压力机智能控制装置及压力机系统的制作方法

本实用新型涉及压力机技术领域，具体而言，涉及一种压力机智能控制装置及压力机系统。

背景技术：

随着科学技术的发展，压力机等智能制造技术及装备在汽车电子、国防工业以及航空航天等众多领域得到广泛应用。在压力机塑性加工过程中，压力机相关位置上的成形力的控制精度对设备及产品质量有着重要的影响作用。传统方法无法获得的压力机的相关位置压力的相关数据和智能控制导致产品质量差、模具寿命短、安全保护不足，容易发生压力机和模具的重大故障，不能满足发展需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种压力机智能控制装置及压力机系统，以改善上述问题。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种压力机智能控制装置，所述装置包括数据处理模块和均与所述数据处理模块通信连接的第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块。所述第一信号采集模块设置于压力机的伺服电机处。所述第二信号采集模块设置于压力机的立柱处。所述第三信号采集模块设置于所述压力机床身最大应变产生位置处。所述第四信号采集模块设置于所述压力机的滑块处。当所述压力机处于模具生产工作状态时，所述第一信号采集模块用于采集所述伺服电机的驱动力矩信号并发送给所述数据处理模块。所述第二信号采集模块用于采集所述立柱的压力信号并发送给所述数据处理模块。所述第三信号采集模块用于采集所述压力机床身最大应变产生位置处的压力信号并发送给所述数据处理模块。所述第四信号采集模块用于采集所述滑块的位置信号并发送给所述数据处理模块。所述数据处理模块用于基于所述驱动力矩信号、所述立柱的压力信号、所述最大应变产生位置处的压力信号和所述滑块的位置信号，获得所述压力机与模具的成形力。

进一步地，上述装置还包括第五信号采集模块。所述第五信号采集模块与所述数据处理模块通信连接。所述第五信号采集模块设置于压力机的压边圈的模垫油缸处。当待处理材料投入到所述压力机的模具时，在正常合模位置以上，上模接触到所述待处理材料，开始下压所述压边圈，使得所述模垫油缸的压力开始上升而产生的压力增值信号，所述第五信号采集模块用于采集所述模垫油缸的所述压力增值信号并发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块还用于基于所述压力增值信号及所述滑块的位置信号，获得所述待处理材料的数量。

进一步地，上述第一信号采集模块为力矩传感器。所述第二信号采集模块和所述第三信号采集模块均为压力传感器。所述第四信号采集模块为位置传感器。

进一步地，上述压力传感器为应变片压力传感器。

进一步地，上述装置还包括报警模块。所述报警模块与所述数据处理模块通信连接。所述数据处理模块还用于判断所述待处理材料的数量是否为至少两个，若是，控制所述压力机停止工作并控制所述报警模块触发超载报警信号。

进一步地，上述装置还包括第六信号采集模块。所述第六信号采集模块与所述数据处理模块通信连接。所述第六信号采集模块设置于所述模垫油缸对应的模垫处。所述第六信号采集模块用于采集在压力机处于正常工作状态下，所述滑块还没有达到所述正常合模位置时，所述模垫已经被压下的位置信号并将所述模垫已经被压下的位置信号发送给所述数据处理模块，以使所述数据处理模块控制所述压力机停止工作并控制所述报警模块触发超载报警信号。

进一步地，上述报警模块为声光报警器。

进一步地，上述第六信号采集模块为位置传感器。

进一步地，上述数据处理模块包括处理器、存储器和存储控制器。所述第一信号采集模块、所述第二信号采集模块、所述第三信号采集模块、所述第四信号采集模块、所述第五信号采集模块、所述报警模块、所述第六信号采集模块均与所述处理器通信连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种压力机系统，包括压力机及上述的装置。

本实用新型实施例提供了一种压力机智能控制装置及压力机系统，装置包括数据处理模块和均与所述数据处理模块通信连接的第一信号采集模块、第二信号采集模块、第三信号采集模块、第四信号采集模块。所述第一信号采集模块设置于压力机的伺服电机处。所述第二信号采集模块设置于压力机的立柱处。所述第三信号采集模块设置于所述压力机床身最大应变产生位置处。所述第四信号采集模块设置于所述压力机的滑块处。当所述压力机处于模具生产工作状态时，所述第一信号采集模块用于采集所述伺服电机的驱动力矩信号并发送给所述数据处理模块。所述第二信号采集模块用于采集所述立柱的压力信号并发送给所述数据处理模块。所述第三信号采集模块用于采集所述压力机床身最大应变产生位置处的压力信号并发送给所述数据处理模块。所述第四信号采集模块用于采集所述滑块的位置信号并发送给所述数据处理模块。所述数据处理模块用于基于所述驱动力矩信号、所述立柱的压力信号、所述最大应变产生位置处的压力信号和所述滑块的位置信号，获得所述压力机与模具的成形力。精度高、模具寿命长。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种压力机智能控制装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例的应用环境；

图3为本实用新型实施例提供的压力机智能控制装置中的模具、压边圈、待处理材料相互作用示意图；

图4为本实用新型实施例提供的压力机智能控制装置中的模具、压边圈、待处理材料与异物相互作用示意图；

图5为本实用新型实施例提供的压力机智能控制装置应用实例中单个材料成形示意图；

图6为本实用新型实施例提供的压力机智能控制装置应用实例中2个材料成形示意图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种压力机智能控制装置的结构框图。

图中：10-装置；100-数据处理模块；110-第一信号采集模块；111-第二信号采集模块；112-第三信号采集模块；113-第四信号采集模块；114-第五信号采集模块；115-报警模块；116-第六信号采集模块；20-压边圈；200-模垫油缸；200a-模垫；202-模具；204-滑块；30-待处理材料；40-异物。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定电连接，也可以是可拆卸电连接，或一体地电连接；可以是机械电连接，也可以是电电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种压力机智能控制装置10，所述装置10可以包括数据处理模块100和均与所述数据处理模块100通信连接的第一信号采集模块110、第二信号采集模块111、第三信号采集模块112、第四信号采集模块113。所述第一信号采集模块110设置于压力机的伺服电机处。所述第二信号采集模块111设置于压力机的立柱处。所述第三信号采集模块112设置于所述压力机床身最大应变产生位置处。所述第四信号采集模块113设置于所述压力机的滑块处。当所述压力机处于模具生产工作状态时，所述第一信号采集模块110用于采集所述伺服电机的驱动力矩信号并发送给所述数据处理模块100。所述第二信号采集模块111用于采集所述立柱的压力信号并发送给所述数据处理模块100。所述第三信号采集模块112用于采集所述压力机床身最大应变产生位置处的压力信号并发送给所述数据处理模块100。所述第四信号采集模块113用于采集所述滑块的位置信号并发送给所述数据处理模块100。所述数据处理模块100用于基于所述驱动力矩信号、所述立柱的压力信号、所述最大应变产生位置处的压力信号和所述滑块的位置信号，获得所述压力机与模具的成形力。进一步地，所述数据处理模块100判断所述压力机与模具的成形力是否在预设的安全值内，若否，确定所述压力机与模具的成形力为异常成形力，及获得对应的异常位置并控制所述压力机停止工作。

在本实施例中，压力机在下死点上部10mm处的加压速度确定为固定值，用以保证数据处理模块100判断得出异常成形力时，压力机能够紧急停止。

进一步地，请结合参阅图1-图6，所述装置10还可以包括第五信号采集模块114。所述第五信号采集模块114与所述数据处理模块100通信连接。所述第五信号采集模块114设置于压力机的压边圈20的模垫油缸200处。当待处理材料30投入到所述压力机的模具202时，在正常合模位置如T0厚度以上，上模接触到所述待处理材料30，开始下压所述压边圈20，使得所述模垫油缸200的压力开始上升而产生的压力增值信号，所述第五信号采集模块114用于采集所述模垫油缸200的所述压力增值信号并发送给所述数据处理模块100。所述数据处理模块100还用于基于所述压力增值信号及所述滑块204的位置信号，获得所述待处理材料30的数量。图2中，S1表示滑块204的移动位移，S2表示压边圈20的移动位移，如图4所示，当待处理材料30投入到所述压力机的模具202时，可能存在异物40也投入到所述压力机的模具202时，所述数据处理模块100控制压力机停止工作。所述数据处理模块100还用于判断所述待处理材料30的数量是否为至少两个，若是，控制所述压力机停止工作。如图5所示，待处理材料30的数量为1个；图6所示，待处理材料30的数量为2个。

进一步地，所述第一信号采集模块110可以是，但不限于为力矩传感器。所述第二信号采集模块111和所述第三信号采集模块112均可以是，但不限于为压力传感器。所述第四信号采集模块113可以是，但不限于为位置传感器。第五信号采集模块114可以是，但不限于为压力传感器。

进一步地，所述压力传感器可以是，但不限于为应变片压力传感器。

进一步地，请参阅图7，所述装置10还可以包括报警模块115。所述报警模块115与所述数据处理模块100通信连接。所述数据处理模块100还用于判断所述待处理材料的数量是否为至少两个，若是，控制所述压力机停止工作并控制所述报警模块115触发超载报警信号。

在本实施例中，所述报警模块115可以是，但不限于为声光报警器。

进一步地，请结合参阅图2-图7，所述装置100还可以包括第六信号采集模块116。所述第六信号采集模块116与所述数据处理模块100通信连接。所述第六信号采集模块116设置于所述模垫油缸200对应的模垫200a处。所述第六信号采集模块116用于采集在压力机处于正常工作状态下，所述滑块204还没有达到所述正常合模位置时，所述模垫200a已经被压下的位置信号并将所述模垫200a已经被压下的位置信号发送给所述数据处理模块100，以使所述数据处理模块100控制所述压力机停止工作并控制所述报警模块115触发超载报警信号。在模垫200a开始下行时，模垫油缸200压力值增加。所述数据处理模块100还用于判断所述滑块204的位置信号数据与所述模垫200a的位置信号数据是否大于预设值如T0厚度，若是，确定所述待处理材料30的数量是否为至少两个，控制所述压力机停止工作并控制所述报警模块115触发超载报警信号。第六信号采集模块116可以是，但不限于为位置传感器。

进一步地，所述数据处理模块100可以包括处理器、存储器和存储控制器。所述存储控制器分别与所述处理器、及所述存储器电连接。处理器、存储器和存储控制器各元件之间直接或间接地电连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件之间可以通过一条或多条通讯总线或信号总线实现电连接。第一信号采集模块110、第二信号采集模块111、第三信号采集模块112、第四信号采集模块113、第五信号采集模块114、报警模块115、第六信号采集模块116均与所述处理器通信连接。

存储器可以存储各种软件程序以及模块，如本申请实施例提供的压力机智能控制方法中所述数据处理模块100处理数据对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的压力机智能控制方法。

存储器可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本实用新型实施例提供的压力机智能控制装置10的工作原理如下：

当所述压力机处于模具生产工作状态时，所述第一信号采集模块110采集所述伺服电机的驱动力矩信号并发送给所述数据处理模块100。所述第二信号采集模块111采集所述立柱的压力信号并发送给所述数据处理模块100。所述第三信号采集模块112采集所述压力机床身最大应变产生位置处的压力信号并发送给所述数据处理模块100。所述第四信号采集模块113采集所述滑块的位置信号并发送给所述数据处理模块100。所述数据处理模块100基于所述驱动力矩信号、所述立柱的压力信号、所述最大应变产生位置处的压力信号和所述滑块的位置信号，获得所述压力机与模具的成形力。进一步地，所述数据处理模块100判断所述压力机与模具的成形力是否在预设的安全值内，若否，确定所述压力机与模具的成形力为异常成形力，及获得对应的异常位置并控制所述压力机停止工作。

当待处理材料投入到所述压力机的模具202时，在正常合模位置如T0厚度以上，上模接触到所述待处理材料，开始下压所述压边圈20，使得所述模垫油缸200的压力开始上升而产生的压力增值信号，所述第五信号采集模块114采集所述模垫油缸200的所述压力增值信号并发送给所述数据处理模块100。所述数据处理模块100还基于所述压力增值信号及所述滑块204的位置信号，获得所述待处理材料的数量。所述数据处理模块100还判断所述待处理材料的数量是否为至少两个，若是，控制所述压力机停止工作。

本实用新型实施例提供的一种压力机智能控制装置10，可以包括数据处理模块100和均与所述数据处理模块100通信连接的第一信号采集模块110、第二信号采集模块111、第三信号采集模块112、第四信号采集模块113。所述第一信号采集模块110设置于压力机的伺服电机处。所述第二信号采集模块111设置于压力机的立柱处。所述第三信号采集模块112设置于所述压力机床身最大应变产生位置处。所述第四信号采集模块113设置于所述压力机的滑块处。当所述压力机处于模具生产工作状态时，所述第一信号采集模块110用于采集所述伺服电机的驱动力矩信号并发送给所述数据处理模块100。所述第二信号采集模块111用于采集所述立柱的压力信号并发送给所述数据处理模块100。所述第三信号采集模块112用于采集所述压力机床身最大应变产生位置处的压力信号并发送给所述数据处理模块100。所述第四信号采集模块113用于采集所述滑块的位置信号并发送给所述数据处理模块100。所述数据处理模块100用于基于所述驱动力矩信号、所述立柱的压力信号、所述最大应变产生位置处的压力信号和所述滑块的位置信号，获得所述压力机与模具的成形力。精度高、模具寿命长。

本实用新型实施例提供了一种压力机智能控制方法，应用于上述的装置，所述方法包括：当压力机处于模具生产工作状态时，第一信号采集模块采集伺服电机的驱动力矩信号并发送给数据处理模块，第二信号采集模块采集立柱的压力信号并发送给所述数据处理模块，第三信号采集模块采集压力机床身最大应变产生位置处的压力信号并发送给所述数据处理模块，第四信号采集模块采集滑块的位置信号并发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块基于所述驱动力矩信号、所述立柱的压力信号、所述最大应变产生位置处的压力信号和所述滑块的位置信号，获得所述压力机与模具的成形力。

进一步地，所述装置还包括第五信号采集模块。所述第五信号采集模块与所述数据处理模块通信连接。所述第五信号采集模块设置于压力机的压边圈的模垫油缸处。所述方法还包括：当待处理材料投入到所述压力机的模具时，在正常合模位置以上，上模接触到所述待处理材料，开始下压所述压边圈，使得所述模垫油缸的压力开始上升而产生的压力增值信号，所述第五信号采集模块采集所述模垫油缸的所述压力增值信号并发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块还基于所述压力增值信号及所述滑块的位置信号，获得所述待处理材料的数量，再判断所述待处理材料的数量是否为至少两个，若是，控制所述压力机停止工作。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的压力机智能控制方法的具体工作过程，可以参考前述压力机智能控制装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供了一种压力机智能控制方法，应用于上述的装置，所述方法包括：当压力机处于模具生产工作状态时，第一信号采集模块采集伺服电机的驱动力矩信号并发送给数据处理模块，第二信号采集模块采集立柱的压力信号并发送给所述数据处理模块，第三信号采集模块采集压力机床身最大应变产生位置处的压力信号并发送给所述数据处理模块，第四信号采集模块采集滑块的位置信号并发送给所述数据处理模块，所述数据处理模块基于所述驱动力矩信号、所述立柱的压力信号、所述最大应变产生位置处的压力信号和所述滑块的位置信号，获得所述压力机与模具的成形力。

本实用新型实施例提供了一种压力机系统，包括压力机及所述装置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。