技术领域
[0001] 本实用新型涉及压机换模领域，具体而言涉及一种具有安全监控装置的自动换模系统。
背景技术
[0002] 针对现有压机的模具交换，现在通常采用人工辅助行车的模式切换模具，模具置于行车上，工作人员操作行车输送新模具至压机一侧，进行模具更换作业。随着市场竞争的日益加剧，产品更新换代越来越快，模具更换的间隔时间也越来越短，也就是说模具更换的频次越来越高，人工辅助行车的模具切换方式导致压机的停机时间大大增加，严重影响生产效率和机器使用率，使交货周期延长，大笔投资得不到有效回报。
[0003] 另外，如
汽车工业中的一些模具，重达数吨数十吨，对工作人员和设备的安全也造成一定的威胁。实用新型内容
[0004] 本实用新型目的在于提供一种具有安全监控装置的自动换模系统，该换模系统实现了模具更换自动化管理，有效加快模具更换速度，提高生产效率，同时，也提高了工作人员和机械操作的安全保障度。
[0005] 为达成上述目的，本实用新型提出一种具有安全监控装置的自动换模系统，所述自动换模系统包括用于存储模具的存储台、用作模具
工作空间的压机、用于辅助完成模具在压机和存储台之间传送的换模台车与
导轨装置、用于实时监测系统是否正常运行的安全监控装置以及用于控
制模具传送与更换的控制系统，其中：
[0006] 所述导轨装置包括第一导轨与第二导轨，第一导轨、第二导轨互相平行，分别设于所述压机的两侧；
[0007] 第一导轨远离压机的一侧构成第一存储空间，第二导轨远离压机的一侧构成第二存储空间，第一导轨、第二导轨以及压机之间构成第三存储空间；
[0008] 所述自动换模系统包括多个所述存储台，所述存储台分布设于所述第一存储空间、第二存储空间、第三存储空间内；
[0009] 所述存储台被设置为每个存储台上存放一个所述模具；
[0010] 所述换模台车包括第一换模台车与第二换模台车，第一换模台车安装在第一导轨上，被设为沿第一导轨移动，第二换模台车安装在第二导轨上，被设为沿第二导轨移动；
[0011] 所述第一换模台车、第二换模台车、存储台、压机上均设有模具传送装置，用于模具在任两者之间传输移动；
[0012] 所述安全监控装置包括用于确保选取/生产中的模具型号正确的模具识别装置、用于确保模具或换模台车是否停止在
指定停止位的到位监测装置，以及用于监测自动换模系统中的
气缸是否正常工作的气缸监测装置；
[0013] 所述安全监控装置被设置为与所述控制系统连接，并将监测结果实时反馈至控制系统；
[0014] 所述控制系统响应于所述安全监控装置探测到系统运行异常，生成报警
信号。
[0015] 所述自动换模系统设有报警装置，被设置为响应于所述控制系统生成报警信号，发出声光警报。
[0016] 所述模具识别装置包括若干个非
接触式耦合
传感器，该非接触式耦合传感器具有发射端和接收端，其中：
[0017] 所述发射端固定设于模具上，用于不断发射包含有所属模具型号信息的信号；
[0018] 所述接收端固定设于第一换模台车、第二换模台车、压机、存储台上，用于接收所述发射端发出的信号并将识别结果实时反馈给所述控制系统；
[0019] 所述模具识别装置还用于辅助控制系统判断当前
位置是否具有模具。
[0020] 所述到位监测装置包括设置在指定停止位终点的
位置传感器，与所述控制系统连接，用于实时探测移入装置是否超出指定停止位范围；
[0021] 所述控制系统被设置为响应于所述到位监测装置探测到移入装置已超出停止位范围，立即停止运行促使所述移入装置移动的
电机，并发送报警信号至报警装置；
[0022] 所述移入装置包括模具、第一换模台车、第二换模台车。
[0023] 所述气缸监测装置包括设于气缸外壁上的带有
灯泡的两个
磁性开关以及设于气缸
活塞上的磁性线圈，两个磁性开关分别位于
活塞行程的两个端点，被设为磁性线圈到达磁性开关位置时，磁性开关上带有的灯亮起。
[0024] 所述模具传送装置包括用于驱动模具移动的模具行走装置、用于将模具行走装置升起至模具下方的举升装置以及用于
支撑模具并辅助模具移动的第一承重轮，所述模具传送装置均设置在模具安装位置的下方。
[0025] 所述举升装置包括设置有气缸监测装置的第一气缸、举升传动机构、举升限位机构，其中：
[0026] 所述举升传动机构与第一气缸连接，所述模具行走装置安装在举升传动机构上方，举升传动机构被设为在第一气缸驱动下推动模具行走装置升降；
[0027] 所述举升限位机构分布在举升传动机构两侧，用于限制模具行走装置的升降方向。
[0028] 所述第一气缸上设置的气缸监测装置，用于监测模具行走装置是否升降到位。
[0029] 所述模具行走装置包括第一电机、传动链条、第一
链轮、第二链轮、
传动轴、移模链条、第三链轮、第四链轮以及导向机构，其中：
[0030] 所述传动链条环绕设于第一链轮与第二链轮上，第一链轮与第一电机的
输出轴连接，在第一电机的驱动下第一链轮转动，第一链轮通过传动链条来带动第二链轮转动；
[0031] 所述传动轴垂直固定在第二链轮中心处，被设置为在第二链轮转动的推动下，传动轴绕轴自转；
[0032] 所述移模链条环绕设于第三链轮与第四链轮上，所述传动轴垂直固定在第三链轮的中心处，传动轴自转带动第三链轮转动，使得移模链条绕第三链轮、第四链轮运行；
[0033] 所述移模链条被设置为在所述举升装置推动下与模具底部接触，且移模链条与模具之间存在
摩擦力，用于提供模具移动需要的
水平力；
[0034] 所述导向机构包括多个顶针拖轮导向器，分布于模具两侧，用于限制模具的移动方向。
[0035] 所述模具传送装置上还设有用于模具
定位的模具定位装置与用于模具移入后
锁定防止模具移动滑落的模具锁位装置，其中：
[0036] 所述模具定位装置包括固定设于模具安装位置的定位销以及对应设于模具上的定位孔；
[0037] 所述模具锁位装置固定设于模具安装位置一端，且位于模具移动路径上，该模具锁位装置包括：
[0038] 一开口向上的凹槽；
[0040] 设置有气缸监测装置的第二气缸，其与所述限位块连接，用于推动限位块进出所述凹槽；
[0041] 所述第二气缸上设置的气缸监测装置，用于监测所述限位块是否升降到位。
[0042] 所述第一换模台车上设有第一台车行走装置，该第一台车行走装置用于驱动第一换模台车沿第一导轨行走；
[0043] 所述第一台车行走装置包括设于第一换模台车上的第二电机、第一
齿轮，以及设于第一换模台车下方用于支撑第一换模台车并辅助第一换模台车沿所述第一导轨移动的第二承重轮；
[0044] 所述第二电机的输出轴与第一齿轮连接，第二电机用于驱动第一齿轮携带第一换模台车沿安装在第一导轨上的第一
齿条行走；
[0045] 所述第二换模台车上设有第二台车行走装置，该第二台车行走装置用于驱动第二换模台车沿第二导轨行走；
[0046] 所述第二台车行走装置包括设于第二换模台车上的第三电机、第二齿轮，以及设于第二换模台车下方用于支撑第二换模台车并辅助第二换模台车沿所述第二导轨移动的第三承重轮；
[0047] 所述第三电机的输出轴与第二齿轮连接，第三电机用于驱动第二齿轮携带第二换模台车沿安装在第二导轨上的第二齿条行走；
[0048] 所述第一换模台车一侧设有第一拖链，用于收纳连接到第一换模台车上的线缆；所述第二换模台车一侧设有第二拖链，用于收纳连接到第二换模台车上的线缆。
[0049] 由以上本实用新型的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：
[0050] 1、实现自动化换模，加快模具更换速度，提高生产效率。
[0051] 2、多套模具分类存储，调用便利。
[0052] 3、提高了工作人员和机械操作的安全保障度。
[0053] 应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。
[0054] 结合
附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、
实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0055] 附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
[0056] 图1是本实用新型的自动换模系统的整体结构示意图。
[0057] 图2是本实用新型的存储台的结构示意图。
[0058] 图3是本实用新型的模具识别装置的结构示意图。
[0059] 图4是本实用新型的模具举升装置的结构示意图。
[0060] 图5是本实用新型的模具行走装置的结构示意图。
[0061] 图6是本实用新型的导向机构的结构示意图。
[0062] 图7是本实用新型的模具锁位装置的结构示意图。
[0063] 图8是本实用新型的换模台车行进原理示意图。
[0064] 图9是本实用新型的换模台车的结构示意图。
[0065] 图10是本实用新型的气缸监测装置的结构示意图。
[0066] 图11是本实用新型的到位监测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0067] 为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0068] 在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0069] 本实用新型提供一种自动换模系统，结合图1、图2，该自动换模系统包括用于存储模具的存储台3、用作模具工作空间的压机4、用于辅助完成模具在压机和存储台之间传送的换模台车1与导轨装置2、用于实时监测系统是否正常运行的安全监控装置13以及用于控制模具传送与更换的控制系统5，其中：
[0070] 导轨装置2包括第一导轨201与第二导轨202，第一导轨201、第二导轨202互相平行，分别设于压机4两侧。
[0071] 第一导轨201远离压机4的一侧构成第一存储空间311，第二导轨202远离压机4的一侧构成第二存储空间312，第一导轨201、第二导轨202以及压机4之间构成第三存储空间313。
[0072] 换模台车1包括第一换模台车101与第二换模台车102，第一换模台车101安装在第一导轨201上，被设为沿第一导轨201移动，第二换模台车102安装在第二导轨202上，被设为沿第二导轨202移动。
[0073] 自动换模系统包括多个存储台3，存储台3分布设于第一存储空间311、第二存储空间312、第三存储空间313内。
[0074] 存储台3被设置为每个存储台上存放一个模具6。
[0075] 第一换模台车101、第二换模台车102、存储台3、压机4上均设有模具传送装置7，用于模具6在任两者之间传输移动。
[0076] 安全监控装置12包括用于确保选取/生产中的模具型号正确的模具识别装置13、用于确保模具6或换模台车1是否停止在指定停止位的到位监测装置14，以及用于监测自动换模系统中的气缸是否正常工作的气缸监测装置15。
[0077] 安全监控装置12被设置为与控制系统5连接，并将监测结果实时反馈至控制系统5。控制系统5响应于安全监控装置12探测到系统运行异常，生成报警信号。
[0078] 自动换模系统设有报警装置16，被设置为响应于控制系统5生成报警信号，发出声光警报，并自动停止运行换模系统，以保证换模系统和设备安全。
[0079] 结合图3，模具识别装置13包括若干非接触式耦合传感器，该非接触式耦合传感器具有发射端和接收端，传感器的发射端1301设置在模具6上，接收端1302分别设置在第一换模台车101、第二换模台车102、压机4、存储台3上，发射端1301不断发射包含有所属模具型号信息的信号，接收端1302接受到信号后将识别结果实时反馈给控制系统5，控制系统5接收反馈结果，与运行中的程序核对，确保选取/生产中的模具型号正确。若换模台车1/压机4/存储台3上不存在模具，即接收端1302没有接收到任何信号，反馈“当前无模具”信号给控制系统5，模具6移进换模台车1/压机4/存储台3前都需要确认该信号。
[0080] 该自动换模装置的简要工作过程如下：
[0081] 1、检测压机内正在生产的旧模具与下一个将生产的新模具型号是否相符。
[0082] 2、若压机内旧模具与下一个将生产的新模具型号不符，控制系统查找下一个将生产的模具所在存储台。
[0083] 3、第一换模台车停靠在新模具所在的存储台处，控制系统识别该模具型号为所需模具的型号，控制新模具从存储台移送到第一换模台车上。
[0084] 4、携带新模具的第一换模台车行进至压机一侧，空着的第二换模台车行进至压机另一侧。
[0085] 5、压机停机，已经使用完毕的旧模具从压机内移送到空着的第二换模台车上，控制系统确认压机上无模具后，控制新模具从第一换模台车移送到压机内
[0086] 6、压机继续工作，携带旧模具的第二换模台车行进至空存储台一侧，旧模具从第二换模台车移送到空存储台上。
[0087] 7、更新控制系统记录。
[0088] 每个存储台均被设置有不同的编号，每个模具也被设置有不同的编号，以作区分。
[0089] 假定设置在第一存储空间311内的存储台编号为301，设置在第二存储空间312内的存储台编号为302，设置在第三存储空间313内的存储台编号为303，压机4开机前，存储台301上存放模具6A，存储台302上存放模具6B，存储台303上存放模具6C。
[0090] 前段工序给控制系统5发送指令告知即将生产的模具型号为6A，控制系统5接收信号，查询存放模具6A的存储台编号为301，将第一换模小车101沿第一导轨201移至存储台301一侧，模具6A由存储台301移送至第一换模小车101上，第一换模小车101携带模具6A沿第一导轨201回到压机4一侧，随后将模具6A移送至压机内，压机开机工作。
[0091] 前段工序给控制系统5发送信号告知下道生产的模具型号为6B，控制系统5接收信号，查询存放模具6B的存储台编号为302，将第二换模小车102沿第二导轨202移至存储台302一侧，模具6B由存储台302移送至第二换模小车102上，第二换模小车102携带模具6B沿第二导轨202移至压机4一侧，第一换模小车101沿第一导轨201移至压机4另一侧。压机4内模具6A使用完成后，压机4停机，模具6A由压机4移送至空着的第一换模小车101，随后模具
6B由第二换模小车101移至压机4内，压机4开机生产，与此同时，第一换模小车101携带模具
6A移至空着的存储台301一侧，模具6A由第一换模小车101移送至存储台301上存储，更新控制系统5上的存储记录，准备下一轮模具调用。
[0092] 从而，压机4只有在新旧模具更换时停止工作，旧模具生产时系统自动完成新模具的调用等换模前工作，新模具生产时系统自动完成旧模具的存储工作以及下一轮模具的调用工作，大幅提高生产效率。
[0093] 整个换模过程由控制系统5监控并执行，控制系统5的工作模式，除自动模式之外，还有人工控制模式、调试模式，方便在不同的状态下进行操作控制。
[0094] 以下为本实施例的进一步具体实施方式，结合图2，模具传送装置7包括用于驱动模具移动的模具行走装置8、用于将模具行走装置升起至模具下方的举升装置9以及用于支撑模具并辅助模具移动的第一承重轮10，模具传送装置7均设置在模具安装位置的下方。
[0095] 结合图4，举升装置9包括第一气缸901、举升传动机构902、举升限位装置903。
[0096] 举升传动机构902与第一气缸901连接，模具行走装置8安装在举升传动机构902上方，举升传动机构902被设为在第一气缸901驱动下推动模具行走装置8升降。
[0097] 举升传动机构902包括传动杆902a、梯形结构块902b、
轴承902c、竖梁902d、链条支撑板902e，其中：
[0098] 传动杆902a的一端与第一气缸901连接，另一端与梯形结构块902b的底面连接，轴承902c设在传动杆902a和梯形结构块902b斜面的交界处，链条支撑板902e包括一水平放置于传动杆902a上方的横梁，轴承902c与链条支撑板902e之间还连接设有一竖梁902d，竖梁902d的一端固定在轴承902c上，另一端固定在链条支撑板902e底部，模具行走装置8架设在链条支撑板902e上。
[0099] 举升限位装置903分布在竖梁902d两侧，用于限制竖梁902d的升降方向，从而限制模具行走装置8的升降方向。
[0100] 举升模具行走装置8时，第一气缸901的活塞向远离模具行走装置8的方向行进，带动传动杆902a与固定在传动杆902a一端的梯形结构块902b也同方向行进，梯形结构块902b的斜面与轴承902c接触，推动轴承902c沿梯形结构块902b的斜面逐渐向上抬升，直至抬升至梯形结构块902b的上表面，固定在轴承902c上的竖梁902d与链条支撑板902e也随之向上抬升，从而推动架设在链条支撑板902e上的模具行走装置8抬升。
[0101] 反之，降下模具行走装置8时，第一气缸901向靠近模具行走装置8的方向推进，传动杆902a携带梯形结构块902b同方向行进，轴承902c带动链条支撑板902e沿梯形结构块902b的斜面下降，完成模具行走装置8的下降过程。
[0102] 结合图5，模具行走装置8包括第一电机801、传动链条802、第一链轮802a、第二链轮802b、传动轴803、移模链条804、第三链轮804a、第四链轮804b以及导向机构805，其中：
[0103] 传动链条802环绕设于第一链轮802a与第二链轮802b上，第一链轮802a与第一电机801的输出轴连接，在第一电机801的驱动下第一链轮802a转动，第一链轮802a通过传动链条802来带动第二链轮802b转动。
[0104] 传动轴803固定设于第二链轮802b中心处，且与第二链轮802b垂直，第二链轮802b转动的同时，传动轴803绕轴自转。
[0105] 移模链条804环绕设于第三链轮804a与第四链轮804b上，传动轴803垂直固定在第三链轮804a的中心处，传动轴802自转带动第三链轮804a转动，使得移模链条803绕第三链轮803a、第四链轮804b运行。模具行走装置8举升到位时，移模链条804与模具6的底部接触且两者之间存在
摩擦力，移模链条804用于提供模具6移动需要的水平力。
[0106] 实际应用中，通常根据需求设置多条移模链条，增加模具水平移动力，并保持模具受力均衡。
[0107] 结合图6，导向机构805包括多个顶针拖轮导向器805a，分布于模具6两侧，用于限制模具6的移动方向。
[0108] 模具传送装置7上还设有用于模具定位的模具定位装置与用于模具移入后锁定防止模具移动滑落的模具锁位装置11。
[0109] 模具定位装置包括设于模具安装位置的两个定位销以及对应设于模具上的两个定位孔，模具6移入后，定位销插入定位孔，进一步限定模具6的安装位置。
[0110] 结合图7，模具锁位装置11固定设于模具安装位置一端，且位于模具移动路径上，模具锁位装置11具有一开口向上的凹槽，凹槽内设有一限位块1101，第二气缸1102与限位块1101连接，控制限位块1101进出凹槽。
[0111] 结合图2，实际应用中，模具安装位置的两端各设有一个模具锁位装置11。模具6移入过程中，第二气缸1102推动移入口一端的限位块完全收纳进凹槽内，不影响模具6移入，另一端保持升起状态，辅助定位模具6。模具6移入到位后，收纳进凹槽的限位块升起，将模具6固定在位于两个限位块之间的模具安装位置上。模具6移出时，移出口一端的限位块完全收纳进凹槽，不影响模具6移出，模具6完全移出后，收纳进凹槽的限位块再升起。
[0112] 结合图8、图9，第一换模台车101上设有第一台车行走装置，该第一台车行走装置采用旋转电机111a驱动设在第一换模台车101上的第一齿轮111b沿设在第一导轨201上的第一齿条201a移动的方式，推动设于第一换模台车101下方的第二承重轮111c沿导轨201移动。该结构承载能力大，适用于重型模具。
[0113] 第一台车行走装置包括第二电机111a、第一齿轮111b以及设于第一换模台车101下方用于支撑第一换模台车101并辅助第一换模台车101在第一导轨201上移动的第二承重轮111c。
[0114] 第一齿轮111b固定在第一换模台车101上，第二电机111a的输出轴与第一齿轮111b连接，驱动第一齿轮111b携带第一换模台车101沿安装在第一导轨201上的第一齿条
201a行走。
[0115] 第二换模台车102上设有结构相同的第三电机、第二齿轮以及第三承重轮，用于驱动第二换模台车102沿设于第二导轨202上的第二齿条202a行走。
[0116] 第一换模台车101一侧设有第一拖链101a，用于收纳连接到第一换模台车101上的线缆。
[0117] 第二换模台车102一侧设有第二拖链102a，用于收纳连接到第二换模台车102上的线缆。
[0118] 结合图10，气缸监测装置15包括设于气缸外壁上的带有灯泡的两个磁性开关15a和15b，以及设于活塞上的磁性线圈15c，磁性开关15a和15b分别位于活塞行程的两个端点，被设为磁性线圈15c到达磁性开关位置时，磁性开关上带有的灯亮起。
[0119] 通过检测磁性开关上携带的灯泡是否亮起来判断活塞是否推进到位，从而判断气缸所推动的传动机构是否行进到位。若两个磁性开关的灯泡都不亮，说明气缸推进的传动机构没有行进到位，正处于行进过程中或是出现了故障。
[0120] 第一气缸901、第二气缸1102上均设有气缸监测装置15，其中，第一气缸901通过气缸监测装置15判断模具行走装置8是否举升到位，其二气缸1102通过气缸监测装置15来判断限位块1101是否举升到位起到限位作用。
[0121] 结合图11，到位监测装置14包括设置在指定停止位14b终点的位置传感器14a，与控制系统5连接，用于实时探测移入装置14c是否超出指定停止位14b范围。
[0122] 控制系统5被设置为响应于到位监测装置14探测到移入装置14c已超出停止位14b范围，立即停止运行促使移入装置14c移动的电机，并发送报警信号至报警装置16。
[0123] 移入装置14c包括模具6、第一换模台车101、第二换模台车102。
[0124] 从而，本实用新型实现了模具更换自动化管理，有效加快模具更换速度，提高生产效率，同时，也提高了工作人员和机械操作的安全保障度。
[0125] 虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视
权利要求书所界定者为准。
