一种用于冲压生产线的板料对中装置的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种用于冲压生产线的板料对中装置。

背景技术：

汽车、家电、五金等产品的外覆盖件由冲压生产线上的压力机带动模具冲压板料实现板料的拉伸、切边等工艺形成产品外轮廓；板料传送系统将板料从垛料位置传送到压力机上，为防止冲压时因板料偏斜引起的质量问题，需要在冲压之前使用板料对中装置对板料进行对中定位，当前使用的板料对中装置有机器人板料对中装置、重力板料对中装置、传送皮带上附加机械结构对中装置等。

机器人对中装置由带有皮带传动的对中平台、对中平台两侧的机器人组合而成，其具有对中动作灵活，可实现单料片对中定位，机器人对中装置的对中平台由多组皮带传动组合而成，皮带传动组件上既要有张紧装置还要设计合适的支架支撑皮带传动组件，使得对中平台非常复杂，若皮带间同步性不好的情况下会造成对中定位后的板料再次偏斜现象，进行下一道工序冲压时，造成产品精度存在误差，降低了产品质量。

重力板料对中装置利用板料的自重及带有倾斜角度的对中台实现板料的定位，利用倾斜的对中台结合板料自重实现板料的定位，板料在对中台上滑动时存在卡料、板料未对中到位等情况，需要对板料反复进行对中，降低了工作效率。

传送皮带上附加机械结构对中装置是利用皮带间的空隙安装对中卡钳，板料在皮带上传送到一定位置后，卡钳对板料进行夹紧定位，但此装置不适合应用于异形轮廓板料，降低了适用范围，且对中定位过程会挤压板料边缘，造成一定程度的板料外轮廓变形，影响产品的美观度。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于冲压生产线的板料对中装置，通过运动装置带动工作台及板料移动，从而实现板料姿态的快速调整与定位，结构大大简化的同时实现板料高速传递，避免了卡料、板料未对中到位、再次偏斜现象的产生，提高了工作效率和产品质量，能够对异形轮廓板料实现对中定位且不会挤压板料边缘，提高了适用范围，保证产品美观度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于冲压生产线的板料对中装置，包括调整装置、对中扫描装置、控制单元，调整装置的数量至少为一个，所述调整装置包括对中台支架、运动装置、工作台，所述对中台支架包括支撑台、支撑腿，所述支撑腿设置于支撑台底部，所述运动装置设置于支撑台上，所述工作台设置于运动装置顶部，所述控制单元设置于支撑台底部，所述对中扫描装置设置于对中台支架一侧，所述运动装置、对中扫描装置均与控制单元电性连接，将板料放置到工作台上，通过对中扫描装置将照或图像扫描的板料姿态信号及位置信号传输到控制单元中，通过控制单元控制运动装置带动工作台及板料移动，从而实现板料姿态的快速调整与定位。

优选的，所述运动装置包括伺服电机、减速机、角速度检测器、摇臂、连杆、圆盘，所述减速机设置于支撑台底部，所述减速机的数量为三个，所述伺服电机设置于减速机底部且与减速机输入端连接，所述角速度检测器设置于伺服电机底部，所述摇臂设置于支撑台上方，减速机输出轴穿过支撑台与摇臂一端固定连接，所述摇臂另一端铰接有连杆，所述圆盘设置于支撑台上方并与连杆固定连接，所述工作台固定安装在圆盘顶部，伺服电机通过减速机对伺服电机输出速度进行降低，减速机输出轴带动摇臂进行转动，由于连杆与摇臂铰接随之转动，从而带动圆盘对板料进行位置与姿态的调整，通过控制单元控制三个伺服电机的转速及工作时间，能够带动圆盘在水平与垂直方向移动和在周向方向转动，通过工作台带动进行板料姿态的调整及板料传送定位。

优选的，所述对中扫描装置包括支撑架、扫描摄像头、信号传送器，所述支撑架设置于对中台支架一侧，所述支撑架呈“l”状，所述扫描摄像头设置于工作台的上方，扫描摄像头固定安装在支撑架上，所述信号传送器固定设置于扫描摄像头一侧，所述信号传送器与扫描摄像头电性连接，所述信号传送器与控制单元电性连接，扫描摄像头用于对工作台上的板料进行拍照或图像扫描，信号传送器用于将当前板料的姿态信号及位置信号传送给控制单元。

优选的，所述控制单元包括第一信号分析器、位置运算器、位置控制器、扭矩分析器、三个伺服放大器、第二信号分析器，所述第一信号分析器输入端与信号传送器连接，所述位置运算器的输入端与第一信号分析器、第二信号分析器输出端电性连接，所述位置控制器输入端与位置运算器、三个伺服电机输出端电性连接，所述扭矩分析器输入端与位置控制器输出端电性连接，所述扭矩分析器输出端分别与三个伺服放大器输入端电性连接，所述三个伺服放大器输出端分别与三个伺服电机的输入端一一对应电性连接。

当对板料进行姿态调整时，第一信号分析器接收由信号传送器将扫描摄像头拍摄的板料姿态图像转换的信号及接收工作人员设定扫描摄像头默认的板料姿态信号，经过第一信号分析器计算分析输出当前板料的偏斜程度信号，并将当前板料的偏斜程度信号传递给位置运算器，同时位置运算器接收工作人员设定的初始工作台位置信号，经过位置运算器计算工作台的位置移动量并将信号传递给位置控制器，由位置控制器根据输入的位置信号计算对应的驱动扭矩，并将扭矩信号传递给扭矩分析器，扭矩分析器将扭矩信号分解为各伺服电机需要输出的扭矩并将信号传递给伺服放大器，进而驱动伺服电机输出对应的扭矩，同时伺服电机上的角速度检测器实时监测伺服电机的速度，并将信号反馈给位置控制器进行扭矩的实时调节；当对板料进行位置调整时，板料姿态调整到位后由位置控制器将信号传递给第二信号分析器，同时，第二信号分析器接收工作人员设定的板料传送的步长信号，计算分析板料需要移动的距离，并将信号传递给位置运算器，经过位置运算器计算移动工作台的位置移动量并将信号传递给位置控制器，由位置控制器根据输入的位置信号计算对应的驱动扭矩，并将扭矩信号传递给扭矩分析器，扭矩分析器将扭矩信号分解为各伺服电机需要输出的扭矩并将信号传递给伺服放大器，进而驱动伺服电机输出对应的扭矩，同时伺服电机上的角速度检测器实时监测伺服电机的速度，并将信号反馈给移动工作台位置控制器进行位置的调整。

优选的，所述支撑腿底部固定设有电动伸缩杆，通过电动伸缩杆带动对中台支架上下整体运动，便于调整板料输送到后面工序的高度，提高了工作效率。

优选的，所述支撑腿顶部与电动伸缩杆底部均设有球铰链，支撑腿顶部通过球铰链与支撑台固定连接，电动伸缩杆底部固定安装球铰链上，当支撑腿高度不一致时，通过球铰链对支撑腿进行调节，使支撑台在水平方向放置，避免了由于支撑腿高度不同造成支撑台倾斜导致产品精度存在误差现象的发生，提高了产品的质量。

优选的，所述工作台顶部设有橡胶层，通过橡胶层增加了板料与工作台之间的摩擦力，防止板料在工作台上滑动，保证了工作时板料的稳定性。

本发明的有益效果是：

1)通过运动装置带动工作台及板料移动，从而实现板料姿态的快速调整与定位，结构大大简化的同时实现板料高速传递，避免了卡料、板料未对中到位、再次偏斜现象的产生，提高了工作效率和产品质量，能够对异形轮廓板料实现对中定位且不会挤压板料边缘，提高了适用范围，保证产品美观度。

2)支撑腿底部固定设有电动伸缩杆，通过电动伸缩杆带动对中台支架上下整体运动，便于调整板料输送到后面工序的高度，提高了工作效率。

3)支撑腿顶部与电动伸缩杆底部均设有球铰链，支撑腿顶部通过球铰链与支撑台固定连接，支撑腿底部固定安装球铰链上，当支撑腿高度不一致时，通过球铰链对支撑腿进行调节，使支撑台在水平方向放置，避免了由于支撑腿高度不同造成支撑台倾斜导致产品精度存在误差现象的发生，提高了产品的质量。

4)工作台顶部设有橡胶层，通过橡胶层增加了板料与工作台之间的摩擦力，防止板料在工作台上滑动，保证了工作时板料的稳定性。

附图说明

附图1是本发明一种用于冲压生产线的板料对中装置实施例1结构示意图。

附图2是本发明一种用于冲压生产线的板料对中装置实施例1中局部a放大图。

附图3是本发明一种用于冲压生产线的板料对中装置实施例1中对中台支架结构示意图。

附图4是本发明一种用于冲压生产线的板料对中装置实施例1中运动装置结构示意图。

附图5是本发明一种用于冲压生产线的板料对中装置实施例1中控制单元连接及信号传输示意图。

附图6是本发明一种用于冲压生产线的板料对中装置实施例2结构示意图。

附图7是本发明一种用于冲压生产线的板料对中装置实施例2中控制单元连接及信号传输示意图。

图中：1、支撑台；2、支撑腿；3、运动装置；301、伺服电机；302、减速机；303、角速度检测器；304、摇臂；305、连杆；306、圆盘；4、工作台；41、橡胶层；5、控制单元；501、第一信号分析器；502、位置运算器；503、位置控制器；504、扭矩分析器；505、伺服放大器；506、第二信号分析器；6、对中扫描装置；601、支撑架；602、扫描摄像头；603、信号传送器；7、电动伸缩杆；8、球铰链。

具体实施方式

下面结合附图1-7，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1-5所示，一种用于冲压生产线的板料对中装置，包括调整装置、对中扫描装置6、控制单元5，所述调整装置包括对中台支架、运动装置3、工作台4，所述对中台支架包括支撑台1、支撑腿2，所述支撑腿2设置于支撑台1底部，所述运动装置3设置于支撑台1上，所述工作台4设置于运动装置3顶部，所述运动装置3包括伺服电机301、减速机302、角速度检测器303、摇臂304、连杆305、圆盘306，所述减速机302设置于支撑台1底部，所述减速机302的数量为三个，所述伺服电机301设置于减速机302底部且与减速机302输入端连接，所述角速度检测器303设置于伺服电机301底部，所述角速度检测器303采用市售成熟产品，比如是型号为xv4001kc的角速度传感器，所述摇臂304设置于支撑台1上方，减速机302输出轴穿过支撑台1与摇臂304一端固定连接，所述摇臂304另一端铰接有连杆305，所述圆盘306设置于支撑台1上方并与连杆305固定连接，所述工作台4固定安装在圆盘306顶部，伺服电机301通过减速机302对伺服电机301输出速度进行降低，减速机302输出轴带动摇臂304进行转动，由于连杆305与摇臂304铰接随之转动，从而带动圆盘306对板料进行位置与姿态的调整，通过控制单元5控制三个伺服电机301的转速及工作时间，能够带动圆盘306在水平与垂直方向移动和在周向方向转动，通过工作台4带动进行板料姿态的调整及板料传送定位。

所述控制单元5设置于支撑台1底部，所述控制单元5包括第一信号分析器501、位置运算器502、位置控制器503、扭矩分析器504、三个伺服放大器505、第二信号分析器506，所述第一信号分析器501输入端与信号传送器603连接，所述位置运算器502的输入端与第一信号分析器501、第二信号分析器506输出端电性连接，所述位置控制器503输入端与位置运算器502、三个伺服电机301输出端电性连接，所述扭矩分析器504输入端与位置控制器503输出端电性连接，所述扭矩分析器504输出端分别与三个伺服放大器505输入端电性连接，所述三个伺服放大器505输出端分别与三个伺服电机301的输入端一一对应电性连接。

所述对中扫描装置6设置于对中台支架一侧，所述对中扫描装置6包括支撑架601、扫描摄像头602、信号传送器603，所述支撑架601设置于对中台支架一侧，所述支撑架601呈“l”状，所述扫描摄像头602设置于工作台4的上方，扫描摄像头602固定安装在支撑架601上，所述信号传送器603固定设置于扫描摄像头602一侧，所述信号传送器603与扫描摄像头602电性连接，所述信号传送器603与控制单元5电性连接，所述信号传送器603采用市售成熟产品，比如是型号为rd2的直流信号传送器，扫描摄像头602用于对工作台4上的板料进行拍照或图像扫描，信号传送器603用于将当前板料的姿态信号及位置信号传送给控制单元5，所述运动装置3、对中扫描装置6均与控制单元5电性连接，将板料放置到工作台4上，通过对中扫描装置6将照或图像扫描的板料姿态信号及位置信号传输到控制单元5中，通过控制单元5控制运动装置3带动工作台4及板料移动，从而实现板料姿态的快速调整与定位。

所述支撑腿2底部固定设有电动伸缩杆7，通过电动伸缩杆7带动对中台支架上下整体运动，便于调整板料输送到后面工序的高度，提高了工作效率；所述支撑腿2顶部与电动伸缩杆7底部均设有球铰链8，支撑腿2顶部通过球铰链8与支撑台1固定连接，电动伸缩杆7底部固定安装球铰链8上，当支撑腿2高度不一致时，通过球铰链8对支撑腿2进行调节，使支撑台1在水平方向放置，避免了由于支撑腿2高度不同造成支撑台1倾斜导致产品精度存在误差现象的发生，提高了产品的质量；所述工作台4顶部设有橡胶层41，通过橡胶层41增加了板料与工作台4之间的摩擦力，防止板料在工作台4上滑动，保证了工作时板料的稳定性。

当对板料姿态进行调整时，第一信号分析器501接收由信号传送器603将扫描摄像头602拍摄的板料姿态图像转换的信号及接收工作人员设定扫描摄像头602默认的板料姿态信号，经过第一信号分析器501计算分析输出当前板料的偏斜程度信号，并将当前板料的偏斜程度信号传递给位置运算器502，同时位置运算器502接收工作人员设定的初始工作台4位置信号，经过位置运算器502计算工作台4的位置移动量并将信号传递给位置控制器503，由位置控制器503根据输入的位置信号计算对应的驱动扭矩，并将扭矩信号传递给扭矩分析器504，扭矩分析器504将扭矩信号分解为各伺服电机301需要输出的扭矩并将信号传递给伺服放大器505，进而驱动伺服电机301输出对应的扭矩，同时伺服电机301角速度检测器303实时监测伺服电机301的速度，并将信号反馈给位置控制器503进行扭矩的实时调节；当对板料进行位置调整时，板料姿态调整到位后由位置控制器503将信号传递给第二信号分析器506，同时，第二信号分析器506接收工作人员设定的板料传送的步长信号，计算分析板料需要移动的距离，并将信号传递给位置运算器502，经过位置运算器502计算移动工作台4的位置移动量并将信号传递给位置控制器503，由位置控制器503根据输入的位置信号计算对应的驱动扭矩，并将扭矩信号传递给扭矩分析器504，扭矩分析器504将扭矩信号分解为各伺服电机301需要输出的扭矩并将信号传递给伺服放大器505，进而驱动伺服电机301输出对应的扭矩，同时伺服电机301角速度检测器303实时监测伺服电机301的速度，并将信号反馈给位置控制器503进行位置的调整。

实施例2

如图6-7所示，与实施例1不同的是，所述调整装置数量为两个，所述两个调整装置对应上方设有两个扫描摄像头602及信号传送器603，通过设置两个调整装置能够对两个板料同时进行姿态与位置的调整，实现对单料片、双料片板料定位与传送，提高了工作效率。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。