CN118875827A - 模具运动检测校准装置及监测校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了模具运动检测校准装置及监测校准方法，涉及机械测量技术领域，包括有：上机床削切模具组件，通过在动态位移量纠正组件配合下，形成相对应的位移量调节，并使得整体能够在作业过程中实时根据监测数据进行动态调整，形成多维度的校准体系，增强整体模具作业的可靠性和鲁棒性，有效预防潜在故障，延长整体使用寿命，提高加工精度与效率，且通过在上机床削切模具组件和磁性监测组件配合下，利用磁性粒子与磁性监测组件的结合，使得巨磁阻传感器监测微小位移变化，并通过信号放大电磁线圈及数据处理器实现快速反馈与处理，极大地提升位移监测的灵敏度与准确性，能有效应对加工过程中的微小偏差，保证模具作业的高质量。

Description

模具运动检测校准装置及监测校准方法

技术领域

本发明涉及机械测量技术领域，具体为模具运动检测校准装置及监测校准方法。

背景技术

模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号，而机床的使用，则将模具的运用提高到较为精细的工业化程度。

但现有技术中，目前在模具运动的过程中，传统中多通过几个点位上所所安装的传感器来对模具的运行进行检测，但在模具整体的运动时，所安装的传感器无法有效及时改动所产生的位移量变化，造成整体的检测精准性受传感器影响，一旦传感器受到影响时，则会导致整体的检测精确性同步无法及时监测，因此就需要提出模具运动检测校准装置及监测校准方法。

发明内容

本发明的目的在于提供模具运动检测校准装置及监测校准方法，以解决上述背景技术提出在模具运动的过程中，传统中多通过几个点位上所所安装的传感器来对模具的运行进行检测，但在模具整体的运动时，所安装的传感器无法有效及时改动所产生的位移量变化，造成整体的检测精准性受传感器影响，一旦传感器受到影响时，则会导致整体的检测精确性同步无法及时监测的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：模具运动检测校准装置，包括有：

上机床削切模具组件，其通过四根液压柱安装在下机床承载模具座的顶端，用于和下机床承载模具座形成削切作业，对产品进行加工；

微量位移同步调节组件，其安装于下机床承载模具座的底端内部机体内部，用于带动磁性监测组件，对下机床承载模具座中的承载模具和上机床削切模具组件中的削切模具进行实时监测；

动态位移量纠正组件，其安装在上机床削切模具组件的顶端架体底壁，并和上机床削切模具组件的侧端通过连接法兰形成紧固连接，用于对上机床削切模具组件进行偏量化动态调整纠正；

所述上机床削切模具组件包括切削端、纵向阵列槽和横向阵列槽，所述纵向阵列槽和横向阵列槽均在下机床承载模具座中的承载模具内部开设。

所述纵向阵列槽和横向阵列槽形成十字横向阵列，所述纵向阵列槽和横向阵列槽的中间槽位表面上开设有弱磁凹陷槽，所述弱磁凹陷槽的内部磁性连接有磁性粒子，十字横向阵列的边侧十字槽中均安装设置反弹片阻。

所述切削端的顶部紧固连接有同步滑动块，所述同步滑动块的顶部滑动连接有同步纵向滑动轨，所述同步纵向滑动轨的顶部紧固连接有承载连接板，所述承载连接板的顶部滑动连接有一体横向滑动轨。

优选的，所述动态位移量纠正组件还包括有；

连接滑动架板、气动缸、架板位移检测器、横向位移边轨和滑动板架，所述气动缸的外部左右两侧通过连接滑动环套栓紧固连接在架体底壁，所述横向位移边轨的外部滑动连接有滑动偏移座，所述气动缸带动连接滑动架板通过滑动偏移座在横向位移边轨的外部滑动调节，所述滑动板架紧固连接在滑动偏移座的底部，所述架板位移检测器对连接滑动架板的位移量进行监测反馈。

优选的，所述滑动板架的底壁表面紧固连接有节能无刷马达，所述节能无刷马达的输出端连接设置带轮结构，所述带轮结构的中轮带侧端紧固连接有衔接件，所述滑动板架的表面侧端紧固连接有纵向位移边轨，所述衔接件的侧端紧固连接有纵向位移量监测板架，所述纵向位移量监测板架位于纵向位移边轨的外部形成滑动连接。

优选的，所述纵向位移量监测板架的表面上紧固连接有冗余自检端，所述冗余自检端的底端分别安装设置激光位移传感器、视觉传感器和预测控制器。

优选的，所述微量位移同步调节组件还包括有：

架构驱动马达、同步齿轮、位移齿条、稳固滑槽和边滑横槽，所述架构驱动马达紧固安装在下机床承载模具座的底端内部机体内壁，所述稳固滑槽开设在下机床承载模具座的底端内部机体顶壁，所述同步齿轮和位移齿条形成啮合连接，所述位移齿条的顶部位于稳固滑槽的内部滑动连接，所述边滑横槽开设在下机床承载模具座的底端内部机体表面上。

优选的，所述磁性监测组件还包括有：

滑动架、磁性检测放大环节、巨磁阻传感器、信号放大电磁线圈和数据处理器，所述滑动架和位移齿条紧固连接，所述信号放大电磁线圈用于放大巨磁阻传感器输出的微弱信号，所述巨磁阻传感器用于检测磁性粒子的位移磁场变化，并输出相应的电信号输送至数据处理器。

优选的，所述下机床承载模具座的机体顶部表面滑动连接有定位承载件，所述定位承载件的侧端紧固连接有微调气缸，四根液压柱的顶部边侧安装设置激光点位校准源，所述激光位移传感器和视觉传感器对切削端进行多次校准，所述激光点位校准源对切削端进行标定，所述激光位移传感器和激光点位校准源形成定位焦点。

模具运动检测校准装置的监测校准方法，包括以下步骤：

S1、首先，在上机床削切模具组件和下机床承载模具座作业时，通过磁性监测组件实时对上机床削切模具组件和下机床承载模具座内部的磁性粒子所产生的位移磁场量进行监测；

S2、接着利用位移同步调节组件带动磁性监测组件根据磁性粒子所产生的位移磁场量同步调节，并时刻与激光点位校准源形成校准；

S3、其次，分别利用动态位移量纠正组件对上机床削切模具组件中的切削端进行调节，利用微调气缸对下机床承载模具座中的承载模具和定位承载件进行调节；

S4、再接着，利用外接实时模型进行详细的仿真测试和现场试验，验证整体的性能和可靠性，并根据测试结果进行必要的调整和优化，确保整体在实际生产中的稳定运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过在动态位移量纠正组件配合下，使得安装架板位移检测器实时监测连接滑动架板的位移变化，而滑动偏移座滑块连接在横向位移边轨上，通过气动缸带动滑动偏移座和滑动板架及其相关承载结构所形成的位移量微调节，滑动板架表面上安装节能无刷马达和带轮结构，利用节能无刷马达带动带轮结构进行运转，并通过衔接件带动纵向位移量监测板架在纵向位移边轨上滑动，进而使得集成激光位移传感器、视觉传感器和预测控制器的冗余自检端，能够带动侧壁所连接的切削端同步在同步滑动块、同步纵向滑动轨、承载连接板和一体横向滑动轨配合下，形成相对应的位移量调节，并使得整体能够在作业过程中实时根据监测数据进行动态调整，且在激光点位校准源、激光位移传感器和视觉传感器配合下，形成了多维度的校准体系，增强了整体模具作业的可靠性和鲁棒性，使得冗余自检端集成激光位移传感器、视觉传感器及预测控制器，加强了整体的自检能力，还能基于历史数据进行预测性维护与调整，有效预防潜在故障，延长整体使用寿命，提高了加工精度与效率。

2、本发明中，通过在上机床削切模具组件和磁性监测组件配合下，利用磁性粒子与磁性监测组件的结合，使得巨磁阻传感器监测微小位移变化，并通过信号放大电磁线圈及数据处理器实现快速反馈与处理，极大地提升了位移监测的灵敏度与准确性，能有效应对加工过程中的微小偏差，保证了模具作业的高质量。

附图说明

图1为本发明模具运动检测校准装置中主视的结构示意图；

图2为本发明模具运动检测校准装置中侧视的结构示意图；

图3为本发明模具运动检测校准装置中微量位移同步调节组件的结构示意图；

图4为本发明模具运动检测校准装置中磁性监测组件的结构示意图；

图5为本发明模具模具运动检测校准装置中动态位移量纠正组件的安装位置结构示意图；

图6为本发明模具运动检测校准装置中同步滑动块、承载连接板和同步纵向滑动轨的安装位置结构示意图；

图7为本发明模具运动检测校准装置中切削端的顶部平面剖视结构示意图；

图8为本发明模具运动检测校准装置中图7的A处放大结构示意图；

图9为本发明模具运动检测校准装置中动态位移量纠正组件的结构示意图；

图10为本发明模具运动检测校准装置中动态位移量纠正组件的另一角度结构示意图。

图中：1、下机床承载模具座；2、上机床削切模具组件；201、切削端；202、纵向阵列槽；203、横向阵列槽；204、反弹片阻；205、磁性粒子；3、同步滑动块；4、承载连接板；5、同步纵向滑动轨；6、一体横向滑动轨；7、磁性监测组件；701、滑动架；702、磁性检测放大环节；703、信号放大电磁线圈；704、数据处理器；705、巨磁阻传感器；8、动态位移量纠正组件；801、连接滑动架板；802、气动缸；803、架板位移检测器；804、横向位移边轨；805、滑动板架；806、节能无刷马达；807、带轮结构；808、衔接件；809、纵向位移边轨；8090、纵向位移量监测板架；8091、冗余自检端；8092、激光位移传感器；8093、滑动偏移座；8094、视觉传感器；9、定位承载件；10、微量位移同步调节组件；101、架构驱动马达；102、同步齿轮；103、位移齿条；104、稳固滑槽；105、边滑横槽；11、激光点位校准源；12、微调气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，参照图1-图10所示：模具运动检测校准装置，包括有：

上机床削切模具组件2，其通过四根液压柱安装在下机床承载模具座1的顶端，用于和下机床承载模具座1形成削切作业，对产品进行加工；

微量位移同步调节组件10，其安装于下机床承载模具座1的底端内部机体内部，用于带动磁性监测组件7，对下机床承载模具座1中的承载模具和上机床削切模具组件2中的削切模具进行实时监测；

动态位移量纠正组件8，其安装在上机床削切模具组件2的顶端架体底壁，并和上机床削切模具组件2的侧端通过连接法兰形成紧固连接，用于对上机床削切模具组件2进行偏量化动态调整纠正；

上机床削切模具组件2包括切削端201、纵向阵列槽202和横向阵列槽203，纵向阵列槽202和横向阵列槽203均在下机床承载模具座1中的承载模具内部开设。

纵向阵列槽202和横向阵列槽203形成十字横向阵列，纵向阵列槽202和横向阵列槽203的中间槽位表面上开设有弱磁凹陷槽，弱磁凹陷槽的内部磁性连接有磁性粒子205，十字横向阵列的边侧十字槽中均安装设置反弹片阻204。

切削端201的顶部紧固连接有同步滑动块3，同步滑动块3的顶部滑动连接有同步纵向滑动轨5，同步纵向滑动轨5的顶部紧固连接有承载连接板4，承载连接板4的顶部滑动连接有一体横向滑动轨6。

在具体的一个方案中，通过激光点位校准源11进行初始标定，确保所有组件的初始位置准确，而磁性监测组件7中的巨磁阻传感器705实时监测磁性粒子205所产生的位移磁场量，即在上机床削切模具组件2和下机床承载模具座1作业时，磁性监测组件7实时监测磁性粒子205所产生的位移磁场量，微量位移同步调节组件10根据磁性粒子205所产生的位移磁场量，带动磁性监测组件7进行同步调节，且磁性监测组件7时刻与激光点位校准源11形成校准，确保其位置准确，在正常情况下，磁性粒子205位于弱磁凹陷槽中，受磁力作用保持稳定，当模具作业时产生运动偏差力大于弱磁凹陷槽和磁性粒子205产生的磁性力时，而导致磁性粒子205从弱磁凹陷槽脱离，并在纵向阵列槽202和横向阵列槽203形成十字横向阵列中进行滚动时，与反弹片阻204产生碰撞，产生的电磁通量微弱信号，进而传递至磁性监测组件7。

在本发明中，根据图9和图10所示，动态位移量纠正组件8还包括有；

连接滑动架板801、气动缸802、架板位移检测器803、横向位移边轨804和滑动板架805，气动缸802的外部左右两侧通过连接滑动环套栓紧固连接在架体底壁，横向位移边轨804的外部滑动连接有滑动偏移座8093，气动缸802带动连接滑动架板801通过滑动偏移座8093在横向位移边轨804的外部滑动调节，滑动板架805紧固连接在滑动偏移座8093的底部，架板位移检测器803对连接滑动架板801的位移量进行监测反馈。

滑动板架805的底壁表面紧固连接有节能无刷马达806，节能无刷马达806的输出端连接设置带轮结构807，带轮结构807的中轮带侧端紧固连接有衔接件808，滑动板架805的表面侧端紧固连接有纵向位移边轨809，衔接件808的侧端紧固连接有纵向位移量监测板架8090，纵向位移量监测板架8090位于纵向位移边轨809的外部形成滑动连接。

纵向位移量监测板架8090的表面上紧固连接有冗余自检端8091，冗余自检端8091的底端分别安装设置激光位移传感器8092、视觉传感器8094和预测控制器。

在一个具体的方案中，安装气动缸802并通过连接滑动环套栓紧固连接在架体底壁，并通过安装架板位移检测器803实时监测连接滑动架板801的位移变化，而滑动偏移座8093滑块连接在横向位移边轨804上，通过气动缸802带动滑动偏移座8093和滑动板架805及其相关承载结构所形成的位移量微调节，滑动板架805表面上安装节能无刷马达806和带轮结构807，利用节能无刷马达806带动带轮结构807进行运转，并通过衔接件808带动纵向位移量监测板架8090在纵向位移边轨809上滑动，进而使得集成激光位移传感器8092、视觉传感器8094和预测控制器的冗余自检端8091，能够带动侧壁所连接的切削端201同步在同步滑动块3、同步纵向滑动轨5、承载连接板4和一体横向滑动轨6配合下，形成相对应的位移量调节。

根据图2-图4所示，微量位移同步调节组件10还包括有：

架构驱动马达101、同步齿轮102、位移齿条103、稳固滑槽104和边滑横槽105，架构驱动马达101紧固安装在下机床承载模具座1的底端内部机体内壁，稳固滑槽104开设在下机床承载模具座1的底端内部机体顶壁，同步齿轮102和位移齿条103形成啮合连接，位移齿条103的顶部位于稳固滑槽104的内部滑动连接，边滑横槽105开设在下机床承载模具座1的底端内部机体表面上。

磁性监测组件7还包括有：

滑动架701、磁性检测放大环节702、巨磁阻传感器705、信号放大电磁线圈703和数据处理器704，滑动架701和位移齿条103紧固连接，信号放大电磁线圈703用于放大巨磁阻传感器705输出的微弱信号，巨磁阻传感器705用于检测磁性粒子205的位移磁场变化，并输出相应的电信号输送至数据处理器704。

下机床承载模具座1的机体顶部表面滑动连接有定位承载件9，定位承载件9的侧端紧固连接有微调气缸12，四根液压柱的顶部边侧安装设置激光点位校准源11，激光位移传感器8092和视觉传感器8094对切削端201进行多次校准，激光点位校准源11对切削端201进行标定，激光位移传感器8092和激光点位校准源11形成定位焦点。

在一个具体的方案中，当上述磁性监测组件7需要进行同步调节时，启动架构驱动马达101，进而利用架构驱动马达101带动同步齿轮102形成转动，通过同步齿轮102和位移齿条103的啮合连接性，进而带动位移齿条103及其所连接的滑动架701位于边滑横槽105的内部滑动，而其中巨磁阻传感器705捕获上述所产生端微弱电磁通量信号，并将信号传递给信号放大电磁线圈703进行放大，信号放大电磁线圈703放大巨磁阻传感器705输出的微弱信号，提高信噪比，使得数据处理器704来处理放大后的信号，提取有用的位移信息，并通过无线通信模块将数据传输到监控中心，使得动态位移量纠正组件8根据巨磁阻传感器705提供的信息，实时调整上机床削切模具组件2中的切削端201的位置，且微调气缸12会根据需要对下机床承载模具座1中的承载模具和定位承载件9进行微调，确保其位置准确。

本发明中的磁性检测放大环节702、巨磁阻传感器705、架板位移检测器803、节能无刷马达806、纵向位移量监测板架8090、激光位移传感器8092、视觉传感器8094、架构驱动马达101和激光点位校准源11的接线图属于本领域的公知常识，其工作原理是已经公知的技术，其型号根据实际使用选择合适的型号，所以对磁性检测放大环节702、巨磁阻传感器705、架板位移检测器803、节能无刷马达806、纵向位移量监测板架8090、激光位移传感器8092、视觉传感器8094、架构驱动马达101和激光点位校准源11不再详细解释控制方式和接线布置。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.模具运动检测校准装置，其特征在于：包括有：

上机床削切模具组件（2），其通过四根液压柱安装在下机床承载模具座（1）的顶端，用于和下机床承载模具座（1）形成削切作业，对产品进行加工；

微量位移同步调节组件（10），其安装于下机床承载模具座（1）的底端内部机体内部，用于带动磁性监测组件（7），对下机床承载模具座（1）中的承载模具和上机床削切模具组件（2）中的削切模具进行实时监测；

动态位移量纠正组件（8），其安装在上机床削切模具组件（2）的顶端架体底壁，并和上机床削切模具组件（2）的侧端通过连接法兰形成紧固连接，用于对上机床削切模具组件（2）进行偏量化动态调整纠正；

所述上机床削切模具组件（2）包括切削端（201）、纵向阵列槽（202）和横向阵列槽（203），所述纵向阵列槽（202）和横向阵列槽（203）均在下机床承载模具座（1）中的承载模具内部开设；

所述纵向阵列槽（202）和横向阵列槽（203）形成十字横向阵列，所述纵向阵列槽（202）和横向阵列槽（203）的中间槽位表面上开设有弱磁凹陷槽，所述弱磁凹陷槽的内部磁性连接有磁性粒子（205），十字横向阵列的边侧十字槽中均安装设置反弹片阻（204）；

所述切削端（201）的顶部紧固连接有同步滑动块（3），所述同步滑动块（3）的顶部滑动连接有同步纵向滑动轨（5），所述同步纵向滑动轨（5）的顶部紧固连接有承载连接板（4），所述承载连接板（4）的顶部滑动连接有一体横向滑动轨（6）。

2.根据权利要求1所述的模具运动检测校准装置，其特征在于：所述动态位移量纠正组件（8）还包括有；

连接滑动架板（801）、气动缸（802）、架板位移检测器（803）、横向位移边轨（804）和滑动板架（805），所述气动缸（802）的外部左右两侧通过连接滑动环套栓紧固连接在架体底壁，所述横向位移边轨（804）的外部滑动连接有滑动偏移座（8093），所述气动缸（802）带动连接滑动架板（801）通过滑动偏移座（8093）在横向位移边轨（804）的外部滑动调节，所述滑动板架（805）紧固连接在滑动偏移座（8093）的底部，所述架板位移检测器（803）对连接滑动架板（801）的位移量进行监测反馈。

3.根据权利要求2所述的模具运动检测校准装置，其特征在于：所述滑动板架（805）的底壁表面紧固连接有节能无刷马达（806），所述节能无刷马达（806）的输出端连接设置带轮结构（807），所述带轮结构（807）的中轮带侧端紧固连接有衔接件（808），所述滑动板架（805）的表面侧端紧固连接有纵向位移边轨（809），所述衔接件（808）的侧端紧固连接有纵向位移量监测板架（8090），所述纵向位移量监测板架（8090）位于纵向位移边轨（809）的外部形成滑动连接。

4.根据权利要求3所述的模具运动检测校准装置，其特征在于：所述纵向位移量监测板架（8090）的表面上紧固连接有冗余自检端（8091），所述冗余自检端（8091）的底端分别安装设置激光位移传感器（8092）、视觉传感器（8094）和预测控制器。

5.根据权利要求4所述的模具运动检测校准装置，其特征在于：所述微量位移同步调节组件（10）还包括有：

架构驱动马达（101）、同步齿轮（102）、位移齿条（103）、稳固滑槽（104）和边滑横槽（105），所述架构驱动马达（101）紧固安装在下机床承载模具座（1）的底端内部机体内壁，所述稳固滑槽（104）开设在下机床承载模具座（1）的底端内部机体顶壁，所述同步齿轮（102）和位移齿条（103）形成啮合连接，所述位移齿条（103）的顶部位于稳固滑槽（104）的内部滑动连接，所述边滑横槽（105）开设在下机床承载模具座（1）的底端内部机体表面上。

6.根据权利要求5所述的模具运动检测校准装置，其特征在于：所述磁性监测组件（7）还包括有：

滑动架（701）、磁性检测放大环节（702）、巨磁阻传感器（705）、信号放大电磁线圈（703）和数据处理器（704），所述滑动架（701）和位移齿条（103）紧固连接，所述信号放大电磁线圈（703）用于放大巨磁阻传感器（705）输出的微弱信号，所述巨磁阻传感器（705）用于检测磁性粒子（205）的位移磁场变化，并输出相应的电信号输送至数据处理器（704）。

7.根据权利要求6所述的模具运动检测校准装置，其特征在于：所述下机床承载模具座（1）的机体顶部表面滑动连接有定位承载件（9），所述定位承载件（9）的侧端紧固连接有微调气缸（12），四根液压柱的顶部边侧安装设置激光点位校准源（11），所述激光位移传感器（8092）和视觉传感器（8094）对切削端（201）进行多次校准，所述激光点位校准源（11）对切削端（201）进行标定，所述激光位移传感器（8092）和激光点位校准源（11）形成定位焦点。

8.模具运动检测校准装置的监测校准方法，其特征在于，使用了权利要求1-7任一项所述的模具运动检测校准装置，包括以下步骤：

S1、首先，在上机床削切模具组件（2）和下机床承载模具座（1）作业时，通过磁性监测组件（7）实时对上机床削切模具组件（2）和下机床承载模具座（1）内部的磁性粒子（205）所产生的位移磁场量进行监测；

S2、接着利用位移同步调节组件（10）带动磁性监测组件（7）根据磁性粒子（205）所产生的位移磁场量同步调节，并时刻与激光点位校准源（11）形成校准；

S3、其次，分别利用动态位移量纠正组件（8）对上机床削切模具组件（2）中的切削端（201）进行调节，利用微调气缸（12）对下机床承载模具座（1）中的承载模具和定位承载件（9）进行调节；

S4、再接着，利用外接实时模型进行详细的仿真测试和现场试验，验证整体的性能和可靠性，并根据测试结果进行必要的调整和优化，确保整体在实际生产中的稳定运行。