CN102658315A - 三维辊弯成型装置及应用该装置的方法 - Google Patents

三维辊弯成型装置及应用该装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种三维辊弯成型装置，包括：底座、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架；所述成型机架与所述底座活动连接；还包括：Z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置；所述Z向滚珠丝杠副包括：Z向滚珠丝杆和与所述Z向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的Z向螺母副；所述Z向滚珠丝杆的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与所述成型机架固定连接。因此，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在x，y平面内运动，还可以在z轴方向上运动，提高了对原料进行弯曲变形的精度，实现了对原料的三维立体加工，使加工得到的型材具有更加合理的力学性能。

Description

三维辊弯成型装置及应用该装置的方法
技术领域
本发明属于机械加工中的冷弯成型技术领域，具体涉及一种三维辊弯成型装置及应用该装置的方法。
背景技术
辊弯成型是一种节材、节能和高效的金属成型工艺技术。其工艺加工方法为：以金属薄板或带卷为原料，通过多架装配了轧辊模具的成型机对原料逐步进行弯曲变形，从而得到具有所需截面的产品。一般情况下，每架成型机装配有两个或多个成型辊，每列成型机组由两架以上的成型机组成。
现有辊弯成型设备的轧辊模具只能在x，y平面对原料进行弯曲变形操作，由于弯曲变形的工作平面只有一个，所以，对原料进行弯曲变形的精度有限，进而限制了辊弯成型设备的应用。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种三维辊弯成型装置及应用该装置的方法，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在x，y平面内运动，还可以在z轴方向上运动，实现了对原料的三维立体加工。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种三维辊弯成型装置，包括：底座、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架；所述成型机架与所述底座活动连接；所述X向滚珠丝杠副包括：X向滚珠丝杆和与所述X向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的X向螺母副；所述X向滚珠丝杆的一端与所述X向运动驱动机构相联动，所述X向螺母副与所述成型机架固定连接；还包括：Z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置；
所述Z向滚珠丝杠副包括：Z向滚珠丝杆和与所述Z向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的Z向螺母副；所述Z向滚珠丝杆的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与所述成型机架固定连接。
优选的，所述Z向滚珠丝杠副包括第一Z向滚珠丝杠副和第二Z向滚珠丝杠副；所述第一Z向滚珠丝杠副和所述第二Z向滚珠丝杠副左右对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。
优选的，还包括：基座；所述基座安装在所述底座和所述成型机架的接触面之间；所述基座的一侧面与所述成型机架固定连接，所述基座的另一侧面与所述底座通过升降机构活动连接。
优选的，所述升降机构包括：Z向移动侧板和Z向导轨副；所述Z向移动侧板安装在所述底座的侧面并与所述基座固定连接；所述Z向导轨副包括Z向导轨和与所述Z向导轨滑动连接的Z向滑块；所述Z向导轨固定安装在所述底座的侧面，所述Z向滑块固定安装在所述Z向移动侧板的表面。
优选的，所述Z向导轨副包括第一Z向导轨副和第二Z向导轨副；所述第一Z向导轨副和所述第二Z向导轨副左右对称设置在所述Z向移动侧板的两侧。
优选的，所述升降机构包括第一升降机构和第二升降机构；所述第一升降机构和所述第二升降机构前后对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。
优选的，所述Z向运动驱动机构包括：Z向减速器和与所述Z向减速器一端相联动的Z向电机；所Z向减速器的另一端与所述Z向滚珠丝杆连接。
优选的，所述Z向减速器为蜗轮蜗杆减速器。
本发明还提供一种应用上述三维辊弯成型装置的三维辊弯成型方法，包括以下步骤：
S1，将至少两个所述三维辊弯成型装置并排放置，得到三维辊弯成型装置组；
S2，将需要加工的原料放置到所述三维辊弯成型装置组的加工部位处；
S3，启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构；对于每一个所述三维辊弯成型装置，在所述X向运动驱动机构带动下，所述X向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行X向运动；在所述Z向运动驱动机构带动下，所述Z向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行Z向运动；当所述成型机架进行X向运动和Z向运动时，实现对所述需要加工的原料进行X向折弯和Z向折弯。
优选的，所述启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构具体为：按预设算法控制各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构的转速和所述Z向运动驱动机构的转速。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的三维辊弯成型装置及应用该装置的方法，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在x，y平面内运动，还可以在z轴方向上运动，提高了对原料进行弯曲变形的精度，实现了对原料的三维立体加工，使加工得到的型材具有更加合理的力学性能。
附图说明
图1为本发明提供的三维辊弯成型装置立体结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图2的左视图；
图4为本发明提供的三维辊弯成型装置组的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的三维辊弯成型装置及应用该装置的方法进行详细介绍：
如图1-3所示，本发明提供的三维辊弯成型装置，包括：底座1、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架2；成型机架2与底座1活动连接；所述X向滚珠丝杠副包括：X向滚珠丝杆3和与X向滚珠丝杆3通过滚珠滚动连接的X向螺母副4；X向滚珠丝杆3的一端与所述X向运动驱动机构相联动，X向螺母副4与成型机架2固定连接；还包括：Z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置；
所述Z向滚珠丝杠副包括：Z向滚珠丝杆5和与Z向滚珠丝杆5通过滚珠滚动连接的Z向螺母副6；Z向滚珠丝杆5的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与成型机架2固定连接。其中，Z向运动驱动机构包括：Z向减速器12和与所述Z向减速器一端相联动的Z向电机13；所Z向减速器的另一端与所述Z向滚珠丝杆连接。Z向减速器可以为蜗轮蜗杆减速器。
为了实现三维辊弯成型机稳定的实现Z轴方向的运动，Z向滚珠丝杠副可以设置两个，即第一Z向滚珠丝杠副7和第二Z向滚珠丝杠副8；所述第一Z向滚珠丝杠副和所述第二Z向滚珠丝杠副左右对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。
本发明中，三维辊弯成型机沿Z轴方向运动是通过设置升降机构实现的，具体的，还包括：基座9；基座9安装在底座1和成型机架2的接触面之间；基座9的一侧面与成型机架2固定连接，基座9的另一侧面与底座1通过升降机构活动连接。其中，升降机构包括：Z向移动侧板10和Z向导轨副11；Z向移动侧板10安装在底座1的侧面并与基座9固定连接；Z向导轨副包括Z向导轨和与所述Z向导轨滑动连接的Z向滑块；所述Z向导轨固定安装在所述底座的侧面，所述Z向滑块固定安装在所述Z向移动侧板的表面。由于基座与成型机架固定连接，所以，在Z向运动驱动机构的带动下，Z向滚珠丝杠旋转，由于Z向螺母副与成型机架固定连接，所以成型机架实现Z向的上下运动。并且，由于成型机架与基座固定连接，而基座又与Z向移动侧板固定连接，Z向移动侧板与滑块固定连接，所以，当成型机架沿Z向上下运动时，是通过Z向滑块沿Z向导轨上下运动实现的。在具体实现上，可以根据实际需要设置一个以上导轨副，如图1所示，共设置了一对导轨副，即：第一Z向导轨副和第二Z向导轨副；所述第一Z向导轨副和所述第二Z向导轨副左右对称设置在所述Z向移动侧板的两侧。而升降机构的数量也可以根据实际需要进行调整，图3中示出了共设置一对升降机构的形式，具体的，升降机构包括第一升降机构和第二升降机构；所述第一升降机构和所述第二升降机构前后对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。
本发明还提供一种应用上述维辊弯成型装置的三维辊弯成型方法，包括以下步骤：
如图4所示，S1，将至少两个所述三维辊弯成型装置并排放置，得到三维辊弯成型装置组；
S2，将需要加工的原料放置到所述三维辊弯成型装置组的加工部位处；
S3，启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构；对于每一个所述三维辊弯成型装置，在所述X向运动驱动机构带动下，所述X向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行X向运动；在所述Z向运动驱动机构带动下，所述Z向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行Z向运动；当所述成型机架进行X向运动和Z向运动时，实现对所述需要加工的原料进行X向折弯和Z向折弯。其中，启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构具体为：按预设算法控制各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构的转速和所述Z向运动驱动机构的转速，从而实现各个道次的三维辊弯成型装置的协同运动，完成原料的变截面辊弯成型。本发明中原料可以为板带。
因此，本发明中，将成型机架制成可沿X方向运动和Z向运动的可动平台，通过在z轴方向安装导轨和驱动机构实现了成型机架在竖直方向的上下移动。另外，通过控制各个三维辊弯成型装置中驱动机构的转速，可以调整各道次的三维辊弯成型装置的高度，从而达到对板带z方向上的折弯，而且通过调节道次之间轧辊的中心距以及z轴的相对高度，可实现对z方向的折弯曲率的控制。
综上所述，本发明提供一种三维辊弯成型装置及应用该装置的方法，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在x，y平面内运动，还可以在z轴方向上运动，提高了对原料进行弯曲变形的精度，实现了对原料的三维立体加工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三维辊弯成型装置，包括：底座、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架；所述成型机架与所述底座活动连接；所述X向滚珠丝杠副包括：X向滚珠丝杆和与所述X向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的X向螺母副；所述X向滚珠丝杆的一端与所述X向运动驱动机构相联动，所述X向螺母副与所述成型机架固定连接；其特征在于，还包括：Z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置；
所述Z向滚珠丝杠副包括：Z向滚珠丝杆和与所述Z向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的Z向螺母副；所述Z向滚珠丝杆的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与所述成型机架固定连接。
2.根据权利要求1所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述Z向滚珠丝杠副包括第一Z向滚珠丝杠副和第二Z向滚珠丝杠副；所述第一Z向滚珠丝杠副和所述第二Z向滚珠丝杠副左右对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。
3.根据权利要求1所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，还包括：基座；所述基座安装在所述底座和所述成型机架的接触面之间；所述基座的一侧面与所述成型机架固定连接，所述基座的另一侧面与所述底座通过升降机构活动连接。
4.根据权利要求3所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述升降机构包括：Z向移动侧板和Z向导轨副；所述Z向移动侧板安装在所述底座的侧面并与所述基座固定连接；所述Z向导轨副包括Z向导轨和与所述Z向导轨滑动连接的Z向滑块；所述Z向导轨固定安装在所述底座的侧面，所述Z向滑块固定安装在所述Z向移动侧板的表面。
5.根据权利要求4所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述Z向导轨副包括第一Z向导轨副和第二Z向导轨副；所述第一Z向导轨副和所述第二Z向导轨副左右对称设置在所述Z向移动侧板的两侧。
6.根据权利要求4所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述升降机构包括第一升降机构和第二升降机构；所述第一升降机构和所述第二升降机构前后对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。
7.根据权利要求1所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述Z向运动驱动机构包括：Z向减速器和与所述Z向减速器一端相联动的Z向电机；所Z向减速器的另一端与所述Z向滚珠丝杆连接。
8.根据权利要求7所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述Z向减速器为蜗轮蜗杆减速器。
9.一种应用权利要求1-8任一项所述三维辊弯成型装置的三维辊弯成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将至少两个所述三维辊弯成型装置并排放置，得到三维辊弯成型装置组；
S2，将需要加工的原料放置到所述三维辊弯成型装置组的加工部位处；
S3，启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构；对于每一个所述三维辊弯成型装置，在所述X向运动驱动机构带动下，所述X向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行X向运动；在所述Z向运动驱动机构带动下，所述Z向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行Z向运动；当所述成型机架进行X向运动和Z向运动时，实现对所述需要加工的原料进行X向折弯和Z向折弯。
10.根据权利要求9所述的三维辊弯成型方法，其特征在于，所述启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构具体为：按预设算法控制各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构的转速和所述Z向运动驱动机构的转速。
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