机的前面操作窗口设置安全 光栅；改进液压系统，增加电控比例溢流阀，实现液压系统压力的电调可变； 增加计算机，以及与计算机配合的自动控制系统与计算机数据采集系统。其中 位移测量装置是在压力机的底座和滑块之间固定位移支撑杆，在支撑杆靠 近工作面的部位固定光栅尺，位于光栅尺上下之间设置上下水平横支架，上下 横支架间固定有轴，轴上套有直线轴承和弹簧，光栅尺的动尺固定在直线轴承 上，光栅尺动尺的上方设有与滑块联动的压板，并在直线轴承的上方轴上设有 限位环。安全光栅是设置在工作台面上、下或左、右外周边的光电发射器和同步的 光电接收器，连同自动控制系统组成。改进液压系统是在在原液压系统的主油路上并联电动比例溢流阀，通过电 动调节放大器与设置在压力机的主缸与滑块之间的力传感器一同连接到PLC。自动控制系统与计算机数据采集系统的逻辑和程序控制部分采用PLC+触 摸屏方式。PLC负责整个设备的自动控制、安全保护、程序及各操作按钮、指示灯等的控制。触摸屏负责程序的设定、操作界面、故障报警及温度控制、液 压系统的控制、安全光栅等人机交汇界面。计算机负责温度、力及位移等量的 数据采集，并通过分析处理软件完成采集数据的分析、处理和报告。报告以曲 线或表格的形式在计算机显示屏上实时显示或在存储器中保存。 技术效果主要体现在以下几个方面 (O压制过程数据采集压制力数据的实时采集，得到整个压制过程压制 力基于时间的数据；压制位移(行程)数据的实时采集，得到整个压制过程压 制位移基于时间的数据；液压系统压力数据的实时采集，得到整个压制过程液 压系统压力基于时间的数据。(2)安全保护在压力机的操作窗口设置安全光 栅。在设备启动压制程序后，如有人体或物体侵入操作窗口，设备停机，以保护设备和人身安全；设备的温控系统设有超温保护；设备的液压系统设有超压 保护。(3)液压系统压力的自动调节可通过触摸屏设置液压系统的压力值(工 艺参数)，即可对压制力进行设置；在压制过程中，对液压系统的压力进行闭环 控制，以保证施加到模具上的最大压制力；通过不同压制力设置，可得到最佳 制成工艺参数。(4)自动控制系统与计算机数据采集系统采用PLC+触摸屏的 控制方式，对整个设备进行控制；通过触摸屏的人机界面进行压制参数的设置 和修改；通过触摸屏的人机界面显示设备状态和报警及故障原因；采用计算机 和高速数据采集卡进行压力、位移和温度的数据采集，并将采集数据存储在存 储器中；采用定制的刹车片压制过程分析软件对采集到的数据进行处理和分析， 并以报告和图标的形式输出；具有联网功能，可将采集的数据和数据处理、分 析报告传送到网上。附图说明附图1是本使用新型的主体结构示意图；附图2是位移传感器部分的局部放大图；附图3是自动控制系统和计算机系统连接示意图。具体实施方式参照附图1和2，本实施例的主要结构部分包括压力机主体通过四个角上的立柱3将机头1、滑块15和底座13上、中、下分布。滑块15与机头1的主 缸2连接并在下部通过绝热板16固定下压头5，并在下压头的底部固定有钢背 板温度传感器6。在压力机的主缸2与滑块15之间设置力传感器4。中间模板9 与下模板18、之间设置钢背板8、模腔17和模芯11，中间模板9和下模板18通 过四个角上的导柱21和复位弹簧IO连接后贯穿于下部的底座13内的顶出板22。 顶出板22上固定顶出油缸12并向上作用在模芯11底部，在下模板18与底座 13的接合面设有隔热垫板20。安全光栅7是设置在工作台面左、右外周边对称 的光电发射器和同步的光电接收器。位移测量装置19 (见附图2)是在压力机 的底座和滑块之间固定位移支撑杆14，在支撑杆14靠近工作面的部位固定光栅 尺24，位于光栅尺24上下之间设置上、下水平横支架25，上、下横支架25间 固定有轴26，轴26上套有限位环27、直线轴承28和弹簧29，光栅尺的动尺固 定在直线轴承28上，光栅尺动尺的上方设有与滑块联动的压板23。除此之外(图 中未画出)还包括设置在下压头、中间模板、下模板上的多个温度传感器和电 加热器，工作台面周边的湿度传感器，以及在原液压系统的主油路上并联电动 比例溢流阀。参照附图3，本使用新型的参数采集和控制的电控部分包括设置在下压头、中间模板、下模板上的三路电加热器通过三路温控仪经过i/o转换后，与力传感器和比例溢流阀一同连接到PLC，经过RS485接口连接触摸屏，由触摸屏 通过RS485接口连接到计算机；设置在下压头、中间模板、下模板和钢背板上 的8路温度传感器、位移传感器的光栅尺、压力传感器和安全光栅通过A/D模块进入计算机。补充说明本系统电控部分的力传感器，由于压力机的压力为200吨，采用 额定载荷太大的传感器势必要影响测量的精度，考虑到刹车片的面积大小不同， 为了提高单位测量精度，对压力进行分档处理，在压小面积的刹车片时使用低 档位的压力传感器，在压大面积的刹车片时使用高档位的压力传感器。位移测 量装置通过限位环微调光栅尺的行程。安全光栅用于操作窗口的防护，其工作 原理在一个光栅中， 一台光电发射器发射出一排排同步平行的红外光束，这 些光束被相应的接收单元接收。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化压制设备，压力机主体通过四个角上的立柱（３）将机头（１）、滑块（１５）和底座（１３）上、中、下分布，滑块（１５）与机头（１）的主缸（２）连接，在下部固定下压头（５），中间模板（９）与下模板（１８）之间设置钢背板（８）、模腔（１７）和模芯（１１），中间模板（９）和下模板（１８）通过四个角上的导柱（２１）和复位弹簧（１０）连接后贯穿于下部的底座（１３）内的顶出板（２２），顶出板（２２）上固定顶出油缸（１２）并向上作用在模芯（１１）底部，以及设置在下压头（５）、中间模板（９）、下模板（１８）上的温度传感器和电加热器、湿度传感器，温度传感器、电加热器、湿度传感器和ＰＬＣ控制器连接构成参数采集和控制的电控部分，其特征是：在压力机的主缸（２）与滑块（１５）之间设置力传感器（４），在下压头（５）的底部固定有钢背板温度传感器（６），安全光栅（７）是设置在工作台面上、下或左、右外周边对称的光电发射器和同步的光电接收器，在压力机的底座（１３）和滑块（１５）之间的位移支撑杆（１４）上设置位移测量装置（１９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白克江，张江山，
申请(专利权)人：信义集团公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]