金属板材折弯用传动机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种金属板材折弯用传动机构，包括压臂、连杆、铰接支座、压臂升降组件和压臂升降驱动组件；压臂对称布设在机架顶部；压臂升降驱动组件包括全电伺服电机；压臂升降组件能在对应压臂升降驱动组件的驱动下摆动或滑动，进而带动压臂绕铰接支座前后转动和上横梁高度升降。本申请一方面由于机构的非线性运动特性，所以适合大吨位。另外，由于机架的受力点更合理，本申请通过压臂将机架的受力点转移到机身靠中间的位置，无附加弯矩，因此结构受力合理，且无应力集中点，刚度可靠。刚度可靠。刚度可靠。

【技术实现步骤摘要】
金属板材折弯用传动机构


[0001]本技术涉及数控折弯领域，特别是一种金属板材折弯用传动机构。

技术介绍

[0002]金属板材加工行业(钣金加工)属于金属成型加工行业(钣金+冲压+锻造等)的一个分支，近20至25年期间发展较快，近几年仍有较好的市场增长空间，基本每年以5
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10％的速度增长。以其中的数控折弯设备产品为例，年市场销售总量在10000
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12000台左右。按照每台20万左右的单台销售价格，市场应该在20
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25 亿左右。
[0003]目前数控板材折弯设备按照工艺特点，适用范围，自动化程度的不同主要分为数控折弯机和数控折弯中心两种。数控折弯机和数控折弯中心均包括上横梁、上横梁升降驱动装置和设置在上横梁底部的上模。
[0004]目前，针对80吨以上数控折弯设备的上横梁升降驱动装置，国内、国外市场主要是以液压驱动为主。受限于制造成本，传动技术，数控系统，整机结构等等方面因素的影响，机械式全电伺服目前还是空白。上述液压驱动的优点是，能适用于80吨以上的大吨位，易于实现大幅面、厚板的折弯加工。然而，也存在着，如下不足：
[0005]1、噪声大、能耗高、液压油渗漏和污染环境。
[0006]2、成本较高，因为液压油缸、阀组、液压泵等高精密零件成本较高，其中阀组，液压泵部件中高端市场几乎完全依赖于进口，成本高。
[0007]3、精度不高，液压系统位置精度控制存在先天的劣势，位置可控性差。
[0008]4、寿命低，元器件磨损，液压油路污染，都容易对液压系统稳定性产生不良影响。
[0009]5、滑块动作冲击大，不平缓。
[0010]6、受环境的温度、湿度、灰尘等因素影响较大。
[0011]7、运动控制复杂。
[0012]8、控制系统依赖进口。
[0013]9、加工效率低。
[0014]为解决上述液压驱动方式的不足，近几年而发展起来的技术，主要是在小吨位折弯机(主流的30～40吨)，一般不超过50吨，尤其在深圳，广东等地区的电子，通讯行业应用较多，也较为成熟。而目前小吨位的机械全电伺服折弯机大多采用重载滚珠丝杠(直接驱动，无连杆机构)驱动方式。这种驱动方式的有点为：结构简单、机械传动效率高、速度快、精度高、同时完美的克服了液压传动的诸多问题。然而，也存在着如下方面的不足：
[0015]1、对机床的加工制造精度高。
[0016]2、无连杆机构进行增力，因此仅适合50吨以下的小吨位折弯机。
[0017]3、功率利用率低，所需驱动电机功率大，也增加了成本。
[0018]4、由于丝杠和上横梁、机架都是刚性连接，两侧驱动不能进行同步调整。因而，滚珠丝杠两侧平行度调整因不同步，会导致丝杠弯曲，损坏丝杠。
[0019]5、噪声大。
[0020]然而，目前80吨及以上市场占有率达到80％以上市场份额。然而，由于如下原因，使得机械式全电伺服成为取替传统液压传动的瓶颈：
[0021]1、由于整机属于板材焊接的框架结构，由于重载，机架等结构件几乎用到材料的强度极限，因此合理的机械式全电伺服对整机刚度和可靠性都有决定性的影响。传动机构不同，相应的机架结构也不一样。传动机构的设计，需要综合考虑整机机架力性能，机构的运动学逆解，运动轨迹规划，机构的传动特性，制造成本，制造的难易程度，空间布局，传动误差累计，传动机构的弹性变形，结构热变形的影响，左右平行度的调整等多方面因素的综合考虑，由于结构特点的，其他领域的传动机构以及本领域的现有技术，一般不适合数控折弯设备。
[0022]2、机构自身的运动学特性和力学特性。折弯机属于典型的非线性工况，以常规的机型为例，一般上模的总行程为200mm(速度要求150
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200mm/s)，而其中只有20mm(考虑操作安全性，速度为20mm/s)的工进行程有载荷输出，其余的180mm行程均为无载荷输出的空行程。因此，要求机械式全电伺服机构具有非线性特性，即在空行程的时候快速低负载运动，在工进行程慢速大负载输出。以上述的小吨位滚珠丝杠直驱的传动方式，其速度，输出力都为固定值，驱动电机的功率没有被充分利用，因此无法实现大吨位折弯。
[0023]3、机械式全电伺服的运动学逆解，即根据上横梁所需的位置，通过解析法求得驱动电机的转角，这是实现高动态特性，高精控制的前提。而现有技术的机械式全电伺服机构由于其自身特点，没有办法求得运动学逆解的解析解，只能通过数值迭代的方式求得，控制系统运算量很大，严重影响速度，因此不能实现高动态特性，高精的控制。
[0024]因而，如何使机械式全电伺服取替传统液压传动，实现节能环保且重载高精的传动机构，成为金属板材加工行业发展的新方向。其中，重载是指80吨及以上，高精是指板材折弯的成型角度精度，精度在0.5度以内，且相应的上模定位精度达到0.025mm(比如板料折弯的角度误差0.5度，对应的上模，即上横梁的定位精度0.025mm)。

技术实现思路

[0025]本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种金属板材折弯用传动机构，该金属板材折弯用传动机构能实现80吨及以上重负荷的上横梁的升降驱动，且驱动精度高，且节能环保、运动学逆解简单。
[0026]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：
[0027]一种金属板材折弯用传动机构，包括压臂、连杆、铰接支座、压臂升降组件和压臂升降驱动组件。
[0028]金属板材折弯设备包括机架和上横梁。机架包括对称布设在自身两侧的两块侧板。
[0029]压臂的数量为两块，对称布设在机架两侧上部。
[0030]每块压臂朝向上横梁的前端部均与所述连杆的顶端相铰接，连杆底端与上横梁相铰接。
[0031]每块压臂的中部或背离上横梁的后端部均铰接在铰接支座上，铰接支座固定安装或一体式设置在机架上。
[0032]每块压臂的后端部或中部均设置有一组压臂升降组件，每组压臂升降组件均连接
至少一组压臂升降驱动组件。压臂升降驱动组件包括全电伺服电机。
[0033]压臂升降组件能在对应压臂升降驱动组件的驱动下转动或滑动，进而带动压臂绕铰接支座上下摆动和上横梁高度升降。
[0034]每组压臂升降组件均包括能摆动的压杆，且压杆的顶端与压臂的后端部或中部相铰接。
[0035]压臂升降驱动组件还包括曲轴和用于驱动曲轴旋转的曲轴旋转驱动装置。压杆的底端直接或间接与曲轴相铰接。
[0036]曲轴旋转驱动装置包括所述全电伺服电机和小齿轮。全电伺服电机用于驱动小齿轮的旋转。曲轴具有与小齿轮相啮合的外齿。
[0037]每组压臂升降组件均还包括推杆和支撑杆。推杆的顶端与压杆底端相铰接，推杆底端与曲轴相铰接。推杆与压杆的铰接点处还铰接有支撑杆，支撑杆的另一端铰接在对应的机架上。
[0038]每组压臂升降组件均还包括连接块和支撑杆。压杆的底端和支撑杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属板材折弯用传动机构，其特征在于：包括压臂、连杆、铰接支座、压臂升降组件和压臂升降驱动组件；金属板材折弯设备包括机架和上横梁；机架包括对称布设在自身两侧的两块侧板；压臂的数量为两块，对称布设在机架两侧上部；每块压臂朝向上横梁的前端部均与所述连杆的顶端相铰接，连杆底端与上横梁相铰接；每块压臂的中部或背离上横梁的后端部均铰接在铰接支座上，铰接支座固定安装或一体式设置在机架上；每块压臂的后端部或中部均设置有一组压臂升降组件，每组压臂升降组件均连接至少一组压臂升降驱动组件；压臂升降驱动组件包括全电伺服电机；压臂升降组件能在对应压臂升降驱动组件的驱动下转动或滑动，进而带动压臂绕铰接支座上下摆动和上横梁高度升降。2.根据权利要求1所述的金属板材折弯用传动机构，其特征在于：每组压臂升降组件均包括能摆动的压杆，且压杆的顶端与压臂的后端部或中部相铰接。3.根据权利要求2所述的金属板材折弯用传动机构，其特征在于：压臂升降驱动组件还包括曲轴和用于驱动曲轴旋转的曲轴旋转驱动装置；压杆的底端直接或间接与曲轴相铰接。4.根据权利要求3所述的金属板材折弯用传动机构，其特征在于：曲轴旋转驱动装置包括所述全电伺服电机和小齿轮；全电伺服电机用于驱动小齿轮的旋转；曲轴具有与小齿轮相啮合的外齿。5.根据权利要求4所述的金属板材折弯用传动机构，其特征在于：每组压臂升降组件均还包括推杆和支撑杆；推杆的顶端与压杆底端相铰接，推杆底端与曲轴相铰接；推杆与压杆的铰接点处还铰接有支撑杆，支撑杆的另一端铰接在对应的机架上。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丰羽，申景金，蒋国平，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：新型
国别省市：