CN107971415A - 一种自动定位的折弯机系统及板料折弯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动定位的折弯机系统及板料折弯方法，属于折弯机技术领域。本发明的自动定位装置包括自动升降机构和工作台，加工件置于工作台的工作台平面上，自动升降机构沿竖直方向移动并作用于加工件，实现加工件在水平方向的定位；工作台还设置有抓料机械手，所述抓料机械手实现加工件在竖直方向的定位以及在水平方向的旋转。本发明的折弯机系统在自动定位装置的一侧或两侧安装折弯机。本发明先利用上料机械手抓取加工件送至工作台，再利用自动升降机构中的左右滑动板及滑块来精确定位加工件，最后使用抓料机械手实现加工件的自动旋转、多边折弯，能显著提高生产效率，实现自动化，将劳动力从繁琐的工作中解放出来。

Description

一种自动定位的折弯机系统及板料折弯方法

本发明专利申请是针对申请号为：2016103457874的分案申请，原申请的申请日为：2016-05-19，发明创造名称为：一种自动定位装置、利用该定位装置的折弯机系统及板料折弯方法。

技术领域

本发明涉及折弯机技术领域，更具体地说，涉及一种自动定位的折弯机系统及板料折弯方法，本发明用于板料加工件的自动抓取﹑自动定位上料﹑自动折弯以及自动旋转多边折弯。

背景技术

板料折弯机属于锻压机械中的一种，主要用于金属板料加工行业。板料折弯机使用简单的模具便可对金属板料进行各种角度的直线弯曲，以获得形状复杂的金属板材制件，操作简单，运行成本低，是目前对板料特别是大型板料进行钣金加工的首选机械，获得了广泛应用。

板料折弯机按其传动形式可分为机械折弯机和液压折弯机两类。目前，机械折弯机已被液压折弯机取代。液压折弯机的优点在于有较大的工作行程，多缸同步极大地提高了折弯精度，并实现了折弯机的多台联动，拓宽了折弯机的工艺范围，且结构简单、操作灵活。但其也存在工件的输送、工件的反转必须要操作人员手动操作，特别是当折弯件面积较大、重量较重时，对操作人员的人数和体力都提出了要求。且传统折弯方式在折弯之间往往需要多次反复校正，效率极低；操作人员手动操作，劳动强度高，易疲劳且无保护装置，存在安全隐患。

此外，现有全自动数控折弯机的定位装置大都固定，加工过程中往往需要停机来调节定位装置位置，这样浪费了大量的时间，而且调整的精度靠师傅的技术保证，调整容易出现偏差，影响加工速度和加工质量，不利于提高企业在现今竞争激烈的环境中提升竞争力，制约了企业的发展。

经检索，中国专利申请号201510019878.4，申请日为2015年1月15日，发明创造名称为：双驱动系统的简易数控折弯机；该申请案具有一个折弯板，二个用于电机驱动机构，一个电磁夹紧装置，一个安装在工作台面边上用于折弯定位的折弯定位装置，一个控制器，折弯板与工作台面通过铰链活动连接，二个电机驱动机构左右对称固定于工作台下侧，每个电机驱动机构包括伺服电机、驱动蜗杆、二个蜗轮，伺服电机的输出轴固定连接第一蜗轮，第一蜗轮传动连接驱动蜗杆，驱动蜗杆传动连接第二蜗轮，第二蜗轮连接折弯板，用于驱动折弯板翻转折弯；所述电磁夹紧装置具有两个电磁吸持单元。该申请案采用电磁和电伺服驱动装置代替现有的数控折弯机中液压和气压传动的方式，配合PLC实现自动控制，加工速度快。

中国专利申请号200820113394.1，申请日为2008年8月14日，发明创造名称为：冷弯成型机上成型箱体的控制结构，该申请案的成型箱体沿冷弯成型机机床的横向方向可滑动地设在所述机床上，该控制结构包括可编程控制的电机。与所述电机的转轴相传动链接的螺杆、与所述螺杆相螺纹配合连接的移动螺母，所述的移动螺母固定连接在所述的成型箱体上，所述的螺杆的杆长度方向沿着所述机床的横向方向设置。该申请案根据待加工金属薄板的板宽，可编程控制电机的转动，电机转动带动螺杆转动，使得移动螺母在螺杆上发生移动，则移动螺母会带着成型箱体在机床的横向方向滑动，可编程控制电机可以实现成型箱体的自动定位。

上述申请案均不失为一种很好的实现自动化板材折弯的方法，在一定程度上解放了劳动力，但上述申请案的制造成本均较高，且在使用上也不够灵活，不便于推广应用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明为克服上述现有技术中存在的问题，提供了一种自动定位的折弯机系统及板料折弯方法，本发明先利用上料机械手抓取加工件送至工作台，再利用自动升降机构中的左右滑动板及滑块来精确定位加工件，最后使用抓料机械手实现加工件的自动旋转、多边折弯，能显著提高生产效率，实现自动化，将劳动力从繁琐的工作中解放出来。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种自动定位装置，包括自动升降机构和工作台，加工件置于工作台的工作台平面上，自动升降机构沿竖直方向移动并作用于加工件，实现加工件在水平方向的定位；工作台还设置有抓料机械手，所述抓料机械手实现加工件在竖直方向的定位以及在水平方向的旋转。

更进一步地，所述的自动升降机构包括支架、升降架、固定板、滑动板和滑块导轨，支架、升降架、固定板、滑动板和滑块导轨均成对设置，支架支撑升降架，升降架与固定板连接，固定板和滑动板围成一方形框架，两滑动板相对设置且能够沿固定板的长度方向运动；所述的两滑块导轨设置于固定板的中部，且滑块导轨与滑动板相平行，该滑块导轨上设置有滑块，所述的滑块能够沿滑块导轨移动。

更进一步地，所述的两升降架同步升降，滑动板同步相向或相背移动，滑块沿滑块导轨同步移动；且升降架、滑动板、滑块的移动均通过伺服电机控制。

更进一步地，所述的工作台平面上开设有导轨槽，自动升降机构沿竖直方向上升到位时，滑块能够插入该导轨槽并伸出工作台平面；同时，滑动板位于工作台平面两侧，且滑动板高出工作台平面。

更进一步地，所述工作台平面的上下两侧均设置有抓料机械手，该抓料机械手包括滑台轴、气缸底座、气缸，气缸底座与气缸相连，气缸底座能够沿滑台轴移动；其中，位于工作台平面上部的抓料机械手的气缸上还设置有电磁铁。

更进一步地，位于工作台平面上下两侧的气缸底座受伺服电机控制沿滑台轴同步移动；电磁铁也受伺服电机控制，吸附加工件，实现加工件在水平方向的旋转。

本发明的一种折弯机系统，包括自动定位装置和一个折弯机，所述折弯机设置于自动定位装置与滑块移动方向相垂直的一侧。

更进一步地，所述折弯机设置有2个，2个折弯机分别设置于自动定位装置与滑块移动方向相垂直的两侧。

更进一步地，所述折弯机系统还包括自动上料机构，该自动上料机构包括上料机械手，上料机械手的一端设置有吸盘组。

本发明的一种利用所述的折弯机系统进行板料折弯的方法，其步骤为：

步骤一、上料机械手吸附加工件放至工作台平面；

步骤二、伺服电机控制升降架上升，上升到位时滑块插入导轨槽并伸出工作台平面；同时，滑动板高出工作台平面；

步骤三、升降架上升到位后，伺服电机控制两滑动板同步相向移动，夹紧加工件；随后，伺服电机控制两滑块同步运动，推动加工件向折弯机方向运动，完成加工件在水平方向的定位；

步骤四、加工件在水平方向定位后，伺服电机控制上、下气缸底座运动至加工件正上、正下方位置，气缸动作压紧加工件；

步骤五、加工件被压紧后，滑动板、滑块回位，伺服电机控制升降架下降回到初始位置；

步骤六、自动升降机构回位后，启动折弯机进行单边折弯，单边加工完成后，电磁铁吸附加工件进行水平方向的旋转，继续进行下一边的折弯加工，重复旋转、折弯工序，直至完成折弯工作；当折弯机设置2个时，单边加工完成后，由抓料机械手带动，电磁铁吸附加工件至另一折弯机处，完成对边的折弯加工，两对边折弯结束后，再由电磁铁吸附加工件进行水平方向的旋转，接着进行下一组对边的折弯加工，直至完成折弯工作。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种自动定位装置，其设置了自动升降机构和工作台，利用自动升降机构和工作台的配合，实现加工件在水平方向、竖直方向的自动定位，自动旋转和多边折弯，无需通过繁琐的人工劳动，节约了大量的劳动力成本，不需要人工反复调整加工件的位置，定位准确，一次到位，既降低了成本，又减少了加工件定位的时间；

(2)本发明的一种自动定位装置，其单独设置自动升降机构，并利用该自动升降机构实现了加工件在水平方向的定位；如此，不仅保证了加工件在水平方向的精确定位，在进行板料折弯加工之前，自动升降机构也能够快速回位，避免对加工件移动造成阻碍，使得自动定位装置的使用更加灵活，板料折弯加工的流程也更加流畅；

(3)本发明的一种折弯机系统，能够实现板料加工件自动抓取﹑自动定位上料﹑自动折弯﹑自动旋转和多边折弯的功能，只需按动一下启动按钮，不需要操作人员人工干预，即可自动运行，操作简便、效率高，实现了真正意义上的自动化；尤其是在设置2台折弯机的情况下，加工件旋转一次即可完成4条边的折弯操作，大大提高了折弯效率，同时也降低了能耗；

(4)本发明的一种折弯机系统，结构简单，利用伺服电机控制相应机构的运动，制造成本及加工能耗低，便于推广应用；

(5)本发明的一种板料折弯方法，先利用上料机械手抓取加工件送至工作台平面，再利用左右滑动板及滑块来精确定位，抓料机械手固定加工件并送至折弯机加工，该方案能显著提高生产效率，实现自动化，将劳动力从繁琐的工作中解放出来。

附图说明

图1为本发明中上料机械手的结构示意图；

图2为本发明中自动升降机构的结构示意图；

图3为本发明中工作台的俯视结构示意图；

图4为本发明中工作台的剖视结构示意图；

图5为本发明中控制系统结构框图；

图6为本发明中电气控制系统示意图。

示意图中的标号说明：

1、上料机械手；11、吸盘组；2、加工件；31、支架；321、第一支杆；322、第二支杆；33、固定板；34、滑动板；35、滑块导轨；351、滑块；41、1#伺服电机；42、2#伺服电机；43、3#伺服电机；44、4#伺服电机；45、5#伺服电机；46、6#伺服电机；5、折弯机；6、工作台平面；61、导轨槽；71、滑台轴；72、气缸底座；73、气缸；74、7#伺服电机；75、电磁铁。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图2、图3和图4，本实施例的一种自动定位装置，包括自动升降机构和工作台，所述的自动升降机构包括支架31、升降架、固定板33、滑动板34和滑块导轨35，支架31、升降架、固定板33、滑动板34和滑块导轨35均成对设置，支架31支撑升降架，升降架与固定板33连接，固定板33和滑动板34围成一方形框架，两滑动板34相对设置且能够沿固定板33的长度方向运动；所述的两滑块导轨35设置于固定板33的中部，且滑块导轨35与滑动板34相平行，该滑块导轨35上设置有滑块351，所述的滑块351能够沿滑块导轨35移动。

本实施例中两升降架分别由3#伺服电机43和4#伺服电机44控制同步升降，其升降原理为：升降架包括两交叉设置的第一支杆321和第二支杆322，第一支杆321和第二支杆322的交叉点处设置有转轴。第一支杆321的一端与支架31通过转轴连接，另一端与固定板33固连。第二支杆322的一端与固定板33固连，该第二支杆322的另一端设置于支架31所设的滑槽中，所述的3#伺服电机43、4#伺服电机44分别设置于对应的支架31的侧边。3#伺服电机43、4#伺服电机44控制第二支杆322的一端沿滑槽移动，实现升降架的上升和下降。

所述的滑动板34则由2#伺服电机42控制，实现两滑动板34的同步相向或相背移动，滑块351由1#伺服电机41控制滑块351沿滑块导轨35同步移动，本实施例中1#伺服电机41、2#伺服电机42均设置于固定板33上。

所述的工作台包括工作台平面6和设置于工作台平面6上、下两侧的抓料机械手。加工件2置于工作台平面6上，工作台平面6上开设有导轨槽61，该导轨槽61的开设方向与滑块导轨35的长度方向平行。自动升降机构沿竖直方向上升与工作台配合使用，当自动升降机构上升到位时，滑块351能够插入该导轨槽61并伸出工作台平面6；同时，滑动板34位于工作台平面6两侧，且滑动板34要高出工作台平面6，以保证滑动板34能够沿着工作台平面6移动。

所述的抓料机械手包括滑台轴71、气缸底座72、气缸73，气缸底座72与气缸73相连，气缸底座72能够沿滑台轴71移动。其中，工作台平面6上部抓料机械手的气缸73下部设置7#伺服电机74，电磁铁75受7#伺服电机74控制，吸附加工件2，实现加工件2在水平方向的旋转。所述的位于工作台平面6上侧的气缸底座72受5#伺服电机45控制，位于工作台平面6下侧的气缸底座72受6#伺服电机46控制，5#伺服电机45、6#伺服电机46设置于自动定位装置的侧边，两伺服电机控制气缸底座72沿滑台轴71同步移动。

本实施例设置了自动升降机构和工作台，利用自动升降机构和工作台的配合，实现加工件在水平方向、竖直方向的自动定位，自动旋转和多边折弯，无需通过繁琐的人工劳动，节约了大量的劳动力成本，不需要人工反复调整加工件的位置，定位准确，一次到位，既降低了成本，又减少了加工件定位的时间。且单独设置自动升降机构，在进行板料折弯加工之前，自动升降机构也能够快速回位，避免对加工件2的移动造成阻碍，使得自动定位装置的使用更加灵活，板料折弯加工的流程也更加流畅。

实施例2

本实施例的一种折弯机系统，包括如实施例1所述的自动定位装置，还包括如图1所示的自动上料机构和一个折弯机5，所述自动上料机构包括上料机械手1，上料机械手1的一端设置有吸盘组11，该吸盘组11由多个吸盘以圆形排列。所述的折弯机5设置于自动定位装置与滑块351移动方向相垂直的一侧。

本实施例的控制系统结构框图和电气控制示意图如图5和图6所示，其进行板料折弯的过程为：

步骤一、上料机械手1吸附加工件2放至工作台平面6；

步骤二、伺服电机控制升降架上升，上升到位时滑块351插入导轨槽61并伸出工作台平面6；同时，滑动板34高出工作台平面6；

步骤三、升降架上升到位后，伺服电机控制两滑动板34同步相向移动，夹紧加工件2；随后，伺服电机控制两滑块351同步运动，推动加工件2向折弯机5方向运动，完成加工件2在水平方向的定位；

步骤四、加工件2在水平方向定位后，伺服电机控制上、下气缸底座72运动至加工件2正上、正下方位置，气缸73动作压紧加工件2；

步骤五、加工件2被压紧后，滑动板34、滑块351回位，伺服电机控制升降架下降回到初始位置；

步骤六、自动升降机构回位后，启动折弯机5进行单边折弯，单边加工完成后，电磁铁75吸附加工件2进行水平方向的90°旋转，继续进行下一边的折弯加工，重复旋转、折弯工序，直至完成折弯工作。

本实施例先利用上料机械手抓取加工件送至工作台平面，再利用左右滑动板及滑块来精确定位，抓料机械手固定加工件并送至折弯机5加工，该方案能显著提高生产效率，实现自动化，将劳动力从繁琐的工作中解放出来。

实施例3

本实施例的一种折弯机系统，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例设置2个折弯机5，所述2个折弯机5分别设置于自动定位装置与滑块351移动方向相垂直的两侧。

本实施例的工作过程为：首先由上料机械手1吸附加工件2到工作台，放置到工作台的某一区域。当上料机械手1吸附加工件2到工作台的同时，3#伺服电机43、4#伺服电机44同时启动，带动自动升降机构向上运动直至自动升降机构与工作台完全契合，此时滑动板34通过工作台两边上升至工作台上方，高度略高于工作台平面6，滑块351插入导轨槽61并伸出工作台平面6。当完全契合后，3#伺服电机43、4#伺服电机44停止运行。同时启动2#伺服电机42控制左右滑动板34相向运动(向工作台中心运动)，可以在此方向上夹紧加工件2使其达到工作台中心位置。当左右滑动板34夹紧加工件2后，2#伺服电机42停止运行。同时启动1#伺服电机41，1#伺服电机41控制滑块351沿滑块导轨35同步移动，推动加工件2向其中一个折弯机5运动，当在此方向上压紧加工件2后，此时加工件2已被精确定位，1#伺服电机41停止运行。

同时启动5#伺服电机45、6#伺服电机46，控制上、下气缸底座72向加工件2方向运动，当其运动到加工件2的正上方固定位置后，同时停止5#伺服电机45、6#伺服电机46，然后控制上、下气缸73使其缓慢向加工件运动，直至压紧加工件。

当加工件2被完全定位压紧后，同时启动1#伺服电机41、2#伺服电机42(使其反转)使左右滑动板34和滑块351回到初始位置(回到初始位置后电机停止运行)。然后启动3#伺服电机43、4#伺服电机44(使其反转)使自动升降机构回到初始位置。此时，启动折弯机5加工加工件2，加工完毕以后，再启动5#伺服电机45、6#伺服电机46(反转)使其带动加工件2向另一折弯机5运动，再启动另一折弯机5加工加工件2。加工完毕后启动7#伺服电机74使加工件旋转到另外两边未折弯处(7#伺服电机74启动时，通过控制继电器吸合使7#伺服电机74控制的电磁铁75通电使之具有强磁性，根据加工件2的大小与重量决定电流的大小，使之具有相匹配的强磁性，能够轻松带动加工件2旋转，以避免发生滑件现象的发生)。再使用两侧折弯机5使这两边折弯，此时整个加工件被加工完毕。

本实施例能够实现板料加工件自动抓取﹑自动定位上料﹑自动折弯﹑自动旋转和多边折弯的功能，只需按动一下启动按钮，不需要操作人员人工干预，即可自动运行，操作简便、效率高，实现了真正意义上的自动化；尤其设置2台折弯机5后，加工件旋转一次即可完成4条边的折弯操作，大大提高了折弯效率，同时也降低了能耗。

参看图6，本实施例的1#伺服电机至7#伺服电机都由各自的伺服控制器来控制启停及其运行的快慢和正反，其各自的位移传感器安装在其控制的部件上，检测其控制的部件的位移，再把此位移信号送至PLC控制器中，再传送至各自的伺服控制器里，通过各自的伺服控制器控制电机的运行状态。电磁铁75则通过一中间继电器来控制其是否通电及其通电强弱，以达到控制其磁性的目的。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动定位的折弯机系统，其特征在于：包括自动定位装置和一个折弯机(5)，所述折弯机(5)设置于自动定位装置与滑块(351)移动方向相垂直的一侧，所述的自动定位装置包括自动升降机构和工作台，加工件(2)置于工作台的工作台平面(6)上，自动升降机构沿竖直方向移动并作用于加工件(2)，实现加工件(2)在水平方向的定位；工作台还设置有抓料机械手，所述抓料机械手实现加工件(2)在竖直方向的定位以及在水平方向的旋转。

2.根据权利要求1所述的一种自动定位的折弯机系统，其特征在于：所述的自动升降机构包括支架(31)、升降架、固定板(33)、滑动板(34)和滑块导轨(35)，支架(31)、升降架、固定板(33)、滑动板(34)和滑块导轨(35)均成对设置，支架(31)支撑升降架，升降架与固定板(33)连接，固定板(33)和滑动板(34)围成一方形框架，两滑动板(34)相对设置且能够沿固定板(33)的长度方向运动；所述的两滑块导轨(35)设置于固定板(33)的中部，且滑块导轨(35)与滑动板(34)相平行，该滑块导轨(35)上设置有滑块(351)，所述的滑块(351)能够沿滑块导轨(35)移动。

3.根据权利要求2所述的一种自动定位的折弯机系统，其特征在于：所述的两升降架同步升降，滑动板(34)同步相向或相背移动，滑块(351)沿滑块导轨(35)同步移动；且升降架、滑动板(34)、滑块(351)的移动均通过伺服电机控制。

4.根据权利要求2或3所述的一种自动定位的折弯机系统，其特征在于：所述的工作台平面(6)上开设有导轨槽(61)，自动升降机构沿竖直方向上升到位时，滑块(351)能够插入该导轨槽(61)并伸出工作台平面(6)；同时，滑动板(34)位于工作台平面(6)两侧，且滑动板(34)高出工作台平面(6)。

5.根据权利要求4所述的一种自动定位的折弯机系统，其特征在于：所述工作台平面(6)的上下两侧均设置有抓料机械手，该抓料机械手包括滑台轴(71)、气缸底座(72)、气缸(73)，气缸底座(72)与气缸(73)相连，气缸底座(72)能够沿滑台轴(71)移动；其中，位于工作台平面(6)上部的抓料机械手的气缸(73)上还设置有电磁铁(75)。

6.根据权利要求5所述的一种自动定位的折弯机系统，其特征在于：位于工作台平面(6)上下两侧的气缸底座(72)受伺服电机控制沿滑台轴(71)同步移动；电磁铁(75)也受伺服电机控制，吸附加工件(2)，实现加工件(2)在水平方向的旋转。

7.根据权利要求6所述的一种自动定位的折弯机系统，其特征在于：所述折弯机(5)设置有2个，2个折弯机(5)分别设置于自动定位装置与滑块(351)移动方向相垂直的两侧。

8.根据权利要求7所述的一种自动定位的折弯机系统，其特征在于：所述折弯机系统还包括自动上料机构，该自动上料机构包括上料机械手(1)，上料机械手(1)的一端设置有吸盘组(11)。

9.一种利用权利要求8所述的折弯机系统进行板料折弯的方法，其步骤为：

步骤一、上料机械手(1)吸附加工件(2)放至工作台平面(6)；

步骤二、伺服电机控制升降架上升，上升到位时滑块(351)插入导轨槽(61)并伸出工作台平面(6)；同时，滑动板(34)高出工作台平面(6)；

步骤三、升降架上升到位后，伺服电机控制两滑动板(34)同步相向移动，夹紧加工件(2)；随后，伺服电机控制两滑块(351)同步运动，推动加工件(2)向折弯机(5)方向运动，完成加工件(2)在水平方向的定位；

步骤四、加工件(2)在水平方向定位后，伺服电机控制上、下气缸底座(72)运动至加工件(2)正上、正下方位置，气缸(73)动作压紧加工件(2)；

步骤五、加工件(2)被压紧后，滑动板(34)、滑块(351)回位，伺服电机控制升降架下降回到初始位置；

步骤六、自动升降机构回位后，启动折弯机(5)进行单边折弯，单边加工完成后，电磁铁(75)吸附加工件(2)进行水平方向的旋转，继续进行下一边的折弯加工，重复旋转、折弯工序，直至完成折弯工作；当折弯机(5)设置2个时，单边加工完成后，由抓料机械手带动，电磁铁(75)吸附加工件(2)至另一折弯机(5)处，完成对边的折弯加工，两对边折弯结束后，再由电磁铁(75)吸附加工件(2)进行水平方向的旋转，接着进行下一组对边的折弯加工，直至完成折弯工作。