一种多工位自动换模系统及其控制方法与流程

本发明涉及拉深工艺，尤其涉及一种多工位自动换模系统及其控制方法。

背景技术：

1、拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。拉深工艺可制成的制品外形有：圆筒形、门路形、球形、锥形、矩形及其他各种不规则的开口空心零件。日常生活中常见的拉深制品有：旋转体零件：如搪瓷脸盆，铝锅；方形零件：如饭盒，汽车油箱；复杂零件：如汽车覆盖件。

2、发明专利号cn111940601a公开了导向套多工位模具及其使用方法，包括：落片模，用于将导向套原料型材切片落料以形成待加工的圆片；第一拉深模，用于第一次拉深以形成具有凹槽的空心圆柱；多个第二拉深模，用于多次连续拉深并扩边以形成待加工的大端；小端拉深模，用于进行小端拉深成型；连接段整形模，用于将大端和小端之间连接段的斜面进行整形；开口整形模，用于将大端开口的斜面进行整形；法兰边拍平模，用于将大端开口的斜面拍平以形成法兰边；剪边模，用于将大端的法兰边的边缘剪切整齐；打凹模，用于将小端顶部下压以形成向内的凹口；凹口整形模，用于将小端的凹口的斜面进行整形。本发明实现导向套的流水线自动加工，提高了生产效率和产品质量。

3、但上述现有技术中的换模系统，仍存在以下问题：

4、在将导向套零件转移至下一拉深模具的过程中，由于机械臂的定位精度不足或传送过程存在的振动等不稳定因素，导致导向套零件在拉深模具中的定位发生偏差，未能准确与模具圆心对齐。因此，在拉深过程中，由于零件的偏移，拉伸力无法均匀分布，进而可能导致材料局部出现过度拉伸或拉伸不足的情况。更为严重的是，这种定位偏差还可能引发导向套形状的变形，例如拉深后的导向套可能无法达到预期的圆整度。

5、因此，有必要提供一种多工位自动换模系统及其控制方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种多工位自动换模系统及其控制方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种多工位自动换模系统，包括：设置在拉深压力机基底上的传动组件，设置在所述传动组件上的若干夹持组件，设置在所述夹持组件上的测算组件，以及矫正组件；

3、所述夹持组件包括：若干气缸，和设置于所述气缸一端的夹臂；所述夹臂朝向拉深模具组设置，两个所述夹臂为一组，分别设置在拉深模具组两侧，且两个所述夹臂与拉深模具组中的其中一个模具在同一直线上，同一组所述夹臂用于从两侧对导向套零件进行夹持；

4、所述传动组件用于带动所述夹持组件上的导向套零件在拉深模具组上移动；

5、所述测算组件包括：设置于所述夹臂上的激光检测模块，数据传输模块、轮廓构建模块和轮廓分析模块；所述激光检测模块用于检测导向套零件表面的若干激光点数据，并通过所述数据传输模块将激光点数据传输至所述轮廓构建模块；

6、所述轮廓构建模块，根据所述激光检测模块输出的若干激光点数据，处理并构建导向套零件的轮廓模型；

7、所述轮廓分析模块将构建的导向套零件的轮廓模型与设计模型进行比较，得到导向套零件轮廓与设计模型的形状和在所述夹臂间的位置差异，得到偏移坐标；

8、所述矫正组件包括：位置矫正模块和预固定模块；

9、所述位置矫正模块，根据所述轮廓分析模块分析得到的偏移坐标，对导向套零件的位置进行定向调整，使导向套零件轮廓与设计模型的位置一致；

10、所述预固定模块，在所述位置矫正模块将导向套零件的位置调整之后，对导向套零件的底部进行预固定，辅助后续的拉深加工。

11、本发明一个较佳实施例中，所述传动组件包括：平行设置的两个滑轨，设置于所述滑轨上的滑块，以及设置于所述滑块一侧的驱动单元；两个所述滑轨分别设置于拉伸模具组的两侧，两侧所述滑块同时在所述驱动单元作用下沿所述滑轨轴线方向运动。

12、本发明一个较佳实施例中，所述驱动单元与所述滑轨同轴线设置，所述驱动单元用于控制所述滑块在所述滑轨上的前进或后退进程，一个前进或后退进程为相邻两个拉伸模具圆心之间的距离；所述气缸设置于所述滑块的上表面。

13、本发明一个较佳实施例中，所述夹臂远离所述气缸的一侧为v形结构，且v形结构开口角度为90°。

14、本发明一个较佳实施例中，所述夹臂包括：支撑部和若干夹持部；分列于同一拉深模具两侧所述夹臂上的支撑部外端在垂直方向上错位设置，若干所述夹持部的表面与导向套零件的外表面接触，且若干所述夹持部同平面设置。

15、本发明一个较佳实施例中，每个所述夹臂上的所述激光检测模块数量为若干，若干所述激光检测模块呈环形阵列分布在所述支撑部表面，且同平面设置。

16、本发明一个较佳实施例中，所述轮廓构建模块构建出的导向套零件的轮廓模型为导向套零件的二维截面轮廓。

17、本发明一个较佳实施例中，所述轮廓分析模块还包括：

18、圆心定位单元，基于所述轮廓构建模块输出的导向套零件轮廓计算其圆心位置，具体为：基于导向套零件轮廓平面建立平面直角坐标系，在导向套零件轮廓上取n个轮廓点，其中，设导向套零件轮廓圆心；根据圆的定义得到方程，其中，r是圆的半径；为了找到圆心，建立误差函数，为了找到误差函数的最小值，对a和b求偏导数，并令他们等于0，和，求解这两个方程，得到圆心的坐标；

19、偏移分析单元，依据所述圆形定位单元计算的导向套零件轮廓的圆心的坐标，与设计模型中的圆心坐标，计算两圆心之间的偏移坐标，偏移坐标为导向套零件轮廓圆心在x轴上偏移a，在y轴上偏移b，并将偏移坐标传输给所述矫正组件。

20、本发明一个较佳实施例中，所述预固定模块包括：设置于拉深模具下模中的垂直推杆，和设置于所述垂直推杆上端的负压固定单元；所述垂直推杆用于在所述夹臂松开对导向套零件的夹持后对其进行支撑；所述负压固定单元用于将导向套零件的底部固定在所述垂直推杆的上端。

21、一种多工位自动换模系统的控制方法，基于上述中任一项所述的一种多工位自动换模系统，包括以下步骤：

22、s1、当前拉深工作完成后，拉深压力机带动拉深模具组的上模升起；

23、s2、气缸伸出带动两侧的夹臂向导向套零件移动，直到夹臂上的夹持部表面与导向套零件的表面抵接；

24、s3、传动组件带动夹持组件完成一个前进进程，将导向套零件从一个拉深模具上平移到下一个拉深模具上；与此同时，测算组件根据导向套零件的轮廓与位置计算得到与设计模型的偏移坐标；

25、s4、位置矫正模块根据偏移坐标，对导向套零件的位置进行定向调整，并对导向套零件的底部进行预固定，垂直推杆完全回收，使导向套零件的压持边与下模的压持部接触；

26、s5、拉深压力机带动拉深模具组的上模下压，继续进行拉深。

27、本发明一个较佳实施例中，在所述s3中，偏移坐标的计算，包括以下步骤：

28、s31、启动激光检测模块，检测导向套零件表面的激光点数据，并传输至轮廓构建模块；

29、s32、轮廓构建模块根据激光点数据，处理并构建导向套零件的二维截面轮廓模型；

30、s33、轮廓分析模块将构建的轮廓模型与设计模型进行比较，得到偏移坐标。

31、本发明一个较佳实施例中，在所述s33中，还包括以下步骤：

32、基于轮廓构建模块输出的导向套零件轮廓计算其圆心位置，具体为：基于导向套零件轮廓平面建立平面直角坐标系，在导向套零件轮廓上取n个轮廓点，其中，设导向套零件轮廓圆心；根据圆的定义得到方程，其中，r是圆的半径；为了找到圆心，建立误差函数，为了找到误差函数的最小值，对a和b求偏导数，并令他们等于0，和，求解这两个方程，得到圆心的坐标；

33、偏移分析单元，依据所述圆形定位单元计算的导向套零件轮廓的圆心的坐标，与设计模型中的圆心坐标，计算两圆心之间的偏移坐标，偏移坐标为导向套零件轮廓圆心在x轴上偏移a，在y轴上偏移b。

34、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

35、（1）本发明提供了一种多工位自动换模系统，通过传动组件、夹持组件、测算组件以及矫正组件的配合设置，将导向套零件平移至下一个拉深模具时，设置在夹臂上的激光检测模块通过发射激光，并接收激光发射数据得到导向套零件表面的若干激光点数据，进而构建导向套零件的二维截面轮廓模型，与下一个拉深模具工艺的设计模型进行比对，分析两者之间的形状和位置差异得到偏移坐标，进而指示矫正组件对导向套零件在下一个拉深模具的位置调整，实现导零件的精准定位。相对于现有技术，解决了转移过程中由于机械臂的定位精度不足或振动等不稳定因素而导致导向套零件在拉深模具中的定位偏差问题，实现导向套零件的均匀拉伸。

36、（2）本发明提供了一种多工位自动换模系统，通过测算组件和矫正组件的配合设置，系统工作中将导向套零件平移至下一个拉深模具时，根据检测并构建的二维截面轮廓模型，基于轮廓分析模块输出的导向套零件轮廓计算其圆心位置，依据圆形定位单元计算的导向套零件轮廓的圆心位置，与设计模型中的圆心位置进行比对，得到偏移坐标，进而控制矫正组件定向调整导向套零件的位置，使得导向套零件在拉深模具中的圆心位置始终精准，首先圆心位置的精准定位，能够为导向套提供均匀的拉伸力，避免导向套变形；

37、进一步的，若上一次的拉深导致导向套出现变形，即圆心位置发生改变，通过本系统对其圆心位置进行矫正后，能够回归到原始位置，再进行进一步的拉深和扩边，能够将上一步拉深产生的变形给抵消掉，保证导向套达到预期的圆整度。

38、（3）本发明设置了预固定模块，设置于拉深模具下模中的垂直推杆，和设置于垂直推杆上端的负压固定单元，垂直推杆用于在夹臂松开对导向套零件的夹持后对其进行支撑；负压固定单元用于将导向套零件的底部固定在垂直推杆的上端。系统在工作中将导向套移动到拉深模具指定位置后，夹臂松开，便于位置矫正模块对其进行位置的微调，且调整后对导向套零件的底部进行预固定，垂直推杆完全回收，使导向套零件的压持边与下模的压持部接触，然后拉深压力机带动拉深模具组的上模下压，继续进行拉深。相对于现有技术，能够稳定导向套零件的位置，避免拉深压力机的运作振动使得导向套零件的位置再变动。