专利名称：冲压方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明背景本发明涉及领域本发明涉及实现毛坯冲压成形过程的冲压方法和系统，该方法和系统保证了对毛坯的合理压持的高精度诊断本发明还涉及一种装置，该装置适用于上述的方法和系统，用来对经由缓冲销传递到毛坯上的载荷进行检测。
相关技术讨论一种广泛使用的冲压系统包括(a)一个冲模和一个冲头，一起实现毛坯的冲压成形过程，将毛坯沿冲头的成形表面拉拔，(b)一个缓冲板，(c)一个阻力作用装置，用来对缓冲板的运动施加阻力，(d)一个耐压环，在冲压冲形过程，该耐压环与冲模一起沿毛坯周边压住毛坯，(e)多个缓冲销，相互平行地放置在缓冲板和耐压环之内，用来把基于上述阻力的毛坯压持力传递到耐压环上，当耐压环和冲模相对于冲头在克服上述阻力的冲压方向上运动时，冲压成形过程就得以实现。在冲压成形过程中，缓冲板下降并克服由阻力作用装置施加在压冲板上的阻力。缓冲缓大体上处于水平状态，冲头固定在台板上而台板位于缓冲板上方。缓冲销的下端由缓冲板支承，缓冲销分别穿过台板上的各个通孔和冲头上的各个通孔。缓冲销的上端支承着耐压环。处于冲头和耐压环上面的冲模通过适当的驱动装置在垂直方向上做往复运动，这样，冲模和耐压环相对于冲头运动，从而实现毛坯的冲压成形过程。
还有一种广为人知的冲压系统还进一步包括(f)多个放置在缓冲冲板上的流体驱动平衡缸，这样，缓冲销的下端与各个流体驱动平衡缸的活塞相连。流体驱动平衡缸是由具有各自压力腔并相互连通的液压缸组成的，而且在冲压成形过程中，毛坯被压持在耐压环和冲模之内，这些液压缸的活塞均处于其中间位置上，结果毛坯压持力通过所有的缓冲销均衡地作用在耐压环上。在专利JP-A-6-304800(1994年公布)中披露了这种类型冲压系统的一个实例。在这个冲压系统中，毛坯压持力通过液压缸中的流体和缓冲销均衡作用在耐压环和毛坯上，以建立所需分布的毛坯压持力，这取决于缓冲销的排列方式而与缓冲销的尺寸和位置误差或偏差无关，这些误差或偏差有诸如缓冲销的长度偏差以及缓冲板相对于水平板的倾斜等。
考虑到毛坯压持力在耐压环的整个表面上是均衡分布的，在毛坯的冲压成形过程中，所有液压缸的活塞均应保持在其上下行程之内，即位于其中间位置上，而与缓冲销的长度偏差以及其它的尺寸和位置误差无关。为此，在冲压成形过程前，应先确定液压缸中的最佳初始液压压力Pso，使其满足下列公式(1)Xav＝(Fs-n·As·Pso)V/n2·As2·k………(1)其中，Xav—液压缸活塞的平均工作行程(从行程上端开始)As—液压缸的受压面积K—流体的弹性模量V—工作流体的初始容积
Fs—毛坯压指力n—缓冲销22(或相应液压缸)的数量|平衡液压缸活塞的平均工作行程Xav是这些活塞从其行程上端开始的工作行程的平均值，在活塞的行程上端，所有的缓冲销均与耐压环的底面相端接。平均工作行程Xav可以通过实验或其它方法加以确定，结果，即使存在着尺寸和位置误差，如缓冲销的长度偏差以及缓冲板的倾斜等，所有液压缸的活塞均被各自的缓冲销向下推离其行程上端，但仍离开其行程下端(没被置与底端)。容积V是液压回路(包括液压缸的压力腔和连接压力腔的导管)中工作流体的总容积量。
JP-A-6-312225(1994年公布)提出了关于冲压系统的一种诊断装置，该装置适应于对冲压系统进行诊断以检验毛坯压持力是否处于使毛坯压持力在冲压成形过程中保持均衡分布的最佳范围内，这时所有平衡液压缸的活塞均位其中间位置。该诊断是根据毛坯压持力和冲压成形过程中所产生的液压压力之内的相互关系而实现的，换句话说，上述专利披露的诊断装置适用于检验冲压成形过程中所产生的液压压力是否大体上与使毛坯压持力保持均衡分布的预定最佳值相一致。
因此，如果所有平衡流体驱动缸的活塞均处于其中间位置上，已知的诊断装置可用来确定毛坯压持力是均衡分布的。然而，平衡缸的活塞处于中间位置并不一定意味着毛坯压持力经过缓冲销大体均衡分布在耐压环和毛坯上，而且，已知的诊断装置不能保证诊断始终如一是高精度的，也不允许对经由每个缓冲销传递到耐压环上的载荷进行十分复杂或精细的控制。利用把实际产生的液压压力与预定的最佳值相比较的方法对毛坯压持力的均衡分布进行诊断，在这种情况下，不可能检测出哪个液压缸发生了导致毛坯压持力不均衡分布的故障(即在冲压成形过程中处于其活塞位置)。其结果，要找出和排除导致不均衡分布的原因是十分麻烦的的。
尽管在配备有流体驱动平衡缸的冲压系统中会遇到上述问题，但没有配备这样的流体驱动平衡缸的冲压系统更没有合适的方法对在冲压成形过程中毛坯的合理压持的系统进行诊断。在这种情况下，冲压系统的用户必须对毛坯冲压成形过程中实际生产的产品质量进行检验，以确定毛坯是否被耐压环合理地压持着。
本发明简要说明因此本发明的目的就是能够实现对毛坯被合理压持的冲压系统进行高精度的诊断，或者实现对毛坯压持力的分布进行十分复杂、精细的控制，或者简化和加速诊断、调节或校正过程以找出和消除导致毛坯的不合理压持的原因。
按照本发明的第一部分可以实现上述目的，该部分提出了冲压系统中冲压毛坯的一种方法，冲压系统包括(a)一个冲模和一个冲头，它们一起实现毛坯的冲压成形过程，使毛坯沿冲头的成形表面拉拨，(b)一个缓冲板，(c)一个阻力作用装置，用来对缓冲板的运动施加阻力，(d)一个耐压环，与冲模一起在冲压成形过程中沿毛坯周边压住毛坯，(e)多个缓冲销，相互平行地放置在缓冲板和耐压环之内，用来把基于阻力的毛坯压持力传递到耐压环上，从而当耐压环和冲模相对于冲头在克服上述阻力的冲压方向上运动时，冲压成形过程就得以实现，该方法包括以下步骤检测冲压成形过程中经由每个缓冲销传递到耐压环上的载荷；确定毛坯是否由毛坯压持力合理地压持着，也就是要确定经由每个缓冲销传递的被检测载荷的至少一个预定特征值是否满足预定条件。
在本冲压方法中，对经由每个缓冲销传递到耐压环上的载荷加以检测，并且确定毛坯是否由毛坯压持力合理地压持着，这取决于每个缓冲销上被检测载荷的预定特征值是否满足预定条件。经由每个缓冲销传递到耐压环上的载荷直接代表了经由缓冲销传递到耐压环上的局部毛坯压持力。因此，根据本冲压方法，对冲压系统(可能或没有配有流体驱动平衡缸)可以进行高精度的诊断以确定毛坯是否由所需分布的压持力压持在耐压环和冲模这内，而当每一缓冲销的被检测载荷的预定特征值满足预定条件时就可以建立所需分布的毛坯压持力。此外，利用经由缓冲销传递的被检测载荷能够能毛坯压持力在耐压环(和毛坯)上的分布进行十分精细的控制或调节。本冲压方法还能够容易地识别或判定那些被检测载荷的特征值不满足条件的缓冲销，从而对本冲压系统可以容易地、高效率地进行检验、调节或维修以找出和消除引起毛坯压持力不合理分布的原因。按照本发明的这一部分的冲压方法不仅使配有流体驱动平衡缸的冲压系统，而且使没有配有平衡缸的冲压系统都具有上述这些优点。
本方法使用每一缓冲销上被检测载荷的至少一个预定特征值，这个特征值可以从载荷的波形、峰值、平均值、振荡频率以及波形的阻尼系数中选择，而载荷是在冲压成形过程中通过冲模和冲头相互间沿冲压方向的一次运动检测得到的。在本发明的一个优选形式中，如果特征值保持在容许偏差范围内或缓冲销的特征值的差异或偏差保持在容许偏差范围内，被检测载荷的每个特征值均满足预定条件。这些容许偏差范围是由经由缓冲销传递的载荷的最佳特征值来确定的，这些最佳特征值括诸如载荷的最佳波形、最佳峰值、最佳平均值、最佳振荡频率或载荷的最佳阻尼系数。这些最佳波形和数值的确定取决于所需要的毛坯压持力并能够使毛坯拉拔成所需质量的产品。这样，缓冲销载荷的所选择特征值的容许偏差范围或所有缓冲销上特征销载荷值的偏差的容许偏差范围均可以做为预定条件。在前一种情况下，同样的容许偏差范围可以用于所有的缓冲销，或不同的容许偏差范围用于不同的缓冲销。
按照本发明的第二部分也能够实现上述目的，这一部分提出了冲压系统中冲压毛坯的一种方法，冲压系统包括(a)一个冲模和一个冲头，它们一起实现毛坯的冲压成形过程，使毛坯沿冲头的成形表面拉拔，(b)一个缓冲板，(c)多个流体驱动平衡缸，放置在缓冲板上并具有相互连通的压力腔，(d)一个阻力作用装置，用来对缓冲板的运动施加阻力，(e)一个耐压环，与冲模一起在冲压成形过程中沿毛坯周边压住毛坯，(f)多个缓冲销，相互平行地放置在耐压环和平衡缸之内，用来把基于阻力的毛坯压持力传递到耐压环上，从而当耐压环和冲模相对于冲头在克服阻力的冲压方向上运动时，冲压成形过程就得以实现，该方法包括以下步骤检测冲压成形过程中经由每个缓冲销传递到耐压环上的载荷；如果经由每个缓冲销传递的被检测载荷的至少一个预定特征值满足预定条件，要确定毛坯压持力经由缓冲销均衡分布在耐压环上。
按照本发明第二部分的本冲压方法适用于配备有放置在缓冲板和缓冲销之内的流体驱动平衡缸的冲压系统。在本冲压方法中，要判定毛坯压持力是否经由缓冲销均衡分布在耐压环上。这一方法具有和按照本发明的第一部分的方法大体相同的优点。
在按照本发明的第二部分的一个优选形式中，被检测载荷的预定特征值包括预定载荷值或被检测载荷波形的振荡频率。在这种情况下，如果对于所有的缓冲销来说，预定载荷值或振荡频率保持在预定的容许偏差范围内，那么就判定毛坯压持力经由缓冲销均衡分布在耐压环上，同时所有平衡缸的活塞均处于介于其行程上下端间的中间位置上。
在本发明上述优选形式的一个有用的构造中，冲压方法进一步包括以下步骤如果对于至少一个缓冲销来说，预定载荷值或振荡频率大于预定容许偏差范围的上限值，那么就判定在冲压成形过程中，至少有一个平衡的活塞已经运动到其行程下端；如果对于至少一个缓冲销来说，预定载荷值或振荡频率小于预定容许偏差范围的下限值，那么就判定在冲压成形过程中，至少有一个平衡缸的活塞保持在其行程上端。
如果在冲压成形过程中，某一流体驱动平衡缸的活塞处于底部或运动到其行程下端，那么经由相应的缓冲销传递的载荷势必大于当活塞处于行程上下端之间的中间位置时的相应值。反之，如果在冲压成形过程中，某一流体驱动平衡缸的活塞保持在行程上端，那么相当缓冲销上的载荷势必小于当活塞处于其中间位置时的相应值。此外，如果某一平衡缸的活塞向下运动到其行程下端时，相应缓冲销载荷的振荡频率势必高于当活塞处于其中间位置时的相应值(也高于平衡缸中流体的压力振荡频率)。如果活塞保持在其行程上端，振荡频率势必低于当活塞处于其中间位置时的相应值，这是因为经由缓冲销传递的载荷几乎为零或相当小而且缓冲销载荷基本上没有振荡。
鉴于这一事实，如果所有缓冲销上被检测载荷的特征载荷值或振荡频率保持在预定的容许偏差范围内，那么就可以判定毛坯压持力经由缓冲销均衡分布(同时所有平衡缸的活塞均处于其中间位置)。如果任一个缓冲销的被检测载荷的特征载荷值或振荡频率大于容许偏差范围的上限，那么就可以判定相应的平衡缸的活塞已经运动到行程下端。如果任一个缓冲销的被检测载荷的特征载荷值或振荡频率小于容许偏差范围的下限，那么就可以判定相应的平衡缸的活塞保持在其行程上端。在后二种情况下，可以对平衡缸中的流体压力进行调节以使所有平衡缸的活塞在冲压成形过程中均处于中间位置，结果，毛坯压持力可以经由所有的平衡缸和所有的缓冲销均衡分布在耐压环上。当平衡缸的活塞运动到其行程下端时，流体压力上升，而当活塞处于其行程下端时，流体压力下降。
按照本发明第二方面的另一最佳方式，上述至少一个预定的特征值至少包括被检测载荷波形的峰值，平均值和振荡频率中的一个，该被检测载荷是在冲压成形过程中通过冲模和冲头相互间沿冲压方向的一次运动得到的。
在该冲压方法的上述优选形式中，需要确定毛坯压持力是否经由缓冲销均衡分布在耐压环上，这取决于经由缓冲销传递的被检测载荷的峰值，平均值或振荡频率是否保持在预定的容许偏差范围内。其结果，本方法不仅能够有效地建立均衡分布的毛坯压持力，而且能够实现使每一缓冲销载荷的载荷值或振荡频率保持在容许误差范围内的冲压成形过程，从而可以始终如一的高质量冲压制造产品。
被检测缓冲销载荷的振荡频率是被检测载荷波形的振荡周期的倒数。因此，振荡周期可以代替振荡频率以确定活塞是否处于其中间位置、或运动到行程下端、或保持在行程上端。实用振荡周期和实用振荡频率的优点大体上是相同的。
按照本发明第二部分的一个更优选的形式，上述至少一个经由每个缓冲销传递的被检测载荷的预定特征值至少包括被检测载荷波形的峰值、平均值和振荡频率中的一个，该被检测载荷值是在冲压成形过程中通过冲模和冲头间沿冲压方向的一次运动得到的。
被检测缓冲销载荷的峰值、平均值和振荡频率可以根据被检测载荷的波形很容易地得到，也可以用数值加以辨别。比起直接使用销载荷波形，使用数字特征值能够更容易、更精确地对毛坯合理压持或毛坯压持力均衡分布的冲压系统进行诊断，而使用销载荷波形需要容量比较大的存储器来存储代表销载荷波形的数据。
按照本发明的第三部分也能够实现上述目的，这一部分提出了一种冲压系统，它包括(a)一个冲模和一个冲头，它们一起实现毛坯的冲压成形过程，使毛坯沿冲头的成形表面拉拔，(b)一个缓冲板，(c)一个阻力作用装置，用来对缓冲板的运动施加阻力，(d)一个耐压环，与冲模一起在冲压成形过程中沿毛坯周边压住毛坯，(e)多个缓冲销，相互平行地放置在缓冲板和耐压环之间，用来把基于阻力的毛坯压持力传递到耐压环上，从而当耐压环和冲模在克服阻力的冲压方向上相对于冲头运动时，冲压成形过程就得以实现。该冲压系统包括载荷检测装置，用于对在冲压成形过程经由每个缓冲销传递到耐压环上的载荷值进行检测；参考数据存储器，用于存储代表预定条件的数据，而如果毛坯被毛坯压持力合理地压持着，那么经由每个缓冲销传递的被检测载荷的至少一个预定特征值满足该预定条件；诊断装置，用于确定毛坯是否被毛坯压持力合理地压持着，这取决于被检测载荷的至少一个预定特征值是否满足预定条件。
按照本发明第三部分构造的本冲压系统对按照本发明的第一部分的冲压方法的实行也是适用的。为了实行该冲压方法，载荷检测装置用来对经由每一缓冲销传递到耐压环上的载荷进行检测。诊断装置用来确定毛坯是否由毛坯压持力合理地压持着，这取决于被检测载荷的至少一个特征值是否满足预定条件，预定条件的数据存储在参考数据存储器中。与按照本发明第一部分的冲压方法相比，本冲压系统具有大体上相同的优点。
按照本发明的第四部分也能够实现上述目的，这一部分提出了和根据本发明上述第三部分构造的冲压系统一起使用的一种载荷检测装置，用来对经由每个缓冲销传递到耐压环上的载荷进行检测，在这种情况下，缓冲板在克服阻力向下运动的同时，大体上保持水平状态；冲头固装在位于缓冲板上方的台板上；多个缓冲销穿过台板和冲头上的通孔，这样缓冲销下端由缓冲板支承而在其上端支承着耐压环；该载荷检测装置包括放置在台板和冲头间的载荷检测块，检测块上开有供缓冲销穿过的通孔；分别与缓冲销上端相串接的载荷敏感销，载荷敏感销的长度大体上与载荷检测块的高度尺寸相等，每个载荷敏感销上都装有一个载荷传感器，用来检测作用载荷，该作用载荷经由每个缓冲销传递到耐压环上。
按照本发明第四部分构造的本载荷检测装置适用于实现按照本发明第一部分提出的冲压方法，更准确地说，适用于对经由每一缓冲销传递到耐压环上的载荷进行检测。在本载荷检测装置中，载荷检测块放置在台板和冲头之间而载荷敏感销分别缓冲销的上端相串接。每个载荷敏感销的长度大体上等于载荷检测块的高度尺寸。每个载荷敏感销上都装有一个载荷传感器，用来检测在冲压成形过程中作用在该敏感销上的载荷，这一载荷经由缓冲销传递到耐压环上。载荷检测装置连同成套模具可以很容易地安装在冲压系统上。就是说，当采用一新的成套模具实现冲压成形过程时，载荷检测块安装在台板上，装有载荷敏感销的缓冲销穿台板和冲头上的通孔。因此，本载荷检测装置可以很容易地安装在普通冲压机上，这时，载荷检测块放置在台板上，而装有载荷敏感销的缓冲销取代普通的缓冲销。因此，本载荷检测装置可以容易地、经济地安装在普通冲压机，而不须对冲压机作很大的结构改动。
附图简要说明参照附图并阅读本发明的一个优选实施例的下列详细说明，可以更好地了解上面所提出的本发明的目标、特征、优点以及技术上和工业上的重要性。附图中
图1为表示按照本发明的一个实施例怕构造的冲压系统的示意图；图2为表示图1所示冲压系统中控制结构的方框图；图3为表示图2所示控制结构中的显示屏和控制面板的示意图；图4为说明图1所示冲压系统中作用在缓冲销上载荷波形的示意图；图5为表示图1所示冲压系统中控制器的各个功能块的示意图，这些功能块通过对毛坯拉拔过程中毛坯压持力的均衡分布状态的在线诊断，从而对平衡液压缸中的压力进行调节，以使毛坯压持力均衡分布在图1所示冲压系统中的耐压环上。
图6为表示图5中功能块所完成的诊断和液压调节过程的流程图；图7为表示冲压系统中控制器的各个功能块的示意图，这些功能块用来完成诊断过程以找出初始毛坯压持力的最佳范围，在这一范围里，毛坯压持力是均衡分布的。
图8为表示图7中功能块所完成的诊断过程的流程图。
优选实施例的详细说明首先参照图1，图中表示了一种冲压机，它包括基座16，安装在基座16上的冲压支架14，放置在冲压支架14上的台板12，而台板12大体上处于水平状态。冲头10安装在台板12上，冲模18安装在滑板20上，滑板20由相应的驱动机构驱动，可以在垂直方向上作往复运动。台板12上有许多贯穿其厚度的排列成方阵形式的通孔24，缓冲销22分别穿过通孔24并延伸出去。在台板12下方是缓冲板26，用于支承缓冲销22，因此缓冲板26大体上处于水平状态。缓冲销上端支承着与冲头10衔接的耐压环28。缓冲销的位置和数量的合理确定取决于耐压环28的大小和形状。冲头10包含基体部分，基体上有多个与缓冲销22相对应的通孔，这些通孔与台板12上的通孔24相互贯穿。缓冲销22同样也穿过冲头10上的这些通孔。缓冲板26上装有多个与通孔24相对应的平衡液压缸30。液压缸30具有各自的活塞和活塞杆。缓冲销22的下端面端接在液压缸30中活塞杆的上端面上。液压缸30起着流体驱动平衡缸的作用使毛坯压持力经由缓冲销22均衡分布在耐压环28上。
缓冲板22放置在冲压支架14里面(如上所述)，可在垂直方向上移动，由缓冲气缸32这样的阻力作用装置提供向上的作用力。气缸32的压力腔与空气罐34相连，压缩空气源36通过气动压力控制线路38向空气罐34提供压缩空气。与空气罐34相连的还有一个截流阀37和一个气动压力传感器39。空气罐34及气缸32中的气动压力Pa由气动压力控制线路38和截流阀37调节，该压力Pa取决于作用在耐压环28上的毛坯压持力的所需值，对此下面将会详细说明。当冲模18随着滑板20向下运动时，毛坯40的周边通过毛坯压持力压紧在冲模18和耐压环28之间，毛坯压持力由缓冲气缸32的向上作用力也即气缸32内的气动压力Pa所提供。当冲模18和耐压环28进一步下降并克服气缸32的向上作用力时，冲模18和冲头10一起完成对毛坯40的冲压成形过程，使毛坯40沿冲头10的成形表面拉拔。缓冲气缸32的向上作用力对缓冲板26的向下运动施加了一个阻力，由此产生了毛坯压持力。
平衡液压缸30有各自的压力腔，这些压力腔通过导管46互连，导管46经由柔性管48与导管50相连，导管50连接到气动液压泵52上，而液压泵52用于对从油箱里泵出的工作油进行增压。结果，由泵52传送的增压油通过导管50上的单向阀56供入液压缸30的压力腔，液压压力控制线路58包括一卸压阀并与导管50连接。对液力泵52和液压压力控制线路58进行控制，从而使导管50和液压缸30中的液压压力Ps得到调节，这样，在对毛坯40的冲压成形过程中，液压缸30上所有与缓冲销22相接的活塞均处于其中间位置上，也就是说，对液压压力Ps加以调节使基于气动压力Pa所产生的毛坯压持力通过缓冲销22均衡作用在耐压环28(和毛坯40)上，与导管46相连的液压压力传感器60用来检测液压压力Ps。
在本冲压系统中，有一个载荷检测装置100，它用于检测作用在每个缓冲销22上或通过缓冲销传递到耐压环28上的载荷Fp。这里的载荷Fp是指“销载荷Fp”。载荷检测装置100包括固定在上述台板12上的载荷检测块102以及与缓冲销22相串接的载荷敏感销104。冲头10放置在载荷检测块102上。象台板12一样，载荷检测块102上也有许多与通孔24位于同一中心线上的通孔106，同样也排列成与通孔24相应的方阵形式。安装缓冲销22使其穿过相应的通孔24和通孔106，缓冲销的所需数量取决于冲头10和耐压环28的大小和形状，而冲头10、耐压环28和冲模18一起构成了一成套模具。具有台板12和载荷检测块102的冲压机可以配有不同种类的成套模具，成套模具的选择取决于由冲压机制做的产品形式，缓冲销22穿过对应的通孔24，106，位置由所使用的专用成套模具决定。在本实施例中，通孔106与通孔24相对应，而且每个通孔106只允许一个缓冲销22穿过，然而，载荷检测块102上的每个通孔却允许二个或更多的缓冲销22穿过。
每个载荷检测销104均通过适当的固定方法(如螺纹固定)固定在相应的缓冲销22的上端部分。冲压机的所有缓冲销22上均装有检测销104，而检测销104上装有形如应变片的各个载荷传感器108。载荷检测销104的长度大体上等于载荷检测块的高度或厚度，结果，在载荷检测装置100安装于冲压机之前和之后，冲头10和耐压环28的相应高度保持不变。因此，安装在冲压机上的载荷检测装置100不影响对毛坯40的拉拔过程。各个载荷敏感销104均有相应的识别号，当利用相应的载荷传感器108检测销的载荷值Fp时，这些识别号十分有用。同时这些识别号还可以用于识别相应的载荷传感器108和装有载荷敏感销104的缓冲销22。
液压压力Ps和气动压力Pa由图2所示的控制单元62加以控制。控制单元62适用于通过各自的放大器接收来自气动压力传感器39、液压压力传感器60和载荷传感器108的输出信号。控制单元62包括配有中央处理器(CPU)的微处理器，随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。微处理器按照存储在ROM中的控制程序完成信号处理过程以调节气动压力Pa和液压压力Ps、实施诊断或在线诊断并进行调节以建立均衡分布的毛坯夹持力，下面对此将加以说明。对于控制单元62而言，还配有显示屏和操作面板68、一个“试验冲压”开关67以及一个滑动位置传感器69。“试验冲压”开关67安装在冲压机的一个合适位置上，当冲压机操作人员接通开关67时，“试验冲压”开关67发出一个“试验冲压”信号SS。滑块位置传感器69用于检测滑板20的位置并产生表示滑板20在拉拔循环中所处位置的“滑板位置”信号SD。控制单元62接收“试验冲压”信号SS和“行程”信号SD。显示屏和控制面板68上有许多操作人员控制开关和指示器，如指示器70和71用来表明液压压力和气动压力值Ps，Pa等。
控制单元62的RAM中存储着代表冲压机规格的机器信息，诸如缓冲板26的重量Wa、缓冲销22的平均重量Wp、缓冲气缸32的受压面积Aa以及每个平衡液压缸30的受压面积As等。另一方面，安装在冲头10上的ID卡(如图1所示)中存储成套模具信息，诸如耐压环28的重量、安装的缓冲销22的数量un”、最佳毛坯压持力Fso、销载荷Fp最大峰值Fpmax的最佳值Fpmaxo、销载荷Fp平均值的最佳值Fpavo以及销载荷Fp波形的最佳振荡频率Wo等。最佳毛坯压持力Fso是毛坯压持力Fs的最佳值，它确保了毛坯40在冲压成形过程中满足所要求的产品制造质量。控制单元62利用图2所示接收器64接收来自ID卡66上的成套模具信息。ID卡上有一个数据存储器，用于存储成套模具信息。ID卡的作用之一是响应来自接收器64的有效信号并利用接收器64把成套模具信息传送给控制单元62；其作用之二是响应同样来自接收器64的有效信号以刷新成套模具信息。
如图4的曲线图所示，由于平衡液压缸30中液压压力Ps的振荡作用，销载荷Fp产生振荡或振动。销载荷Fp的最大峰值Fp-max是载荷Fp波形各个峰值中的最高峰值，如图4中曲线所示，其中最大峰值Fpmax发生在滑板20的ST1位置上。图中，ST2代表滑块20的行程下端。销载荷平均值Fpav是销载荷Fp在滑板20向下运动过程中到达位置ST1和位置ST2之间时间段上的平均值。振荡频率W是销载荷Fp的振荡周期T的倒数。当时毛坯进行拉拔所制造的产品满足要求的质量时，即当平衡液压缸30上所有与安装的缓冲销22相接的活塞在毛坯40的冲压成形过程中置于其中间位置时，就得到最佳毛坯压持力Fso、销载荷最佳平均值Fpavo和最佳振荡频率W。销载荷平均值Fpav可以是对应于滑块位置ST1和ST2时间段内所有最大和最小值的平均值。不过，销载荷平均值Fpav最好是通过对销载荷Fp积分获得。振荡频率W在滑块20的整个工作行程中基本上保持为常量，并可根据销载荷Fp的相邻最大值之内的时间间隔(振荡周期T)而得到。最大峰值Fpmax，销载荷平均值Fpav和振荡频率W的变化取决于平衡液压缸30中与安装的缓冲销22相接的活塞是否处在其中间位置上，如果活塞处在其行程上端，则值Fpmax、Fpav和W比活塞处在中间位置上时的相应值小。如果活塞处于底部或向下运动到其行程的下端时，值Fpmax、Fpav和W比活塞处在中间位置上时的相应值大。
对每个专用冲压机来说，每一成套模具销载荷Fp的最佳最大峰值Fpmaxo，最佳平均值Fpavo和最佳振荡频率Wo均是预先设定的。不过，由于值Fpavo不受冲压机的机器规格变化的影响，对不同的冲压机，最佳平均值Fpavo可以是相同的。在本实施例中采取了一定措施，允许所有液压缸30上的活塞处于其中间位置而且各个缓冲销22上的载荷值Fp特性没有较大的变化和差别。因此，对于所有的缓冲销22可以使用相同的一组值Fpmaxo、Fpavo和Wo。不过，对于不同类型缓冲销22来说，要设置不同的组值Fp-maxo、Fpavo和Wo。例如，可以这样改造冲压机，使液压缸30的部分活塞处于底部以便在保持缓冲板26与耐压环28内合理间距的同时，建立缓冲板26和耐压环28间的最小距离，结果，其它液压缸30的活塞处在中间位置上。在这种情况下，需要为每个对应于液压缸30中底部活塞的缓冲销22设定值Fpmaxo、Fpavo和Wo。如果冲压机没有配置液压缸30，那么由于不同类型缓冲销22在载荷值Fp特性上有较大的差异，需要为每个缓冲销22设定值Fpmax-o、Fpavo和Wo。
下面将对在控制单元62控制下实施的在线诊断进行说明。缓冲气缸32中气动压力Pa的最佳值可按下面的公式(2)进行计算以确定最佳毛坯压持力FsoPa＝(Fso+Wa+n·Wp+Wr)/Aa……………(2)气动压力Pa通过操纵气动压力控制线路38和截流阀37而加以调节。正如上面所说明的，重量Wa、Wp和受压面积Aa作为机器信息的一部分存储在控制单元62的ROM中，而重量Wr，数值n和最佳毛坯压持力Fso作为成套模具信息的一部分从ID卡66送入控制单元62。液压压力Pso的初值Pso可以按照上述公式(1)或通过实验冲压成形过程加以确定，并可以通过对液力泵52和液压压力控制线路58进行控制而建立起来。结果，液压缸20上所有与安装的缓冲销22相接的活塞均处于其中间位置，从而通过缓冲销22使毛坯压持力Fs均衡分布在耐压环28上。另一方面，利用与下述在线诊断相类似的实施方法可以建立液压压力初值Pso。
图5中的功能框图表示了控制单元62中用于完成在线诊断和液压压力调节过程(参见图6所示流程图)的各个功能块。在这一诊断过程中，步骤S1-S3是通过控制单元62的数据存储块114完成的，流程从步骤S1开始，该步骤首先确定由“滑动位置”信号SD所代表的滑板20的位置是否处于滑板20的行程上端。如果步骤S1判定为“是”(Yes)，即当“滑动位置”信号SD表明滑板20处于其行程的上端时，控制流程就转向步骤S2以读取代表相应缓冲销22上载荷值Fp的所有载荷传感器108的输出信号，而这时滑板20开始向其行程下端运动。由载荷传感器108的输出信号所代表的载荷值Fp存储在控制单元62的数据存储器116里，该载荷值Fp与滑块20在其工作行程中的位置有关。载荷传感器108的模拟输出信号通过A/D转换器112转换成数字信号，该数字信号由数字存储块114接收并通过数据存储块114存入数据存储器116。步骤S3紧接在步骤S2之后以确定滑板20是否到达其行程下端。重复步骤S2和步骤S3直到步骤S3判定为肯定信号“是”(Yes)为止。这样，滑板20在其上、下行程内不同位置上的载荷值Fp被检测并存储在数据存储器116里。当然，步骤S1-S2用于检测通过每个缓冲销22传递的载荷值Fp，而且数据存储块114和载荷检测装置100一起共同构成了用来对缓冲销22上的载荷值Fp进行检测的载荷检测装置。滑动位置传感器74适合于至少对滑板20的行程上、下端进行检测。滑动位置传感器74可以作为一个绝对型旋转编码器，用于检测使滑板20做往复运动的驱动机构中曲轴的角度位置。
当步骤S3判定为肯定信号“是”(Yes)时，控制流程转向步骤S4，这一步骤中，图5所示控制单元62中的特征计算块118根据存储在数据存储器116里的载荷值Fp对所有缓冲销22上载荷值Fp的特征值、即对每个缓冲销22上载荷Fp的最大峰值Fpmax、平均值Fpav和振荡频率W进行计算。步骤S4之后是步骤S5-S8，它们由图5所示控制单元62中的诊断块120执行，用来确定毛坯压持力Fs通过缓冲销22是否均衡分布在耐压环28上，而且可能的话也用来确定与任一缓冲销22相对应的液压缸30的活塞位置是否处于底部。更准确地说，执行步骤S5以确定存储在数据存储器116中的最大峰值Fpmax、平均值Fpav和振荡频率W是否保持在各自的容许偏差范围内，而这些容许偏差范围是根据从ID卡66接收的最佳值Fpmaxo、Fpavo和Wo加以确定的。代表容许偏差范围的数据存储在控制单元62的参考数据存储器122中。如果所有缓冲销22的值Fpmax、Fpav和W均保持在各自的容许偏差范围内，那么诊断块120就判定毛坯压持力Fs经由缓冲销22均衡分布在耐压环28上。这种情况下，控制流程转向步骤S6以给出毛坯压持力Fs均衡分布的指示。如果任一缓冲销22的任何一个值Fpmax、Fpav和W超出了容许偏差范围，诊断块120就判定毛坯压持力Fs是非均衡分布的。这种情况下，控制流程转向步骤S7以给出毛坯压持力Fs非均衡分布的指示。步骤S6和S7由图5所示控制单元62中的显示控制块126完成，该控制块126用来开启图3所示显示屏和控制面板68上的两个指示灯82、84中的一个，以表明毛坯压持力Fs的分布是正常的或是异常的。
步骤S7之后是步骤S8，以便确定对应每个缓冲销22(在步骤S5中已发现该缓冲销的任一值Fpmax、Fpav和W均不在其容许偏差范围内)的液压缸30的活塞是否处于底部或向下运动到其行程下端。要判定活塞是否处于底部只要确定值Fpmax、Fpav和W是否大于或高于各个容许偏差范围的上限值即可。如果步骤S8判定为肯定信号“是”(Yes)，即意味着与缓冲销22相对应的液压缸30的活塞处于底部位置，这种情况下，控制流程转向步骤S9以使液压缸30的初始液压压力Ps增加一个预定值a。如果步骤S8判定为否定信号“否”(No)，则意味着相应的液压缸30的活塞处于其行程上端，这种情况下，控制流程转向步骤S10以使初始液压压力Pso减小一个预定值β。如果毛坯压持力Fs为常量，即如果缓冲气缸32的气动压力Pa为常量，则初始液压压力Pso的增加会引起液压压力Psx增大，而液压压力Psx是在毛坯40的冲压成形过程中由液压缸30产生的，因此，冲压成形过程中液压缸30的活塞的工作行程将会减小从而消除了活塞的底部效应。另一方面，初始液压压力Pso的减小会引起液压压力Psx的减小，因此冲压成形过程中液压缸30的活塞的工作行程将会增大，从而使活塞从行程上端向下运动到其中间位置。步骤S9和S10由图5所示控制单元62中的液压压力控制块124完成，该控制块124用来控制液压泵52和液压压力控制线路58以调节初始液压压力值Pso。借助于图5所示的诊断和液压压力调节过程，初始液压压力Pso得以调整以使毛坯压持力Fs经由安装的所有缓冲销22均衡分布在耐压环28上，从而保证了毛坯40在冲压成形过程中满足预期的产品制造质量要求。
图5所示的工作流程是这样构造的，即当步骤S5中得到的否定信号“否”(No)超过预定的次数时，该工作流程应开启显示屏和控制面板68以标明相应的缓冲销22，更明确地说，面板68用于指示相应的载荷敏感销104的标识号和位置。当由于步骤S9和S10的调节使初始液压压力Pso偏离预定的允许范围时，面板68上可以给出类似的指示。
在按照本实施例的图6所示的工作流程中，每个缓冲销22上销载荷Fp的最大峰值Fpmax、平均值Fpav和振荡频率W的容许偏差范围是根据最佳值Fpmaxo、Fpavo和Wo确定的，这些最佳值作为成套模具信息的一部分取自ID卡66。而容许偏差范围被用来确定毛坯40是否由毛坯压持力Fs合理地压持着或更明确地说被用来确定毛坯压持力Fs是否经由缓冲销22均衡分布在耐压环28上。因此，当毛坯40由毛坯压持力Fs合理地压持时，容许偏差范围当然被看成是一个应当满足的预定条件。同样，不用多言，参考数据存储器122起着参考数据存储器装置的作用，用来存储代表预定条件的数据，并且如果毛坯40被合理地压持着，销载荷Fp的特征值满足这些预定条件，上述的容许偏差范围取决于各种可能引起尺寸、位置和其它误差或偏差的参数以及所要求的产品质量，并可以根据最佳值Fpmaxo、Fpavo和Wo加以确定。例如，通过把一个适当的值加到最佳值Fpmaxo、Fpavo和Wo上，或从最佳值上减去一个适当的值，或用一个适当的比例值乘以最佳值，就可以确定容许偏差范围的上限和下限。步骤S5和S8用来确定毛坯40是否被毛坯压持力合理地压持着，这取决于经由缓冲销22传递的载荷的被检测特征值是否满足预定条件，诊断块20起着诊断装置的作用，用来确定毛坯40是否被合理地压持着，这取决于被检测的特征值是否满足预定条件。
如图3所示，显示屏和控制面板68上有三个指示器85-87，分别用来指示所有缓冲销22上载荷的最大峰值Fpmax、平均值Fpav和振荡频率W的平均值，显示屏和控制面板68上配有相应的按钮或开关。利用这些开关或按钮，可把这些平均值作为图6所示工作过程中使用的最佳值Fpmaxo、Fpav和Wo，或者可以把这些平均值存入ID卡66以更新已经存入其中的相应值。这样，在冲压试验过程中，毛坯40被冲压成具有所要求质量的产品，由此所得到的值Fpmax、Fpav和W的平均值可被用作为最佳值Fpmaxo、Fpavo和Wo存入ID卡66。
下面将对控制单元62中诊断的实施过程进行描述。该诊断用来检测毛坯压持力Fs的最佳范围，在这一范围里，毛坯压持力Fs是均衡分布的。图7中的框图表示了控制单元62中完成诊断过程(见图8所示的流程图)的各个功能块。诊断过程从步骤Q1开始，首先确定“自动一手动”(ANTO-MAN)选择器开关72是否处于“自动”位置，如果步骤1判定为肯定信号“是”(Yes)，控制流程转向步骤Q2以确定”设置”(SETUP)按钮74是否被压下。当选择器开关72处于“自动”(AUTO)位置且“设置”(SETUP)按钮74被压下时，控制流程转向步骤Q3，在该步骤中，初始毛坯压持力Fsn设置为十个预定值(Fs1到Fs10)中的一个。步骤Q3每执行一次，初始毛坯压持力Fsn依次从最大值减小到最大值。初始毛坯压持力Fsn就是当冲模18刚好与放置在耐压环28上毛坯40相端接时的毛坯压持力Fs，也就是缓冲气缸32容积刚开始减小之前时的毛坯压持力Fs。在本实施例中，初始毛坯压持力Fs1从最大值Fs1＝200吨减小到最小值Fs20＝20吨，每次减小量为20吨，这些初始毛坯压持力Fs1-Fs10均存储在控制单元62中，在图8所示的工作流程开始之前，首先应按照上述图6所示的诊断和液压压力调节流程，通过液力泵52和液压压力控制线路58对平衡液压缸30的初始液压压力Pso进行适当的调节。
步骤Q3之后是步骤Q4，在步骤Q4中，按照上述公式(2)计算气动压力Pa，其中，使用初始毛坯压持力Fsn(由步骤Q3设定)作为最佳毛坯压持力Fso。实际的气动压力Pa被调节等于计算值Pa。在流程执行的第一个循环中，在公式(2)里采用200吨的初始毛坯压持力Fs1计算气动压力Pa。通过图7所示控制单元62中的压持力改变块128执行步骤Q3和步骤Q4。如果试验冲压过程表明缓冲销22的数量需要改变，那么可以通过设置在显示屏和控制面板68的“数量”(NUMBER)设置开关75改变公式(2)中所用到的数量“n”。
当气动压力Pa在步骤Q4中得到调节后，控制流程转向步骤Q5。打开一个具有预定发声模式的喷嘴。然后执行到步骤Q6以确定冲压机上的“试验冲压”(TEST PRESS)开关67是否被开启。当操作者响应喷嘴的打开而开启“试验冲压”(TEST PRESS)开关67时，上述的“试验冲压”(TEST PRESS)信号SS被用于控制单元62中。然后执行步骤Q7关闭喷嘴。步骤Q7之后是步骤QA8，以读取代表相应缓冲销22上载荷值Fp的所有载荷传感器108的输出信号，而这时滑板20在试验冲压循环过程(由“试验冲压”(TESTPRESS)开关67启动)中向其行程下端运动。载荷传感器108的输出信号所代表的载荷值Fp存储在控制单元62的数据存储器134中。步骤Q8由图7所示的数据存储块130执行。载荷传感器108的模拟输出信号经过A/D转换器112转换成数字信号，该数字信号由数据存储块130接收并通过数据存储块130存入储数据存储器134(如图7所示)。步骤Q8用来检测经由每个缓冲销22传递的载荷Fp，并且执行步骤Q8的数据存储块130和载荷检测装置100一起构成了构测载荷Fp的装置。
步骤Q8之后是步骤Q9中。在步骤Q9，图7所示控制单元62中的特征计算块136根据存储在数据存储器134里的载荷值Fp对所有缓冲销22上载荷值Fp的特征值、即对每个缓冲销22上载荷Fp的最大峰值Fpmax、平均值Fpav和振荡频率W进行计算。步骤Q9之后是步骤Q10。步骤Q10由图7所示控制单元62中的诊断块138执行，以确定毛坯压持力Fs是否经由缓冲销2均衡分布在耐压环28上。这一确定过程的实现取决于计算出的特征值Fpmax、Fpav和W是否满足预定条件。更准确地说，执行步骤Q10以确定所有缓冲销22的最大峰值Fpmax、平均值Fpav和振荡频率W的永化和差别是否保持在各自的预定容许偏差范围以内，代表这些容许偏差范围的数据存储在参考数据存储器140中。如果所有缓冲销22的值Fpmax、Fpav和W的变化均保持在各自的容许偏差范围内，那么诊断块138就判定毛坯压持力Fs经由缓冲销22均衡分布在耐压环28上。这种情况下，与所有缓冲销22相对应的液压缸30的活塞在试验冲压过程中均处于其中间位置上，而且所有缓冲销22的载荷值Fp基本上互等。如果任一液压缸30的活塞处于底部或向下运动到其行程下端，或保持在其行程上端，那么与其相对应的缓冲销22的特征值Fpmax、Fpav和W势必与其它缓冲销22的相应值有相当大的差异。因此，可以根据缓冲销22上载荷Fp的特征值的变化或差异来确定毛坯压持力Fs是否处于均衡分布状态。诊断块138可用来确定振荡频率W(而不是其变化)是否保持在预定的容许偏差范围内，以及用来确定销载荷Fp的特征值是否满足预定条件。执行步骤Q10的诊断块138的作用相当于一个检验毛坯40是否由毛坯压持力Fp合理保持的装置，而参考数据存储器140起着存储器装置的作用，用来存储预定条件的数据，诊断块138利用该预定条件判定毛坯40被合理地压持着。
如果步骤Q10判定为肯定信号“是”(Yes)，控制流程转向步骤Q11开启面板68上十个指示灯78中的一个，这个指示灯与目前确定的初始毛坯压持力Fsn(由步骤Q3设定)相对应。步骤Q11由图7所示的显示控制块142执行。步骤Q11之后是步骤Q12，该步骤用来确定由步骤Q3所设的初始毛坯压持力Fsn是否为最小值Fs20＝20吨。改变初始毛坯压持力Fsn从200吨到20吨，重复执行步骤Q3-Q12。其结果，对所有的十个初始毛坯压持力Fsn均在步骤Q10中进行判定。由于对应于在步骤Q10中得到肯定信号“是”(Yes)的初始毛坯压持力值的指示灯78被开启(如图3中部面线所示)，操作者因而可以知道初始毛坯压持力Fsn的最佳范围，在这一范围内，毛坯压持力Fs经由所有的缓冲销22均衡分布在耐压环28上。图3所示部面线表示了初始毛坯压持力Fsn最佳范围的一个实例，该最佳范围是通过由“试验冲压”(TEST PRESS)开关67所开启的试验冲压过程加以测定的。
如上所述，图8所示的诊断流程允许操作者对初始毛坯压持力Fsn的最佳范围进行检测，在该范围内，毛坯压持力Fs是均衡分布的。当成套模具(包括冲头10、冲模18和耐压环28)准备用来生产所需的零件时，先要通过在所检测最佳范围内改变初始毛坯压持力Fsn完成试验冲压过程，以检测出确保冲压生产零件质量的最佳毛坯压持力Fs。此外，检测出的初始毛坯持力Fsn的最佳范围可以用来调节毛坯压持力Fs，而毛坯压持力Fs取决于毛坯40的特性。如果在测出的初始毛坯压持力Fsn的最佳范围内得不到最佳毛坯压持力Fs，那么缓冲销22的数量n(平衡液压缸30的数量)或初始液压压力Pso就应适当加以改变，从而改变初始毛坯压持力Fsn的最佳范围。这样，最佳毛坯压持力Fs就可以落在改变的初始毛坯压持力Fsn的最佳范围内。
按照上述本发明的实施例所构造的系统适应于对经由缓冲销22传递到耐压环28的载荷Fp进行检测，同时也用来确定所选择的所有缓冲销22的载荷值Fp特性(更准确地说，即为最大峰值Fpmax，平均值Fpav和振荡频率W)是否满足毛坯压持力Fs经由缓冲销22均衡分布在耐压环28上的这一预定条件。所检测出的载荷Fp精确地代表了局部毛坯压持力，该压持力实际上经由每个缓冲销22传递到耐压环28上。因此，本构造方法能够实现精确的诊断，以确定毛坯40是否被经由缓冲销22均衡分布的毛坯压持力合理地压持着而且能够实现对经由缓冲销22的局部毛坯持力的分布进行复杂的调节。
图6所示的在线诊断和液压压力调节流程适用于对毛坯压持力Fs均衡分布的冲压系统进行诊断，也就是要确定所有缓冲销22上载荷Fp的特征值Fpmax、Fpav和W是否保持在根据最佳值Fp-max、Fpavo和Wo确定的预定容许偏差范围内。如果任一缓冲销22上载荷Fp的三个特征值中任意一个值大于相应的容许偏差范围的上限，那么就判定与该缓冲销22相接的液压缸30的活塞在冲压循环过程中到达了底部(向下运动到其行程下端)，而且使相应的液压缸30的初始液压压力Pso增加一个预定量。如果任一缓冲销22上载荷Fp的三个特征值中任意一个值小于相应的容许偏差范围的下限，那么就判定相应的液压缸30的活塞在冲压循环过程中处于其行程上端，而且使该液压缸30的初始液压压力Pso减小一个预定量。其结果，液压缸30的初始液压压力Pso可以自动加以调节以建立均衡分布的毛坯压持力Fs。这种构造方法简化了冲压机的调节过程，减轻了冲压机操作者的工作负担，而且降低了冲压生产零件的废品率。特别需要注意的是本构造方法不仅保证了毛坯40在冲压成形过程中的毛坯压持力Fs的均衡分布，而且实现了这样的冲压成形过程即每一缓冲销22上载荷Fp的最大峰值Fpmax，平均值Fpav和振荡频率W均保持在由最佳值Fpmaxo、Fpavo和Wo所确定的预定容许偏差范围内，这些最佳值从ID卡获得，因此，本构造方法保证了始终如一的高质量产品。
在图6所示在线诊断和液压压力调节流程的优选形式中，控制单元62用于开启显示屏和控制面板68，以便当步骤S5得到的否定信号“否”(No)超过一预定次数时，或者由于步骤S9和S10(步骤S5得到否定信号时执行)中的调节作用使得初始液压压力Pso高于或低于容许偏差范围的上限或下限时，对不正常的缓冲销22(或相应的载荷敏感销104或载荷传感器108)的位置或标识号给出指示。这种优选的构造形式使得操作者能够容易地识别出不正常的缓冲销22或液压缸30，并且简化了冲压机的检查，调节和维修，结果使冲压系统的工作效率得到改善。
另一方面，图8所示的诊断流程适用于对毛坯压持力Fs均衡分布的冲压系统进行诊断，也就是要确定在以不同的初始毛坯压持力Fsn值运行的试验冲压循环中，缓冲销22上载荷Fp的特征值Fpmax、Fpav和W是否保持在各自的容许偏差范围内。因此，图8所示的诊断流程能够容易和精确地检测出初始毛坯压持力Fsn的最佳范围。在这一范围内，毛坯压持力经由缓冲销22均衡分布在耐压环28上。
在本实施例中，销载荷Fp的最大值Fpmax、平均值Fpav和振荡频率W被用作为销载荷Fp的特征值。这些特征值可以很容易地从销载荷Fp的波形中得到，而且也可以做为数值加以识别。利用数值化特征值使初始毛坯压持力Fsn最佳范围的检测比直接利用销载荷波形本身更容易、更精确，而且后者需要大容量的参考数据存储器122、140。
在本实施例中，载荷检测装置100用来检测所有缓冲销22上的载荷值Fp。载荷检测装置100，再加上一个成套模具可以容易地安装在普通的冲压机上。也就是说，当一个新的成套模具安装在普通的冲压机上时，载荷敏感块102安装在台板12上，装有载荷敏感销104的缓冲销22取代了普通缓冲销。这样，在不作重大结构改变的情况下，普通冲压机上可以容易地、经济地安装本载荷敏感装置。
以上参照附图详细说明了本发明的优选实施例，显然本发明在许多方面可作进一步补充。
在图示的实施例中，用来检测经由缓冲销22传递的载荷Fp的载荷传感器108(形如应变片)安装在载荷敏感销104上，载荷敏感销104固定在缓冲销22的上端部并穿过冲头10基体上的通孔。冲头10安装在载荷敏感块102上。不过，载荷传感器(如应变片和测力计)也可以安装在从缓冲板26到耐压环28的毛坯压持力传递路径上的任何位置。例如，载荷传感器可以直接安装在缓冲销22上，或安装在耐压环28下面形成的与缓冲销22端接的凸台上。另一方面，载荷传感器还可以安装在上述所示凸台与缓冲销22之间，或安装在液压缸30的活塞与缓冲销22之间，或安装在液压缸30与缓冲板26之间。
尽管最大峰值Fpmax、平均值Fpav和振荡频率W被用作为图示实施例中销载荷Fp的特征值，但其它的特征值，如销载荷Fp的阻尼系数，也可以在图6所示流程和/或图8所示流程中使用。最大峰值Fpmax可以用其它峰值(如最大或最小值)代替，平均值Fpav也可以不是与滑板20的位置ST1和ST2相对应的时间段内的平均值。
虽然所有平衡液压缸30的压力腔是相互连通的，但液压缸30可以由二个或更多组的液压缸组成，这些液压缸放置在与耐压环28局部相对应的区域内，这样，每组液压缸的压力腔是相互连通的。在这种情况下，各组液压缸的初始液压压力值Pso相互独立地加以控制，参考数据存储器122存储着代表不同参考条件的数据，这些参考条件用来对使毛坯压持力均衡分布的各组液压缸进行检验。
图示实施例使用液压缸30作为使毛坯压持力均衡分布的流体驱动平衡缸。不过，流体驱动平衡缸可以使用除工作油之外的工作液体(如凝胶)进行工作。此外，只要对毛坯压持力Fs经由缓冲销22均衡分布的冲压系统的诊断是通过检测销载荷Fp实现的，那么本发明的原理也适用于没有配备流体驱动平衡缸的冲压系统。
虽然缓冲气缸32被用作为对缓冲板26的运动施加或产生阻力的装置，但是阻力也可以利用其它装置产生(例如配有压力释放机构的液压缸)，或由一个合适的弹簧产生。
显然，那些本专业技术人员可以对本发明进行各种改变、修改和改进。
权利要求
1.冲压系统中一种冲压毛坯(40)的方法，包括(a)一个冲模(18)和一个冲头(10)一起实现对上述毛坯的冲压成形过程，将毛坯沿着冲头的成形表面拉拔，(b)一个缓冲板(26)，(c)一个阻力作用装置(32)，用来对上述缓冲板的运动施加阻力，(d)一个耐压环(28)，在毛坯冲压成形过程中，与上述冲模一起沿毛坯周边压住毛坯，(e)多个缓冲销(22)，相互平行地放置在上述缓冲板和上述耐压环之间，用来把基于上述阻力的毛坯压持力传递到上述耐压环上，当上述耐压环和上述冲模相对于上述冲头在克服上述阻力的冲压方向上运动时，冲压成形过程就得以实现，上述方法包括以下步骤检测上述冲压成形过程中经由每个缓冲销(22)传递到上述耐压环(28)上的载荷，以及确定上述毛坯(40)是否被上述毛坯压持力合理地压持着，这取决于经由上述每个缓冲销(22)传递的被检测载荷的至少一个预定特征值是否满足限定条件。
2.按照权利要求1的一种方法，其特征在于上述至少一个预定特征值至少包括上述载荷波形的峰值，平均值和振荡频率中的一个值，上述载荷波形是在上述冲压成形过程中通过上述冲模和上述冲头沿上述冲压方向上相互间的一次运动而检测得到的。
3.按照权利要求1或权利要求2的一种方法，其特征在于上述判定步骤包括确定上述毛坯被上述压持力合理地压持着，条件是上述被检测载荷的上述至少一个预定特征值保持在由上述被检测载荷的上述每个预定特征值的最佳值所确定的预定范围内，最佳值保证了上述毛坯压持力经由所有的上述缓冲销(22)均衡分布在耐压环(28)上。
4.按照权利要求1-3中任何一个的一种方法，其特征在于上述判定步骤包括确定上述毛坯压持力经由所有的上述缓冲销(22)和所有的多个流体驱动平衡缸(30)均衡分布在上述耐压环(28)上，条件是上述至少一个预定特征值满足上述预定条件；上述平衡缸安装在上述缓冲板(26)上；上述缓冲销分别相互平行地放置在上述耐压环和上述平衡缸之间；上述平衡缸具有相互相通的压力腔。
5.按照权利要求4的一种方法，其特征在于上述判定步骤包括判定上述毛坯压持力经由所有的上述缓冲销和所有的上述平衡缸均衡地分布在上述耐压环上(而上述平衡缸的活塞均位于其上下行程端间的中间位置上)，条件是上述至少一个预定特征值满足上述预定条件；上述平衡缸的上述活塞分别与上述缓冲销连接。
6.按照权利要求5的一种方法，进一步包括以下步骤判定至少一个上述平衡缸的上述活塞在上述冲压成形成过程中已经运动到其行程下端或保持在其行程上端，条件是上述至少一个预定特征值不满足上述预定条件；而且如果上述至少一个预定特征值不满足上述预定条件，那么就调节平衡缸中的压力使上述活塞在上述冲压成形过程中处于上述中间位置，从而上述毛坯压持力经由上述缓冲销和上述平衡缸均衡分布在上述耐压环上。
7.按照权利要求1-6中任何一个的一种方法，其特征在于上述检测载荷步骤包括以下步骤载荷检测块(102)安装在上述冲头(10)和台板(12)之间，台板(12)位于缓冲板(26)上方，载荷敏感销(104)分别与上述缓冲销(22)上端相串接，而装有上述载荷敏感销的上述缓冲销穿过上述台板上的通孔(24)，穿过上述载荷检测块上的通孔(106)还穿过上述冲头上的通孔，每个上述载荷敏感销的长度大体上与上述载荷检测块的高度尺寸相等，并且每个上述载荷敏感销上均装有一个载荷传感器(108)，用于检测作用载荷，而该作用载荷经由上述每个缓冲销传递到上述耐压环上。
8.按照权利要求1-7中任何一个的一种方法，其特征在于进一步包括以下步骤，完成多个试验冲压循环，每个循环包括使上述冲模(18)和上述耐压环(28)在克服上述阻力的上述冲压方向上相对于冲头(10)运动，从而实现上述毛坯(40)的上述冲压成形过程，而且在进行上述多个试验冲压循环时，不断改变由上述阻力作用装置(32)产生的上述阻力值；给出一个关于上述阻力值最佳范围的指示，在该范围内，上述被检测载荷的上述至少一个预定特征值满足上述预定条件，上述检测步骤和上述判定步骤在每一个上述试验冲压循环中均需执行。
9.按照权利要求8的一种方法，其特征在于上述多个试验冲压循环的完成包括改变作为上述阻力作用装置的缓冲气缸(32)中的压力以支承缓冲板(26)，从而当上述试验冲压循环进行时，上述阻力的上述值被改变以改变上述毛坯压持力。
10.冲压系统中冲压毛坯(40)的一种方法包括(a)一个冲模(18)和一个冲头(10)它们一起实现上述毛坯的冲压成形过程，使毛坯沿冲头的成形表面拉拔，(b)一个缓冲板(26)，(c)多个流体驱动平衡缸(30)，安装在上述缓冲板上并具有各个相互连通的压力腔，(d)一个阻力作用装置(32)，用于对上述缓冲板的运动施加阻力，(e)一个耐压环(28)，与上述冲模一起在冲压成形过程中沿毛坯周边压住毛坯，(f)多个缓冲销(22)，分别相互平行地放置在上述耐压环和上述平衡缸之间，用来把基于上述阻力的毛坯压持力传递到上述耐压环上，而当上述耐压环和上述冲模在克服上述阻力的冲压方向上相对于上述冲头运动时，上述冲压成形过程就得以实现，上述方法包括以下步骤检测在上述冲压成形过程中经由每个上述缓冲销(22)传递到上述耐压环(28)上的载荷；且判定上述毛坯压持力经由上述缓冲销均衡分布在上述耐压环(28)上，条件是经由上述每个缓冲销(22)传递的被检测载荷的至少一个预定特征值满足预定条件。
11.按照权利要求10的一种冲压方法，其特征在于每个上述流体驱动平衡缸(30)均有一个与相应的一个上述缓冲销相接的活塞，并且上述被检测载荷的上述至少一个预定特征值包括预定载荷值和上述被检测载荷波形的振荡频率中的一个，上述判定步骤包括判定上述毛坯压持力经由上述缓冲销均衡分布在上述耐压环上(而所有上述平衡缸的上述活塞均处于其行程上下端间的中间位置上)，条件是对所有的上述多个缓冲销来说，上述预定载荷值和上述振荡频率中的上述一个保持在预定的容许偏差范围内。
12.按照权利要求11的一种冲压方法，其特征在于进一步包括以下步骤如果至少一个上述缓冲销来说，上述预定载荷值和上述振荡频率中的上述一个大于上述预定容许偏差范围的上限，那么就判定至少一个上述平衡缸的上述活塞在上述冲压成形过程中已经运动到其行程下端；如果对于至少一个上述缓冲销来说，上述预定载荷值和上述振荡频率中的上述一个小于上述预定容许偏差范围的下限，那么就判定至少一个上述平衡缸的上述活塞在上述冲压成形过程中保持在其行程上端。
13.按照权利要求10-12中任任何一个的一种方法，其特征在于至少一个预定特征值包括上述被检测载荷波形的峰值、平均值和振荡频率中的至少一个，而该被检测载荷是在上述冲压成形过程中通过上述冲模和上述冲头沿上述冲压方向上相互间的一次运动得到的。
14.按照权利要求10-13中任何一个的一种方法，其特征在于上述检测载荷步骤包括以下步骤载荷检测块(102)安装在上述冲头(10)和台板(12)之间，台板(12)位于缓冲板(26)上方；载荷敏感销(104)分别与上述缓冲销(22)的上端相串接，这样，装有上述载荷敏感销的上述缓冲销穿过上述台板上的通孔(24)，穿过上述载荷检测块上的通孔(106)，还穿过上述冲头上的通孔，每个上述载荷敏感销的长度大体上与上述载荷检测块的高度尺寸相等，并且每个上述载荷敏感销上均装有一个载荷传感器(108)，用于检测作用载荷，而该作用载荷经由上述每个缓冲销传递到上述耐压环上。
15.按照权利要求10-14中任何一个的一种方法，进一步包括以下步骤完成多个试验冲压循环，每个循环包括使上述冲模(18)和上述耐压环(28)在克服上述阻力的上述冲压方法向上相对于冲头(10)运动，从而实现上述毛坯(40)的上述冲压成形过程，而且在进行上述多个试验冲压循环时，不断改变由上述阻力作用装置(32)产生的上述阻力值，给出一个关于上述阻力值最佳范围的指示，在该范围内，上述被检测载荷的上述至少一个预定特征值满足上述预定条件，上述检测步骤和上述判定步骤在每一个上述试验冲压循环中均需进行。
16.按照权利要求15的一种方法，其特征在于多个试验冲压循环的上述完成包括改变用作为阻力作用装置的缓冲气缸(32)中的压力以支承缓冲板(26)，从而当上述试验冲压循环进行时，上述阻力的上述值被改变以改变上述毛坯压持力。
17.一种冲压系统包括(a)一个冲模(18)和一个冲头(10)，它们一起实现毛坯的冲压成形过程，使毛坯沿冲头的成形表面拉拔，(b)一个缓冲板(26)，(c)阻力作用装置(32)，用于对上述缓冲板的运动施加阻力，(d)一个耐压环(40)，与上述冲模一起在冲压成形过程中沿毛坯周边压住毛坯，(e)多个缓冲销(22)，相互平行地放置在上述缓冲板和上述耐压环之间，用来把基于上述阻力的毛坯压持力传递到上述耐压环上，从而当上述耐压环和上述冲模在克服上述阻力的冲压方向上相对于上述冲头运动时，上述冲压成形过程就得以实现。上述冲压系统包括载荷检测装置(62，100，114)，用于对在上述冲压成形过程中经由每个上述缓冲销(22)传递到上述耐压环(28)上的载荷进行检测；参考数据存储器装置(122)，用于存储代表预定条件和数据，而如果上述毛坯(40)被上述毛坯压持力合理地压持着，那么经由每个缓冲销(22)传递的被检测载荷的至少一个预定特征值满足该预定条件。诊断装置(62，120)，用于确定上述毛坯(40)是否被上述毛坯压持力合理地压持着，这取决于上述被检测载荷的上述至少一个预定特征值是否满足预定条件。
18.按照权利要求19的一种冲压系统，其特征在于进一步包括一个台板(12)，固装在上述缓冲板(26)和上述冲头(10)之间，开有通孔(24)；而且上述缓冲销(22)穿过上述台板上的通孔，还穿过上述冲头上的通孔，这样上述缓冲销的下端被上述缓冲板支承着而其上端支承着耐压环。而且系统中的上述载荷检测装置(100)被包括在上述载荷检测装置(62，100，114)中，该载荷检测装置(100)包括一个载荷检测块(102)，安装在上述台板和上述冲头之间并开有分别让上述缓冲销穿过的多个通孔(106)；载荷敏感销(104)，分别与上述缓冲销的上述上端相串接，其长度大体上与上述载荷检测块的高度尺寸相等，每个上述载荷敏感销上均装有载荷传感器(108)，用于检测作用载荷，该作用载荷经由上述每个缓冲销传递到上述耐压环上。
19.按照权利要求17或18的一种冲压系统，进一步包括一个成套模具信息存储器(66)，用来存储成套模具信息，该信息包括经由上述每个缓冲销传递的被检浊载荷的上述至少一个预定特征值中每一个的最佳值；以及一个接收器(64)，用来从上述成套模具信息存储器中接收上述成套模具信息，上述参考数据存储器装置(122)，用来存储代表上述被检测载荷的上述每个预定特征值的容许偏差范围的数据，这里的容许偏差范围由上述最佳值确定。
20.和权利要求17中提出的冲压系统一起使用的一种载荷检测装置，用来对经由上述每缓冲销(22)传递到上述耐压环(28)上的上述载荷进行检测，在这种情况下，上述缓冲板(26)在克服上述阻力向下运动的同时，大体上保持水平状态，上述冲头(10)固装在位于上述缓冲板上方的台板(26)上，上述多个缓冲销穿过上述台板和上述冲头上的通孔，这样上述缓冲销下端由上述缓冲板支承而在其上端支承着上述耐压环，上述载荷检测置装包括一个载荷检测块(102)，安装在上述台板(12)和上述冲头(10)之内，并开有供上述缓冲销(22)穿过的通孔(106)；以及载荷敏感销(104)，分别与上述缓冲销的上述上端相串接，其长度大体上与上述载荷检测块的高度尺寸相等，每个上述载荷检测销上都装有一个载荷传感器(108)，用来检测作用载荷，该作用载荷经由上述每个缓冲销传递到上述耐压不(28)上。
21.按照权利要求20的一种载荷检测装置，其特征在于每个上述载荷传感器(108)包含一个应变片。
全文摘要
冲压方法和系统，在冲模耐压环相对于冲头沿克服施加在缓冲板上运动阻力的冲在方向上运动的过程中，通过冲模和冲头完成对毛坯的冲压成型过程，毛坯被压持在耐压环和冲模之间，而基于缓冲板运动阻力所产生由缓冲销传递到耐压环上的毛坯压持力存在于缓冲板和耐压环之内，并且对每个缓冲销传递到耐压环上的载荷进行检测确定毛坯是否由毛坯压持力合理地压持着，这取决于预定特征值或被检测载荷值是否满足预定条件。
文档编号B21D24/10GK1137427SQ9610023
公开日1996年12月11日 申请日期1996年4月30日 优先权日1995年5月1日
发明者品部政弘, 河野干俊, 桐井一成, 越田英夫 申请人:丰田自动车株式会社