一种快速可重构模具及其微调组件制造技术

本发明专利技术公开了一种快速可重构模具及其微调组件，涉及模具制造领域，包括基本模块、模块微调驱动机构、反馈机构、底座连接件。本发明专利技术采用模块化的设计方式，只需要对基本模块的自由度进行控制，就能实现不同形态的曲面设计，在满足匹配精度的基础上，大大减少了控制组件数量，降低了控制难度及成本。

A fast reconfigurable die and its fine tuning components

【技术实现步骤摘要】
一种快速可重构模具及其微调组件
本专利技术涉及模具制造领域，尤其涉及一种快速可重构模具及其微调组件。
技术介绍
传统的材料成形方法中，通常需要制作一个模子。而模子的制造具有模子制造周期长，制造价格昂贵，并且模子制造好以后，形状很难改变等特点。研究模子的快速成型技术将会大幅缩短复合材料生产周期并降低生产成本。数字化表面重构技术是利用CAD输入信息来控制丝杆定位以形成三维表面的技术，采用这个方法对产品进行造型，节省了制造模子的费用以及时间；并可以通过改变丝杆的位置对已经形成的表面轮廓进行修改，方便快捷；此外，如果需要另一个造型，只需要重新改变丝杆阵列的表面轮廓。因此，采用这个技术可以快速的形成各种曲面轮廓。经过对现有技术的检索发现，美国专利号US4212188，公开(公告)日1980年7月15日，公开了一种用于钢板成型的装置，将高度可调节的连杆排列安装在上、下两块支撑板上，这些连杆上下一一对应，形成连杆对，通过调节各连杆对的高度，使得连杆顶点表面形成曲面轮廓，作为钢板成型的模子，将上、下两块支撑板靠近并按压，使得钢板屈服，从而形成钢板曲面。各连杆顶端设置可转动的光滑头，以使钢板的曲面更加平滑。但该技术的缺陷和不足在于，该技术采用离散的点来控制曲面形状，离散点的数量和间距决定了制作的精度。为了形成设计的曲面，通常需要对大量的连杆对(几百至几千个)进行控制，这就需要大量的控制电机。成本巨大，且占用庞大的空间。因此，本领域的技术人员致力于开发一种快速可重构模具及其微调组件，采用模块化设计理念，只需要几个基本模具单元，对其进行微调，即可实现需要的曲面形态。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何提高曲面制作精度并降低控制难度及制作成本。为实现上述目的，本专利技术提供了一种快速可重构模具及其微调组件，包括基本模块、模块微调驱动机构、反馈机构、底座连接件；其中，所述基本模块设置为三个，由左侧模块、中间模块、右侧模块依次排列组成；所述模块微调驱动机构设置为六个，由第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构、第六驱动机构组成；所述反馈机构设置为六个，所述反馈机构与所述模块微调驱动机构一一对应。进一步地，所述基本模块的数量根据实际情况进行增减，大小根据实际情况进行选择替换，排列形式根据具体情况进行调整组装，所述模块微调驱动机构和所述反馈机构的数量及排列方式同时进行相应调整。进一步地，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的上表面均设置为曲面形式，同时，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块均有两个自由度设置为可调节，用以调节每个模块上表面形成的曲面，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块共同构成复合材料成型的模子。进一步地，所述左侧模块可调节的自由度包括所述左侧模块与所述中间模块之间的距离，以及所述左侧模块相对于水平面的上仰角度；所述右侧模块可调节的自由度包括所述右侧模块与所述中间模块之间的距离，以及所述右侧模块相对于水平面的上仰角度；所述中间模块可调节的自由度包括所述中间模块的高度及水平位置；所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块可调节的自由度根据实际情况进行增减。进一步地，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的上表面曲面是对大量目标产品具有的相似曲面形态进行统计分析，并优化设计而获得。进一步地，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块分别连接于相应的底座上，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块与相应的底座之间的连接根据实际情况进行调整，以实现所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的自由度；所述左侧模块与左侧底座之间设置铰链连接，实现所述左侧模块与所述左侧底座之间的角度调节；所述右侧模块与右侧底座之间设置铰链连接，实现所述右侧模块与所述右侧底座之间的角度调节；所述中间模块与中间底座在水平方向固定连接，所述中间模块与中间底座在竖直方向滑动连接。进一步地，所述左侧底座、所述中间底座、所述右侧底座滑动连接于一个光滑轨道，实现所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块之间沿轨道方向的距离调节；所述左侧底座、所述中间底座、所述右侧底座之间的连接方式根据实际情况进行调整，包括滑动连接、固定连接、滚动连接中的一个方式或几个方式的组合。进一步地，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块均设有两个驱动机构；所述左侧模块设有第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构用以控制所述左侧模块沿轨道方向的水平移动，所述第二驱动机构用以控制所述左侧模块沿左侧底座铰链的转动，进而以实现角度的调节；所述右侧模块设有第三驱动机构和第四驱动机构，所述第三驱动机构用以控制所述右侧模块沿轨道方向的水平移动，所述第四驱动机构用以控制所述右侧模块沿右侧底座铰链的转动，进而以实现角度的调节；所述中间模块设有第五驱动机构和第六驱动机构，所述第五驱动机构用以控制所述中间模块的高度，所述第六驱动机构用以控制所述中间模块在轨道上的位置；所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的驱动机构数量根据实际情况进行增减，以实现所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的自由度。进一步地，所述模块微调驱动机构优选为线性制动器，顶端光滑，当作用于所述基本模块时，可推动滑块按设计的方向运动；所述模块微调驱动机构随着对应的所述基本模块在水平面内运动，保持所述模块微调驱动机构与所述基本模块之间的对应关系，以实现所述模块微调驱动机构对对应的所述基本模块的驱动。进一步地，所述反馈机构优选为编码器，每个所述模块微调驱动机构均设置一个所述反馈机构，用以记录并反馈所述模块微调驱动机构的行程，所述反馈机构与所述模块微调驱动机构一起形成闭环控制。在本专利技术的较佳实施方式中，所述基本模块由所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块组成，所述基本模块的表面曲面形态是对一系列目标产品表面曲面形态进行统计分析，并以此为基础优化设计而获得，在制造不同的产品时，只需要对所述基本模块进行微调就可以形成不同的曲面形态。本专利技术尤其适用于制造一系列尺寸和形态相似的个性化定制产品，比如足踝矫形鞋垫、个性化面罩，以及个性化背部支撑等。在本专利技术的另一较佳实施方式中，本专利技术针对现有技术的不足，设计提供了一种快速可重构模具及其微调组件，采用模块化的设计方式，只需要对所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的自由度进行控制，就能实现不同形态的曲面设计。与传统可重构模具制造方法需要控制几百甚至几千个连杆组件相比较，本专利技术采用优化设计的模块，在满足匹配精度的基础上，大大减少了控制组件数量，降低了控制难度及成本。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的快速可重构模具及其微调组件的三维图；图2是本专利技术的一个较佳实施例的快速可重构模具及其微调组件的正视图。其中，1-左侧模块，2-中间模块，3-右侧模块，4-第一驱动机构，5-第二驱动机构，6-第三驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速可重构模具及其微调组件，其特征在于，包括基本模块、模块微调驱动机构、反馈机构、底座连接件；其中，所述基本模块设置为三个，由左侧模块、中间模块、右侧模块依次排列组成；所述模块微调驱动机构设置为六个，由第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构、第六驱动机构组成；所述反馈机构设置为六个，所述反馈机构与所述模块微调驱动机构一一对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速可重构模具及其微调组件，其特征在于，包括基本模块、模块微调驱动机构、反馈机构、底座连接件；其中，所述基本模块设置为三个，由左侧模块、中间模块、右侧模块依次排列组成；所述模块微调驱动机构设置为六个，由第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、第五驱动机构、第六驱动机构组成；所述反馈机构设置为六个，所述反馈机构与所述模块微调驱动机构一一对应。


2.如权利要求1所述的快速可重构模具及其微调组件，其特征在于，所述基本模块的数量根据实际情况进行增减，大小根据实际情况进行选择替换，排列形式根据具体情况进行调整组装，所述模块微调驱动机构和所述反馈机构的数量及排列方式同时进行相应调整。


3.如权利要求1所述的快速可重构模具及其微调组件，其特征在于，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的上表面均设置为曲面形式，同时，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块均有两个自由度设置为可调节，用以调节每个模块上表面形成的曲面，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块共同构成复合材料成型的模子。


4.如权利要求3所述的快速可重构模具及其微调组件，其特征在于，所述左侧模块可调节的自由度包括所述左侧模块与所述中间模块之间的距离，以及所述左侧模块相对于水平面的上仰角度；所述右侧模块可调节的自由度包括所述右侧模块与所述中间模块之间的距离，以及所述右侧模块相对于水平面的上仰角度；所述中间模块可调节的自由度包括所述中间模块的高度及水平位置；所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块可调节的自由度根据实际情况进行增减。


5.如权利要求1所述的快速可重构模具及其微调组件，其特征在于，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的上表面曲面是对大量目标产品具有的相似曲面形态进行统计分析，并优化设计而获得。


6.如权利要求1所述的快速可重构模具及其微调组件，其特征在于，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块分别连接于相应的底座上，所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块与相应的底座之间的连接根据实际情况进行调整，以实现所述左侧模块、所述中间模块、所述右侧模块的自由度；所述左侧模块与左侧底座之间设置铰链连接，实现所述左侧模块与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：康利平，
申请(专利权)人：上海足适智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31