廖湘輝 何彬 肖燕超 尹麒麟 程創(chuàng)
摘 要:鋁型材在加工過(guò)程中會(huì)用到組合模具進(jìn)行形狀控制,為了解決人工拆分組合模具費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工作效率低下的問(wèn)題,有必要研制出一種用于鋁型材擠壓組合模具拆分的自動(dòng)分模機(jī)。利用清模餅加上自動(dòng)分模機(jī)可以替代人工開(kāi)模,將人力敲打分模的方式轉(zhuǎn)變成液壓推進(jìn)擠壓分模,從而提高勞動(dòng)效率,減少工傷事故的發(fā)生。如果能使刀口準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)上下模具接合縫還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位控制,進(jìn)一步提高開(kāi)模效率和安全性??蔀殇X型材的批量生產(chǎn)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益,進(jìn)而促進(jìn)綠色工業(yè)在鋁合金擠壓產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:分模機(jī);組合模具;自動(dòng)定位控制
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.004
0 引言
在目前行業(yè)內(nèi),人們通常用傳統(tǒng)的方式手動(dòng)打開(kāi)組合模具,通過(guò)工人在組合模具的中心模槽中使用開(kāi)放式鑿子用力擊打,分模時(shí)模具兩側(cè)力度不均勻時(shí)易造成開(kāi)口不一致,引起工作帶的損傷。在分模過(guò)程中,工人敲開(kāi)模具時(shí)鑿子容易偏轉(zhuǎn),錘子在使用一段時(shí)間后容易出現(xiàn)機(jī)械疲勞,一旦錘子發(fā)生偏轉(zhuǎn)便會(huì)飛出并對(duì)工作人員造成傷害。此外,對(duì)于一些脆弱的產(chǎn)品,分模的穩(wěn)定性直接影響產(chǎn)品的完整性。大型模具由于自身的結(jié)構(gòu)和重量,分模的穩(wěn)定性更難以保證?;谏鲜鲈颍毙柩邪l(fā)一種能自動(dòng)定位尋找模具接縫位置以及自動(dòng)分模的全自動(dòng)分模機(jī),將人力敲打分模的方式轉(zhuǎn)變成液壓推進(jìn)擠壓分模,減少人力勞動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,提高分模效率,降低工傷事故發(fā)生概率。
1 模具分模機(jī)的介紹
近年來(lái),技術(shù)人員研制出了用于拆分鋁型材模具的分模機(jī),但這些分模機(jī)一般都是半自動(dòng)開(kāi)模機(jī)。它主要通過(guò)連接板將模具與分模設(shè)備連接,分模設(shè)備主要是液壓缸和活塞桿,活塞桿運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)拉桿運(yùn)動(dòng),拉桿帶動(dòng)連接板運(yùn)動(dòng),進(jìn)而將模具打開(kāi)。這種分模設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)將模具分開(kāi)的目的,但在分模過(guò)程的一些環(huán)節(jié)中仍需要人工參與,無(wú)法做到全自動(dòng)分模,其定位精度也難以得到保證。隨著我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展,為了進(jìn)一步減少人力勞動(dòng),提高分模效率,降低工傷事故發(fā)生概率。自動(dòng)分模機(jī)便成為輔助或代替人類拆分組合模具的最佳選擇。
2 對(duì)刀和自動(dòng)定位研究
2.1 對(duì)刀研究
分模機(jī)對(duì)刀的目的就是為了使刀頭對(duì)準(zhǔn)組合模具的結(jié)合縫,一般采用驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)升降機(jī)上下移動(dòng),組合模具被置于升降機(jī)平面上,當(dāng)?shù)额^對(duì)準(zhǔn)組合模具結(jié)合縫時(shí),通過(guò)某種信號(hào)傳遞給控制裝置,使驅(qū)動(dòng)裝置停止工作,那么升降機(jī)便會(huì)停止移動(dòng),對(duì)刀工作便完成了。對(duì)刀過(guò)程中,刀頭對(duì)準(zhǔn)的是組合模具外表面,而對(duì)刀完成時(shí),刀頭對(duì)準(zhǔn)的是組合模具結(jié)合縫。在與刀頭同一高度的水平面上放置一壓力探針,壓力探針與組合模具表面相接觸,探針能感應(yīng)到來(lái)自組合模具的壓力,對(duì)刀過(guò)程中,這個(gè)壓力一般不會(huì)發(fā)生太大變化,但當(dāng)對(duì)刀完成后,探針失去了與其相互作用的物體,壓力便會(huì)突降。反過(guò)來(lái),壓力突降的部位便證明刀頭已對(duì)準(zhǔn)組合模具結(jié)合縫。
2.2 自動(dòng)定位控制
信號(hào)采集——數(shù)字信號(hào)處理——控制升降——啟動(dòng)頂開(kāi)裝置。
激光發(fā)射器通過(guò)鏡頭將可見(jiàn)紅色激光射向組合模具表面,經(jīng)組合模具表面反射的激光通過(guò)接收器鏡頭,被內(nèi)部的CCD線性相機(jī)接收,統(tǒng)計(jì)出發(fā)射激光和接收激光的時(shí)間差,并用它乘以激光的速度便可以得到兩者之間的距離。在對(duì)刀過(guò)程中,激光發(fā)射器發(fā)射的可見(jiàn)紅色激光與刀頭中心處于同一高度的水平面上,對(duì)刀過(guò)程中,發(fā)射器發(fā)射的激光會(huì)經(jīng)組合模具外表面反射回并被接收器接收,當(dāng)?shù)额^對(duì)準(zhǔn)組合模具結(jié)合縫時(shí),此時(shí)激光不能經(jīng)組合模具外表面反射回來(lái),距離發(fā)生變化的同時(shí)激光的往返時(shí)間也會(huì)發(fā)生變化,由此便可判斷出對(duì)刀的完成。
通過(guò)激光測(cè)距儀,在不與組合模具外表面接觸的前提下測(cè)量出激光測(cè)距儀與組合模具外表面的距離,當(dāng)兩者之間距離急劇增大時(shí),便找到了組合模具的結(jié)合縫。激光測(cè)距儀不僅可以在不接觸組合模具表面的前提下達(dá)到距離測(cè)量的目的,同時(shí)它還繼承了光的特有特性,首先,它擁有光的快速性;其次,光學(xué)儀器一般精度較高,同樣的,激光測(cè)距儀也有精度高的特性;激光具有很強(qiáng)的能量,它的高集中特點(diǎn)使它具有極強(qiáng)的抗光抗電特性。
3 過(guò)程論述
激光測(cè)距儀是利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。它由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表,可以測(cè)量位移、厚度、振動(dòng)、距離、直徑等精密的幾何測(cè)量。激光具有良好的直線度,相對(duì)于我們已知的超聲波傳感器,激光測(cè)距儀的精度更高。
激光測(cè)距儀是利用激光來(lái)進(jìn)行距離測(cè)量的傳感器,它通常包括激光發(fā)射器,接收器以及測(cè)量電路。隨著激光測(cè)距技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)在的激光測(cè)距儀通常都與計(jì)算機(jī)或數(shù)字處理器相連,以此來(lái)達(dá)到其特有的目的。分模機(jī)對(duì)刀過(guò)程中,激光發(fā)射器發(fā)射可見(jiàn)紅色激光,經(jīng)組合模具外表面反射后被接收器接收,其中CCD相機(jī)將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)控制著驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行,當(dāng)對(duì)刀完成時(shí),由于激光往返時(shí)間不一致,CCD相機(jī)轉(zhuǎn)變成的數(shù)字信號(hào)發(fā)生變化,驅(qū)動(dòng)裝置便會(huì)由原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)改變成停止工作的狀態(tài),分模機(jī)的對(duì)刀因此便可以完成。
4 結(jié)語(yǔ)
分模機(jī)的研發(fā)能加快鋁型材的出模效率,節(jié)約勞動(dòng)力,降低成本,對(duì)企業(yè)的發(fā)展有著不可言喻的好處,分模機(jī)研發(fā)過(guò)程中最突出便是自動(dòng)定位和對(duì)刀的問(wèn)題,研究出一種不受組合模具形體變化以及外界環(huán)境干擾的裝置來(lái)完成對(duì)刀過(guò)程是開(kāi)模機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵,可以改變組合模具人力分模的現(xiàn)狀,將機(jī)械自動(dòng)分模運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)際中,可以極大提高壓鋁組合模具的分模效率,減少人力勞動(dòng),降低工傷事故率,在今后工業(yè)生產(chǎn)中,具有極高的應(yīng)用價(jià)值。
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