专利名称：一种冲压设备安全距离控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冲压设备安全控制系统装置，尤其涉及气液增力缸、气压缸、油压 缸等小型设备的安全控制系统装置。
背景技术：
目前，如何在各类冲压设备生产操作过程中保护操作人员的人身生命安全的措 施，是制造及使用冲压设备企业的关注重点。大型的冲压设备上基本都有比较可靠的安全 防护措施，起到保护人身安全的作用，达到安全生产的目的；然而在小型的冲压设备上，由 于冲压工件小，特别是单件小批量生产时，有的要靠手持工件直接冲压，因此手与冲头的距 离极近，有的甚至是靠手工上料待冲头下行前移开手指，手与模具中心几乎零距离接触，稍 有不慎就会出现伤残事故，对个人、家庭、企业、社会造成不良后果。由于气压缸、油压缸、气 液增力缸的功能日趋改善，并在冲压设备上广泛应用，使设备结构简捷精巧，设备的小型化 带来的安全防护困难一直是当前冲压设备制造、冲压加工行业的隐患。本人的一项专利，申请号200810019940. X《一种小型单机冲压设备的安全装置》 解决了这种不安全隐患，这种技术采用了综合技术多保险防护，集安全距离检测功能、阻力 缓冲检测功能、绝缘导电检测功能等多功能安全防护互补方式，达到性能稳定、实用可靠的 有益效果。在这个综合技术方案里其中采用了一项安全距离检测功能，而所谓安全距离是 指人体的任何部位均无法进入的上下模之间的距离。原有安全距离检测功能是这样实现 的见附图1、附图2及附图6所示，为了防止压力工作活塞杆11在绝缘套10内上下 往复运动时产生圆周转动，保证模具位置精度，一般要在工作活塞杆11下端配置防转动机 构。防转动机构包括转接固定板7，其一端固定在工作活塞杆11下端的活塞加长轴8上，另 一端固定于防转动杆20，防转动杆20可移动的设置在机体9上的导向套21内，并随着工 作压力缸13上的工作活塞杆11上下垂直运动，使防转动杆20与工作压力缸13上的工作 活塞杆11同步运动，这样就很方便的把上下模之间的安全距离设置转移到防转动杆20上 端来设置，防转动杆20上端装有安全距离接近开关调整架19'及安全距离接近开关16'。 所述安全距离是指安全距离接近开关16'与标尺杆15'上端凸台之间的感应点的最远距 离。这个安全距离根据需要可随意调整，并通过安全距离接近开关16'的检测信号达到有 效控制距离。当上下模具之间的距离超出设定安全距离时，任何物体(无论是否导电)接触 到上模具组合件下端时，包括弹簧脱模器1、上模2、缓冲滑动套3 —体以缓冲导向轴4为心 轴，以保持架滚动套5为中间滑动体，使上模具组合件整体滑动上移，当缓冲滑动套3上的 缓冲距离感应点24伸缩滑动到防护固定管22内的阻力缓冲检测开关23的有效感应区时， 阻力缓冲检测开关23感应信号由阻力缓冲检测开关导线18输入到中央处理单元控制设备 立即返程。设计缓冲距离的目的是为了使模具下行接触阻力时，利用伸缩滑动的结构方式， 在有效的时间和距离内把冲击力、压力、减缓释放到对人体部位不构成伤害的微力，达到安 全防护功能。
根据上述运动过程及结构分析，可见阻力缓冲检测开关23与缓冲滑动套3的凸台外径缓冲距离感应点24之间的滑动缓冲距离是固定不变的，阻力缓冲检测开关23导通与 断开的输入/输出状态能够满足动作需求。然而与之组合的安全距离接近开关16'与标尺 杆15'上端凸台的感应点之间的安全距离是可变的，是根据需求随时可调的，尺寸数据经 常需要更新，这种结构看起来人工操作方便实用、调整灵活，但经过长期生产实践发现这种 安全距离检测功能装置仍然存在着以下缺点不足1、机械与电控需同步人工调整难度大，调整费工费时且操作者不易掌握影响作业 效率；2、安全距离的设定需要每次根据加工工件的厚度不同而进行调整，非常不方便；3、安全距离尺寸调整结果依赖于操作技能因此偏差较大，会出现判断失误隐藏后 j患 ；4、接近开关对设定的安全距离只能是导通与断开感应信号的输入/输出，不能通 过中央处理单元进行记忆储存、数据编程及自动设定调整；5、人工调整后的安全距离只能适应大批量生产，不适多变的小批量生产。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷不足，本发明的目的是提供一种结构简单、适应各 种生产环境条件、适应各种生产批量、性能稳定可靠、自动调整、智能控制的冲压设备安全 距离检测控制装置。为达到以上目的，本发明提供了一种冲压设备安全距离控制装置，该冲压设备包 括机体、固定设置在所述的机体上的工作压力缸、可纵向伸缩地设置在所述的工作压力缸 内的工作活塞杆、与所述的工作活塞杆的下端相固定连接的上模、位于所述的上模下方的 下模，所述的冲压设备安全距离控制装置包括位移传感器、阻力缓冲检测开关以及中央处 理单元，所述的位移传感器同步于所述的工作活塞杆的运动并输出所述上模与下模之间的 距离数据至所述的中央处理单元；所述的阻力缓冲检测开关用于判断所述上模与下模之间 是否存在物体并生成一阻力信号输出至所述中央处理单元；所述的中央处理单元具有一示 教模式与一工作模式，在示教模式下，当检测到所述的阻力缓冲检测开关输出的阻力信号 时，所述的中央处理单元将此时所述位移传感器输出的上模与下模之间的距离存储为安全 距离，并且控制所述的工作活塞返回；在工作模式下，当检测到所述的阻力缓冲检测开关输 出的阻力信号时，所述的中央处理单元判断此时所述位移传感器输出的上模与下模之间的 距离是否大于预存储的安全距离，并且根据判断结果控制所述工作活塞动作。优选地，所述的位移传感器输出的距离数据通过A/D转换后经由所述的中央处理 单元接受识别。优选地，所述的机体上设置有可沿竖直方向移动的防转动杆，所述的防转动杆的 下端通过转接固定板固定于位于所述的工作活塞杆下端的活塞加长轴，所述的位移传感器 具有一伸缩杆，所述的伸缩杆同步于所述的工作活塞杆的运动。更优地，所述的位移传感器通过固定支架固定于所述的工作压力缸，所述的伸缩 杆通过转接调整板固定连接至所述的防转动杆的上端。更优地，所述的位移传感器通过转接调整板固定连接至所述的防转动杆的上端，所述的伸缩杆通过固定支架固定于所述的工作压力缸。更优地，所述的位移传感器固定于所述的冲压设备的机体上，所述的伸缩 杆固定 连接至所述的转接固定板。基于以上所述，可以看出相对于现有技术中的安全距离是由人工调整接近开关的 感应距离完成开关量的输入/输出以控制导通与断开的状态，本发明采用位移传感器代替 安全距离接近开关的目的在于位移传感器具备对整个范围进行自动检测，能够将过程中监 测安全距离的连续变化的模拟量通过中央处理单元接受并转换为数字量，中央处理单元根 据阻力缓冲检测开关导通与断开自动计算安全距离值并保存。这样通过位移传感器把直线 机械位移量转换成电信号的功能及对模拟量自动过程监测和过程自动控制特点，来实现随 机设定安全距离，达到对现有技术的冲压设备安全控制装置实现智能化目的，并具有以下 有益效果1、适应带有工作活塞的小型冲压设备狭小危险操作区域；2、结构简单、成本低 廉、方便灵活；3、自动控制、智能调整、适应较低技能工操作；4、减轻安全压力、提高工作效 率，降低生产成本；5、性能可靠、稳定实用、普及推广性强。
附图1原有技术中冲压设备安全距离控制装置的结构示意图；附图2为附图1的俯视图；附图3为本发明冲压设备安全距离控制装置实施例的工作原理图；附图4为本发明冲压设备安全距离控制装置实施例的结构示意图；附图5为附图4的左视图；附图6为附图1与附图4中A处的局部放大图；附图7为本发明冲压设备安全距离控制装置实施例二的结构示意图；附图8为本发明冲压设备安全距离控制装置实施例三的结构示意图。其中1、弹簧脱模器；2、上模；3、缓冲滑动套；4、缓冲导向轴；5、保持架滚动套； 6、缓冲限位套；7、转接固定板；8、活塞加长轴；9、机体；10、绝缘滑动套；11、工作活塞杆； 12、绝缘垫；13、工作压力缸；14、伸缩杆；15、固定支架；16、位移传感器；17、位移传感器导 线；18、阻力缓冲检测开关导线；19、转接调整板；20、防转动杆；21、导向套；22、防护固定 管；23、阻力缓冲检测开关；24、缓冲距离感应点；14'、调整架、15'标尺杆、16'安全距离 接近开关、17'安全距离接近开关导线、19'安全距离接近关调整架。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。附图3为本发明冲压设备安全距离控制装置实施例的工作原理图，附图4为本发 明冲压设备安全距离控制装置实施例的结构示意图，附图5为附图4的左视图，附图6为附 图1与附图4中A处的局部放大图。本实施例中的冲压设备安全距离控制装置用于冲压设备中，该冲压设备包括机体 9、固定设置在机体9上的工作压力缸13、可纵向伸缩地设置在工作压力缸13内的工作活 塞杆11、与工作活塞杆11的下端相固定连接的上模2、位于上模2下方的下模，冲压设备安全距离控制装置包括位移传感器16、阻力缓冲检测开关23以及中央处理单元，位移传感器 16同步于工作活塞杆11的运动并输出上模2与下模之间的距离数据通过A/D转换后经由 中央处理单元接受识别；阻力缓冲检测开关23用于判断上模2与下模之间是否存在物体并 生成一阻力信号输出至中央处理单元；中央处理单元具有一示教模式与一工作模式，在示 教模式下，当检测到阻力缓冲检测开关23输出的阻力信号时，中央处理单元将此时位移传 感器16输出的上模2与下模之间的距离存储为安全距离，并且控制工作活塞11返回；在工 作模式下，当检测到阻力缓冲检测开关23输出的阻力信号时，中央处理单元判断此时位移 传感器16输出的上模2与下模之间的距离是否大于预存储的安全距离，并且根据判断结果 控制工作活塞11动作。机体9上设置有可沿竖直方向移动的防转动杆20，防转动杆20的下端通过转接固 定板7固定于位于工作活塞杆11下端的活塞加长轴8，位移传感器16具有一伸缩杆14，伸 缩杆14同步于工作活塞杆11的运动，位移传感器16通过固定支架15固定于工作压力缸 13，伸缩杆14通过转接调整板19固定连接至防转动杆20的上端。在设定时，将冲压设备运行模式设为示教模式，启动设备，此时工作压力缸13的 工作活塞杆11与位移传感器16上的伸缩杆14同步自动下行，位移传感器16检测此时弹 簧脱模器1的位置，通过A/D转换后将位移数据传到中央处理单元，当弹簧脱模器1碰到工 件时，缓冲滑动套3上的缓冲距离感应点24回缩上移使阻力缓冲检测开关检测到信号也传 递到中央处理单元，此时记录位移传感器16的具体量程数据，同时控制设备使工作压力缸 13上的工作活塞杆11回缩拉动上压头整体机构自动返回，自动计算并设定保存好安全距 离数据L，也就是工件的上面与上模的下面之间的设定安全距离。将设备的运行模式改为工作模式，按下复位按钮后，设备处于正常待机模式，可以 正常工作。正常工作时，此时工作压力缸13的工作活塞杆11与位移传感器16上的伸缩杆 14同步自动下行，位移传感器16检测此时弹簧脱模器1的位置，通过A/D转换后将位移数 据传到中央处理单元，当弹簧脱模器1碰到工件时，缓冲滑动套3、上的缓冲距离感应点24 回缩上移使阻力缓冲检测开关检测到信号也传递到中央处理单元，当检测到阻力缓冲检测 开关的信号时，此时将比较此时位移传感器16检测的量程数据是否在此前设定的安全距 离L范围内，如果是，此时设备继续工作，直到设备正常工作完毕，如果不是设备立即返程。 如工件下面放在下模上面，工件上面与上模下面之间设定安全距离数据，检测在此量程范 围内保障正常工作，当上模下行碰到手指或其它物体超出安全距离时，检测到超出设定量 程范围发出信号控制设备立即返程。附图7实施例所示结构区别是位移传感器16在转接调整板19上与防转动杆20 固定连接，伸缩杆14在固定支架15上与工作压力缸13固定，同样达到附图4结构中的位 移传感器16的伸缩效应。附图8实施例所示结构区别是位移传感器16固定在机体9上而伸缩杆14安装在 转接固定板7上，同样达到附图4结构中的位移传感器16的伸缩效应。终上所述，本发明是在现有技术《一种小型单机冲压设备的安全装置》条件下，在 保留原有的多保险功能的基础上，对其安全距离检测装置在结构上、配置上、控制系统上进 行了发展、升级、创新。使安全距离的调控由复杂烦琐的、费工费时的手工操作，实现了安全 距离检测设定自动化，从而也使整个设备在工作状态下的安全系统控制实现了智能化。
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以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的 人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神 实质所做的等效变化或修饰均涵盖体在本发明的保护范围内。
权利要求
一种冲压设备安全距离控制装置，该冲压设备包括机体(9)、固定设置在所述的机体(9)上的工作压力缸(13)、可纵向伸缩地设置在所述的工作压力缸(13)内的工作活塞杆(11)、与所述的工作活塞杆(11)的下端相固定连接的上模(2)、位于所述的上模(2)下方的下模，其特征在于所述的冲压设备安全距离控制装置包括位移传感器(16)、阻力缓冲检测开关(23)以及中央处理单元，所述的位移传感器(16)同步于所述的工作活塞杆(11)的运动并输出所述上模(2)与下模之间的距离数据至所述的中央处理单元；所述的阻力缓冲检测开关(23)用于判断所述上模(2)与下模之间是否存在物体并生成一阻力信号输出至所述中央处理单元；所述的中央处理单元具有一示教模式与一工作模式，在示教模式下，当检测到所述的阻力缓冲检测开关(23)输出的阻力信号时，所述的中央处理单元将此时所述位移传感器(16)输出的上模(2)与下模之间的距离存储为安全距离，并且控制所述的工作活塞(11)返回；在工作模式下，当检测到所述的阻力缓冲检测开关(23)输出的阻力信号时，所述的中央处理单元判断此时所述位移传感器(16)输出的上模(2)与下模之间的距离是否大于预存储的安全距离，并且根据判断结果控制所述工作活塞(11)动作。
2.根据权利要求1所述的一种冲压设备安全距离控制装置，其特征在于所述的位移 传感器(16)输出的距离数据通过A/D转换后经由所述的中央处理单元接受识别。
3.根据权利要求1所述的一种冲压设备安全距离控制装置，其特征在于所述的机体 (9)上设置有可沿竖直方向移动的防转动杆(20)，所述的防转动杆(20)的下端通过转接 固定板(7)固定于位于所述的工作活塞杆(11)下端的活塞加长轴(8)，所述的位移传感器 (16)具有一伸缩杆(14)，所述的伸缩杆(14)同步于所述的工作活塞杆(11)的运动。
4.根据权利要求1或3所述的一种冲压设备安全距离控制装置，其特征在于所述的 位移传感器(16)通过固定支架(15)固定于所述的工作压力缸(13)，所述的伸缩杆(14)通 过转接调整板(19)固定连接至所述的防转动杆(20)的上端。
5.根据权利要求1或3所述的一种冲压设备安全距离控制装置，其特征在于所述的 位移传感器(16)通过转接调整板(19)固定连接至所述的防转动杆(20)的上端，所述的伸 缩杆(14)通过固定支架(15)固定于所述的工作压力缸(13)。
6.根据权利要求1或3所述的一种冲压设备安全距离控制装置，其特征在于所述的 位移传感器(16)固定于所述的冲压设备的机体(9)上，所述的伸缩杆(14)固定连接至所 述的转接固定板(7)。
全文摘要
本发明公开了一种冲压设备安全距离控制装置，包括位移传感器、阻力缓冲检测开关以及中央处理单元，位移传感器同步于工作活塞杆的运动并输出上模与下模之间的距离数据至中央处理单元；阻力缓冲检测开关用于判断上模与下模之间是否存在物体并生成一阻力信号输出至中央处理单元；中央处理单元具有一示教模式与一工作模式，在示教模式下，当检测到阻力缓冲检测开关输出的阻力信号时，中央处理单元将此时上模与下模之间的距离存储为安全距离，并且控制工作活塞返回；在工作模式下，当检测到阻力缓冲检测开关输出的阻力信号时，中央处理单元判断此时上模与下模之间的距离是否大于预存储的安全距离，并且根据判断结果控制工作活塞动作。
文档编号B21D55/00GK101829743SQ20101018253
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者夏元海, 张荣魁, 徐海峰 申请人:苏州托克斯冲压设备有限公司