CN101927290A - 一种数控无模风机专用旋压机 - Google Patents

一种数控无模风机专用旋压机 Download PDF

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Abstract

一种数控无模风机专用旋压机，具有四个支架连接的旋压轮和支轮，并采用液压伺服技术及数控技术通过对旋压轮和支轮移动的精确控制，在无需模具的情况下可自动完成针对壁厚大于12毫米或直径大于2000毫米的各种风机零件进行旋压成型，具有产品精度高质量好的特性，且提高了风机零件生产效率和产品质量，节约了生产成本并无需使用模具及其在生产过程。

Description

一种数控无模风机专用旋压机
技术领域
本发明涉及一种数控旋压机，具体涉及一种数控无模风机专用旋压机。
背景技术
目前所用的风机零件生产的旋压机在无模下只能针对壁厚小于12毫米且直径小于2000毫米的风机零部件进行旋压成型，而针对壁厚大于12毫米或直径大于2000毫米的风机零部件却无法完成旋压成型；而采用数控有模旋压机，虽然能针对部分壁厚大于12毫米或直径大于2000毫米的风机零部件来完成旋压成型，但却意味着每个风机零件都要依靠以它的形状为基准制作一个定模，当产品需要改变时模具也要相应的重新制做，而风机生产经常需要根据客户的需要改变形状，且每种的需求量都不是很大，加上每种风机都要自己独立的模具，另外每次更换模具安装调试复杂、这样一来费时费力造成生产周期长，成本高，且无法生产出相应模具的异型风机零件的旋压成型不能完成；另外还有一种采用有模手动丝杠式旋压机，虽然也能针对部分壁厚大于12毫米或直径大于2000毫米的风机零部件来完成旋压成型，但在手动条件下生产风机零件精度低，质量差。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种数控无模风机专用旋压机，采用液压伺服技术及数控技术通过对旋压轮和支轮移动的精确控制，在无需模具的情况下可自动完成针对壁厚大于12毫米或直径大于2000毫米的各种风机零件进行旋压成型，具有产品精度高、质量好的特性，且提高了风机零件生产效率和产品质量，节约了生产成本并无需使用模具及在其生产过程。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种数控无模风机专用旋压机，包括数控系统1，还包括底座20，底座20上固定有竖直朝上的主轴18，主轴18的上部和设置在底座20上的胀夹紧装置19的旋转头56相连接，主轴18的底部通过转向结构30和设置在底座20上的主轴电机31相连接，主轴电机31的电源接口和变频装置14的电源输出端口相连接，底座20上还固定有竖直朝上的两个立柱8，两个立柱8顶端和机顶7相连接，两个立柱8上分别设置第一横向移动支架2和第二横向移动支架9，第一横向移动支架2和第二横向移动支架9上各自设置一段带有滑块的导轨21，第一横向移动支架2的滑块和第二横向移动支架9的滑块分别与第一液压伺服油缸25的水平活塞杆端部和第二液压伺服油缸26的水平活塞杆端部相连接，在第一横向移动支架2的滑块上和第二横向移动支架9的滑块上分别设置可纵向移动的第一纵向移动支架22和可纵向移动的第二纵向移动支架24，第一纵向移动支架22的底端连接液压马达15，液压马达15的旋转轴上连接旋压轮11，第二纵向移动支架24的底端连接支轮16，第一纵向移动支架22和第二纵向移动支架24分别与第三液压伺服油缸4的垂直活塞杆端部和第四液压伺服油缸6的垂直活塞杆端部相连接，第一横向移动支架2、机顶7靠近第一纵向移动支架22的位置、第二横向移动支架9以及机顶7靠近第二纵向移动支架24的位置分别和第一光栅尺23的读数头、第二光栅尺3的读数头、第三光栅尺10的读数头以及第四光栅尺5的读数头相固定，第一横向移动支架2、第一纵向移动支架22、第二横向移动支架9以及第二纵向移动支架24分别和第一光栅尺23的主尺、第二光栅尺3的主尺、第三光栅尺10的主尺以及第四光栅尺5的主尺相固定，第一光栅尺23的信号端口50、第二光栅尺3的信号端口51、第三光栅尺10的信号端口52以及第四光栅尺5的信号端口53分别和设置在底座20上的所述的数控系统1的第一数据输入端口32、第二数据输入端口33、第三数据输入端口34以及第四数据输入端口35相连接，数控系统1的第一控制端口36、第二控制端口37、第三控制端口38、第四控制端口39以及第五控制端口40分别和变频装置14的受控端口41、第一数控液压伺服阀42的伺服电机的接线端46、第二数控液压伺服阀43的伺服电机的接线端47、第三数控液压伺服阀44的伺服电机的接线端48以及第四数控液压伺服阀45的伺服电机的接线端49相连接，第一数控液压伺服阀42的一端、第二数控液压伺服阀43的一端、第三数控液压伺服阀44的一端以及第四数控液压伺服阀45的一端和液压油泵站13的油口相连通，第一数控液压伺服阀42的另一端、第二数控液压伺服阀43的另一端、第三数控液压伺服阀44的另一端以及第四数控液压伺服阀45的另一端分别和第一液压伺服油缸25的油口、第二液压伺服油缸26的油口、第三液压伺服油缸4的油口和第四液压伺服油缸6的油口相连通，数控系统1有主轴电机速度控制模块和位移控制模块。
所述的主轴电机31的电机轴上设置有超越离合器17，且液压马达15的旋转轴和旋压轮11之间设置有超越离合器12。
所述的第一光栅尺23、第二光栅尺3、第三光栅尺10以及第四光栅尺5可以分别用拉线式位移传感器来代替。
通过采用液压伺服控制技术及数控技术通过对旋压轮11和支轮16四轴联动下的移动精确控制，在无需模具的情况下可自动完成针对壁厚大于12毫米或直径大于2000毫米的各种风机零件进行旋压成型，具有产品精度高质量好的特性，且提高了风机零件生产效率和产品质量，节约了生产成本并无需使用模具及在其生产过程。
附图说明
图1是本发明的的主剖视图。
图2是图1所示一种数控无模旋压机去除底座后的沿A-A线的剖视图。
图3是本发明的数控系统、变频装置、液压伺服阀以及液压伺服油缸之间的控制连接图。
图4是本发明的支轮和旋压轮的工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更详细的说明。
如图1、图2和图3所示，数控无模风机专用旋压机，包括数控系统1，还包括底座20，底座20上固定有竖直朝上的主轴18，主轴18的上部和设置在底座20上的胀夹紧装置19的旋转头56相连接，主轴18的底部通过转向结构30和设置在底座20上的主轴电机31相连接，主轴电机31的电机轴上设置有超越离合器17，主轴电机31的电源接口和变频装置14的电源输出端口相连接，底座20上还固定有竖直朝上的两个立柱8，两个立柱8顶端和机顶7相连接，两个立柱8上分别设置第一横向移动支架2和第二横向移动支架9，第一横向移动支架2和第二横向移动支架9上各自设置一段带有滑块的导轨21，第一横向移动支架2的滑块和第二横向移动支架9的滑块分别与第一液压伺服油缸25的水平活塞杆端部和第二液压伺服油缸26的水平活塞杆端部相连接，在第一横向移动支架2的滑块上和第二横向移动支架9的滑块上分别设置可纵向移动的第一纵向移动支架22和可纵向移动的第二纵向移动支架24，第一纵向移动支架22的底端连接液压马达15，液压马达15的旋转轴和旋压轮11之间通过超越离合器12连接，第二纵向移动支架24的底端连接支轮16，第一纵向移动支架22和第二纵向移动支架24分别与第三液压伺服油缸4的垂直活塞杆端部和第四液压伺服油缸6的垂直活塞杆端部相连接，第一横向移动支架2、机顶7靠近第一纵向移动支架22的位置、第二横向移动支架9以及机顶7靠近第二纵向移动支架24的位置分别和第一光栅尺23的读数头、第二光栅尺3的读数头、第三光栅尺10的读数头以及第四光栅尺5的读数头相固定，第一横向移动支架2、第一纵向移动支架22、第二横向移动支架9以及第二纵向移动支架24分别和第一光栅尺23的主尺、第二光栅尺3的主尺、第三光栅尺10的主尺以及第四光栅尺5的主尺相固定，第一光栅尺23的信号端口50、第二光栅尺3的信号端口51、第三光栅尺10的信号端口52以及第四光栅尺5的信号端口53分别和设置在底座20上的所述的数控系统1的第一数据输入端口32、第二数据输入端口33、第三数据输入端口34以及第四数据输入端口35相连接，数控系统1的第一控制端口36、第二控制端口37、第三控制端口38、第四控制端口39以及第五控制端口40分别和变频装置14的受控端口41、第一数控液压伺服阀42的伺服电机的接线端46、第二数控液压伺服阀43的伺服电机的接线端47、第三数控液压伺服阀44的伺服电机的接线端48以及第四数控液压伺服阀45的伺服电机的接线端49相连接，第一数控液压伺服阀42的一端、第二数控液压伺服阀43的一端、第三数控液压伺服阀44的一端以及第四数控液压伺服阀45的一端和液压油泵站13的油口相连通，第一数控液压伺服阀42的另一端、第二数控液压伺服阀43的另一端、第三数控液压伺服阀44的另一端以及第四数控液压伺服阀45的另一端分别和第一液压伺服油缸25的油口、第二液压伺服油缸26的油口、第三液压伺服油缸4的油口和第四液压伺服油缸6的油口相连通，数控系统1有主轴电机速度控制模块和位移控制模块。
本发明的工作原理是：先将图4所示的风机零件55通过胀夹紧装置19来固定，随后对数控系统1、变频装置14、液压油泵站13以及旋压轮电机15上电，在数控系统1中通过第一数据输入端口32、第二数据输入端口33、第三数据输入端口34以及第四数据输入端口35接收来自第一光栅尺23的信号端口50、第二光栅尺3的信号端口51、第三光栅尺10的信号端口52以及第四光栅尺5的信号端口53分别返回来的位置信息，这些位置信息分别对应于第一横向移动支架2、第一纵向移动支架22、第二横向移动支架9以及第二纵向移动支架24的位置信息，随后再通过数控系统1的输入设备来设置主轴电机速度控制模块和位移控制模块分别所需的转速和位移控制模块所需要的参数，输入完毕后启动主轴电机速度控制模块和位移控制模块，同时启动液压马达15带动旋压轮11旋转，主轴电机速度控制模块根据输入的转速，并通过数控系统1的第一控制端口36对变频装置14的受控端口41发出运行控制命令，随后变频装置14便启动主轴电机31并带动主轴18旋转，旋转的主轴18上部驱动胀夹紧装置19随同风机零件55按照设定的转速旋转，而位移控制模块根据所需要的参数并结合返回来的位置信息通过数控系统1的第二控制端口37、第三控制端口38、第四控制端口39以及第五控制端口40分别向第一数控液压伺服阀42的伺服电机的接线端46、第二数控液压伺服阀43的伺服电机的接线端47、第三数控液压伺服阀44的伺服电机的接线端48以及第四数控液压伺服阀45的伺服电机的接线端49发出移动指令，在移动指令的驱动下，第一数控液压伺服阀42、第二数控液压伺服阀43、第三数控液压伺服阀44以及第四数控液压伺服阀45分别通过液压油泵站13对第一液压伺服油缸25的油口、第二液压伺服油缸26的油口、第三液压伺服油缸4的油口和第四液压伺服油缸6的油口分别进行移动指令驱动下的是否打开阀门导通供油以及供油的持续时间的操作，这样就能使第一液压伺服油缸25的活塞杆、第二液压伺服油缸26的活塞杆、第三液压伺服油缸4的活塞杆和第四液压伺服油缸6的活塞杆来分别推动第一横向移动支架2的滑块、第二横向移动支架9的滑块、第一纵向移动支架22和第二纵向移动支架24进行四支架的联动，从而就可以如图4所示，在主轴18旋转带动胀夹紧装置19及风机零件55旋转时，旋压轮11旋转并在第一横向移动支架2和第一纵向移动支架22的带动下进入旋转的风机零件55中并接触，并且在第二横向移动支架9和第二纵向移动支架24的带动下支轮16也进入旋转的风机零件55中并接触，在旋转的风机零件55的带动下进行转动，支轮16和旋压轮11按照位移控制模块所设定的轨迹就可以完成风机零件55的晶相结构的有序延伸，完成设计的曲线的将风机零件55的无模自动旋压成型工艺。通过采用液压伺服控制技术及数控技术通过对旋压轮11和支轮16四轴联动下的移动精确控制，在无需模具的情况下可自动完成针对壁厚大于12毫米或直径大于2000毫米的各种风机零件进行自动旋压成型，具有产品精度高质量好的特性，且提高了风机零件生产效率和产品质量，节约了生产成本并无需使用模具在其生产过程。另外所述的主轴电机31的电机轴上设置有超越离合器17，且液压马达15的旋转轴和旋压轮11之间设置有超越离合器12，这样就能解决旋压轮11与风机零件之间的同步旋转干涉的问题；所述的第一光栅尺23、第二光栅尺3、第三光栅尺10以及第四光栅尺5这四个光栅尺可以用四个拉线式位移传感器来代替，这样可以进一步节约成本。

Claims (3)

1.一种数控无模风机专用旋压机，包括数控系统(1)，还包括底座(20)，其特征在于：底座(20)上固定有竖直朝上的主轴(18)，主轴(18)的上部和设置在底座(20)上的胀夹紧装置(19)的旋转头(56)相连接，主轴(18)的底部通过转向结构(30)和设置在底座(20)上的主轴电机(31)相连接，主轴电机(31)的电源接口和变频装置(14)的电源输出端口相连接，底座(20)上还固定有竖直朝上的两个立柱(8)，两个立柱(8)顶端和机顶(7)相连接，两个立柱(8)上分别设置第一横向移动支架(2)和第二横向移动支架(9)，第一横向移动支架(2)和第二横向移动支架(9)上各自设置一段带有滑块的导轨(21)，第一横向移动支架(2)的滑块和第二横向移动支架(9)的滑块分别与第一液压伺服油缸(25)的水平活塞杆端部和第二液压伺服油缸(26)的水平活塞杆端部相连接，在第一横向移动支架(2)的滑块上和第二横向移动支架(9)的滑块上分别设置可纵向移动的第一纵向移动支架(22)和可纵向移动的第二纵向移动支架(24)，第一纵向移动支架(22)的底端连接液压马达(15)，液压马达(15)的旋转轴上连接旋压轮(11)，第二纵向移动支架(24)的底端连接支轮(16)，第一纵向移动支架(22)和第二纵向移动支架(24)分别与第三液压伺服油缸(4)的垂直活塞杆端部和第四液压伺服油缸(6)的垂直活塞杆端部相连接，第一横向移动支架(2)、机顶(7)靠近第一纵向移动支架(22)的位置、第二横向移动支架(9)以及机顶(7)靠近第二纵向移动支架(24)的位置分别和第一光栅尺(23)的读数头、第二光栅尺(3)的读数头、第三光栅尺(10)的读数头以及第四光栅尺(5)的读数头相固定，第一横向移动支架(2)、第一纵向移动支架(22)、第二横向移动支架(9)以及第二纵向移动支架(24)分别和第一光栅尺(23)的主尺、第二光栅尺(3)的主尺、第三光栅尺(10)的主尺以及第四光栅尺(5)的主尺相固定，第一光栅尺(23)的信号端口(50)、第二光栅尺(3)的信号端口(51)、第三光栅尺(10)的信号端口(52)以及第四光栅尺(5)的信号端口(53)分别和设置在底座(20)上的所述的数控系统(1)的第一数据输入端口(32)、第二数据输入端口(33)、第三数据输入端口(34)以及第四数据输入端口(35)相连接，数控系统(1)的第一控制端口(36)、第二控制端口(37)、第三控制端口(38)、第四控制端口(39)以及第五控制端口(40)分别和变频装置(14)的受控端口(41)、第一数控液压伺服阀(42)的伺服电机的接线端(46)、第二数控液压伺服阀(43)的伺服电机的接线端(47)、第三数控液压伺服阀(44)的伺服电机的接线端(48)以及第四数控液压伺服阀(45)的伺服电机的接线端(49)相连接，第一数控液压伺服阀(42)的一端、第二数控液压伺服阀(43)的一端、第三数控液压伺服阀(44)的一端以及第四数控液压伺服阀(45)的一端和液压油泵站(13)的油口相连通，第一数控液压伺服阀(42)的另一端、第二数控液压伺服阀(43)的另一端、第三数控液压伺服阀(44)的另一端以及第四数控液压伺服阀(45)的另一端分别和第一液压伺服油缸(25)的油口、第二液压伺服油缸(26)的油口、第三液压伺服油缸(4)的油口和第四液压伺服油缸(6)的油口相连通，数控系统(1)有主轴电机速度控制模块和位移控制模块。
2.根据权利要求1所说的一种数控无模风机专用旋压机，其特征在于：所述的主轴电机(31)的电机轴上设置有超越离合器(17)，且液压马达(15)的旋转轴和旋压轮(11)之间设置有超越离合器(12)。
3.根据权利要求1所说的一种数控无模风机专用旋压机，其特征在于：所述的第一光栅尺(23)、第二光栅尺(3)、第三光栅尺(10)以及第四光栅尺(5)这四个光栅尺可以用四个拉线式位移传感器来代替。
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