CN102069111A - 直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置,其设有主机基座，与主机基座相连的左工件有无检测传感器、右工件有无检测传感器、支撑驱动组件和矫直机构，位于主机基座两侧的左送料机构、右送料机构，与支撑驱动组件的支撑部件相连的轴向位移计和工件弯曲量测量装置，与支撑部件两侧相连的左工件夹持组件、右工件夹持组件，与矫直机构相连的矫直行程位移计，以及控制这些部件工作的电气与软件处理控制系统。本发明能对工件的连续弯曲进行自适应性支撑跨距调整和矫直行程调整的矫直，工件的长度也不受限制，机械式动力机构的刚度大，支撑跨距和矫直行程的闭环伺服控制的精度高，且不受长工件的铅垂方向重力变形的影响。

Description

直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置 

技术领域

本发明涉及矫直技术领域，具体涉及一种直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置。

背景技术

精密直线条材是机械装备的核心构件之一，其直线度误差直接影响机械装备的工作精度，特别是作为机械制造装备主要功能部件相对位置和运动的直线基准时，其精度直接影响机械制造装备成形运动之间的相互位置关系，进而影响到整个制造装备的产品加工精度。直线条材的矫直是保证直线条材的直线度加工质量的重要工序之一，其加工精度的高低决定了其后续工序的加工余量、加工成本和加工效率，并将影响直线条材最终加工成品的直线度精度。现在的直线条材的矫直方法中有多种基于三点反弯矫直原理的矫直方法。

实用专利CN02244913.2《龙门式万能金属型材矫直机》，设有辊缝、辊距、辊缝倾斜角度调整机构，且每根下矫直辊都可单独调整，可矫直各种弯曲程度的型号规格型材，加工效率高，但是，整个控制系统是一个开环系统，无法对矫直后的工件进行精确测量，不便于精密矫直。

文献“全自动卧式校直机智能控制系统”（ 《微计算机信息》( 测控自动化)2008 ，V24（3-1 ），20-21+86）。其特征在于：丝杆加载系统和测量系统装设在可轴向移动的承载架上，可实现轴向移动,提供可变的支点和压点位置，测量点与压点在一条直线上，消除了阿贝误差，适于定长的工件。由于丝杆加载系统和测量系统装设在可轴向移动的承载架上，承载架安装在导向柱上，导向柱的直线度误差直接附加在矫直误差中，同时由于导向柱的刚度受限，而且滚珠丝杆的刚度小，加载时的变形大，不适于刚度大的工件矫直加工，加之导向柱长度有限，可矫直的工件长度受限。

为了克服上述矫直装置刚度小、矫直精度不高、可矫直的工件长度受限的不足，有必要提供一种新型的用于直线条材的矫直装备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置。由于重力引起的工件变形误差对矫直精度没有影响和采用闭环伺服控制的自适应机械式动力机构，该矫直装置具有高刚度和高精度，能够对直线条材工件实现高精度的矫直，同时直线条材工件长度不受限制。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其结构是：设有主机基座，与主机基座相连的左工件有无检测传感器、右工件有无检测传感器、支撑驱动组件和矫直机构，位于主机基座两侧的左送料机构、右送料机构，与支撑驱动组件的支撑部件相连的轴向位移计和工件弯曲量测量装置，与支撑部件两侧相连的左工件夹持组件、右工件夹持组件，与矫直机构相连的矫直行程位移计，以及控制这些部件工作的电气与软件处理控制系统。

所述的左工件夹持组件和右工件夹持组件以活动移动连接方式安装在支撑部件上。

所述的左工件夹持组件和右工件夹持组件在支撑部件上的支撑跨距采用闭环控制调节，并确定工件即所述直线条材的轴向位置，采用工件弯曲量测量装置测量支撑跨距的工件弯曲量，工件弯曲量的测量和矫直加工的尺寸基准一致，矫直加工采用末端闭环控制，工件弯曲量测量装置的测量线与矫直机构的水平加载力在一条直线上。

所述矫直机构包括矫直主动力伺服电机，主动力传动机构，以及由曲轴、连杆和滑块压头组成的矫压组件,其中：由矫直主动力电机驱动主动力传动机构，使曲轴只作往复的摆动，不作整圆的转动，曲轴顺时针旋转可使滑块压头沿X的正向运动，曲轴逆时针旋转可使滑块压头沿X的负向运动，以实现在不翻转工件即所述直线条材的情况下对工件负向弯曲或正向弯曲，实现双向矫直加工。

所述矫直机构的水平加载力的轴线与曲轴轴线的距离为e0，即Z向的偏距，e0小于曲轴的偏心轴间距；曲轴的旋转中心偏置，减小了校直力在全行程内不均匀性，且Z向分力不会过大。

所述矫压组件可以由多连杆机构替换。

所述左工件夹持组件和右工件夹持组件均可以由夹持动夹头、夹持运动部件、夹持固定端夹头、带齿条的上导柱和带齿条的下导柱组成，其中：夹持运动部件通过两个带齿条的导柱前进或后退带动夹持动夹头向夹持固定端夹头前进或后退，从而夹紧工件或松开工件。

所述带齿条的上导柱和带齿条的下导柱均可以由丝杆替换。

本发明提供了利用上述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置对直线条材的进行矫直的方法，该方法包括以下步骤：

（1）输入工件即直线条材矫直加工的体参数，包括弹性模量、截面形状、工件长度，电气与软件处理控制系统自动形成矫直加工支撑跨距和矫直加工支撑跨距的工件局部的弯曲量与矫直加工行程的关系列表。

（2）工件可以从两个方向进入所述矫直装置，哪一端送入工件就是输入端，另一端则是输出端；工件由输入端的进料机构送入矫直装置，触发工件有无检测传感器。

（3）输入端的进料机构停止输送，输入端的工件夹持组件夹紧工件的一端。

（4）输入端的工件夹持组件在支撑驱动组件上正向运动，即向矫直机构的主截面运动，将工件拖入矫直装置，其运动距离由电气与软件处理控制系统根据设定的参数给出；输入端的工件夹持组件在支撑驱动组件上连续往复运动，输送工件穿过矫直机构的主截面，到达输出端的工件夹持组件。

（5）输入端的工件夹持组件松开工件，输出端的工件夹持组件夹紧工件，支撑驱动组件反向运动，达到预定位置后输入端的工件夹持组件夹紧工件，形成两个夹持组件夹紧工件和形成两点支撑的状态，两个支撑点的间距就是设定矫直加工的支撑跨距。

（6）工件弯曲量测量装置测量支撑跨距中点的弯曲量，即工件局部的弯曲量；

如果工件局部的弯曲量小于设定精度限，不矫直加工，直接输送工件；如果工件局部的弯曲量大于或等于设定精度限，根据工件局部的弯曲量，电气与软件处理控制系统自动查表获得矫直加工的过压量和矫直行程，再控制矫直机构的加工---正向或反向加压弯曲支撑跨距中间的工件部分，矫直行程位移计测量矫直机构的末端以控制矫直行程的精度；重复此过程，使工件局部的弯曲量小于设定精度限；

然后，按设定的输送工件轴向间距输送工件，实现对工件逐段地进给、逐段地测量，根据工件局部的弯曲量判断是否需要加工并按要求加工，直到将工件全长均矫直完，两个工件有无检测传感器检测不到工件是矫直一遍的结束信号；

工件一个方向全长矫直后，将工件绕自身轴线旋转90度，矫直加工工件垂直方向的弯曲；

经过上述步骤，对所述直线条材实现矫直。

所述直线条材为对称截面金属条材、非对称截面金属条材或直线条材类零件。

本发明的有益效果主要是：

本发明采用卧式结构，整体在高度方向尺寸较小，并且采用对称移动的两个工件夹持组件作为矫直反弯加工的支点和工件的夹紧装置，同时支撑驱动组件不断的往复运动并联合两个工件夹持组件的夹持和松开，带着工件进给，突破了工作台尺寸和装夹方式对工件长度的限制，可以适用于长度≥800mm的直线条材的矫直加工；两个矫直反弯加工支点的间距可调，即两个工件夹持组件的支撑跨距可调，矫直机构的矫压行程>=25mm，矫直机构矫压进给定位精度小于0.008mm，工件弯曲量的测量精度可达0.002mm，工件轴向位置的定位精度小于0.05mm，支撑跨距的控制精度小于0.1mm。

本矫直装置在小矫直加工行程的条件下，采用带矫直行程位移反馈、曲轴的旋转中心偏置的曲轴连杆滑块机或多连杆机构作为矫直机构和自动夹紧工件的两个工件夹持组件及其用带辅助支撑底座的方形导轨作支撑的高刚度支撑驱动组件，产生的矫直加载力可以大并保证矫直装置的刚度大和高的精度、寿命；两个工件夹持组件沿高刚度支撑驱动组件的轴向移动，支撑驱动组件的位移测量采用闭环控制来保证轴向位置精度，工件夹持组件和支撑驱动组件的联动能输送并轴向定位工件，同时结合在水平方向上的两个工件夹持组件、支撑驱动组件及它们的对称面上带有的一个工件弯曲量测量装置能测量工件不同轴向位置处的弯曲量，自动估计加压点、自适应性调整支撑跨距和自动估计矫直行程；工件测量和矫直加工的尺寸基准是一致的，水平方向加载矫直方式能消除长工件的铅垂方向重力变形误差对矫直精度的影响，工件弯曲量测量装置的测量线与矫直机构的水平加载力在一条直线上，符合阿贝原则，矫直行程位移计测量矫直机构的末端以控制矫直行程的精度，进而能保证系统总体的高的矫直精度。

总之，本发明采用三点反弯矫直原理和水平方向加载矫直方式，能对工件的连续弯曲进行自适应性支撑跨距调整和矫直行程调整的矫直，工件的长度也不受限制，机械式动力机构的刚度大，支撑跨距和矫直行程的闭环伺服控制的精度高，且不受长工件的铅垂方向重力变形的影响。可以应用于对称、非对称截面金属条材（如非对称截面型材）或直线条材类较长零件的矫直工艺之中。

附图说明

图1为本发明的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置的俯视图。

图2为本发明的一种矫直机构的结构示意图。

图3为本发明的一种矫压组件的结构示意图。

图4为本发明的一种支撑驱动组件的结构示意图。

图5为本发明的一种夹持组件较佳的结构示意图。

图中：1.左送料机构； 2.主机基座； 3.左工件夹持组件； 4.支撑驱动组件； 5.矫直行程位移计； 6.矫直机构； 7.轴向位移计； 8.右工件夹持组件； 9.工件； 10.右送料机构；  11.右工件有无检测传感器； 12.工件弯曲量测量装置； 13.左工件有无检测传感器；14.电气与软件处理控制系统； 15.矫直主动力伺服电机；  16.主动力传动机构；  17.矫压组件； 18.曲轴； 19.连杆； 20.滑块压头； 21.支撑部件； 22.驱动部件； 23.夹持动夹头； 24.夹持运动部件； 25.夹持固定端夹头； 26.带齿条的上导柱； 27.带齿条的下导柱。

具体实施方式

本发明提供的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其结构包括：设有主机基座，与主机基座相连的左工件有无检测传感器、右工件有无检测传感器、支撑驱动组件和矫直机构，位于主机基座两侧的左送料机构、右送料机构，与支撑驱动组件的支撑部件相连的轴向位移计和工件弯曲量测量装置，与支撑部件两端相连的左工件夹持组件、右工件夹持组件，与矫直机构相连的矫直行程位移计，以及控制这些部件工作的电气与软件处理控制系统。

下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。

本发明提供的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置（简称矫直装置），其结构如图1所示：包括左送料机构1、主机基座2、左工件夹持组件3、支撑驱动组件4、矫直行程位移计5、矫直机构6、轴向位移计7、右工件夹持组件8、工件9、右送料机构10、右工件有无检测传感器11、工件弯曲量测量装置12、左工件有无检测传感器13、电气与软件处理控制系统14。矫直行程位移计5、轴向位移计7、工件弯曲量测量装置12、左工件有无检测传感器13和右工件有无检测传感器11获得的信号和数据传给电气与软件处理控制系统14，电气与软件处理控制系统14控制左送料机构1、右送料机构10、左工件夹持组件3、右工件夹持组件8、支撑驱动组件4和矫直机构6的运动。

两个工件夹持组件以活动移动连接方式安装在支撑驱动组件的支撑部件上，支撑驱动组件不断的往复运动并联合两个工件夹持组件的夹持和松开工件，实现工件的输送，使工件长度不受限制。两个工件夹持组件的支撑跨距采用闭环控制调节，并确定工件的轴向位置，采用工件弯曲量测量装置测量工件弯曲量，自动估计加压点、自适应性调整支撑跨距和自动估计矫直行程。工件弯曲量的测量和矫直加工的尺寸基准一致，矫直加工采用末端闭环控制，工件弯曲量测量装置的测量线与矫直机构的水平加载力在一条直线上，符合阿贝原则，保证了矫直装置的系统精度高。

两个工件夹持组件、支撑驱动组件用于对直线条材在加工过程中的夹持、输送以及矫压时的支撑，支撑驱动组件和矫直机构的位移测量分别采用矫直行程位移计、轴向位移计测量，均采用闭环控制；工件有无用工件有无检测传感器检测，工件弯曲量用工件弯曲量测量装置测量；工件有无检测传感器、工件夹持组件和轴向位移计联动，以保证工件在直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置内的轴向位置；矫直行程位移计、轴向位移计、工件弯曲量测量装置、两个工件有无检测传感器获得的信号和数据传给电气与软件处理控制系统，并由电气与软件处理控制系统控制两个送料机构、两个工件夹持组件、支撑驱动组件、矫直机构的运动；矫直机构采用曲轴的旋转中心偏置的曲轴连杆滑块机构或多连杆机构和支撑驱动组件采用带辅助支撑底座的方形导轨作支撑，两个工件夹持组件也是采用刚度大的机械结构，保证矫直装置的系统刚度大，允许产生的矫直加载力大，且矫直装置的受力变形小。

如图1所示，定义水平面内的直角绝对坐标系为：水平矫直加载的方向为X轴，朝两个工件夹持组件及其支撑驱动组件的方向（图1中向下）为正；工件运动方向为Y轴，朝右为Y轴的正方向；铅垂方向为Z轴，以X正向至Y正向的右手定则获得朝上为Z轴正向。

所述矫直机构6的结构如图2所示，包括矫直主动力伺服电机15、主动力传动机构16、矫压组件17。

所述矫压组件17的结构如图3所示，由曲轴18、连杆19和滑块压头20组成。矫直机构6的水平加载力的轴线与曲轴18轴线的距离为e0，即Z向的偏距，e0小于曲轴的轴间距。曲轴18也可以采用偏心主动轮。曲轴的旋转中心偏置，校直力在全行程内均匀，且Z向分力不会过大。矫压组件17也可以采用多连杆机构。曲轴18由矫直主动力电机15驱动，曲轴18只作往复的摆动，不作整圆的转动，曲轴18顺时针旋转可使滑块压头20沿X的正向运动，曲轴18逆时针则可使滑块压头20沿X的负向运动，应用此结构即可实现在不翻转工件的情况下对工件正向弯曲或负向弯曲，实现双向矫直加工。

所述支撑驱动组件4的结构如图4所示，由支撑部件21和驱动部件22组成。支撑部件21的刚度大，精度高。例如支撑部件21可采用带辅助支撑底座的方形导轨或方形的滚动导轨副，驱动部件22可采用对称螺旋的丝杆或同步带使左工件夹持组件3、右工件夹持组件8对称矫直机构6的水平加载力的主截面对称联动。

所述左工件夹持组件3和右工件夹持组件8的结构如图5所示，两工件夹持组件均由夹持动夹头23、夹持运动部件24、夹持固定端夹头25、带齿条的上导柱26和带齿条的下导柱27组成。其中：夹持运动部件24通过两个带齿条的导柱前进或后退带动夹持动夹头23向夹持固定端夹头25前进或后退，从而夹紧工件或松开工件。两个带齿条的导柱保证夹持工件的过程平稳且能够提供足够大的夹持力。所述上导柱和下导柱也可以是丝杆。

本发明提供的矫直装置基本呈轴对称于矫直机构6的水平加载力的主截面布置，在主截面的两侧各有左送料机构1和右送料机构10、左工件有无检测传感器13和右工件有无检测传感器11、左工件夹持组件3和右工件夹持组件8，且左右工件夹持组件在支撑驱动组件4上的运动也是对称于主截面。由于有左送料机构1和右送料机构10，工件9能从左右两个方向进料，被选择一侧的进料机构称为输入端，另一侧则为输出端。左工件夹持组件3和右工件夹持组件8对称于主截面布置且运动也是对称的。本矫直装置的左右两端配有右工件有无检测传感器11和左工件有无检测传感器13，在工件9进入加工过程中，输入端的工件有无检测传感器的检测信号作为矫直加工的初始控制信号，输出端的工件有无检测传感器的检测信号作为矫直加工的结束控制信号。右工件有无检测传感器11、左工件有无检测传感器13、左工件夹持组件3、右工件夹持组件8和轴向位移计7联合确定工件9在直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置内的轴向位置。工件弯曲量测量装置12的测量线安装在矫直机构6的水平加载力的直线上，符合阿贝原则。

本发明矫直装置的工作过程如下：

首先是输入矫直加工的工件具体参数，包括弹性模量、截面形状、工件长度，电气与软件处理控制系统14自动形成矫直加工的支撑跨距和矫直加工支撑跨距的工件局部的弯曲量与矫直加工的过压量的关系列表。初始条件下，各组件位于初始零点，矫压组件位于X轴的零点，而工件夹持组件位于Y轴的零点。

设定工件置于左送料机构1上并由它传送到矫直装置内部，左工件有无检测传感器13检测到工件后发出信号，本发明的矫直装置开始工作。

当工件输送到左工件夹持组件3设定的轴向位置时，左工件夹持组件3开始动作夹持工件，然后支撑驱动组件4驱动左工件夹持组件3输送工件；支撑驱动组件4不断的往复运动并联合左工件夹持组件3的夹持和松开，使工件进给穿过矫直机构6的主截面，到达右工件夹持组件8处，左工件夹持组件3松开工件，右工件夹持组件8夹紧工件，支撑驱动组件4反向运动，到达预定位置后左工件夹持组件3夹紧工件，并形成左工件夹持组件3、右工件夹持组件8双端夹紧工件的状态和形成两点支撑的状态，轴向位移计7测量驱动部件22，确定左工件夹持组件3、右工件夹持组件8的轴向位置，进而确定工件的轴向位置，并保证轴向位置精度，从而自适应性地调整左工件夹持组件3、右工件夹持组件8之间的支撑跨距。

基于左工件夹持组件3、右工件夹持组件8双端夹紧状态的夹持固定端夹头25，工件弯曲量测量装置12进行工件局部的弯曲量测量。依据工件局部弯曲量的测量数据对工件形状进行重构并计算出直线度误差。确定工件局部的弯曲量或直线度误差后，如果工件局部的弯曲量满足精度要求，直接输送工件9，进入工件9的下一段矫直加工；如果工件局部的弯曲量不满足精度要求，通过电气与软件处理控制系统14自动查表获得矫直加工的矫直行程，并控制矫直机构6进行矫直加工，使支撑跨距中间的工件部分反弯变形，从而实现了自动估计加压点，同时矫直行程位移计5直接测量滑块压头20的位移，保证矫直行程的精度。一次矫压加工后，继续进行工件局部的弯曲量测量，如果工件局部的弯曲量不满足预定要求，继续进行矫直加工；如此重复测量和矫直，直到工件在左工件夹持组件3、右工件夹持组件8之间的工件局部的弯曲量满足精度要求为止。

然后按设定的输送工件轴向间距，左工件夹持组件3、右工件夹持组件8的一个保持夹紧而另一个松开，支撑驱动组件4驱动左工件夹持组件3、右工件夹持组件8沿轴向输送工件，将工件9的下一段拖入设定的支撑跨距之中，再形成左工件夹持组件3、右工件夹持组件8双端夹紧状态，工件弯曲量测量装置12进行工件局部的弯曲量测量，矫直机构6进行矫直加工；循环往复的输送工件、测量工件局部的弯曲量和矫直加工，直到将工件9全长测量、矫直加工一遍。若右工件有无检测传感器11和左工件有无检测传感器13检测不到，表明工件矫直一遍的结束信号。允许对工件进行多遍的矫直加工。

工件9绕自身轴线旋转90度，可以进行工件垂直方向的弯曲的矫直加工。

本发明提供了对直线条材工件的加工方案，该方案利用上述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置来实现，其步骤包括：

（1）输入矫直加工工件具体参数，包括弹性模量、截面形状、工件长度，电气与软件处理控制系统14自动形成矫直加工支撑跨距和矫直加工支撑跨距的工件局部的弯曲量与矫直加工行程的关系列表。

（2）工件9由输入端的进料机构送入矫直装置，触发工件有无检测传感器。

（3）输入端的进料机构停止输送，输入端的工件夹持组件夹紧工件的一端。

（4）输入端的工件夹持组件在支撑驱动组件4上正向运动，即向矫直机构6的主截面运动，将工件拖入矫直装置，其运动距离由电气与软件处理控制系统根据设定的参数给出；输入端的工件夹持组件在支撑驱动组件上连续往复运动，输送工件穿过矫直机构的主截面，到达输出端的工件夹持组件。

（5）输入端的工件夹持组件松开工件，输出端的工件夹持组件夹紧工件，支撑驱动组件反向运动，达到预定位置后输入端的工件夹持组件夹紧工件，形成两个夹持组件夹紧工件和形成两点支撑的状态，两个支撑点的间距就是设定矫直加工的支撑跨距。

（6）工件弯曲量测量装置12测量支撑跨距中点的弯曲量，即工件局部的弯曲量。

如果工件局部的弯曲量小于设定精度限，不矫直加工，直接输送工件；如果工件局部的弯曲量大于或等于设定精度限，根据工件局部的弯曲量，电气与软件处理控制系统自动查表获得矫直加工的过压量和矫直行程，再控制矫直机构的加工---正向或反向加压弯曲支撑跨距中间的工件部分，矫直行程位移计5测量矫直机构的末端以控制矫直行程的精度。可以多次加工使工件局部的弯曲量小于设定精度限；

然后，按设定的输送工件轴向间距输送工件，实现对工件逐段地进给、逐段地测量，根据工件局部的弯曲量判断是否需要加工并按要求加工，直到将工件全长均矫直完，两个工件有无检测传感器检测不到工件是矫直一遍的结束信号；

工件一个方向全长矫直后，将工件绕自身轴线旋转90度，矫直加工工件垂直方向的弯曲。

经过上述步骤，对所述直线条材（工件9）实现高精度的矫直。

本发明可以对长度≥800mm的直线条材进行矫直，其理论精度<10*(矫直机构矫压进给定位精度小于0.008mm+工件弯曲量的测量精度可达0.002mm)=0.1mm。

所述直线条材为对称截面金属条材、非对称截面金属条材或直线条材类零件。

Claims (10)

1.一种直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其特征是该矫直装置设有主机基座，与主机基座相连的左工件有无检测传感器、右工件有无检测传感器、支撑驱动组件和矫直机构，位于主机基座两侧的左送料机构、右送料机构，与支撑驱动组件的支撑部件相连的轴向位移计和工件弯曲量测量装置，与支撑部件两侧相连的左工件夹持组件、右工件夹持组件，与矫直机构相连的矫直行程位移计，以及控制这些部件工作的电气与软件处理控制系统。

2.根据权利要求1所述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其特征在于：左工件夹持组件和右工件夹持组件以活动移动连接方式安装在支撑部件上。

3.根据权利要求2所述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其特征在于：左工件夹持组件和右工件夹持组件在支撑部件上的支撑跨距采用闭环控制调节，并确定工件即所述直线条材的轴向位置，采用工件弯曲量测量装置测量支撑跨距的工件弯曲量，工件弯曲量的测量和矫直加工的尺寸基准一致，矫直加工采用末端闭环控制，工件弯曲量测量装置的测量线与矫直机构的水平加载力在一条直线上。

4.根据权利要求1所述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其特征在于：所述矫直机构包括矫直主动力伺服电机，主动力传动机构，以及由曲轴、连杆和滑块压头组成的矫压组件,其中：由矫直主动力电机驱动主动力传动机构，使曲轴只作往复的摆动，不作整圆的转动，曲轴顺时针旋转可使滑块压头沿X的正向运动，曲轴逆时针旋转可使滑块压头沿X的负向运动，以实现在不翻转工件即所述直线条材的情况下对工件负向弯曲或正向弯曲，实现双向矫直加工。

5.根据权利要求4所述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其特征在于所述矫直机构的水平加载力的轴线与曲轴轴线的距离为e0，即Z向的偏距，e0小于曲轴的偏心轴间距；曲轴的旋转中心偏置，减小了校直力在全行程内不均匀性，且Z向分力不会过大。

6.根据权利要求4所述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其特征在于所述矫压组件由多连杆机构替换。

7.根据权利要求1所述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其特征在于所述左工件夹持组件和右工件夹持组件均由夹持动夹头、夹持运动部件、夹持固定端夹头、带齿条的上导柱和带齿条的下导柱组成，其中：夹持运动部件通过两个带齿条的导柱前进或后退带动夹持动夹头向夹持固定端夹头前进或后退，从而夹紧工件或松开工件。

8.根据权利要求1所述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置，其特征在于所述带齿条的上导柱和带齿条的下导柱均由丝杆替换。

9.一种对直线条材的实施矫直的方法，其特征是利用权利要求1至9中任权利要求所述的直线条材的卧式自适应机械式精密矫直装置对直线条材的进行矫直，其步骤包括：

（1）输入工件即直线条材矫直加工的体参数，包括弹性模量、截面形状、工件长度，电气与软件处理控制系统自动形成矫直加工支撑跨距和矫直加工支撑跨距的工件局部的弯曲量与矫直加工行程的关系列表；

（2）工件可以从两个方向进入所述矫直装置，哪一端送入工件就是输入端，另一端则是输出端；工件由输入端的进料机构送入矫直装置，触发工件有无检测传感器；

（3）输入端的进料机构停止输送，输入端的工件夹持组件夹紧工件的一端；

（4）输入端的工件夹持组件在支撑驱动组件上正向运动，即向矫直机构的主截面运动，将工件拖入矫直装置，其运动距离由电气与软件处理控制系统根据设定的参数给出；输入端的工件夹持组件在支撑驱动组件上连续往复运动，输送工件穿过矫直机构的主截面，到达输出端的工件夹持组件；

（5）输入端的工件夹持组件松开工件，输出端的工件夹持组件夹紧工件，支撑驱动组件反向运动，达到预定位置后输入端的工件夹持组件夹紧工件，形成两个夹持组件夹紧工件和形成两点支撑的状态，两个支撑点的间距就是设定矫直加工的支撑跨距；

（6）工件弯曲量测量装置测量支撑跨距中点的弯曲量，即工件局部的弯曲量，

如果工件局部的弯曲量小于设定精度限，不矫直加工，直接输送工件；如果工件局部的弯曲量大于或等于设定精度限，根据工件局部的弯曲量，电气与软件处理控制系统自动查表获得矫直加工的过压量和矫直行程，再控制矫直机构的加工---正向或反向加压弯曲支撑跨距中间的工件部分，矫直行程位移计测量矫直机构的末端以控制矫直行程的精度；重复此过程，使工件局部的弯曲量小于设定精度限，

然后，按设定的输送工件轴向间距输送工件，实现对工件逐段地进给、逐段地测量，根据工件局部的弯曲量判断是否需要加工并按要求加工，直到将工件全长均矫直完，两个工件有无检测传感器检测不到工件是矫直一遍的结束信号，

工件一个方向全长矫直后，将工件绕自身轴线旋转90度，矫直加工工件垂直方向的弯曲，

经过上述步骤，对所述直线条材实现矫直。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是所述直线条材为对称截面金属条材、非对称截面金属条材或直线条材类零件。

Images