CN102744453A

CN102744453A - 齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置

Info

Publication number: CN102744453A
Application number: CN2012102707431A
Authority: CN
Inventors: 王传洋; 钟康民; 钟以波
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置，包括动力装置、传动装置、控制装置和动刀架，其特征在于：所述动力装置为伺服电机，所述传动装置包括设置在伺服电机输出轴上的齿轮、同步齿形轮、同步齿形带、连杆和滑块，齿轮和同步齿形轮经同步齿形带传动，所述连杆一端与同步齿形轮转动连接，另一端与所述滑块一端转动连接，滑块另一端与刀架固定连接，所述滑块由与刀架运动方向一致的直线运动限位机构限位；所述控制装置为数控系统。本发明可以完成宽幅板材的剪切，提高了工作能力；同时，设计巧妙，兼有带传动、齿轮传动及链传动的优点，可以有效的保证剪切精度，提高了工作效率，且结构简单，降低了生产制造成本。

Description

齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置

技术领域

本发明涉及一种数控剪板机，具体涉及一种驱动装置为齿轮—同步齿形带的剪板机。

背景技术

剪板机是根据尺寸要求对板材进行切断加工的剪切设备，是各工业部门使用最广泛的材料剪断设备，主要用于剪裁各种尺寸金属板材的直线边缘，在制造领域具有广泛应用。数控剪板机是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台剪板机或多台剪板机设备动作控制的装置。

随着金属板材的大量使用，剪板机在冶金、石化、机械等工业部门得到了广泛的应用。驱动装置是剪板机上的一个重要装置，它是剪板机的动力装置。目前，剪板机主运动的驱动方式，有液压、气动和机械三种。其中，液压剪板机存在的主要技术问题是：（1）油液泄露造成环境污染；（2）传动效率低，造成较大的能源浪费；（3）泵、阀等液压元件价格较昂贵，维护较困难；（4）大型液压剪板机需要液压泵具有较大的流量，同时也需要油箱具有较大的容积，造成系统体积庞大。气动剪板机存在的主要技术问题是：（1）系统压强低，只能用于剪切力较小的场合；（2）气体具有可压缩性，无法像液压剪板机那样采用同步回路，因而不能用于剪切宽度较大的场合。

公开号为CN201012409Y的中国实用新型专利公开了一种剪板机的驱动装置，包括驱动电机和传动轴，传动轴活动连接在床身上，在驱动电机和传动轴之间设置有离合传动装置；该传动装置由与传动轴轴承连接的飞轮、与传动轴固定连接的离合轮和离合控制机构组成；在床身设置驱动电机一侧的传动轴轴端依次设置有飞轮、离合轮，飞轮与驱动电机通过皮带连接；离合控制机构由设置在飞轮与离合轮之间的离合装置、设置在传动轴轴尾的行程控制装置和控制器组成，离合装置、行程控制装置分别连接控制器。在行程控制装置的作用下，驱动电机带动动刀架做上下往复运动，达到剪切效果。

上述技术方案自动化控制水平低，同时，由于剪板机驱动装置结构设置的原因，两侧设置直线导轨对直线运动进行导向，刀架宽度的增大受到限制，当试图制作大型剪板机时，装置的机械结构相对复杂，增加了制造难度，提高了制造成本，且无法保证剪切精度。

因此，有必要提供一种既可以完成宽幅剪切又可以保证剪切精度的剪板机驱动装置来适应目前市场的需求。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置，通过巧妙的设计，可完成宽幅板材的剪切，同时可有效地保证剪切精度。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置，包括动力装置、传动装置、控制装置和刀架，所述动力装置为伺服电机，所述传动装置包括设置在伺服电机输出轴上的齿轮、同步齿形轮、同步齿形带、连杆和滑块，齿轮和同步齿形轮经同步齿形带传动，所述连杆一端与同步齿形轮转动连接，另一端与所述滑块一端转动连接，滑块另一端与刀架固定连接，所述滑块由与刀架运动方向一致的直线运动限位机构限位；所述控制装置为数控系统。

上述技术方案中，同步齿形轮的轮齿与同步齿形带的齿形依次啮合传递运动和动力，同时同步齿形轮通过连杆驱动滑块带动刀架进行上下往复运动达到剪切功能。连杆可实现一次增力，使剪板机工作能力增强。

进一步的技术方案，设有两组所述动力装置，所述数控系统控制该两组动力装置中的伺服电机同步动作，该两组动力装置中的滑动分别连接动刀架的两端。

两组动力装置中，齿轮、同步齿形带和同步齿形轮参数都相同且对称布置，通过连杆及滑块，可实现动刀架双向同步驱动。

上述技术方案中，以伺服电机为动力源，当数控系统向两个伺服电机发出一个指令，伺服电机便按照预设指令开始转动，带动两个齿轮同时转动，齿轮上装有同步齿形带，通过同步齿形带将同步齿形轮和齿轮连在一起，并进行力放大作用，起到远距离传输和控制剪切精度的作用。同步齿形轮带动连杆驱动滑块和刀架剪切工件。由于两个齿轮的齿数相同，齿轮啮合保证了左右两个同步齿形轮的转速相同，左右两个与之相连的滑块动作也保证同步。当剪切完成后，数控系统发出指令，电机反转，各机构复位，松开工件，完成一个加工过程。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明采用齿轮-同步齿形带结构进行传动，同步齿形带的齿形与同步齿形带的轮齿依次啮合传递运动和动力，兼有带传动、齿轮传动及链传动的优点，且无相对滑动，平均传动比较准确，传动精度高。

2.本发明中，由于两个齿轮的齿数相同，且对称布置，通过连杆及滑块，齿轮啮合保证了左右两个同步齿形轮的转速相同，左右两个与之相连的滑块动作也保证同步, 最终保证动刀架双向同步驱动，既可以完成宽幅剪切又可以保证剪切精度。

3.本发明应用的同步齿形轮与连接连杆，组成曲柄－连杆机构，通过连杆对力进行放大，增加剪切力，提高剪板机的工作能力。

4.由于本发明采用的齿轮－同步齿形带传动方案，具有同步齿形带具有远距离传输准确性可控的特点，因此可大大简化剪板机结构。不仅可以省略传统剪板机动刀架导向导轨，而且可大大提高剪切宽度和精度，提高其工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例一的示意图。

其中：1、连杆；2、同步齿形轮；3、伺服电机；4、数控系统；5、滑块；6、刀架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1所示，一种齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置，包括连杆1、同步齿形轮2、伺服电机3、数控系统4、滑块5和刀架6。

同步齿形带的齿形与同步齿形轮2的轮齿依次啮合传递运动和动力。齿轮啮合保证了左右两个同步齿形轮2的转速相同，左右两个与之相连的滑块动作也保证同步。

同步齿形轮2通过连杆1驱动滑块5带动刀架6进行上下往复运动，实现剪切板材的功能。

齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置的工作原理如下：

当数控系统4向两个伺服电机3发出一个指令，伺服电机3便按照预设指令开始转动，带动两个齿轮按如图所示方向同时转动，齿轮上装有同步齿形带，通过同步齿形带将同步齿形轮2和齿轮连在一起，并进行力放大作用。同步齿形轮2带动连杆1驱动滑块4和刀架6剪切工件。由于两个齿轮的齿数相同，齿轮啮合保证了左右两个同步齿形轮2的转速相同，左右两个与之相连的滑块5动作也保证同步。当剪切完成后，数控系统4发出指令，电机反转，各机构复位，松开工件，完成一个加工过程。

Claims

1. 一种齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置，包括动力装置、传动装置、控制装置和动刀架（6），其特征在于：所述动力装置为伺服电机（3），所述传动装置包括设置在伺服电机（3）输出轴上的齿轮、同步齿形轮（2）、同步齿形带、连杆（1）和滑块（5），齿轮和同步齿形轮（2）经同步齿形带传动，所述连杆一端与同步齿形轮转动连接，另一端与所述滑块一端转动连接，滑块另一端与动刀架固定连接，所述滑块由与动刀架运动方向一致的直线运动限位机构限位；所述控制装置为数控系统（4）。

2. 根据权利要求1所述的齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置，其特征在于：设有两组所述动力装置，所述数控系统（4）控制该两组动力装置中的伺服电机同步动作，该两组动力装置中的滑动分别连接刀架的两端。

3. 根据权利要求1所述的齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置，其特征在于：所述同步齿形轮连接连杆，组成曲柄－连杆机构，通过连杆对力进行放大，增加剪切力。

4. 根据权利要求2所述的齿轮—同步齿形带数控剪板机驱动装置，其特征在于：两组动力装置中，齿轮、同步齿形带和同步齿形轮参数都相同且对称布置，通过连杆及滑块，实现动刀架双向同步驱动。