模具分模机的对刀研究与自动定位控制

廖湘辉 何彬 肖燕超 尹麒麟 程创

摘 要：铝型材在加工过程中会用到组合模具进行形状控制，为了解决人工拆分组合模具费时费力、工作效率低下的问题，有必要研制出一种用于铝型材挤压组合模具拆分的自动分模机。利用清模饼加上自动分模机可以替代人工开模，将人力敲打分模的方式转变成液压推进挤压分模，从而提高劳动效率，减少工伤事故的发生。如果能使刀口准确对准上下模具接合缝还可实现自动定位控制，进一步提高开模效率和安全性。可为铝型材的批量生产带来经济效益，进而促进绿色工业在铝合金挤压产业上的发展。

关键词：分模机;组合模具;自动定位控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.004

0 引言

在目前行业内，人们通常用传统的方式手动打开组合模具，通过工人在组合模具的中心模槽中使用开放式凿子用力击打，分模时模具两侧力度不均匀时易造成开口不一致，引起工作带的损伤。在分模过程中，工人敲开模具时凿子容易偏转，锤子在使用一段时间后容易出现机械疲勞，一旦锤子发生偏转便会飞出并对工作人员造成伤害。此外，对于一些脆弱的产品，分模的稳定性直接影响产品的完整性。大型模具由于自身的结构和重量，分模的稳定性更难以保证。基于上述原因，急需研发一种能自动定位寻找模具接缝位置以及自动分模的全自动分模机，将人力敲打分模的方式转变成液压推进挤压分模，减少人力劳动，实现自动控制，提高分模效率，降低工伤事故发生概率。

1 模具分模机的介绍

近年来，技术人员研制出了用于拆分铝型材模具的分模机，但这些分模机一般都是半自动开模机。它主要通过连接板将模具与分模设备连接，分模设备主要是液压缸和活塞杆，活塞杆运动带动拉杆运动，拉杆带动连接板运动，进而将模具打开。这种分模设备能够实现将模具分开的目的，但在分模过程的一些环节中仍需要人工参与，无法做到全自动分模，其定位精度也难以得到保证。随着我国制造业的快速发展，为了进一步减少人力劳动，提高分模效率，降低工伤事故发生概率。自动分模机便成为辅助或代替人类拆分组合模具的最佳选择。

2 对刀和自动定位研究

2.1 对刀研究

分模机对刀的目的就是为了使刀头对准组合模具的结合缝，一般采用驱动装置驱动升降机上下移动，组合模具被置于升降机平面上，当刀头对准组合模具结合缝时，通过某种信号传递给控制装置，使驱动装置停止工作，那么升降机便会停止移动，对刀工作便完成了。对刀过程中，刀头对准的是组合模具外表面，而对刀完成时，刀头对准的是组合模具结合缝。在与刀头同一高度的水平面上放置一压力探针，压力探针与组合模具表面相接触，探针能感应到来自组合模具的压力，对刀过程中，这个压力一般不会发生太大变化，但当对刀完成后，探针失去了与其相互作用的物体，压力便会突降。反过来，压力突降的部位便证明刀头已对准组合模具结合缝。

2.2 自动定位控制

信号采集——数字信号处理——控制升降——启动顶开装置。

激光发射器通过镜头将可见红色激光射向组合模具表面，经组合模具表面反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，统计出发射激光和接收激光的时间差，并用它乘以激光的速度便可以得到两者之间的距离。在对刀过程中，激光发射器发射的可见红色激光与刀头中心处于同一高度的水平面上，对刀过程中，发射器发射的激光会经组合模具外表面反射回并被接收器接收，当刀头对准组合模具结合缝时，此时激光不能经组合模具外表面反射回来，距离发生变化的同时激光的往返时间也会发生变化，由此便可判断出对刀的完成。

通过激光测距仪，在不与组合模具外表面接触的前提下测量出激光测距仪与组合模具外表面的距离，当两者之间距离急剧增大时，便找到了组合模具的结合缝。激光测距仪不仅可以在不接触组合模具表面的前提下达到距离测量的目的，同时它还继承了光的特有特性，首先，它拥有光的快速性;其次，光学仪器一般精度较高，同样的，激光测距仪也有精度高的特性;激光具有很强的能量，它的高集中特点使它具有极强的抗光抗电特性。

3 过程论述

激光测距仪是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。激光具有良好的直线度，相对于我们已知的超声波传感器，激光测距仪的精度更高。

激光测距仪是利用激光来进行距离测量的传感器，它通常包括激光发射器，接收器以及测量电路。随着激光测距技术的快速发展，现在的激光测距仪通常都与计算机或数字处理器相连，以此来达到其特有的目的。分模机对刀过程中，激光发射器发射可见红色激光，经组合模具外表面反射后被接收器接收，其中CCD相机将光信号转变成数字信号控制着驱动装置的运行，当对刀完成时，由于激光往返时间不一致，CCD相机转变成的数字信号发生变化，驱动装置便会由原来的运行状态改变成停止工作的状态，分模机的对刀因此便可以完成。

4 结语

分模机的研发能加快铝型材的出模效率，节约劳动力，降低成本，对企业的发展有着不可言喻的好处，分模机研发过程中最突出便是自动定位和对刀的问题，研究出一种不受组合模具形体变化以及外界环境干扰的装置来完成对刀过程是开模机进一步发展的关键，可以改变组合模具人力分模的现状，将机械自动分模运用到生产实际中，可以极大提高压铝组合模具的分模效率，减少人力劳动，降低工伤事故率，在今后工业生产中，具有极高的应用价值。

参考文献：

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