电机驱动的连杆式压力机制造技术

一种电机驱动的连杆式压力机，它包括连杆机构（１）和滑块（６），其中连杆机构用于将旋转动作转换为直线动作，滑块用于基于上述直线动作而升降以便进行压制操作。连杆机构包括具有曲柄轴（３）和偏心轴部分（４）的曲柄件（２）、摇动连杆（５）、连接杆（７）及约束连杆（８）。摇动连杆具有第一至第三的连接部分（Ｐ１－Ｐ３），并通过使用连接部分（Ｐ１）而连接在曲柄件的偏心轴部分上。连接杆连接在第二连接部分（Ｐ２）和滑块上。约束连杆被可转动地支承在机架（９）上，同时被连接在连接部分（Ｐ３）上，以约束摇动连杆的摇摆。驱动传递系统（１４）被设置得用于将电机产生的驱动传递给连杆机构的曲柄轴。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机驱动的连杆式压力机，其适用于冲床或其他压力机中。
技术介绍
在机械式冲床中，曲柄机构通常被用作将电机旋转动作转换为滑块升降动作的滑动驱动机构。而且，要使用飞轮，并且通过将离合器接合或释放而使飞轮转动或停止，以驱动或停止滑块。通过曲柄机构，滑块的升降速度曲线相对于下止点呈对称形式。因此，下降速度和上升速度相同。然而，对于包括冲压加工在内的一般压制操作，滑块优选在下降过程中以较低速度移动，目的是使下降动作安静，或适合于压力载荷的需要。然而，上升动作并不是受到特别限制，因此可以优选较快速度。如果使用下降速度与上升速度相同的曲柄机构，则完成上升动作需要耗费更多时间。从而增加了冲压加工的周期时间。最近，有一种装置被提出，其中使用伺服电机作为通过曲柄机构升降滑块的驱动源，而又不用使用任何飞轮。伺服电机能够在滑块的冲程内自由地改变滑块的速度，并且能够增加滑块的下降速度，同时减小其上升速度。然而，电机的性能依赖于其转动速度。必须根据电机的特性而使其操作在最适宜的转动速度范围之内。如果电机的转动速度被控制成这样，即滑块的下降速度与上升速度不同，则不可能充分利用电机的性能。因此就需要大尺寸的电机在获得所需压力载荷的前提下增加上升速度。因此，本申请人考察了各种不同的滑块机构，目的是选择一种合适的滑块机构，以使滑块能够以较低速度下降，并同时能以较高速度上升。连杆式压力机长期以来被用作一种滑动机构，其用于实施塑性成型例如金属的冷挤或锻造的压力加工设备中(例如，日本专利申请公开文献特公平3-42159)。连杆式压力机包括连接在曲柄机构的曲柄销上的摇动连杆，并且连接杆和约束连杆也都被连接在该摇动连杆上。曲柄轴借助于飞轮而被电机驱动。如果使用这种连杆式压力机，则约束连杆用于使滑动的动作具有这种特征，即滑块以较低速度下降而上升较快。然而，传统的连杆式压力机通过利用其在下止点附近执行的非常慢的下降动作而用于改善塑性成型例如冷挤的质量。因此，没有传统的连杆式压力机应用于冲床，这是因为冲床需要的操作特性不同于塑性成型的那些操作特性。而且，传统的连杆式压力机设有飞轮，飞轮用于将来自电机的输出功率作为惯性能而储存起来。因此，很难对传统的连杆式压力机进行正确而且容易的控制。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种电机驱动的连杆式压力机，其即使在所用电机输出功率相对较低时，也能够进行重压载荷加工，并且能使加工周期时间得以改善，同时能够正确而且容易地对其进行控制。本专利技术的另一个目的是自由地控制操作速度，以便完成不同类型的操作，同时又能利用连杆式压力机的优点。本专利技术的还一个目的是当连杆式压力机应用于冲床时能够确保冲压废料下落。一种根据本专利技术的电机驱动的连杆式压力机包括电机；连杆机构，其用于通过驱动传递系统而将电机输出的旋转动作转换为直线动作；以及滑块，其安装在所述连杆机构下面，用于基于上述直线动作而升降以便进行压制操作。所述连杆机构包括曲柄件，其具有曲柄轴和偏心轴部分；摇动连杆，其具有位于一个三角形的顶点上并被用作可转动连接件的第一至第三连接部分，其中第一连接部分连接在所述曲柄件的偏心轴部分上；连接杆，其具有分别连接在所述第二连接部分上和所述滑块上端上的相反端；以及约束连杆，其具有可转动地连接在机架上的近端及连接在所述摇动连杆的所述第三连接部分上的前端，所述约束连杆用于约束所述摇动连杆的摇摆运动，从而当所述曲柄轴沿着一个方向以固定速度转动时，滑块的下降动作比滑块的上升动作慢。所述驱动传递系统用于控制电机的转动，以将所述电机产生的旋转驱动传递给所述曲柄轴，从而滑块的升降动作能够得到控制。所述驱动传递系统不包括用于施加惯量的部件例如飞轮。所述驱动传递系统可以具有减速器或电机的输出轴，并且曲柄轴可以被直接地与其连接在一起。下面对上述结构的操作进行描述。曲柄轴被转动，从而使摇动连杆执行包含下面两种动作的合成动作，其一是沿着偏心轴部分的轴线旋转轨迹的旋转动作，其二是因为约束连杆被连接在摇动连杆式上而使摇动连杆作前后回转的摇摆动作。摇动连杆的旋转动作用于升降连接在摇动连杆上的连接杆。然而，转动动作用于防止连接杆的下端位置也即滑块位置的升降速度曲线成为标准正弦曲线。因此，下降动作的曲线和上升动作的曲线呈非对称形式。下降和上升动作哪一个动作较快取决于不同因素例如约束连杆的支承点位置和长度的组合。从而，能够对这些因素进行正确地设计，以使约束连杆能够对摇动连杆的摇动进行这样的调节，即当曲柄轴沿着一个方向以固定速度转动时，滑块的下降动作比其上升动作慢。通过如此减小下降速度，即使所用电机的输出功率相对较低，也能够完成重压载荷加工，并能增加上升速度。从而改善了加工周期时间。上述速度的改变能够在电机速度固定的情况下完成。因此，例如具有合适减速比的减速器能够用于操作具有这样的电机转动速度的电机，即根据电机特性在该转速下的电机能够提供最大的电机输出功率。这也使得能够使用较低输出功率的电机。而且，电机和曲柄轴通过不包括惯量施加系统例如飞轮的驱动传递系统而被连接在一起。从而，例如，基于诸如对电机转动速度的控制而对滑块速度的改变进行控制是非常容易的。如果上述电机是伺服电机，则电机速度能够自由地改变。因此，滑块的速度在其升降冲程内能够得到改变。从而使得根据不同需要的操作能够进行。也即，如果电机以匀速转动，则基于连杆机构动作的速度曲线被用作作为观测的基本速度曲线，并且电机速度可以发生变化，其中连杆机构由曲柄机构、摇动连杆、约束连杆和类似物构成。这时，例如冲模与工件接触时的速度能被降低，以使动作更安静地进行。作为一种替代性方法，上升速度能够进一步增加。本专利技术的电机驱动的连杆式压力机可以是冲床。在这种情况下，用于冲压板材工件的滑块升降冲程的那部分是升降冲程中的下降过程的中间部分。所述用于冲压加工的部分由放置着板材工件的工作台的高度和滑块位置之间的关系及冲模和模具或类似器具的安装高度决定。因此，如果滑块的升降冲程的中间部分用作冲压部分，则能够在板材工件的底面之下设置足够大的冲程。从而确保了冲压废料能够下落。附图说明图1是根据本专利技术实施例的电机驱动的连杆式压力机中的连杆机构的分解主视图；图2是该连杆机构的分解侧视图；图3A和3B分别是该连杆机构的主视图和侧视图；图4是侧视图，用于表示该连杆机构及其如何连接；图5是透视图，表示的是电机驱动的连杆式压力机的一部分，其中该连杆机构和电机安装在主体机身上；图6是该连杆机构的局部透视图；图7是说明该连杆机构的操作模式的示意图；图8是曲线图，表示的是该连杆机构中的曲柄角度和滑块位移之间的关系；图9是曲线图，表示的是该连杆机构和曲柄式压力机在滑块位移过程方面的比较； 图10是俯视图，表示的是该实施例的整个电机驱动的连杆式压力机；图11是侧视图，表示的是整个电机驱动的连杆式压力机；图12是分解侧视图，表示的是该电机驱动的连杆式压力机中的滑块变位机构的下变位状态和下变位位置；图13是该电机驱动的连杆式压力机中的转台的俯视图；图14A和14B是分解侧视图，分别表示的是在该电机驱动的连杆式压力机的上变位位置和下变位位置的滑块、转台和冲模之间的位置关系；图15是根据本专利技术另一个实施例的连杆式压力机中的连杆机构的分解主视图；图16是示意图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动的连杆式压力机，包括：电机；连杆机构，其用于通过驱动传递系统而将电机输出的旋转动作转换为直线动作；以及滑块，其安装在所述连杆机构下面，用于基于上述直线动作而升降以便进行压制操作，所述连杆机构包含：曲柄件，其具有曲柄轴和偏心轴部分；摇动连杆，其具有位于一个三角形的顶点上并被用作可转动连接件的第一至第三连接部分，其中第一连接部分连接在所述曲柄件的偏心轴部分上；连接杆，其具有分别连接在所述第二连接部分上和所述滑块上端上的相反端；以及约束连杆，其具有可转动地连接在机架上的近端及连接在所述摇动连杆的所述第三连接部分上的前端，所述约束连杆用于约束所述摇动连杆的摇摆运动，从而当所述曲柄轴沿着一个方向以固定速度转动时，滑块的下降动作比滑块的上升动作慢，所述驱动传递系统用于控制电机的转动，以将所述电机产生的旋转驱动传递给所述曲柄轴，从而能够对滑块的升降动作进行控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长江正行，
申请(专利权)人：村田机械株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]