用於彎板機刀座單元的具有獨立馬達的運動機構的製作方法

2023-10-06 04:41:34 1

用於彎板機刀座單元的具有獨立馬達的運動機構的製作方法
【專利摘要】一種設計用來彎曲和定型金屬薄板的彎曲機，該彎曲機包括具有「C」形部分的刀座單元(1)，刀座單元是可動的並且可以朝兩個方向移動，所述兩個方向均垂直於固定的工作檯，其中刀座單元配備有一個或多個彎曲刀片，伺服馬達和行星齒輪減速器被用來移動刀座單元(1)；所述刀座單元(1)使用包括兩個機械單元(20,20a；30,30a)的組合機構，其中用於在大致水平方向上移動刀座單元(1)的機械單元(30,30a)包括聯接至相應的行星齒輪減速器的一對伺服馬達(6,6a)，每一個行星齒輪減速器操縱相應的凸輪軸(3,3a)，凸輪軸(3,3a)鉸接在刀座單元(1)的後方支承部(2,2a)上。
【專利說明】用於彎板機刀座單元的具有獨立馬達的運動機構

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用於彎曲金屬薄板的彎板機的刀座單元的運動機構。
[0002] 特別地，本發明涉及一種機構，在該機構中，通過四個獨立運作的伺服馬達減速器 單元來移動刀座單元。
[0003] 本發明主要用於由金屬薄板製造型材的彎板機領域。

【背景技術】
[0004] 這樣的現有彎板機是已知的，它使用安裝在刀座單元上的一對刀片來完成彎曲金 屬薄板的工藝，其中刀座單元是大體上呈"C"形的結構並且可以液壓方式或機電方式進行 操作。
[0005] 在這類機器中，待彎曲的金屬薄板由被稱為加壓器或薄板加壓器的裝置夾緊，該 裝置在與金屬薄板自身所在的平面成90度的方向上移動並且被壓在被稱為相對刀片的固 定部件上。
[0006] 每一個所述兩個刀片即上方刀片和下方刀片在分別平行於金屬薄板平面和與該 平面垂直的方向在橫向（X)和縱向（Y)這兩個自由度上沿曲線跡線運動。
[0007] 在移動過程中，刀片與金屬薄板接觸並將其彎成各種形狀。跡線可以是恆定的或 在某些情況下在可內插兩個軸X和Y的電腦數控系統上程控。
[0008] 歐洲專利EP-B1-1819457表示與本發明最接近的現有技術狀況。前述專利的刀座 單元具有運動鏈，該運動鏈具有大致包括相接合的五側邊組件的結構，該結構的驅動部件 是由接合適用於高扭矩的高精度減速器齒輪的電動馬達驅動的曲柄。
[0009] 在此情況下，刀座單元使用由設計成分別控制刀座單元的水平移動和堅向移動的 兩個機械單元形成的組合機構。
[0010] 更具體地說，控制刀座單元的水平移動的第一機械單元包含獨立的伺服馬達，該 伺服馬達配備有又與連杆相連的曲柄。連杆的另一端鉸接在配備有位於軸上的樞軸的槓桿 的一端。槓桿的另一端，即與附接到連杆的端部相對的那一端，連接至位於一對支承部的端 部上的一組銷，所述一對支承部又具有與刀座連接的伸展形狀。
[0011] 控制刀座單元堅向移動的第二機械單元包括兩個伺服馬達，這兩個伺服馬達驅動 又鉸接在相應的連杆上的曲柄。連杆的另一端附接在"C"形刀座單元的底座。
[0012] 應該注意的是本專利描述的所有曲柄也可以是有相同功能的偏心單元。
[0013] 對於進一步的結構詳情，讀者可參考專利EP-B1-1819457。應該注意的是，專利 EP-B1-1819457所描述的機構的幾何結構具有在本發明應用領域中正確移動彎曲刀片所必 需的工作空間。它也有特殊的幾何配置，（對於單個運動狀態，其中存在運動的反轉）機構 可以該構型周圍彎曲金屬薄板，其中需要對驅動扭矩進行必要的放大。
[0014] 根據專利EP-B1-1819457的機器與現有技術中的彎板機相比具有幾個大的優勢。 特別地，該機器提供新的彎曲跡線，該跡線允許彎曲刀片在金屬薄板上滾動而不刮擦它。該 跡線在處理具有保護膜的材料時尤其有用，因為它防止保護膜的破損和金屬薄板的損壞。
[0015] 另一個優勢是所使用的伺服馬達和減速齒輪可以獲得比使用現有技術的液壓系 統獲得的性能高得多的性能水平。伺服馬達和減速齒輪也保證在整個彎曲周期中傳送恆定 力矩。這在使用蓄電池並且因而以在彎曲過程中緩慢降低的壓力下工作的液壓系統中是不 可能獲得的。這可使消耗最優化，並降低到比傳統機器低60%的水平。
[0016] 進一步的優勢是用根據專利EP-B1-1819457製得的機器加工的半成品材料具有 優異的品質並且可用被認為是比傳統機器更穩定和可重複性更高的機器獲得。這是因為它 對於發生在利用液壓系統的機器中的熱變化是不敏感的。它也比現有技術中的機器更安靜 並且耗油量低得多，因為它有一個非常簡單的液壓迴路。
[0017] 該機器對環境的影響也完全不同於現有的那些機器。它更穩定，消耗更少，更安靜 和耗油少得多。
[0018] 專利EP-B1-1819457描述的機器具有與現有技術的機器相關的上述所有優勢。然 而，該機器的實際應用遇到了一些不易克服的缺點和問題。在專利EP-B1-1819457所描述 的機器中，水平移動由單個伺服馬達減速器產生。該特徵意味著該機器不能實現偏心彎曲。 換句話說，不能利用該機器將金屬薄板定位在工作區域中的任意點。
[0019] 另一個缺點是它不能在工件如金屬環上獲得可變的彎曲，因為該機器不能獲得不 同的跡線。
[0020] 最後，專利EP-B1-1819457所描述的機器配置不能按需要自由地改變。這使其對 於熱和機械環境中的變化是敏感的，因而在維持特定的機械容差方面會產生嚴重的問題。


【發明內容】

[0021] 本發明通過提供一種允許薄板定位於工作區域任意點的運動機構，並且通過提供 可產生可變彎曲例如套圈上的彎曲的各種不同的跡線，克服了現有技術的通常的缺陷和缺 點。
[0022] 這可藉助於具有權利要求1所述的特徵的彎板機的刀座的運動機構來實現。
[0023] 從屬權利要求特別描述了根據本發明的機構的優選實施例。
[0024] 根據本發明，"C"形刀座單元利用聯接兩個獨立偏心銷的一對後方擴展部在大致 水平的方向上移動，其中每一個所述兩個獨立偏心銷通過其各自的伺服馬達和減速器來移 動。此外，每一個偏心銷被設計用來驅動刀座單元的傾斜移動並且用作提供所需彎曲力的 曲柄軸。
[0025] 在本發明中，"C"形刀座單元利用連接至驅動曲柄和連杆的一對伺服馬達和減速 器在大致堅直方向上移動，其中連杆和曲柄的另一端連接至"C"形刀座單元的底座。
[0026] 以這種方式組成的刀座單元配備有形成閉式運動鏈的四個機械部件，其中運動鏈 驅動刀座結構進行各種運動，刀座結構又由包括角軸承的四個轉動副支承。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 以下參照作為非限制性例子來提供的附圖來描述本發明，其中：
[0028] 圖1示出根據本發明的彎板曲機的"C"形刀座單元的後方透視圖。
[0029] 圖2示出如圖1所示的刀座單元的後方透視圖，而且還示出由各部件實現的運動。
[0030] 圖3為示出由如圖1所示的具有運動結構的刀座單元實現的運動的矢量圖。

【具體實施方式】
[0031] 圖1示出用於彎曲金屬薄板並包含"C"形刀座單元1的彎板機，其中包括下刀片 4和上刀片5的一對刀片被固定在"C"形刀座單元1上。刀座單元1通過下文詳細描述的 伺服馬達和行星齒輪減速器來移動。
[0032] 刀座單元結構的後部包括一對固定的支承部或擴展部2、2a，而下方部分固定有底 座10、10a。支承部2、2a和底座10、10a由特殊的運動系統致動，該運動系統的鏈有兩個有 效的自由度並且形成兩個機械單元，其中一個機械單元30、30a被設計為在大致水平方向 上移動刀座單元1，另一個機械單元20、20a被設計為在大致堅直方向上移動刀座單元1。
[0033] 包括所有機構的組合系統在運動學上可認為是平面機構，其中術語平面機構可理 解為說明這麼一個機構，其組成部分在平坦平面上運動，而且轉動副的軸線彼此平行並且 與前述運動平面垂直。
[0034] 系統的拓撲結構，其組成部件的數量和聯接類型使其成為由全部可以轉動的五個 運動副連接的五個組成部分的閉式運動鏈。
[0035] 其中一個組成部分是機器框架。前述運動鏈有兩個有效的自由度，這樣就可使用 安裝在各自的機械單元上的兩個獨立的伺服馬達。
[0036] 根據本發明，第一個機械單元包括聯接相應的行星齒輪減速器的一對相應的伺服 馬達6、6a，其中每一個行星齒輪減速器可以操縱凸輪軸3、3a，刀座單元1的支承部2、2a鉸 接在凸輪軸3、3a上。
[0037] 凸輪軸3、3a有兩個不同的功能。它們可以作為用於刀座單元1的傾斜移動的轉 銷，同時用作使刀座單元1產生大致水平移動的曲軸。
[0038] 第二個機械單元20、20a包括分別聯接兩個齒輪減速器的一對伺服馬達，該兩個 齒輪減速器分別操縱曲柄9、9a，連杆8、8a分別鉸接在曲柄9、9a上，其中每個連杆的另一端 分別通過銷7、7a連接到刀座單元1的底座10、10a上。
[0039] 該機構的幾何原理：
[0040] 一具有能夠在設想的應用領域內有效移動彎曲刀片所必需的工作空間；
[0041] 一在機構可彎曲金屬薄板的構型周圍具有特殊的幾何構型（對於單個運動狀態 而言，運動可以反轉），其是放大驅動扭矩所必需的。具有兩個構型，其中一個構型用於"正 向彎曲"，另一個用於"反向彎曲"。
[0042] 圖2和圖3示出構件跡線，其中字母Z表示以下的運動關係：
[0043] Z1-馬達和連杆8之間的第一構件的曲柄9 ;
[0044] Zla-馬達和連杆8a間的第二構件的曲柄9a ;
[0045] Z2-第一構件的連杆8的跡線；
[0046] Z2a-第二構件的連杆8a的跡線；
[0047] Z3-連杆8和刀座單元1的鉸鏈與凸輪軸3的鉸鏈6之間的第一構件的跡線；
[0048] Z3a-連杆8a和刀座單元1的鉸鏈與凸輪軸3a的鉸鏈6a之間的第二構件的跡 線.
[0049] Z4-馬達和刀座單元1的後方擴展部2之間的第一構件的凸輪軸3的移動；
[0050] Z4a-馬達和刀座單元1的後方擴展部2a之間的第一構件的凸輪軸3a的移動；
[0051] 特別是，上述的跡線和移動允許刀座單元1在大致水平方向上和大致堅直方向上 以及在相對於底座平面正向和反向的方向上進行移動。這被示出在圖2和圖3的右上方部 分。
[0052] 與根據歐洲專利No. 1819457製造的機器的運動結構和構型相比，本發明具有相 當大的優勢。這些優勢如下：
[0053] 在實踐中，能夠在水平方向上移動刀座單元1的兩個獨立伺服馬達的存在允許將 待彎曲金屬薄板定位在工作區域的任意點。這在根據上文引用的歐洲專利製造的系統中是 不可能的，因為金屬薄板須恰好放在工作區域的中央。
[0054] 可獨立控制的兩個機構的存在意味著可以改變每個馬達傳遞的力矩來滿足所需 的力。在某些情況下甚至可以產生反向扭矩來恰當平衡所需的力。
[0055] 相對於歐洲專利1819457的另一個優點是根據本發明的機構可使不同的跡線應 用到水平和堅直的兩個工作單元上。這使得在生產過程中獲得零件的可變彎曲成為可能， 尤其是可以獲得幾何結構可變的零件，如金屬環圈。
[0056] 根據本發明的機構可以改變彎板機的總體構型以便抵消由於熱力或機械的影響 造成的變化。
[0057] 上述的本發明涉及一個優選方案。
[0058] 然而，很顯然，本發明可以有各種變化，這些變化落入所附權利要求書限定的本發 明範圍內。
【權利要求】
1. 一種用於驅動設計用於彎曲且定型金屬薄板的彎曲機的工作單元的運動系統，其中 所述機器包括具有"C"形部分的刀座單元（1)，所述刀座單元是可動的並且能朝兩個方向 移動，所述兩個方向均垂直於固定的工作檯，其中所述刀座單元配備有一個或多個彎曲刀 片，其中： 一伺服馬達和行星齒輪減速器被用來移動所述刀座單元（1); 一所述刀座單元（1)使用包括兩個機械單元（20, 20a ;30, 30a)的組合機構，所述兩個 機械單元形成由全部可轉動的五個運動副連接的五個組成部分的閉式運動鏈； 一用於在大致堅向上移動所述刀座單元（1)的第二個機械單元（20, 20a)包括分別 聯接兩個齒輪減速器的一對伺服馬達，所述兩個齒輪減速器分別操縱曲柄（9, 9a)，連杆 (8, 8a)分別鉸接在曲柄（9, 9a)上，其中每個連杆的另一端分別通過銷（7, 7a)連接到所述 刀座單元（1)的底座（10, l〇a)上；該系統的特徵在於，用於在大致水平方向上移動所述刀 座單元（1)的機械單元（30, 30a)包括聯接相應的行星齒輪減速器的一對伺服馬達（6, 6a)， 每一個所述行星齒輪減速器操縱相應的凸輪軸（3, 3a)，其特徵還在於，所述凸輪軸（3, 3a) 被鉸接在所述刀座單元（1)的後方支承部（2, 2a)上。
2. 根據權利要求1所述的運動系統，其特徵在於，所述凸輪軸（3, 3a)用作所述刀座單 元（1)傾斜移動的轉銷，還用作使所述刀座單元（1)產生大致水平移動的曲柄軸。
3. 根據權利要求2所述的運動系統，其特徵在於，由所述第一和第二機械單元 (20, 20a ;30, 30a)分別實施的水平運動和堅向運動是相互獨立且彼此不同的。
4. 一種設計用來彎曲和定型金屬薄板的彎曲機，所述彎曲機包括具有"C"形部分的刀 座單元（1)，所述刀座單元是可動的並且能朝兩個方向移動，所述兩個方向均垂直於固定的 工作檯，並且該刀座單元配備有一個或多個彎曲刀片，其特徵在於，所述彎曲機包括用於致 動根據前述權利要求任一項所述的工作單元的運動系統。
5. 根據權利要求4所述的彎曲機，其特徵在於，所述刀座單元（10)的移動是由伺服 馬達和行星齒輪減速器驅動，其特徵還在於，所述刀座單元（10)使用包括兩個機械單元 (20, 20a ;30, 30a)的組合機構，所述兩個機械單元形成由全部可轉動的五個運動副連接的 五個組成部分的閉式運動鏈。
6. 根據權利要求5所述的彎曲機，其特徵在於，所述兩個機械單元能實現互相獨立且 彼此不同的跡線。
【文檔編號】B21D5/04GK104093505SQ201280063977
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年12月14日 優先權日:2011年12月22日
【發明者】路易吉·帕吐茲 申請人:芬蘭電力義大利有限公司