专利名称：一种配合冲床使用的数控自动送料机及其方法
一种配合冲床使用的数控自动送料机及其方法
技术领域：
本发明涉及到一种配合冲床使用的数控自动送料机及其方法，具体涉及到将普通片状薄带料自动送料的设备，片状薄带料的形状包括规整形状如长方形，三角形，梯形，或边缘锯齿等不规则形状。
背景技术：
目前冲床用的自动送料设备，在实际应用时存在换料费时，同时选料单一，对所送的物料的要求是同批次物料必须剪裁成同样尺寸同样形状的待冲物料或者要求待冲料是预先盘成卷的薄带料，实践证明，这样的用料要求对冲压经营者来说，要求比较高，在实际工作中，被冲物料如含有回收废料及边角料的冲压经营者仍然只能用人工方式来冲压中国专利201110319164. 7涉及到从冲床正面夹装设备，从正面自动送料到上冲 头下，然后左右前后移动自动送料，该种设备的工作原理在其专利说明中第3到7页做了描述，纵观该专利原理，在实践中存在以下不足，第一，对被冲料，该专利要求必须是用剪板机剪出相同尺寸规格的被冲料，这不符合现实中部分厂家是利用回收废料及边角料来冲压，每块被冲料的尺寸都不相同的实际情况，造成该专利不能在实际工作中普遍使用，只能作为特殊改造使用。第二，该专利原理指出，送料是通过磁力吸板吸紧被冲金属料，然后正面送入冲床待冲，这种送料方式决定了除了能被磁力吸引的被冲材料能用，其他材料比如对磁力不敏感的不锈钢，塑料板等都不能应用该专利设备，使用范围大大减小，同时正面送料方式，在冲压前，及冲压完成后，必须都要工人手动装卸被冲物料，不能自动把冲压结束的物料卸下，这样的设计，浪费了正常的工作时间，造成冲压的产量下降。
发明内容针对目前市场上自动送料设备对被冲物料的条件限制严格的情况，本发明公布一种新型的数控自动送料机，该设备通过PLC的程序控制，将被冲料从冲床主体(31)侧面送至冲床上模(32)及下模(34)之间的退料板(28)上冲压，冲压结束后被冲物料从冲床另外一侧由滚轴组(I 6)带动自动卸料。该设备对被冲物料的要求不高，预先盘成卷的薄带料及各种回收的废料和边角料都可以使用。本发明包括横向送料单元、纵向送料单元、底座框架、PLC控制单元、单边夹紧滚轴组、退料板光电预判单元(33)。工作时由PLC控制单元，控制纵向送料单元中的六对滚轴组把物料精确送至冲床上模(32)下方，然后精确控制横向送料，纵向送料，并在送料的同时实时判别物料的边缘形状，进行冲压，在最大限度利用物料的同时防止冲压出不合格的产品。横向送料单元包括横向步进电机(3)、万向联轴器(5)、直线导轨⑷、滚珠丝杆
(6)。横向步进电机(3)，通过万向联轴器(5)带动滚珠丝杆(6)左右移动，从而带动横向送料单元在直线导轨(4)上左右移动，左右移动的范围在设定好的冲压起点限位开关(18)和冲压强制终点限位开关(19)之间。纵向送料单元包括上支架(17)、纵向步进电机(16)、主动轮(20)、同步带轮I (21)、同步带轮2 (22)、同步带轮3 (23)、同步带轮4 (24)、同步带轮5 (25)、同步带轮6 (26)、滚轴组I (15)、滚轴组2 (14)。纵向步进电机(16),通过主动轮(20)带动同步带轮I (21)、同步带轮2 (22)、同步带轮3 (23)、同步带轮4 (24)、同步带轮5 (25)、同步带轮6 (26)转动，同时带动滚轴组I (15)、滚轴组2 (14)、滚轴组3 (13)、滚轴组4 (10)、滚轴组5 (9)、滚轴组6 (8)转动。底座框架包括可调节底脚(I)、框架(2)。根据所配冲床的高低，通过调节可调节底脚(I)来调节数控送料机和冲床的高低配合。
PLC控制单元包括PLC、横向步进电机驱动器、纵向步进电机驱动器、风机、牵引磁铁、脚踏开关、冲压起点限位开关(18)，冲压强制终点限位开关(19)。PLC控制单元，可以通过光电开关I (29)、光电开关2(30)来实时感应物料的形状，提前侦测物料的边缘，并将感应的结果计算后，通过控制横向步进电机(3)及纵向步进电机(16)的各自准确走位来精确冲压。单边夹紧滚轴组包括滚轴组3 (13)、滚轴组4 (10)、滚轴组5 (9)、滚轴组6 (8)、导向块(7)、浮动压块(11)、弹簧(12)。滚轴组3(13)、滚轴组4(10)、滚轴组5(9)、滚轴组6(8)为单边夹紧滚轴组，被冲物料被滚轴组I (15)、滚轴组2(14)传送到单边夹紧滚轴组3(13)、滚轴组4(10)、滚轴组
5(9)、滚轴组6 (8)后，单边夹紧滚轴组通过浮动压块(11)上的弹簧(12)来自适应调节滚轮组的前端压紧程度，对各种厚度的被冲物料达到自动夹紧的目的。退料板光电预判单元(33)包括退料板(28)、光电开关I (29)、光电开关2(30)、下模孔(27)。因为避免采用磁性吸合的方式传动，而采用多组滚轴组夹住材料滚动传递的方式传动物料，所以对物料的材质没有特殊要求，磁性金属及非磁性金属材料，及非金属材料都可以适用。每次冲床上模(32)冲压结束后抬起并离开退料板(28)时，安装在冲床飞轮上的一个接近开关会向PLC送一个冲床上模抬起信号。一种PLC控制的冲压方法①被冲物料被纵向送料单元送至冲床下模(34)上的退料板(28)上后，物料遮挡住光电开关I (29)，PLC接受到光电开关I (29)的信号，然后停止纵向步进电机(16)，同时控制冲床上模(32)下落开始冲压；②在冲床连续冲压时，被冲物料在横向送料单元的作用下，配合冲床冲压节奏横向移动，移动过程中，如果光电开关1(29)不再被物料遮住，则PLC得到光电开关1(29)的信号后，完成当前这个冲压动作后，将停止这一行的冲压，转向下一行的冲压；③在停止上一行冲压，转向下一行的冲压时，PLC及时采纳退料板(28)上的光电开关2 (30)的信号，如果光电开关2 (30)被物料遮住，纵向送料单元纵向移动被冲物料到下一行，同时冲床开始下一行的冲压；④在停止上一行冲压，转向下一行的冲压时，PLC及时采纳退料板(28)上的光电开关2 (30)的信号，如果光电开关2 (30)并未被物料遮住，纵向送料单元纵向移动被冲物料到下一行，同时冲床停止冲压，被冲物料到达下一行后，横向移动单元反向移动物料，直至退料板上的光电开关I (29)被物料遮住，此时PLC启动冲床开始重新横向冲压这一行。一种冲床侧面送料方法被冲物料被数控自动送料机从冲床主体(31)侧面进入，物料通过上模(32)和冲床下模(34)之间时，在退料板预判单元(33)上被冲床冲压。本发明所采用的具体技术方案如下通过PLC的程序控制纵向步进电机(16)来带动滚轴组I (15)、滚轴组2 (14)、滚轴组3 (13)、滚轴组4 (10)、滚轴组5 (9)、滚轴组6 (8)将被冲物料从冲床的侧面进入纵向送料单元，同时滚轴组I (15)、滚轴组2 (14)、滚轴组3 (13)、滚轴组4 (10)、滚轴组5 (9)、滚轴组
6(8)还把前次冲压结束后的被冲物料自动从冲床的另外一侧送走，纵向送料单元将物料按照PLC设定好的程序送至冲床上模(32)和冲床下模(34)之间后，PLC的程序通过指挥横向 步进电机(3)和纵向步进电机(16)来控制被冲料的前后和左右移动，横向送料单元在冲压起点限位开关(18)，冲压强制终点限位开关(19)之间移动，并通过冲压起点限位开关(18)来确定被冲料的初始冲压位置，利用退料板上的光电开关I (29)，来确定被冲物料的结束冲压位置。如果物料比较宽，利用冲压强制终点限位开关(19)来控制横向送料单元横向移动的强制终止，以免自动送料机的滚轴组撞到冲床喉壁。在确定被冲物料的冲压结束位置的过程中，冲压强制终点限位开关(19)实施的控制作用优先于退料板上的光电开关I (29)的控制作用。
图I、三维2、侧视3、退料板及光电开关俯视示意4、冲床上下模示意5、冲压示意图过程一由冲压起点限位开关(18)向强制终点限位开关(19)横向移动冲压图6、冲压示意图过程二 纵向移动换行冲压图7、冲压示意图过程三由强制终点限位开关(19)向冲压起点限位开关(18)横向移动冲压图8、冲压结束后的物料示意图
具体实施方式
本发明的工作流程I.冲床上模(32)和冲床下模(34)在冲床上装好后，数控自动送料机安装在冲床主体(31)侧面，滚轴组4 (10)和滚轴组5 (9)置于退料板(28)的两边。2.数控自动送料机开机后，横向移动单元将自动移动直至触发冲压起点限位开关
(18)，滚轴组I (15)、滚轴组2 (14)、滚轴组3 (13)、滚轴组4 (10)、滚轴组5 (9)、滚轴组6 (8)开始滚动，此时人工放置被冲物料进入滚轴组I (15)，根据PLC的程序利用滚轮组将被冲物料输送至退料板(28)上的指定位置并遮住退料板上的光电开关I (29)，此时纵向步进电机(16)停止。3.在光电开关1(29)被物料遮住后，符合PLC预设的冲压条件，PLC输出信号让控制冲头拉杆的电磁铁吸合，冲床上模(32)开始冲压第一个工件并连续冲压，此时横向移动单元配合冲床上模(32)的每一次下冲来移动固定距离，具体方式是冲床上模(32)每次冲压结束后，冲床上模(32)抬起离开退料板(28)的瞬间，PLC收到冲床上模抬起信号后，控制横向移动单元移动一个预先设定的距离，物料横向移动到位后，冲床上模(32)正好再次冲下来冲压相应的工件，直至被冲物料的这一行的边缘无法遮住光电开关1(29)或者在横向移动中触发强制终点限位开关(19)，此时不再满足PLC预设的冲压条件，被冲物料此行冲压结束。这个过程的横向移动方向是从冲压起点限位开关(18)向冲压强制终点限位开关(19)移动。4.在被冲压物料一行冲压结束时，退料板上的光电开关2(30)侦测
①下一行是否符合PLC设定的冲压条件，如果符合PLC设定的冲压条件，此时冲床上模(32)不停，按照PLC设定的程序，纵向步进电机(16)启动，带动滚轴滚动使被冲物料前进一个固定距离，物料到达位置后，冲床上模(32)正好冲压下来，这样就实现了进料同时冲床不停冲的功能。②如果下一行不符合PLC预设的冲压条件，此时PLC输出信号，停止冲头拉杆的电磁铁的吸合，冲床上模(32)停止继续冲压，PLC程序控制滚轴组滚动来带动被冲物料移动预先设好的固定距离到达下一行，此时横向移动单元开始反方向由强制终点限位开关(19)向冲压起点限位开关(18)方向移动，在反向移动的过程中，光电开关1(29)会持续侦测符合PLC程序允许的冲压条件是否出现。③如果再回到冲压起点限位开关(18)的过程中，始终没有PLC认可的冲压条件出现，那这块物料就判定已经冲压完毕，滚轴开始滚动带动物料从冲床另外一侧自动落下。工人在自动送料机进料一侧再次放置一块被冲物料，然后从工作流程2重新开始新一块物料的冲压。④如果在回到冲压起点限位接近开关之前，符合PLC程序的冲压条件出现，PLC会输出信号，让控制冲头拉杆的电磁铁吸合，冲床上模(32)开始冲压出这一行的第一个工件，每一次冲床上模(32)抬起的时候，PLC接受冲床上模抬起信号，控制横向移动单元向冲压起点限位开关(18)方向横向移动固定距离，每次移动到位时，冲床上模(32)正好冲下来冲压相应的工件，直至横向移动部件触发冲压起点限位开关(18)，被冲物料这一行再次结束。此时退料板上的光电开关2(30)会侦测下一行是否符合PLC程序允许的冲压条件，如果符合，则再次从本文说明的流程3开始执行循环。直至这块被冲物料冲压结束的条件③出现，结束这块物料的冲压，滚轴自动从另外一侧卸掉该物料，同时从自动送料机进料一侧再次放置一块被冲物料，然后从本文说明流程的2开始新一块物料的冲压。本数控自动送料机的可编程逻辑控制器PLC按照设定的程序来控制被冲物料的左右及前后方向的运动，在冲床冲头基本不停的情况下，自动送料，完成被冲物料的冲压作业，可以实现在冲压完成一块物料后，不停机、精确送料连续生产，不仅降低了工人的劳动强度，一人可以操作多台设备，并提高工作效率50%左右；并且降低了设备故障发生率，并彻底杜绝了工人手动冲压的安全隐患。该发明对物料的规格和形状要求不高，卷料，边角料，回收的废料都可以应用，适用于各种冲床对多种形状工件的冲压。
权利要求
1.ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于包括横向送料単元、纵向送料単元、底座框架、PLC控制单元、单边夹紧滚轴组、退料板光电预判単元(33)； 工作时由PLC控制单元，控制纵向送料単元中的六对滚轴组把物料精确送至冲床上模(32)下方，然后精确控制横向送料，纵向送料，并在送料的同时实时判别物料的边缘形状，进行冲压，在最大限度利用物料的同时防止冲压出不合格的产品。
2.根据权利要求I所述的ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于所述横向送料単元包括横向步进电机(3)、万向联轴器(5)、直线导轨(4)、滚珠丝杆(6)； 横向步进电机(3)，通过万向联轴器(5)带动滚珠丝杆(6)左右移动，从而带动横向送料单元在直线导轨(4)上左右移动，左右移动的范围在设定好的冲压起点限位开关(18)和冲压强制終点限位开关(19)之间。
3.根据权利要求I所述的ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于所述纵向送料单元包括上支架(17)、纵向步进电机(16)、主动轮(20)、同步带轮I (21)、同步带轮2(22)、同步带轮3 (23)、同步带轮4 (24)、同步带轮5 (25)、同步带轮6 (26)、滚轴组I (15)、滚轴组2 (14)； 纵向步进电机(16),通过主动轮(20)带动同步带轮I (21)、同步带轮2 (22)、同步带轮3(23)、同步带轮4 (24)、同步带轮5 (25)、同步带轮6 (26)转动，同时带动滚轴组1(15)、滚轴组2 (14)、滚轴组3 (13)、滚轴组4 (10)、滚轴组5 (9)、滚轴组6 (8)转动。
4.根据权利要求I所述的ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于所述底座框架包括可调节底脚(I)、框架(2); 根据所配冲床的高低，通过调节可调节底脚(I)来调节数控送料机和冲床的高低配合o
5.根据权利要求I所述的ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于所述PLC控制单元包括PLC、横向步进电机驱动器、纵向步进电机驱动器、风机、牵引磁铁、脚踏开关、冲压起点限位开关(18)，冲压强制終点限位开关(19)； PLC控制单元，可以通过光电开关1(29)、光电开关2(30)来实时感应物料的形状，提前侦测物料的边缘，并将感应的结果计算后，通过控制横向步进电机(3)及纵向步进电机(16)的各自准确走位来精确冲压。
6.根据权利要求I所述的ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于所述单边夹紧滚轴组包括滚轴组3 (13)、滚轴组4 (10)、滚轴组5 (9)、滚轴组6 (8)、导向块(7)、浮动压块(11)、弹黃(12)； 滚轴组3 (13)、滚轴组4(10)、滚轴组5 (9)、滚轴组6 (8)为单边夹紧滚轴组，被冲物料被滚轴组I (15)、滚轴组2(14)传送到单边夹紧滚轴组3(13)、滚轴组4(10)、滚轴组5(9)、滚轴组6 (8)后，单边夹紧滚轴组通过浮动压块(11)上的弹簧(12)来自适应调节滚轮组的前端压紧程度，对各种厚度的被冲物料达到自动夹紧的目的。
7.根据权利要求I所述的ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于所述退料板光电预判単元(33)包括退料板(28)、光电开关I (29)、光电开关2 (30)、下模孔(27)。
8.根据权利要求I所述的ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于因为避免采用磁性吸合的方式传动，而采用多组滚轴组夹住材料滚动传递的方式传动物料，所以对物料的材质没有特殊要求，磁性金属及非磁性金属材料，及非金属材料都可以适用。
9.根据权利要求I所述的ー种配合冲床使用的数控自动送料机，其特征在于每次冲床上模(32)冲压结束后抬起并离开退料板(28)时，安装在冲床飞轮上的ー个接近开关会向PLC送ー个冲床上模抬起信号。
10.ー种PLC控制的冲压方法，其特征在于 ①被冲物料被纵向送料单元送至冲床下模(34)上的退料板(28)上后，物料遮挡住光电开关1(29)，PLC接受到光电开关1(29)的信号，然后停止纵向步进电机(16)，同时控制冲床上模(32)下落开始冲压； ②在冲床连续冲压时，被冲物料在横向送料单元的作用下，配合冲床冲压节奏横向移动，移动过程中，如果光电开关1(29)不再被物料遮住，则PLC得到光电开关1(29)的信号后，完成当前这个冲压动作后，将停止这一行的冲压，转向下一行的冲压； ③在停止上一行冲压，转向下一行的冲压时，PLC及时米纳退料板(28)上的光电开关2(30)的信号，如果光电开关2(30)被物料遮住，纵向送料单元纵向移动被冲物料到下一行，同时冲床开始下一行的冲压； ④在停止上一行冲压，转向下一行的冲压时，PLC及时米纳退料板(28)上的光电开关2(30)的信号，如果光电开关2(30)并未被物料遮住，纵向送料单元纵向移动被冲物料到下一行，同时冲床停止冲压，被冲物料到达下一行后，横向移动单元反向移动物料，直至退料板上的光电开关1(29)被物料遮住，此时PLC启动冲床开始重新横向冲压这一行。
11.ー种冲床侧面送料方法，其特征在于被冲物料被数控自动送料机从冲床主体(31)侧面进入，物料通过上模(32)和冲床下模(34)之间时，在退料板预判单元(33)上被冲床冲压。
全文摘要
本发明公开了一种配合冲床使用的数控自动送料机及其方法，可以把磁性金属材料或非磁性金属材料及非金属材料的物料通过滚轴从冲床侧面传送到冲床上下模之间并停住，此时安装在下模上的退料板上的光电传感器会实时感应物料的形状和尺寸，同时控制柜的可编程逻辑控制器PLC按照设定的程序来控制被冲物料的左右及前后方向的运动，在冲床冲头基本不停的情况下，自动送料，完成被冲物料的冲压作业，可以实现在冲压完成一块物料后，不停机、精确送料连续生产，不仅降低了工人的劳动强度，一人可以操作多台设备，并提高工作效率50％左右；并且降低了设备故障发生率，并彻底杜绝了工人手动冲压的安全隐患。该发明对物料的规格和形状要求不高。
文档编号B21D43/09GK102794372SQ20121028486
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者尤海江 申请人:尤海江