专利名称：压力机气垫闭锁及刚度检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压力机气垫闭锁及刚度检测方法及检测装置，它广泛用于快速检测压力机“气垫闭锁参数及压力机动态刚度的检测。
对于某些拉深件要求气垫不随滑块立即上升复位，而是滞后一段时间再复位的功能即为气垫闭锁功能，这样能保证这些拉深件的表面质量和脱模，气垫闭锁是否达到要求可用以下三项参数来表达1、闭锁时气垫下沉量，要求为1-4mm(精度要求0.05mm);
2、闭锁时气垫有无回弹;
3、闭锁滞后时间(精度要求0.01秒)。
若三项参数达到一定要求，则表明压力机闭锁功能良好，然而目前国内外尚无检测方法和装置来测量气垫闭锁参数，另外，压力机动态刚性是衡量压力机质量的一个重要指标，压力机的动态刚性检测是指在压力机加载同时检测滑块下表面至工作台上平面之间距离变化，即检测压力机加载时所有受力，构件的变形与间隙变化的综合，目前采用在压力机立柱(或拉紧螺栓)、横梁、滑块、连杆、工作台面、底座等受力件的特定部分，贴电阻应变片检测各受力件的变形，然后加以综合或用位移传感器安装于滑块与工作台面之间，加载时，检测滑块与工作台之间距离变化，用这两种检测手段，前者测量结果需经计算机综合，而且不能立即反映包括间隙在内的弹性变化，准确度不高，后者安装精度要求高达0.01-0.1mm，这对于振动较大的压力机冲压生产现场难于满足。
本发明的目的提供一种检测方法与装置可用于压力机气垫闭锁的参数及机身的动态刚度的块速检测。
本发明的技术方案一种压力机气垫闭锁及刚度检测方法，它包括下列步骤1、由传感器测出气垫无闭锁时下死点的坐标值H;
2、由传感器测出气垫闭锁时下死点的坐标值H;
3、计算两者之差即下沉是△H＝H-H;
4、由红色发光二极管指出遮光板对光电开关中红外光2次以上遮挡，以表示气垫有无回弹;
5、由计数器计数光电开关的红外光被遮光板遮挡的次数，以表示气垫回弹次数;
6、气垫闭锁时到下死点由光电开关发出信号作为时间计数器开门信号，气垫下沉后再回到下死点时光电开关又发出信号作为时间计数器的关门信号，计数器读数即为气垫闭锁滞后时间7、由传感器测出滑块空载下死点坐标值Y;
8、由传感器测出压力机装模受负荷时，滑块下死点座标值Y;
9、计算综合变形△Y＝Y-Y。
应用上述方法而专门设计了测量装置，它包括螺旋测微头、光电开关组成的传感器及数字显示表，螺旋测微头与磁性表座固定连接光电开关及其遮光板装于一个由顶杆、导套、压缩弹簧、支架组面的安架上，安装架通过一根轴与另一磁性表座连接，作为检测装置的另一部分是由与非门、或门、计数、译码驱动集成电路与发光二极管组成的数字显示表，由此装置可用于测量气垫闭锁参数及压力机身的动态刚度。
本发明结合附图作进一步描述。
图1为装置检测传感器结构示意图;
图2为装置数字显示表线路曲线图;
图3为压力机传动原理图;
图4为气垫运动原理图;
图5为气垫下死点附近出现回弹的运动曲线图;
图6为装置测量气垫闭锁参数原理图;
图7为装置测量压力机机身动态刚度原理图。
由图3所示，电机12驱动曲轴11，通过连杆13带动滑块14上下往复运动，滑块14通过模具15压迫气垫帽16作向下运动，气垫活塞17推动16向上复位，按工件用途，有不同工艺要求，对某些拉深件要求气垫不随滑块立即上升复位，而是滞后一段时间再复位的功能也即为气垫闭锁功能，从而保证这些拉深件的表面质量和脱模，由图4所示，a为滑块的运动曲线，b为没有滞后闭锁的气垫运动曲线，c为有滞后、闭锁的气垫运动曲线它表示按工艺要求滑块每次运动到最低点A即下死点时，气垫仍继续向下沉降，△H即闭锁时的下沉量，气垫带后于滑块一段时间，△t再升起，△t就是闭锁滞后时间，压力机气垫闭锁时在下死点会出现一种“回弹”现象，如图5所示，也即气垫经过下死点处有小的振动，这种回弹将破坏冲压件表面光洁度。气垫闭锁时的下沉量、有无回弹、气垫滞后时间是衡量压力机闭锁功能好坏的三个参数。测量装置结构由图6、图1、图2作进一步说明，由图所示由顶杆10、导套6、压缩弹簧5、支架7组成安装架，光电开关8装于支架7上，支架7与导套6固定连接，顶杆10置于导套6内，顶杆10下部设置有压缩弹簧5，导套6下部通过轴4与磁性表座3连接，顶杆10上部装有一块遮光板9，磁性表座2上装有螺旋测微头1，作为本装置的另一部分数字显示表由图2所示，其由与非门、或门、译码一计数集成电路、数码管、发光二极管组成，光电开关ISTS400输出经40106整形放大电路后同时连接驱动录色发光二极管D的另一放大电路40106;连接表示气垫有无回弹的计数器4024以及由与非门4011和与门4081组成脉冲前沿电路，表示回弹的计数器4024经译码驱动红色发光二极管D指示气垫有无回弹发生，由4011、4081组成的脉冲前沿电路与控制4081与门的计数器4024连接，时基电路由变压器T，全桥整流器D5-D8组成，I频信号经T和D5-D8倍频，得到100HZ的时基信号，该时基信号再经两级整形放大电路40106与与门4081连接，经第二级与门4081和记录闭锁滞后时间计数器40110连接，驱动显示滞后时间的数码管。
1、下沉量的测定由图4所示，H-气垫无下沉时，气垫下死点A的坐标值，H-气垫有下沉时，气垫下死点B的坐标值，测出H和H，下沉量△H＝H-H。
由图6所示，螺旋测微头1安装于气垫上表面，可通过磁性表座固定，光电开关8安装于静止的工作台表面，亦用磁性表座固定，当无闭锁时，气垫上下运动，螺旋测微头1推动顶杆10在导套6内上下运动，从而带动装在顶杆10上的遮光板9上下运动间歇地遮挡光电开关8光源发出的红外光，每遮挡一次，光电开关就发出一个脉冲使数字显示表19上的录灯22(录色发光二极管D)接通，调节螺旋测微头1推动顶杆10使遮光板9在光电开关中位置正好使录灯22处于临界状态，此时螺旋测微头的读数即为气垫无闭锁下死点时座标值H，然后再测出闭锁时的气垫下死点座标值H两者相减则测得下沉量△H值，实际测量时，在一定的气垫压力下无闭锁时将传感器螺旋测微头1调整到气垫的下死点，此时，数字显示仪19上的录灯22亮，压力机闭锁时，将测微头退上一定数值，当录灯再亮时，此时测微头退上一定的数据即为闭锁时气垫下沉量(测量精度达0.01mm)。
2、回弹的测定;
测定回弹的方法即把气垫的振动看做遮光板对光电开关的红光2次以上的遮挡，遮光板9装于螺旋测微头1相对应的顶杆10上，气垫在经过下死点时的振动带动固定在气垫上螺旋测微头1上下振动从而使顶杆10上的遮光板9上下振动，则对光电开关中红外光发生2次以上遮挡，光电开关发出2次以上脉冲信号则由红色发光二极管指示气垫发生回弹，脉冲信号送入计数器4024经译码、显示回弹次数。
3、闭锁后时间测定由图4所示，△t为闭锁滞后时间，从图5可以看出，当遮光板9开始遮挡红外光的时刻正是图2上开始发生闭锁的A点，遮光板离开红外光的瞬间正是图上之D点，A、D之间即是红外光被遮挡的全部时间，也就是显示器录灯接通时间，在数字显示表中，利用录灯即录色发光二极管点亮到不亮这一信号作为时间计数电路开门和关门信号，也就是这信号经与非门4011和4081组成的脉冲沿处理电路，再送到4024记数器控制4081与门，从而控制由50HZ工频倍频得到的时基脉冲进入记数器40110的多少，经40110译码驱动显示出闭锁滞后的时间。
4、动态刚度检测当压力受到不同负荷时，因各构件的弹性变形与间隙的压缩，使装模空间有一定变化，由图7所示，Y为加载时的装模空间，Y为空载时的装模空间，Y-Y＝即为压力机的动态综合变形，为动态综合刚度。Y、Y在压力机工作状态下难于测量，本装置对转化成滑块空载下死点位置Y及装模受负荷时滑块下死点位置Y的测量，测出Y、Y则得到压力机综合变形△Y，实际测量时，螺旋测微头1借助于磁性表座固定在滑块14的下底面，光电开关安装架23借助于另一磁性表座固定在工作台24的上平面上，当空载时，将螺旋测微头1调整至滑块下死点，即使得遮光板遮除光电开关的红外光，使显示表上录灯即录色发光二极管亮，加载时，装模空间变化，此时，遮光板离开光电开关，录灯熄灭，重新调节螺旋测微头，向下调节，使录灯再亮，则测微头向下增大的数值即为压力机动态变形量。
本发明的要点是1、把压力机气垫闭锁的下沉量、压力机加载时的变形量的测量转化为气垫或滑块下死点位置测量，下死点位置由传感器测得。
2、把判定回弹这种复杂现象转化为判定遮挡光电开关中红外光线的次数，凡遮挡二次以上就是发生回弹。
3、把闭锁滞后时间这一难于测量信号，转化为一个光电开关信号作为时间计数器开门和关门信号。
本发明采用上述转化后使测量方法简单可行、检测装置安装方便，对安装表面加工要求低、调整方便，从安装到调试总计0.5-1小时就可完成，适合于生产现场块速检测，特别适合于现场指导闭锁调试及压力机机身动态刚度检测，本发明已在本公司购买的LS4-600闭式多连杆单动四点压力机的气垫闭锁功能验收中得到应用而全部检测仪器的成本很低，检测精度较高a、气垫闭锁时下沉量，精度0.02mm;
b、气垫闭锁时在下死点有无回弹。分辩率为0.1mm;
c、气垫闭锁滞后时间，精度0.01秒;
d、压力机动态综合变形量精度为0.02mm。
权利要求
1.一种涉及压力机气垫闭锁及刚度检方法，其特征在于，它包括下列步骤(1)、由传感器测出气垫无闭锁时下死点的坐标值H1；(2)、由传感器测出气垫闭锁时下死点的坐标值H2；(3)、计算两者差，即为下沉量△H=H1-H2；(4)、由红色发光二极管指示出遮光板对光电开关中红外光2次以上的遮挡，以表示气垫有无回弹；(5)、由计数器计数光电开关中的红外光被遮光板遮挡的次数，以表示气垫回弹次数；(6)、气垫闭锁时到下死点由光电开关发出信号作为时间计数器开门信号，气垫下沉后再回到下死点时光电开关又发出信号作为时间计数器的关门信号，计数器读数即为气垫闭锁滞后时间；(7)、由传感器测出滑块空载下死点坐标值Y1；(8)、由传感器测出压力机装模受负荷时，滑块下死点座标值Y(9)、计算综合变形△Y=Y2-Y1。
2.一种使用权利要求1所述方法而专门设计的检测装置，它由螺旋测微头，光电开关组成的传感器及数字显示表组成，由顶杆10、导套6、压缩弹簧5，支架7组成安装架，光电开关8装于支架7上，支架7与导套6固定连接，顶杆10置于导套6内，顶杆10下部设置有压缩弹簧5，导套6下部通过轴4与磁性表座3连接，顶杆10上部装有一块遮光板9，磁性表座2上装有螺旋测微头1，数字显示表由与非门、或门、译码、计数集成电路，数码管及发光二极管组成，光电开关TSTS400输出经整形放大电路40106同时与驱动录色发光二极管D1的放大电路40106、表示气垫回弹次数计数器4024及由与非门4011和与门4081组成的脉冲前沿电路连接;回弹次数计数器4024经译码驱动电路4511驱动显示回弹有无发生的红色发光二极管D2，由4011、4081组成的脉冲前沿电路与控制4081与门的计数器4024连接，时基电路由变压器T1，全桥整流器D5～D8组成，工频信号经T1和D5～D8倍频，得到100HZ的时基信号再经两级整形放大电路40106与与门4081连接经第二级与门4081和闭锁滞后时间计数器40110驱动显示滞后时间的数码管。
全文摘要
本发明涉及一种压力机气垫闭锁及刚度检测方法及装置，把气垫闭锁的下沉量，压力机加载时的变形量转化为气垫或滑块下死点位置闭锁滞后时间转化为光电开关发信号去控制时间计数器；装置包括螺旋测微头、光电开关组成的传感器及数字显示表。
文档编号G01M99/00GK1063157SQ9110730
公开日1992年7月29日 申请日期1991年1月8日 优先权日1991年1月8日
发明者陈景松, 徐国平, 范黎明, 蔡军 申请人:上海大众汽车有限公司