具有误差补偿功能的数控拉伸垫的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有误差补偿功能的数控拉伸垫，包括拉伸垫基体12，以及拉伸垫基体12上方阵列式布置的流体缸11；阵列式的流体缸以整体或分区相互连通方式连接至流体源。在压力机中，位于顶杆和顶冠之间设置本发明的数控拉伸垫，顶杆的底部坐于数控拉伸垫流体缸的支顶部件上。本发明通过对流体缸工作介质压力的控制，可以精确控制顶杆的输出力，从而提供不同的压边力，满足复杂形状、难成型材质的冲压工艺要求。另外，由于每一区域中的流体缸阵列相互连通，压力相等，通过流体缸行程的变化可以自动补偿顶杆长短的误差，能够减小冲压件的废品率，并且降低了压力机对顶杆的长度误差要求。
【专利说明】具有误差补偿功能的数控拉伸垫
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有误差补偿功能的数控拉伸垫，主要涉及工件冲压过程中的压边力控制技术。
【背景技术】
[0002]为了适应复杂形状零件及材料多样化对于拉伸工艺中压边力的要求，新型压力机大量采用数控拉伸垫。数控拉伸垫布置在压力机工作台中，通过活动的顶杆，将指定的力施加到板材支架上。在拉伸的过程中，顶杆输出力可以变化；板材支架的不同位置，顶杆输出的力也可以按照设定值变化，从而满足拉伸工艺对压边力的要求。当前广泛应用的数控拉伸垫有两种结构，一种是纯液压数控拉伸垫，一种是伺服电机拉伸垫。
[0003]纯液压数控拉伸垫采用比例阀或者伺服阀对液压缸进行位置控制和力控制，由于输出力大，控制精度高，液压控制回路非常复杂，液压伺服系统费用非常高；液压缸的位置控制、力控制是采用阀控缸系统，能耗大，效率低。
[0004]伺服电机拉伸垫由伺服电机、液压缓冲装置及相应的检测控制系统组成。伺服电机驱动丝杠轴，带动丝母运动，由于丝母与顶冠连接在一起，从而驱动顶冠上下运动；在丝母与顶冠之间设置液压缓冲装置，通过检测液压缓冲装置的压力，调整伺服电机输出，控制压边力。在这种方案中，数控拉伸垫结构非常复杂，对维护操作人员技术要求非常高，制造成本和维护成本都非常高。
[0005]现有技术存在的问题是:现有技术的压力机，参考图1和图2所不，整个基础拉伸垫3是一个巨大的气缸，拉伸垫3上方连接顶冠5，顶杆2与压力机顶冠5直接接触。由于顶杆使用过程或制造阶段产生长短误差，各个顶杆2与压力机顶冠5的接触并不完全相同，顶杆力量分布不均。因此现有技术的压力机拉伸垫对顶杆的长度误差要求非常高。当顶杆长短不一时，短的顶杆为板材支架提供的力较小，则此处板材支架提供的压边力较小，流入模具的金属多，加工件容易起皱而产生废品。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明为压力机提供一种具有误差补偿功能的数控拉伸垫，采用活塞杆伸出或者缩进，来补偿顶杆的长短误差，顶杆力量均匀。同时采用压力控制阀，能进一步控制不同区域顶杆的力量，适应复杂工件加工要求。基于本发明具有误差补偿功能的数控拉伸垫，可以实现工艺要求的任意压边力。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供一种具有误差补偿功能的数控拉伸垫，包括拉伸垫基体，以及所述拉伸垫基体上方阵列式布置的流体缸；阵列式的所述流体缸以整体或分区相互连通方式连接至流体源；每一所述流体缸的顶部为流体推动的支顶部件。其中，本发明的分区方式无特殊要求，主要是根据所使用的压力机来确定。
[0008]所述流体缸为液压缸或气压缸，相应的所述流体源为液压基站或气压泵送单元。此外，所述支顶部件根据流体缸的设置方式不同，可以是缸体或活塞杆机构；当活塞杆固定时，流体进入缸体，推动缸体，此时缸体作为支顶部件；当缸体固定时,流体进入缸体,推动活塞杆，此时活塞杆作为支顶部件。
[0009]此外，本发明具有误差补偿功能的数控拉伸垫，所述流体源配置有泵送机构；而整体连通方式的全部流体缸或分区连通方式的每一组流体缸设置有独立的流体压力调节阀。优选方式下，所述流体压力调节阀输出位置设置压力检测传感器，所述压力检测传感器的检测信号传送至自动控制单元，所述自动控制单元根据所述检测信号输出控制信号至所述泵送机构或流体压力调节阀。另一种优选方式，所述流体缸设置压力检测传感器或输出力检测传感器，所述压力检测传感器或输出力检测传感器的检测信号传送至自动控制单元，所述自动控制单元根据所述检测信号输出控制信号至所述泵送机构或流体压力调节阀。通常情况下，压力传感器可以设置在调节阀输出位置或者流体缸内，因为流体内部的压力是相等的。
[0010]根据上述描述，本发明还提供了本发明数控拉伸垫在压力机中的使用方式和结构。压力机的主要执行部件包括顶杆和顶冠；位于所述顶杆和顶冠之间设置本发明的数控拉伸垫。本发明数控拉伸垫包括拉伸垫基体，以及所述拉伸垫基体上阵列式布置的流体缸；阵列式的所述流体缸以整体或分区相互连通方式连接至流体源；每一所述流体缸的顶部为流体推动的支顶部件。压力机的顶杆底部坐于所述支顶部件上。
[0011]使用时，要保证所有的顶杆底部坐于流体缸的支顶部件上，根据顶杆的布置情况，允许存在流体缸的支顶部件不支顶压力机顶杆的情况。此外，本发明所述流体缸可以是液压缸，也可以是气压缸。而所述流体源配置有泵送机构；相应整体连通方式的全部流体缸，或分区连通方式的每一组流体缸设置有独立的流体压力调节阀。
[0012]设置流体压力调节阀的机构，可以通过人工控制实现工作。但为了实现自动控制，优选方式下，所述流体压力调节阀输出位置设置压力检测传感器，所述压力检测传感器的检测信号传送至自动控制单元，所述自动控制单元根据所述检测信号输出控制信号至所述泵送机构或流体压力调节阀。
[0013]或者，根据控制需要，所述流体缸设置压力检测传感器或输出力检测传感器，所述压力检测传感器或输出力检测传感器的检测信号传送至自动控制单元，所述自动控制单元根据所述检测信号输出控制信号至所述泵送机构或流体压力调节阀。
[0014]综上，本发明数控拉伸垫，包括压力可调的流体缸阵列、拉伸垫基体和流体压力控制回路。在拉伸垫基体上安装了流体缸阵列，流体缸压力可以控制调节，流体缸阵列可以输出不同的力。流体缸阵列的压力可以由比例阀、伺服阀或者普通的压力调节阀控制调节。此夕卜，拉伸垫基体分成1-8或者更多的区域，每个区域中的多个流体缸相互连通，压力相同，由同一个压力调节阀控制，每个区域都配置一个压力调节阀进行压力控制。
[0015]使用时，流体缸的压力在工件加工过程中可以保持不变，也可以进行实时调整。每个区域中流体缸可以独立运动，不对本区域中其他流体缸动作产生影响。本发明用于成型压力机的数控拉伸垫，安装于顶杆和压力机拉伸垫之间。通过对流体缸工作介质压力的控制，可以精确控制顶杆的输出力，从而提供不同的压边力，满足复杂形状、难成型材质的冲压工艺要求。另外，由于每一区域中的流体缸阵列相互连通，压力相等，通过流体缸行程的变化可以自动补偿顶杆长短的误差，能够减小冲压件的废品率，并且降低了压力机对顶杆的长度误差要求。[0016]本发明的有益效果是:根据板件成型工艺要求，可以对各点的压边力进行不同设置，分区控制，对板材施加最佳的压边力，充分利用板材的材料性能，达到最佳的产品质量；由于顶杆与流体缸相互接触，可以通过各个流体缸的独立上下运动来补偿顶杆的长度误差，同时由于每个区域中流体缸相互连通，压力相同，流体缸能够输出相同的压边力，减小由于压边力误差而产生废品的情况；流体缸阵列由于流体的可压缩性，能够缓冲上模与板材支架接触时的冲击，延长模具的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是采用本发明具有误差补偿功能的数控拉伸垫的压力机原理示意图。
[0018]图2是图1所示压力机的分解示意图。
[0019]图3是本发明具有误差补偿功能的数控拉伸垫的立体结构示意图。
[0020]图4是本发明具有误差补偿功能的数控拉伸垫的流体缸控制原理示意图。
[0021]其中，1.压力机基体，2.顶杆，3.压力机基础拉伸垫，4.数控拉伸垫装置，5.顶冠，
11.数控拉伸垫的流体缸阵列，12.数控拉伸垫基体，14.数控拉伸垫压力调节阀，21.压力机下模，22.压力机上模，23.被加工工件。
【具体实施方式】
[0022]如图1和图2所示，本发明数控拉伸垫4安装于压力机I的顶杆2和压力机顶冠5之间，数控拉伸垫4的流体缸11与顶杆2直接接触(图1中A为顶杆与数控拉伸垫支顶部件的接触面)，底面则直接与压力机顶冠5接触(图1中B为数控拉伸垫4与压力机拉伸垫5的接触面)。
[0023]如图3所示，本发明数控拉伸垫由拉伸垫基体12和流体缸阵列11组成。流体缸阵列11安装于基体上，分成1-8个或者更多的区域，每个区域中的多个流体缸相互连接并连通，压力由同一个压力调节阀14进行精确控制(如图4所示)，因此同一个区域中不同的流体缸输出力相同，流体缸可以按照压力调节阀设定值输出力。但是在不同的区域，由于采用不同的压力调节阀对该区域进行独立控制，通过对压力调节阀的控制，不同区域的流体压力不同，流体缸的输出力也不相同。在工件加工之前或者加工的过程中，都可以对压力调节阀进行调整，满足不同工件加工的工艺要求。
[0024]使用本发明数控拉伸垫的压力机通过压力调节阀14的调整，数控拉伸垫能够对顶杆2输出设定的力，顶杆能够为板材支架提供控制系统设定的压边力。顶杆2与流体缸11的支顶部件直接接触，通过每个流体缸的独立上下运动可以补偿顶杆的长度误差，达到同一个区域中的顶杆虽然长短不一，但是仍然能够输出相同的压边力的效果，减小由于顶杆误差引起的压边力差异而产生废品的情况。
[0025]在此，对图4做简要说明，本发明数控拉伸垫4流体缸的流体源配置有泵送机构；而整体连通方式的全部流体缸，或分区连通方式的每一组流体缸设置有独立的流体压力调节阀14。使用时，可以根据，在流体压力调节阀输出位置设置压力检测传感器，压力检测传感器的检测信号传送至自动控制单元，自动控制单元根据检测信号输出控制信号至泵送机构或流体压力调节阀。此外，本发明也可选用其他的控制方式，如流体缸设置压力检测传感器或输出力检测传感器，压力检测传感器或输出力检测传感器的检测信号传送至自动控制单元，自动控制单元根据检测信号输出控制信号至泵送机构或流体压力调节阀。
[0026]需要说明的是，图1、图2和图4中分别仅示出成对的两个流体缸11，而图3中，拉伸垫基体12上的流体缸，成排设置，每排流体缸不止两个。也就是说，压力机工作时，需要保证所有的顶杆底部坐于流体缸的支顶部件上，但存在流体缸的支顶部件不支顶压力机顶杆的情况，即图1、2、4与图3不对应的情况。
[0027]本发明在拉伸垫基体上安装了流体缸阵列，流体缸阵列分成1-8或者更多的区域，同一个区域中的多个流体缸相互连通，压力相同，由同一个压力调节阀控制，但不同区域的流体缸分别由不同的压力控制阀控制。因此不同区域的流体缸可以输出不同的力，但是同一个区域内多个流体缸的输出力相同。流体缸阵列的压力可以由比例阀、伺服阀或者普通的压力调节阀控制调节。流体缸阵列压力控制系统中可以设置压力传感器或者力传感器，对流体缸压力或者输出力进行测量，自动控制器通过计算设定值与测量反馈值的差值，计算输出信号，输出信号作用于比例阀、伺服阀或者普通的压力调节阀以实现流体缸输出力的闭环控制。也可以不设置传感器，由自动控制器或人工直接对控制阀输出或调至压力设定值，从而实现对流体缸阵列输出力的开环控制。
[0028]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有误差补偿功能的数控拉伸垫，其特征在于，包括拉伸垫基体(12)，以及所述拉伸垫基体(12)上方阵列式布置的流体缸(11);阵列式的所述流体缸(11)以整体或分区相互连通方式连接至流体源；每一所述流体缸的顶部为流体推动的支顶部件。
2.根据权利要求1所述具有误差补偿功能的数控拉伸垫，其特征在于，所述流体缸为液压缸或气压缸。
3.根据权利要求1或2所述具有误差补偿功能的数控拉伸垫，其特征在于，所述流体源配置有泵送机构； 而整体连通方式的全部流体缸或分区连通方式的每一组流体缸设置有独立的流体压力调节阀。
4.根据权利要求3所述具有误差补偿功能的数控拉伸垫，其特征在于，所述流体压力调节阀输出位置设置压力检测传感器，所述压力检测传感器的检测信号传送至自动控制单元，所述自动控制单元根据所述检测信号输出控制信号至所述泵送机构或流体压力调节阀。
5.根据权利要求3所述具有误差补偿功能的数控拉伸垫，其特征在于，所述流体缸设置压力检测传感器或输出力检测传感器，所述压力检测传感器或输出力检测传感器的检测信号传送至自动控制单元，所述自动控制单元根据所述检测信号输出控制信号至所述泵送机构或流体压力调节阀。
【文档编号】B21D22/22GK104014628SQ201410227706
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】刘楠, 李子峰, 王海 申请人:大连诚技机电设备有限公司