一种冲压压料面坯料偏移量检测方法

1.本发明属于合金板材成形质量检测领域，具体涉及一种冲压压料面坯料偏移量检测的装置。


背景技术：

2.在汽车的生产过程中大约有60％～70％的零部件是冲压件，如汽车引擎盖板、车架、汽车支撑件、钣金件等。这些零件对冲压的精密性和质量有着较高的要求。影响冲压成型质量的因素众多如材料属性、工艺参数、模具结构及其它参数等。冲压件不符合产品要求常常由于带有缺陷导致，起皱、表面擦伤、压凹痕、塌陷、暗坑、凸包、冲击线、滑移线、回弹、翘曲等缺陷。
3.中国专利申请cn202211307103.3提出通过冲压坯料轮廓偏移进行冲压成形质量实时检测的思路，其中针对冲压坯料轮廓偏移的测量在实际操作中具有较大难度。目前采用激光测距仪测量坯料边缘的偏移，但是实际模具压料面并非平面，而且在冲压过程中由于振动，光源很容易失去坯料边缘的定位。因此，有必要在该专利申请的创新思路的基础上，提出更为实用有效的冲压坯料轮廓偏移的检测方法。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种冲压压料面坯料偏移量检测方法，本发明采用的技术方案为：
5.本发明方法中涉及到一种冲压压料面坯料轮廓偏移量检测装置，该装置包括：支架6、橡胶轮1、主动锥齿轮2、从动锥齿轮4、主动轴3、从动轴5、编码器7和弹簧8。
6.主动锥齿轮2与从动锥齿轮4啮合组成锥齿轮副，主动锥齿轮2通过主动轴3与橡胶轮1相连，从动锥齿轮2通过从动轴5与编码器7相连；所述橡胶轮1由钢性带凹槽的圆盘嵌套橡胶圆环构成，主动轴3和从动轴5固定在支架6上，支架6外侧密封，并在橡胶轮1处开有长孔使橡胶轮1在支架6的上方有部分伸出在外，支架6下方安装有弹簧8。
7.本发明中一种冲压压料面坯料偏移量的检测方法，具体步骤为：
8.1)根据所述的冲压压料面坯料偏移量检测装置的尺寸在冲压模具压边圈上选取的特征点位置开出相应大小的凹槽；
9.2)先将弹簧8装入凹槽，再将冲压压料面坯料偏移量检测装置其他部分装入凹槽，所述冲压压料面坯料轮廓偏移量检测装置与凹槽间隙配合，并将编码器7的数据线与计算机连接；
10.3)在模具中放入冲压坯料，此时弹簧8被压紧，橡胶轮1轮缘与冲压坯料相贴合，
11.4)进行冲压试验，冲压坯料在偏移时受摩擦作用带动橡胶轮1转动，通过主动轴3、锥齿轮副、从动轴5，带动编码器7转动；
12.5)通过计算机采集编码器7输出的旋转角度nb，并根据该数据计算出橡胶轮1轮缘转动的弧长，即冲压压料面坯料偏移量，计算公式如下：
[0013][0014]
其中，r为橡胶轮的半径。
[0015]
优选地，一套模具中放置本发明的个数要以最少能描述冲压件的特征点的个数为准。
[0016]
优选地，使用本发明装置的冲压模具需要在模具上预留用于编码器走线的位置。
[0017]
优选地，本发明装置放入的凹槽应该开在拉延筋的外侧，这样的情况下该发明装置不会对成型有影响，且测量得到的更为准确的冲压料面坯料偏移量。
[0018]
本发明的有益效果：
[0019]
本发明所测量计算得到的冲压压料面坯料偏移量可等效于冲压坯料边缘轮廓的偏移量，解决了采用激光测距仪测量坯料边缘的偏移所存在的定位不准的问题。
[0020]
通过该装置的使用，可在冲压完成时获取冲压压料面坯料偏移量，根据偏移量即可知道冲压件是否合格。本发明解决了目前冲压成形质量检测对人工依赖性，提高了产品质量检测效率。同时，本发明方法为冲压模具调试提供依据，改变目前依据模具钳工以经验为主的模式，可以降低检测难度、减少人工成本、节约成本、缩短检测的时间和问题产品的出现率，提高试模效率，从而降低企业成本。
[0021]
该装置还可在非平面模具下进行测量，仅仅需要将外壳表面形状按照模具形状进行拼配，并可以保证冲压压料面坯料偏移量精准度，这是本发明装置的一个重大优势。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本技术实施例的工作流程，下面对实施例的附图做一个简单的介绍。
[0023]
图1是本发明的装置示意图；
[0024]
图2是本发明的内部结构三维示意图；
[0025]
图3a是本发明装置左侧剖视图，图3b是本发明装置主视剖视图，图3c是本发明装置俯视剖视图；
[0026]
图4是本发明使用在冲压模具上剖面示意图。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图，以具体实施例的形式对本发明技术方案做进一步地详细说明。
[0028]
实施例
[0029]
如图1～图2及图3a～图3c所示，本实施例提供一种冲压压料面坯料偏移量检测装置，该装置包括：支架6、橡胶轮1、主动锥齿轮2、从动锥齿轮4、主动轴3、从动轴5、编码器7和弹簧8。
[0030]
主动锥齿轮2与从动锥齿轮4啮合组成锥齿轮副，主动锥齿轮2通过主动轴3与橡胶轮1相连，从动锥齿轮2通过从动轴5与编码器7相连；所述橡胶轮1由钢性带凹槽的圆盘嵌套橡胶圆环构成，主动轴3和从动轴5固定在支架6上，支架6外侧密封，并在橡胶轮1处开有长孔使橡胶轮1在支架6的上方有部分伸出在外，支架6下方安装有弹簧8。
[0031]
工作原理：
[0032]
弹簧8置于模具压边圈开设的孔内，与支架6下表面相接触，用于支撑支架6,使橡胶轮1的轮缘始终保持与坯料面的接触正压力，保证轮缘与坯料面的足够摩擦力；支架6用来固定主动轴3和从动轴5，并且其外侧表面与模具压边圈开设孔的内侧表面间隙配合(如图4)，并可沿孔壁上下运动。在弹簧的支撑下橡胶轮1的轮缘可与冲压坯料压料面相接触，并在坯料流动产生偏移时受摩擦作用做旋转运动；由主动锥齿轮2与从动锥齿轮4啮合组成锥齿轮副将橡胶轮1的旋转运动以一定传动比传递至编码器7，并将转轴偏转90
°
；编码器7采集旋转位移量并传输至计算机，经处理转换后输出冲压压料面坯料偏移量的数值。
[0033]
开始冲压时会将坯料放在下模，此时坯料与橡胶轮1接触，随后进行压边。压边后开始进行冲压，在冲压过程中橡胶轮会随着坯料运动；当该装置中的橡胶轮1与冲压坯料发生偏移时橡胶轮1就会转动转角，并且与主动齿轮相同，根据弧长的计算公式：
[0034][0035]
其中l为弧长；n为转动角度；r为橡胶轮的半径。
[0036]
由此可计算出橡胶轮1转动的弧长，而主动锥齿轮2与橡胶轮1转动角度相同。主动齿轮和从动齿轮具有一定的传动比，由传动比的计算公式：
[0037][0038]
其中i为传动比ωa为主动齿轮的角速度；ωb为从动齿轮角速度。
[0039]
根据角速度的公式：
[0040][0041]
其中n为旋转角度，t为旋转时间。
[0042]
所以，当编码器输出其旋转角度后由上式可推导出橡胶轮转动过程时的弧长；即，冲压坯料线的偏移量，用公式表达为：
[0043][0044]
其中，nb为从动齿轮也就是编码器的转动角度。
[0045]
基于该装置的一种冲压压料面坯料偏移量的检测方法，具体步骤为：
[0046]
1)根据冲压压料面坯料偏移量检测装置的尺寸在冲压模具压边圈上选取的特征点位置开出相应大小的凹槽；
[0047]
2)先将弹簧8装入凹槽，再将冲压压料面坯料偏移量检测装置其他部分装入凹槽，如图4所示，并将编码器7的数据线与计算机连接；
[0048]
3)在模具中放入冲压坯料(如图1所示)，此时弹簧8被压紧，橡胶轮1轮缘与冲压坯料相贴合，
[0049]
4)进行冲压试验，冲压坯料在偏移时受摩擦作用带动橡胶轮1转动，通过主动轴3、锥齿轮副、从动轴5，带动编码器7转动；
[0050]
5)通过计算机采集编码器7输出的旋转角度nb，并根据该数据计算出橡胶轮1轮缘转动的弧长，即冲压压料面坯料偏移量，计算公式如下：
[0051][0052]
其中，r为橡胶轮的半径。
[0053]
一套模具中放置本发明的个数要以最少能描述冲压件的特征点的个数为准。该发明装置中的编码器需要与计算机进行连接，也需要在模具留出走线位置。
[0054]
值得注意的是，本发明装置放入的凹槽应该开在拉延筋的外侧，这样的情况下该发明装置不会对成型有影响，且测量得到的也为准确的冲压料面坯料偏移量。
[0055]
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：
1.一种冲压压料面坯料轮廓偏移量检测方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：1)根据冲压压料面坯料轮廓偏移量检测装置的尺寸在冲压模具压边圈上选取的若干特征点位置开出相应大小的凹槽；所述冲压压料面坯料轮廓偏移量检测装置包括：支架(6)、橡胶轮(1)、主动锥齿轮(2)、从动锥齿轮(4)、主动轴(3)、从动轴(5)、编码器(7)和弹簧(8)；主动锥齿轮(2)与从动锥齿轮(4)啮合组成锥齿轮副，主动锥齿轮(2)通过主动轴(3)与橡胶轮(1)相连，从动锥齿轮2通过从动轴(5)与编码器(7)相连；所述橡胶轮(1)由钢性带凹槽的圆盘嵌套橡胶圆环构成，主动轴(3)和从动轴(5)固定在支架(6)上，支架(6)外侧密封，并在橡胶轮(1)处开有长孔使橡胶轮(1)在支架(6)的上方有部分伸出在外，支架(6)下方安装有弹簧(8)；2)先将弹簧(8)装入凹槽，再将冲压压料面坯料轮廓偏移量检测装置其他部分装入凹槽，所述冲压压料面坯料轮廓偏移量检测装置与凹槽间隙配合，并将编码器(7)的数据线与计算机连接；3)在模具中放入冲压坯料，此时弹簧(8)被压紧，橡胶轮(1)轮缘与冲压坯料相贴合，4)进行冲压试验，冲压坯料在偏移时受摩擦作用带动橡胶轮(1)转动，通过主动轴(3)、锥齿轮副、从动轴(5)，带动编码器(7)转动；5)通过计算机采集编码器(7)输出的旋转角度n
b
，并根据该数据计算出橡胶轮(1)轮缘转动的弧长，即冲压压料面坯料轮廓偏移量，计算公式如下：其中，r为橡胶轮的半径。2.根据权利要求1所述的冲压压料面坯料轮廓偏移量检测方法，其特征在于，一套模具中放置本发明的个数要以最少能描述冲压件的特征点的个数为准，特征点个数根据坯料流动规律确定。3.根据权利要求1所述的冲压压料面坯料轮廓偏移量检测方法，其特征在于，模具上预留用于编码器(7)走线的位置。4.根据权利要求1所述的冲压压料面坯料轮廓偏移量检测方法，其特征在于，所述凹槽开在拉延筋的外侧。

技术总结
本发明公开了一种冲压压料面坯料偏移量检测方法，属于合金板材成形质量检测领域，检测装置包括：支架、橡胶轮、主动锥齿轮、从动锥齿轮、主动轴、从动轴、编码器和弹簧，冲压时坯料带动橡胶轮转动，通过编码器采集转动角度并换算成冲压压料面坯料偏移量，其可等效于冲压坯料边缘轮廓的偏移量。通过该装置的使用，可在冲压完成时获取冲压压料面坯料偏移量，根据偏移量即可知道冲压件是否合格。本发明有效提高冲压件成型质量检测的实用性和准确性。解决目前冲压成形质量检测的人工依赖性，提高了产品质量检测效率。并且可以为冲压模具调试提供依据，改变目前依据模具钳工经验为主的模式，可以降低检测难度、缩短检测的时间和问题产品的出现率。的出现率。的出现率。


技术研发人员：管志平 毕富强 王桂英 马品奎 贾红杰 任明文 赵泼 宋家旺
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/8