数控多功能金属张拉机制造技术

本发明专利技术属于金属冷拉成型技术领域，是一种可将金属板材、异型材拉等伸至材料屈服极限后，通过多维运动、翻转、扭曲，迫使其与三维模具贴合、成型的机械设备。该设备由左、中、右三个工作平台组成，其中左、右平台上各设置有一台独立的四轴拉伸机组，机组上带有加紧装置的钳口在液压系统驱动下，实现X、Y、Z三向位移运动及旋转运劫。左、右平台上均设置有导轨、链条、销孔等，用以固定机组，并通过驱动装置实现机组在平台上的自走，以适应拉伸不同长度工件的需求。中间平台表面设置有T型槽，用以固定模具，下方设置有液压驱动装置，可实现举升及前后翻转运动，与左右两个四轴运动机组配合，硬件控制系统的指令操作下，实现十轴联动张拉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料冷拉成型
，主要提供了一种可将金属板材、异型板材、管材等金材料按照其不同特性拉伸至其屈服强度再通过位移、旋转、扭曲等多维运动迫使其按照特定工装治具定位、成型的冷拉设备。
技术介绍
随着我国工业化水平的提高，以及航空器材、高铁、运载火箭、导弹、船舶等大型装备制造领域对产品质量以及工艺要求的不断提高，越来越多的产品在骨架与蒙皮材料的选择上，采用强度更高、质量更轻的各种新型合成金属材料。同时为了使产品更符合空气动力学原理，在材料的截面形式上，越来越多的异型材及异蒙皮板材得到广泛的应用。然而目前传统的冲压、辊弯技术及设备无法实现将这些异型材及板材按照产品设计需要进行拉伸、位移、扭曲等多维张拉并最终实现与3D工装治具的完美贴合，大部分主梁、蒙皮等组件只能通过纯手工制作，生产效率低下、产品质量难以控制，严重制约了我国在大型装备制造领域的发展。而多功能金属张拉机的问世，彻底解决了上述难题，通过精巧的机械结构设计和强大的软件控制系统，可以轻松完成异型材、异型板材的多维张拉需求，使弯梁、蒙皮等产品生产工艺简化，产品质量及生产效率大幅度提高，填补了国内外该
的空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，要提供一种数控多功能金属张拉机，该金属张拉机通过分别设置在左右两端工作平台上的四轴连动钳口及可举升、翻转的中间模具平台，在控制系统指令及液压系统驱动下，进行十轴连动工作，最终的实现异形材骨架梁、异型蒙皮等工件的多维立体张拉成型。本专利技术的目的是这样实现的，该数控多功能金属张拉机包括由左侧工作平台Ⅰ、中间工作平台Ⅱ、右侧工作平台Ⅲ和控制系统Ⅳ四个部份，所述左侧工作平台Ⅰ及右侧工作平台Ⅲ对称布置在中间工作平台Ⅱ左右两侧，控制装置Ⅳ对左侧工作平台Ⅰ、中间工作平台Ⅱ和右侧工作平台Ⅲ实现控制。所述左侧工作平台Ⅰ及右侧工作平台Ⅲ分别由工作平台、拉伸机组两部份组成，其中，所述工作平台上设置有用于固定拉伸机组运动方向的“T”型导轨、定位凹槽、定位销孔、用以安装机组拖动装置的凹槽。所述工作平台上的机组拖动装置包括由链条或钢丝绳、齿轮齿条组成的传动装置、用以驱动传动装置的，由电机、减速机组成的动力装置。所述拉伸机组设置在工作平台上，它包括X基座、X滑动体、Y方向滑动体、Z方向滑动体、旋转体、夹钳体，以及液压系统、操控面板；所述X滑动体安装于X基座上；所述液压系统、操控面板、Y方向滑动体安装于X滑动体上；所述Z方向滑动体安装于Y方向滑动体上；旋转体安装于Z方向滑动体上；所述夹钳 体安装于旋转体上。所述X方向滑动体通过X压板、X导轨及X油缸组固定在X基座上，所述X油缸组驱动X方向滑动体在X基座上做X方向运动。 所述Y方向滑动体通过Y压板、Y导轨和Y油缸组固定在X滑动体上，所述Y油缸组驱动Y方向滑动体在X滑动体上做Y方向运动。 所述Z方向滑动体通过Z压板、Z导轨及Z油缸组固定在Y滑运体上；所述z油缸组驱动Z方向滑动体在Y滑动体上做Z方向运动。 所述旋转体通过旋转轴、法兰盘和旋转油缸固定在Z方向滑动体上；所述旋转油缸驱动旋转体以旋转轴为中心在Z方向滑动体上作旋转运动。所述夹钳体通过销轴固定在旋转体上，所述夹钳体包括油缸座、连接油缸座的夹紧油缸组、在夹钳体内固定在夹紧油缸组上的钳口；所述液压系统安放在X方向滑动体之上，液压系统包括液压油箱、液压集成系统、电气控制箱，以及由液压站分配到各油缸的管路组件；所述电气控制箱由空气开关、交流接触器、过载保护器、继电器、隔离变压器、开关电源、控制信号收发器、比例驱动器组成；所述操控面板包含固定支架、旋转连接体，操纵箱、控制信号灯组件、控制按钮组件；所述的旋转连接体一端固定在X滑动体顶部，另一端通过固定支架与旋转连接体相连，旋转连接体另一端固定有操纵箱上，操纵箱表面布置有控制信号灯组件和控制按钮组件。所述的中间工作平台Ⅱ包括顶层工作平台、同步举升装置、地下基础平台、举升油缸组、举升液压系统组和中间操作面板，所述顶层工作平台通过底部的多个铰接座与举升油缸组及同步举升装置铰接，所述顶层工作平台上表面设置有“T”型导轨；所述的地下基础平台通过多个铰接座与举升油缸组铰接，所述的地下基础平台上还加工有多个螺纹孔，所述多个螺纹孔用以连接和固定同步举升装置及举升液压系统。所述同步举升装置包括导向体、齿式导向杆、同步轴、齿轮、铰接轴，其中齿式导向杆前端带有轴孔，通过铰接轴与顶层工作平台底部的铰接座相连。所述举升油缸组由油缸体、缸体固定耳环、活塞杆、活塞杆耳环、油缸组铰接轴组成，所述缸体固定耳环通过油缸铰接轴与地下基础平台上的铰接座铰接；所述活杆耳环通过油缸组铰接轴与顶端平台下方的铰接座铰接。所述举升液压系统由液压油箱、液压集成系统、电气控制箱，以及由液压站分配到各油缸的管路组件组成；所述电气控制箱由空气开关、交流接触器、过载保护器、继电器、隔离变压器、开关电源、控制信号收 发器、比例驱动器组成；所述中间工作平台Ⅱ后方1.5米处设置有中间操控面板，所述中间平台操控面板包括地面支加、操纵箱、控制信号灯组件、控制按钮组件。所述的控制系统Ⅳ包括服务器、交换机、无线路由器、平板控制终端、控制信号收发器、传感器组件、比例驱动器、服务器端软件、终端操控软件；所述的控制系统Ⅳ中的服务器内部安装有服务器端软件，通过以太网卡、网线，经过交换机、无线路由器与安装有终端操控软件的平板控制终端、控制信号收发器相连；所述信号收发器一端通过以太网口与服务器相连接，另一端通过其它端口与传感器组件、比例驱动器，以及操控面板、上的控制信号灯组件、控制按钮组件相连接。本专利技术的优点和积极效果：1、可按照不同金属材料的拉伸特性将其准确的拉伸至塑性变形临界点。2、整机十轴联动，在材料达到塑性变形临界点时，通过多维拉伸、位移、扭曲实现金属蒙板、型材与三维模具的完美贴合。3、与传统冲压制件工艺相比较，多功能金属张拉机无需按照金属回弹情况反复试制冲压模具，亦不需制造上、下两个冲压模，而是只需一套与实际工件形装完全一致的三维工装模具即可实现工件的完美加工；4、从根本上解决了传统冲压工艺对异型蒙皮内侧加强筋等材料自身构造部份的冲击损伤；4、由于是在材料塑性变形临界值的条件下进行拉伸加工，成品工件回弹量小，使工件在加工过程中人工校形、人工应力消除等工序的工作强度大幅降低，有效提高了生产效率。5、采用闭环控制系统配合软件的“录制”与“回放”功能，实现对手动操作的精准记录，无需电脑编程，只需手动试拉样件后，设备即完成自动动作序列记忆，在批量生产的情况下可完全精准模拟人工操作，轻松实现大批量、自动化生产，且产品质量的稳定性、一致性得到有效保障。6、控制系统采用工业计算机与手持移动终端联网控制，使操作者可以身处设备任何一个便于观查工件变形情况的安全位置进行操作，有效解决了大型设备在运行过程中对加工件变形程及设备自身运行情况不易于观察的问题。附图说明图1是本专利技术多功能金属张拉机主体结构示意图图2是本专利技术左、右工作平台及机组结构示意图(正面)图3是本专利技术左、右工作平台及机组结构示意图(背面)图4是本专利技术翻转体、翻转油缸及夹钳体示意图图5是本专利技术夹钳体组装示意图图6是本专利技术中间工作平台示意图图7是本专利技术中间举升平台液压系统及电控系统安装示意图图8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控多功能金属张拉机，其特征在于：该张拉机包括左侧工作平台(Ⅰ)、中间工作平台(Ⅱ)、右侧工作平台(Ⅲ)和控制系统(Ⅳ)四个部份，所述左侧工作平平台(Ⅰ)及右侧工作平台(Ⅲ)对称布置在中间工作平台(Ⅱ)左右两侧，控制装置(Ⅳ)对左侧工作平台(Ⅰ)、中间工作平台(Ⅱ)和右侧工作平台(Ⅲ)实现控制。

【技术特征摘要】
1.一种数控多功能金属张拉机，其特征在于：该张拉机包括左侧工作平台(Ⅰ)、中间工作平台(Ⅱ)、右侧工作平台(Ⅲ)和控制系统(Ⅳ)四个部份，所述左侧工作平平台(Ⅰ)及右侧工作平台(Ⅲ)对称布置在中间工作平台(Ⅱ)左右两侧，控制装置(Ⅳ)对左侧工作平台(Ⅰ)、中间工作平台(Ⅱ)和右侧工作平台(Ⅲ)实现控制。2.根据权利要求1所述的一种数控多功能金属张拉机，其特征在于：所述左侧工作平台(Ⅰ)及右侧工作平台(Ⅲ)分别由工作平台(a)、拉伸机组(b)两部份组成，其中，所述工作平台(a)上设置有用于固定拉伸机组(b)运动方向的“(T)”型导轨(a1)、定位凹槽(a2)、定位销孔(a3)、用以安装机组拖动装置(a4)的凹槽(a5)。3.根据权利要求2所述的一种数控多功能金属张拉机，其特征在于：所述机组拖动装置(a4)包括由链条或钢丝绳、齿轮齿条组成的传动装置(a41)、用以驱动传动装置(a41)的，由电机、减速机组成的动力装置(a42)。4.根据权利要求2所述的一种数控多功能金属张拉机，其特征在于：所述拉伸机组(b)设置在工作平台(a)上，它包括(X)基座(b1)、(X)滑动体(b2)、(Y)方向滑动体(b3)、(Z)方向滑动体(b4)、旋转体(b5)、夹钳体(b6)，以及液压系统(b7)、操控面板(b8)；所述(X)滑动体(b2)安装于(X)基座(b1)上；所述液压系统(b7)、操控面板(b8)、(Y)方向滑动体(b3)安装于(X)滑动体(b2)上；所述(Z)方向滑动体(b4)安装于(Y)方向滑动体(b3)上；旋转体(b5)安装于(Z)方向滑动体(b4)上；所述夹钳体(b6)安装于旋转体(b5)上；所述(X)方向滑动体(b2)通过(X)压板(b21)、(X)导轨(b22)及(X)油缸组(b23)固定在(X)基座(b1)上，所述(X)油缸组(b23)驱动(X)方向滑动体(b2)在(X)基座(b1)上做(X)方向运动；所述(Y)方向滑动体(b3)通过(Y)压板(b31)、(Y)导轨(b320和(Y)油缸组(b33)固定在(X)滑动体(b2)上，所述(Y)油缸组(b33)驱动(Y)方向滑动体(b3)在(X)滑动体(b2)上做(Y)方向运动；所述(Z)方向滑动体(b4)通过(Z)压板(b41)、(Z)导轨(b42)及(Z)油缸组(b43)固定在(Y)滑运体(b3)上；所述(z)油缸组(b43)驱动(Z)方向滑动体(b4)在(Y)滑动体(b3)上做(Z)方向运动；所述旋转体(b5)通过旋转轴(b51)、法兰盘(b52)和旋转油缸(b53)固定在(Z)方向滑动体(b4)上；所述旋转油缸(b53)驱动旋转体(b5)以旋转轴(b51)为中心在(Z)方向滑动体(b4)上作旋转运动；所述夹钳体(b6)通过销轴(b61)固定在旋转体(b5)上，所述夹钳体(b6)包括油缸座(b62)、连接油缸座(b62)的夹紧油缸组(b63)、在夹钳体内固定在夹紧油缸组(b63)上的钳口(b64)；所述液压系统(b7)安放在(X)方向滑动体(b2)之上，液压系统(b7)包括液压油箱(b71)、液压集成系统(b72)、电气控制箱(b73)，以及由液压站分配到各油缸的管路组件(b74)；所述电气控制箱(b73)由空气开关(b731)、交流接触器(b732)、过载保护器(b733)、继电器(b734)、隔离变压器(b735)、开关电源(b736)、控制信号收发器(d5)、比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈元章，陈芳婉，芦衡，
申请(专利权)人：长春市恒丰客车装备有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22