數控精密板材成型機的製作方法

2023-07-17 17:56:03

數控精密板材成型機(以下簡稱成型機)涉及一種金屬加工設備，特別涉及一種能夠消除因送料傳動產生誤差，從而提高成型精度的新型數控精密板材成型機，屬於金屬板材加工成型領域。

背景技術：

傳統的板材成型，大部分是由組合模具和衝壓工具機來完成，存在周期長、成本高的問題,而且客戶每一種零件都需要設計一種專用模具來實現成形加工。特別是在某些特殊製造行業，板材成型在空白對板材折彎、剪切上還停留在簡易折彎設備與人工剪切等老舊加工方式，不僅成品外觀差強人意，而且存在精度差、加工效率低等缺點。為了彌補這一空白，發明出一種數控精密板材成型機就成為了該領域的研究重點。

技術實現要素：

本發明提供一種精密板材成型設備，目的在於提高板材成型的精度及加工效率，在數控系統中設定所需工藝參數，即可完成板材成型加工過程，使製成品精度、外觀最大限度的達到產品設計及生產要求。

本發明是通過以下技術方案實施的。

一種數控精密板材成型機，包括：整體機架1、滾柱直線導軌2、成形梁3、切斷梁4、同步向心導向裝置、送料裝置和可實現任意送料長度的數控系統，其特徵在於：成型機中的成形梁1和切斷梁4與滾柱直線導軌2的滑塊相連，可沿導軌上下運動；成形梁3由伺服電機驅動，與成形刀口等組成成形機構；切斷梁4由伺服電機驅動，與切斷刀口等組成切斷機構。

所述整體機架1和滾柱直線導軌2組成的高精度、高剛性機頭。

所述送料裝置由伺服電機與環形編碼器組成的高精度閉環控制送料系統。

所述同步向心導向裝置由氣缸、齒條、齒輪、滾輪、導向軸承、齒輪座、底板、直線導軌、滑塊、滾輪座、拉杆鑰匙、調整拉杆組成。

所述可實現任意送料長度的數控系統是通過根據工藝要求編制的程序實現的，可由本領域技術人員編程和操作。

與現有技術相比，本發明的有益效果是。

成型機機頭由整體機架1鑄件，兩側加滾柱直線導軌構成，滾柱直線導軌是高科技產品，剛性比一般直線導軌高1.5-2倍。本成型機機頭具有高剛性、高精度和高壽命的特點。

送料裝置採用了高性能的數控系統、伺服電機、環形編碼器輔助以精密的機械送料機構組成微米級閉環驅動，消除了送料傳動鏈的誤差，從而達到高精度送料。

自動同步向心導向機構中兩個導向滾輪通過齒輪齒條同步裝置，可同步自動向心運動，保證了板材成型機板材送進的準確性和可靠性；由於導向滾輪擠住板材的壓力可通過氣缸來調整，當梯形板材送料時，板材的寬度越來越寬時，板材的邊緣擠壓兩個導向滾輪同步向外運動，可完成梯形板材的送料導向；導向滾輪與滾輪座用鉸鏈連接，方便了板材成型機的裝配和上下料時的調整；手動拉杆可在板材上料時和出現故障時將兩個導向滾輪拉開，在氣缸不工作時，可手動拉動兩個導向滾輪向內、向外運動。

由於送料、揻彎、切斷三個動作都是伺服電機驅動的，通過編程能實現任意的送料長度。這三個動作又是三軸聯動的，通過三個動作的編排和配合，可完成各種形狀零件的加工，節省了專用模具的費用。

附圖說明

圖1為數控精密板材成型機結構示意圖，圖中標記說明：1.整體機架, 2.滾柱直線導軌, 3.成形梁, 4.切斷梁, 11.成形機構驅動凸輪, 15.切斷機構驅動凸輪, 18.成形刀口微調裝置。

圖2為圖1的側視圖，圖中標記說明：3.成形梁, 4.切斷梁, 7.板材, 10.成形機構驅動電機, 11.成形機構驅動凸輪, 12.成形機構連杆, 13.成形刀口, 14.切斷機構驅動電機, 15.切斷機構驅動凸輪, 16.切斷機構連杆, 17.切斷刀口, 18.成形刀口微調裝置。

圖3為送料機構結構示意圖，圖中標記說明：5.鋼製滾輪, 6.橡膠滾輪, 8.氣缸。

圖4為送料機構結構圖，圖中標記說明：5.鋼製滾輪, 6.橡膠滾輪, 7.板材, 9.送料驅動電機, 31.齒形帶, 32.編碼器（磁環）, 33.讀數頭。

圖5為自動導向裝置結構示意圖，圖中標記說明：19.氣缸, 20.齒條, 21.齒輪, 22.滾輪, 23.導向軸承, 24.齒輪座, 25.底板, 26.直線導軌, 27.滑塊, 28.滾輪座, 29.拉杆鑰匙座,30.調整拉杆。

具體實施方式

參考數控精密板材成型機結構圖，該成型機主要由整體機架1、機架兩側的滾柱直線導軌2、成形梁3、切斷梁4、鋼製滾輪5、橡膠滾輪6、板材7、氣缸8、送料驅動電機9、成形機構驅動電機10、成形機構驅動凸輪11、成形機構連杆12、成形刀口13、切斷機構驅動電機14、切斷機構驅動凸輪15、切斷機構連杆16、切斷刀口17、成形刀口微調裝置18、氣缸19、齒條20、齒輪21、滾輪22、導向軸承23、齒輪座24、底板25、直線導軌26、滑塊27、滾輪座28、拉杆鑰匙座29、調整拉杆30構成。

如圖1-圖2所示，伺服電機10驅動凸輪11，凸輪11帶動成形梁3，成形梁3通過連杆12帶動成形刀口13，成形刀口13上備有微調裝置18，組成成型機構。伺服電機14驅動凸輪15，凸輪15帶動切斷梁4，切斷梁4通過連杆16帶動切斷刀口17，組成切斷機構。其中成形梁3和切斷梁4與滾柱直線導軌2的滑塊相連。

如圖3-圖4所示，橡膠滾輪6由氣缸8帶動，驅動滾輪5由伺服電機9通過齒形帶31帶動，滾輪5軸端裝有環形編碼器32和讀數頭33，環形編碼器32，組成送料裝置。

如圖5所示，底板25安裝有直線導軌26和兩個直線導軌滑塊27，兩個導向滾輪22通過滾輪座28裝在滑塊27上，滾輪22用鉸鏈與滾輪座28連接，在調試狀態時，滾輪22可通過鉸鏈擺放到水平位置，氣缸19的活塞杆與滾輪座28連接，兩個滾輪座28上裝有齒條20，齒輪21裝在齒輪座24上，齒輪座24兩側裝有導向軸承23，在底板25的一側，裝有手動調整裝置，調整裝置拉杆30，在滾輪座28上，固定有拉杆的鑰匙座29，組成導向裝置。

成形機構的工作過程：伺服電機10驅動凸輪11，帶動成形梁3，成形梁通過連杆12帶動成形刀口13揻彎成形。成形刀口上備有微調裝置18，微調裝置可微調刀口的上下行程，保證板材搣彎時所需要的角度。

切斷機構的工作過程：伺服電機14驅動凸輪15，帶動切斷梁4，切斷梁4通過連杆16帶動切斷刀口17完成切斷。

送料機構的工作過程：鋼製滾輪5將金屬板材7託住，橡膠滾輪6由氣缸8拉動壓向滾輪5，伺服電機9通過齒形帶31驅動滾輪5，以碾壓方式將板材送向成形和切斷處，完成送料動作。滾輪5軸端裝有環形編碼器32和讀數頭33，環形編碼器32檢測滾輪5的角位移（即送料長度），然後反饋到控制系統對送料進行修正，保證高精度送料。

導向裝置的動作過程：自動導向裝置在板材送進時，由氣缸19推動，經齒條20，齒輪21帶動兩滾輪22同步向心運動，從兩側靠緊板材，保證送料對中精度，在材料為異形板材（板材為斜邊或腰鼓形等）時，也可以完成導向。壓縮空氣推動氣缸19的活塞杆拉動右側的滾輪座28，在右側的導向滾輪22向左運動的同時，滾輪座28上面的齒條20，帶動左側滾輪座28上的齒條使左側的導向滾輪向右運動，這樣就完成了兩個導向滾輪同步向心運動，當兩個導向滾輪22用合適壓力擠住板材的兩側時，就完成了板材成型機上料的導向動作。在上料或送料出現故障時，可將手動拉杆30在鑰匙座29中鎖住，拉動手動拉杆可使兩個導向滾輪同步向內、向外移動，當導向裝置正常工作時，可將拉杆30從鑰匙座29中脫開。