一种多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构，包括倾斜滑轨、惰性快和两个曲柄连杆机构；折边模安装在折边梁上，折边梁具有一个驱动斜面；倾斜滑轨倾斜安装在邻近折边模的机架上；惰性快具有两个不平行的斜面；其中，惰性快的一个斜面滑动安装在倾斜滑轨上，与倾斜滑轨之间形成移动副一；惰性快的另一个斜面与折边梁的驱动斜面滑动配合，两者间形成移动副二；两个曲柄连杆机构的曲柄均铰接安装在机架上，两个曲柄连杆机构的连杆分别与惰性快/折边梁和折边梁相铰接。本实用新型专利技术能实现水平方向和竖直方向的平动，避免附加摆动，刀尖轨迹控制精度高，折弯过程中在板面外观光洁，无压痕。同时，折弯模的刚度高，移动副的负载小。副的负载小。副的负载小。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构


[0001]本技术涉及金属板材加工领域，特别是一种多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构。

技术介绍

[0002]在工业生产领域，金属板材所占比例很高，以汽车行业为例，金属板材成型加工比重占 60％左右，白色家电行业，金属板材加工比重约占80％左右，电器柜、快递柜、橱柜、文件柜等行业钣金加工约占比重95％以上。
[0003]近年来，数控金属板材加工设备正向着自动化、智能化、高速高精、重载的方向发展。而在金属板材成型加工行业，板材的折弯加工是工艺难度最大，实现自动化难度最大的一道工序。其整体技术水平决定了整个金属板材加工领域的技术水平。
[0004]传统的金属板材折弯加工为“三点式”折弯加工，其原理如图12所示。这种加工方式，板料折弯过程中会产生向上翻转的动作，一方面影响加工精度，另一方面会对操作工人身安全产生影响，且劳动强度大。
[0005]为解决这个问题，目前有两种解决方案：
[0006]1、采用辅助托料机构，如：一种折弯随动托料装置(申请号：201810934350.3)，数控折弯机同步随动托料装置(申请号：201010194128.8)等。
[0007]2、采用机器人辅助折弯，如：一种具有附加七轴的钣金折弯机器人(申请号： 201820081641.8)，一种钣金加工机器人随动折弯控制方法(申请号：201811527563.0)。
[0008]上述两种现有技术解决方案，的确可以在一定程度上提高加工精度，降低劳动强度，提高操作安全性。但是方案1，需要人工参与，为半自动方式，生产效率不高；方案2，机器人价格较高，占地面积大，机器人的跟随动作和折弯机折弯动作一致性不好影响精度，且工作过程中，机器人需要对板材进行多次的搬运、翻转、定位等操作，严重影响加工效率。
[0009]为此，人们针对工程机械、造船、灯杆等重载细分行业，当然也可以应用于电器柜，橱柜等细分行业开发了一种“折边”加工方式的折弯加工工艺及加工设备，具体如图13所示。
[0010]申请号为CN201610497320.1的中国技术专利申请，其技术创造的名称为“一种金属板料折边机折边机构”，其包括机架，所述机架的前侧下端设有支撑台，所述支撑台上方设有压紧梁，所述机架前侧内设有折边梁，所述折边梁下端左右两侧分别设有驱动折边梁上下摆动的竖直驱动机构，所述折边梁后端设有驱动折边梁前后摆动的水平驱动机构。竖直驱动机构带动折边梁上下摆动，实现垂直方向运动，水平驱动机构带动折边梁前后摆动，实现水平方向运动，两者联动可实现复杂的折边轨迹，满足不同客户的需求。
[0011]然而，上述专利申请，在使用中，却存在着如下缺陷，有待进一步进行改进：
[0012]1、上述水平驱动机构在水平方向运动的同时，具有附加的摆动；竖直驱动机构在驱动垂直方向运动的同时，还具有附加的摆动，故而不能实现绝对意义上的X、Y向两个自由度的单一的运动平动。因此，不能实现刀尖轨迹的精确控制，控制精度差，在折弯过程中进
行角度修正时仅能通过多次的手工输入校正参数来进行校正，不能通过精确的数学计算自动完成校正值的计算，效率低，且难以实现智能化控制。另外由于其刀尖轨迹精度较差，因此，折弯过程中在板面留下压痕的问题不可避免。
[0013]2、设备的加工精度取决于各个铰接点的加工、装配精度，因此，加工制造难度大，难以实现批量化生产，限制其大范围推广。另外，在CN201610497320.1中，其铰接点不仅用于驱动，同时还要对折边梁进行导向，或限制自由度。因此铰接点的制造误差会影响折边梁在运动过程中水平方向和竖直方向的平行度产生影响。
[0014]3、由于存在附加的摆动，因此难以实现折边梁运动位置的实时反馈(反馈测量传感器无处安装)，因此很难实现折边梁运动位置的闭环反馈和控制，因此加工精度难以保证。
[0015]4、铰接点的磨损，机构中各个杆件受力的弹性变形，构件的温度变形都会对加工精度产生很大影响。

技术实现思路

[0016]本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构，该一种多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构能实现水平方向和竖直方向的运动平动，无附加摆动，刀尖轨迹控制精度高，折弯过程中在板面外观光洁，无压痕。同时，折弯模的刚度高，移动副的负载小；且能够实现重载、大吨位折弯；还能实现刀尖轨迹的精确控制，控制精度高，在折弯过程中进行角度修正时能够通过精确的数学计算自动完成校正值的计算，效率高，可以实现折弯角度的智能化控制。
[0017]为解决上述现有技术问题，本技术采用的技术方案是：
[0018]一种多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构，用于驱动数控折弯设备中折边模的多自由度移动，数控折弯传动机构包括倾斜滑轨、驱动座和两个曲柄连杆机构。
[0019]折边模安装在折边梁上，折边梁具有一个驱动斜面。
[0020]倾斜滑轨倾斜安装在机架上。
[0021]驱动座具有两个不平行的斜面。其中，驱动座的一个斜面滑动安装在倾斜滑轨上，与倾斜滑轨之间形成移动副一。驱动座的另一个斜面与折边梁的驱动斜面滑动配合，两者间形成移动副二。
[0022]两个曲柄连杆机构的曲柄均铰接安装在机架上，其中一个曲柄连杆机构的连杆与驱动座或折边梁相铰接，另一个曲柄连杆机构的连杆与折边梁相铰接。
[0023]还包括折边模位移检测机构，折边模位移检测机构用于检测折边模的坐标。
[0024]折边模位移检测机构为光栅尺，光栅尺包括标尺光栅、读数头和位移连杆。标尺光栅安装在机架上，读数头滑动连接在标尺光栅中，位移连杆用于连接读数头和折边梁。
[0025]光栅尺具有两组。
[0026]驱动座为L型、三角形、梯形、四边形或楔形。
[0027]折边梁包括C型槽口和水平横梁。折边模安装在C型槽口的槽口处，水平横梁的一端连接C型槽口，另一端设置所述驱动斜面。
[0028]两个曲柄连杆机构分别为曲柄连杆机构一和曲柄连杆机构二。
[0029]曲柄连杆机构一包括相互铰接的曲柄一和连杆一。曲柄一的尾端铰接安装在机架
上，连杆一的另一端与驱动座或折边梁相铰接。
[0030]曲柄连杆机构二包括相互铰接的曲柄二和连杆二。曲柄二的尾端铰接安装在机架上，连杆二的另一端与折边梁相铰接。
[0031]通过优化驱动座中两个斜面的倾斜角度，曲柄连杆机构中铰接点的位置、支撑位置和连杆长度，从而能提高折边模的精度和刚度，减轻移动副一和移动副二的负载。
[0032]移动副一与水平面的夹角为
±
75
°
范围内；移动副二与竖直平面夹角为
±
75
°
范围内。
[0033]还包括肘杆机构，肘杆机构用于驱动与驱动座相连接的曲柄连杆机构，肘杆机构为第三曲柄连杆机构或丝杆传动机构。
[0034]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构，用于驱动数控折弯设备中折边模的多自由度移动，其特征在于：数控折弯传动机构包括倾斜滑轨、惰性块和两个曲柄连杆机构；折边模安装在折边梁上，折边梁具有一个驱动斜面；倾斜滑轨倾斜安装在机架上；惰性块具有两个不平行的斜面；其中，惰性块的一个斜面滑动安装在倾斜滑轨上，与倾斜滑轨之间形成移动副一；惰性块的另一个斜面与折边梁的驱动斜面滑动配合，两者间形成移动副二；两个曲柄连杆机构的曲柄均铰接安装在机架上，其中一个曲柄连杆机构的连杆与惰性块或折边梁相铰接，另一个曲柄连杆机构的连杆与折边梁相铰接。2.根据权利要求1所述的多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构，其特征在于：还包括折边模位移检测机构，折边模位移检测机构用于检测折边模的坐标。3.根据权利要求2所述的多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构，其特征在于：折边模位移检测机构为光栅尺，光栅尺包括标尺光栅、读数头和位移连杆；标尺光栅安装在机架上，读数头滑动连接在标尺光栅中，位移连杆用于连接读数头和折边梁。4.根据权利要求3所述的多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构，其特征在于：光栅尺具有两组。5.根据权利要求1所述的多自由度非线性耦合的数控折弯传动机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丰羽，李剑，
申请(专利权)人：南京云上自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：