一种多工位联动锻造模具用自动换型装置的制作方法

本发明涉及汽车零配件加工设备，具体公开了一种多工位联动锻造模具用自动换型装置。

背景技术：

1、随着汽车工业的轻量化发展，铝合金等轻质材料在汽车零配件制造中的应用日益广泛。一些结构复杂的汽车零配件，如铝合金摆臂、转向节等，由于产品结构复杂，往往需要经过多道锻造工序才能最终成型。

2、目前，行业内会采用多工序联动锻压机用于像此类复杂工件的锻造成型。多工序联动锻压机是将锻造工位集成于同一设备上，设备中按工件运转方向依次设置多套锻造模具，并通过联动的机械手实现工件在相邻锻造模具之间的转移，从而最终实现工件的锻造成型。然而，当需要切换生产不同型号的工件时，必须要将锻压机上的多套锻造模具进行同时更换。传统换模方式依赖人工操作，需依次拆卸各工位上的旧模具、吊运新模具并就位锁紧，整个换型过程耗时长达数小时。

3、为缩短换模时间，提高换模效率，现有技术中已出现相关的模具换型装置。例如申请号为202521692935.0实用新型专利就公开了一种模具切换小车，该小车包括车架、设置于车架两侧的两组滚动件、设置于滚动件两端的限位件以及设置于车架上的定位销。该模具切换小车在换模过程中，模具可通过滚动件沿车架长度方向滚动移入或移出，限位件从两侧对模具进行限位，定位销插入模具底部的定位孔以实现定位。

4、然而，上述模具切换小车在用于多工序联动锻压机的模具换型中，存在诸多不足。其一，该小车本质上仅为一种模具的承载运输工具，并不具备自动将模具推入或拉出设备的动力功能，模具的装卸仍需依赖叉车、航吊或人工操作；其二，该小车的承载工位为单工位设置，一次仅能承载一套模具，对于多工序联动锻压机上需要同时更换多套模具的场景，小车需多次往返于模具存放区与设备之间，每更换一套模具即需一次完整的取旧-运新-装新循环，换型效率仍然有限；其三，该小车无法对模具在设备工作台上的安装位置进行主动调节和精确定位，模具被送至设备工作台后，仍需由人工进行位置调节，未能实现模具换型的全流程自动化精准对位。基于此，本技术提出了一种多工位联动锻造模具用自动换型装置，旨在实现多工序联动锻压机上多套模具的快速、精准、自动化换型，有效提升锻造生产线的换型效率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多工位联动锻造模具用自动换型装置，以解决现有多工位联动锻造模具换型时人工操作效率低、单工位小车往返频繁、就位后需人工调节锁紧等问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种多工位联动锻造模具用自动换型装置，包括沿滑轨进行横向直线行走的模具换型总成和用于控制模具换型总成的控制柜；

4、所述模具换型总成包括台座、承载转盘、模具导向输送座和模具推拉组件；所述台座通过行走电机的动力输入沿滑轨进行横向移动；所述承载转盘转动设置在台座的上方，且承载转盘在旋转电机驱动下做定角度旋转，所述承载转盘的上表面沿周向均匀设置有多个用于放置锻造模具的放置槽，且放置槽的数量比锻压机中的锻造模具数量多一个；所述模具导向输送座转动设置于台座朝向锻压机的一侧，且模具导向输送座可在竖直状态与水平状态之间转动切换，模具导向输送座内转动设置有一排输送辊；所述模具推拉组件固定设置在台座的上方，用于将放置槽内的锻造模具沿模具导向输送座纵向推送至锻压机中或将锻压机中的锻造模具沿模具导向输送座纵向回拉至放置槽内。

5、作为上述方案的进一步设置，所述台座中固定设置有竖直伸出其上表面的立柱，所述承载转盘的中心处开设有圆孔，圆孔的下端向下延伸有端环，所述端环绕立柱转动设置，并在其下端设置有与旋转电机上的输出齿轮进行啮合传动的齿圈。

6、作为上述方案的进一步设置，所述承载转盘的下表面呈环形阵列状活动镶嵌有多个滚珠，所述台座的上表面固定有与所有滚珠相配合的滚道环。

7、作为上述方案的进一步设置，所述模具推拉组件包括固定设置在立柱上端的多级伸缩电缸，且多级伸缩电缸的伸缩方向沿纵向朝向锻压机的一侧，所述多级伸缩电缸的伸缩端部固定设置有用于对锻造模具进行磁力吸附的第一电磁铁。

8、作为上述方案的进一步设置，还包括第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，所述第一激光测距传感器设置于滑轨的端部，用于检测模具换型总成在滑轨上的横向位置，所述第二激光测距传感器设置在立柱上，用于在所述模具换型总成沿滑轨移动时沿纵向对各锻造模具进行扫描测距；所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器均与控制柜电性连接，控制柜内部的控制模块根据两组测距数据建立二维坐标系并记录各锻造模具的坐标位置。

9、作为上述方案的进一步设置，所述台座朝向锻压机的一侧设置有支架，所述模具导向输送座的一端转动设置在支架中，且导向输送座与支架的转动销轴外端设置有圆盘，所述支架上转动设置有伸缩驱动件，伸缩驱动件的伸缩端与圆盘上非圆心处的凸轴转动连接。

10、作为上述方案的进一步设置，每个所述放置槽内均转动设置有一排托辊，所述模具导向输送座的另一端底部呈阶梯状布置，当模具导向输送座转动至水平状态时，其底部的阶梯状结构搭接于锻压机的工作台上，以使输送辊与锻压机中锻造模具底部、放置槽内的托辊相齐平。

11、作为上述方案的进一步设置，每个所述放置槽的外端均插设有挡条，挡条的下端固定设置有磁吸块，且磁吸块与承载转盘的下表面之间设置有弹簧；所述支架上固定设置有第二电磁铁，第二电磁铁用于在锻造模具推拉切换时对磁吸块产生向下的磁吸力，以使挡条解除对放置槽内锻造模具的阻挡限制作用。

12、作为上述方案的进一步设置，位于所述输送辊上方的模具导向输送座两侧均固定设置有矩形导向板，两个所述矩形导向板的中间段相互平行，两端均向外呈八字形展开结构。

13、作为上述方案的进一步设置，还包括与滑轨相平行的齿条，所述台座的底部固定有与滑轨滑动配合的滑块，所述行走电机的输出端设置有与齿条相啮合的行走齿轮。

14、本发明公开的多工位联动锻造模具用自动换型装置，其核心在于构建了一套集移动式模具库+翻折式输送通道+磁力推拉机构+激光坐标建图于一体的多工位联动换型系统，其通过各执行机构的动作执行，实现了多套锻造模具在一次装夹定位下的连续自动化换型。

15、整个装置在初始状态下，模具换型总成停驻于滑轨最侧端的避让工位，当换型指令下达后，系统首先执行坐标建图程序，即模具换型总成沿滑轨横向匀速往复移动一次，移动过程中第一激光测距传感器实时反馈模具换型总成的横向行走位置，第二激光测距传感器同时对锻压机上的各工位模具进行纵向扫描测距，控制模块根据两组测距数据建立二维坐标系，从而精确识别并记录各套待更换模具的xy轴坐标位置。

16、待坐标建图完成后，控制模块根据已记录的坐标数据驱动模具换型总成横向移动至第一个待更换工位。到位后，伸缩驱动件驱动模具导向输送座由竖直状态翻转至水平状态，使其一端搭接于锻压机的工作台上，从而在转盘与锻压机之间搭建起一条平顺的模具输送通道。

17、随后承载转盘旋转，使其中空置的放置槽对准模具导向输送座；该工位处的挡条在第二电磁铁的磁吸作用下被下拉解锁，多级伸缩电缸伸出，第一电磁铁通电吸附于待更换的旧模具侧端，多级伸缩电缸回缩将旧模具沿输送通道拉回至空置放置槽中。接着承载转盘旋转90°，将装载有新模具的放置槽对准输送通道，然后多级伸缩电缸再次伸长将新模具推送至锻压机的工作台上，完成该工位的下模更换。

18、此后模具导向输送座重新翻转收起，模具换型总成横向移动至下一工位，重复上述过程，直至三套下模全部更换完成。最后，上模座下降与各工位下模贴合到位，操作人员统一锁紧螺栓，完成整套模具的换型。

19、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

20、本发明公开的多工位联动锻造模具用自动换型装置，其通过设置可沿滑轨横向移动的模具换型总成，并在承载转盘上设置多个放置槽（数量比锻压机中的锻造模具多一个），使装置能够一次性携带多套待更换模具，然后在对联动锻压机上的多套锻造模具进行换型时，模具换型总成通过横向移动对准每个工位，再配合承载转盘的旋转调节，可依次完成对多套锻造模具的快速更换，无需多次往返于模具存放区与设备之间，极大缩短了整体换型时间，显著提升了锻造生产线的换型效率。

21、本发明通过第一激光测距传感器和第二激光测距传感器的协同配合，在换型前驱动模具换型总成沿滑轨匀速移动一次，即可对各工位的锻造模具进行扫描测距并建立二维坐标图，从而精确记录各套模具的xy轴坐标位置，然后在换模过程中控制模块可根据该坐标数据自动驱动该模具换型总成移动至各工位的精确横向位置，并通过控制推拉组件的纵向推送深度，实现了锻造模具就位后的零人工调节，完成了从坐标建图到换模执行的全流程自动化精准对位。

22、本发明采用多级伸缩电缸配合第一电磁铁作为模具推拉组件，通过电磁铁的通断电即可实现对模具侧端面的快速吸附与释放，配合多级伸缩电缸的大行程伸缩能力，能够可靠地将模具在承载转盘与锻压机工作台之间进行推送或回拉，结构简单、响应迅速、推拉过程平稳可靠。此外，还通过模具导向输送座在竖直状态与水平状态之间的翻转切换设计，在非工作状态下可竖直收起以避让锻压机正常作业空间，在工作状态下可水平翻转换以搭建锻压机与承载转盘之间的平顺输送通道，使得整个模具换型总成结构紧凑、不占用额外场地空间。

23、本发明还进一步地在每个放置槽外端设置由挡条、磁吸块、弹簧及第二电磁铁组成的锁定-解锁机构，在承载转盘旋转过程中挡条在弹簧力作用下自动伸出以限制模具移位，在换模操作时第二电磁铁通电将挡条下拉解锁，实现了模具在转盘旋转过程中的可靠锁定与换模时的自动解锁，有效避免了因离心力导致模具甩出的安全隐患，同时保证了换模动作的顺畅进行。