CN108326097A - 用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置及测量方法 - Google Patents

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赵森鑫
张灿勇
范正勇
马军伟
赵先银
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/20—Bending sheet metal, not otherwise provided for

Abstract

本发明公开了一种用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置，其包括设置在冷弯机的下模具两侧并贯通冷弯机进出料方向的导轨、走行及测量机构，所述走行及测量机构包括设置在所述导轨上并可沿所述导轨行走的X向行走端架、设置在所述X向行走端架上的包含有非接触式激光位移传感器的测量机构，所述X向行走端架为龙门式支架，其两端下部均设置有走行齿轮与沿所述导轨设置的齿条相啮合，所述X向行走端架的其中一端设有驱动所述走行齿轮的行走伺服电机，所述测量机构设置在可沿Z向升降的升降机构上，所述升降机构设置在所述X向行走端架的沿Y向设置的横梁上并可沿所述横梁移动。本发明检测效率高，精度高，测量数据表达曲面更加完善，测量更加灵活多样。

Description

用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及一种用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置，属于三维曲面板材加工设备技术领域。本发明还涉及一种用于成型三维曲面板材冷弯机的曲板冷弯成形测量方法。
背景技术
在船体中船体外板构件是重要构成部件，而船体外板构件大都是曲面形状，通常采用三维曲面板材冷弯机在常温下使船体外板构件成型。现有技术中，采用多压头、多点式板材成型技术的三维曲面板材冷弯机对于形状复杂、尺度大、曲率较小的船体外板构件具有很大的加工优势。
现有的采用多压头、多点式板材成型技术的冷弯机中，为了对板材的成型进行测量，通常还设置了在线测量装置。公开号为CN203541186U、名称为用于三维曲面板材的数控弯板机的中国专利，即是采用多压头、多点式板材成型技术的弯板机，其设置了在线测量装置对板材的成型进行检测。该数控弯板机的测量装置设置在了成形压力模的上模上，并可随上模进行橫向移动，当上模对板材冷压成型后，在线测量装置对下模中方形压头对应的点进行测量，测量数据传输至控制装置中与标准数据进行分析比对。该数控弯板机中的在线测量装置由于测量方法的原因存在检测效率低、精度差、测量数据表达曲面不完善、测量不灵活等缺陷，且对于长的板材无法实现整板测量。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种检测效率高，精度高，测量数据表达曲面更加完善，测量更加灵活多样的用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置，其特征是：包括设置在冷弯机的下模具两侧并贯通冷弯机进出料方向的导轨、走行及测量机构，所述走行及测量机构包括设置在所述导轨上并可沿所述导轨行走的X向行走端架、设置在所述X向行走端架上的包含有非接触式激光位移传感器的测量机构，所述X向行走端架为龙门式支架，其两端下部均设置有走行齿轮与沿所述导轨设置的齿条相啮合，所述X向行走端架的其中一端设有驱动所述走行齿轮的行走伺服电机，所述测量机构设置在可沿Z向升降的升降机构上，所述升降机构设置在所述X向行走端架的沿Y向设置的横梁上并可沿所述横梁移动。
本发明中，X向行走端架可沿导轨进行X向移动，并带动设置在其上部的包含有非接触式激光位移传感器的测量机构沿X向运动，同时，测量机构在X向行走端架上还可沿Y向运动和沿Z向进行运动，即测量装置的测量机构可沿X、Y、Z向运动。测量时，本发明中的X向行走端架沿导轨进行X向移动，并带动设置在其上部的测量机构沿X向运动，同时测量机构沿Y向做连续运动，并通过Z向运动使测量机构与被测板材保持一定的距离，在运动过程中通过激光位移传感器对被测板材进行数据采集，如此，实现对冷弯机上的被测板材的测量。
进一步的，为便于实现Y向运动，所述X向行走端架的横梁上设置有同步齿形带传动机构，所述升降机构与所述同步齿形带传动机构的同步齿形带连接并可在同步齿形带的带动下沿所述横梁移动。
进一步的，为便于实现Z向运动，所述升降机构包括滑块、与所述滑块配合的升降杆、与所述升降杆连接并驱动其升降的Z向驱动机构，所述非接触式激光位移传感器设置在所述升降杆的下端，所述滑块与所述同步齿形带传动机构的同步齿形带连接。
本发明还提供了一种用于成型三维曲面板材冷弯机的曲板冷弯成形测量方法，其是采用上述的测量装置进行测量，测量时所述测量装置的X向行走端架对应于被测板材沿X向间歇运动，所述测量装置的测量机构沿Y向做连续运动，并且在Z向上使测量机构的测量头与被测板材的被测曲面始终保持200-300mm的间距，所述测量机构的测量头在运动过程中对被测曲面进行数据采集，数据采集点为下模具的基本体的中心点或为Y向上预先设定的采集点，所采集的数据经过处理后与理论数据进行比较后得出板材的成形精度情况，并且将所采集的数据通过计算机进行补偿调形。
进一步的，为便于进行数据采集，所述X向行走端架的进给间距为冷弯机的下模具上的基本体间距。
本发明的有益效果是：本发明中的测量装置移动灵活，能有效提高测量速度；测量装置设置在贯通冷弯机进出料方向的导轨上，使得测量装置能够进入冷弯机的设备内部对被测板材进行在线测量，其能够大大提高测量速度和测量效率，同时该种测量装置也使得测量更加灵活多样，其通过移动也可以对加工后位于出料区的板材进行测量，也可以实现对长板材进行整板测量；本发明的测量方法，测量幅面数据更多，使测量数据表达曲面更加完善，且测量数据准确，能有效提高测量精度。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中冷弯机的立体结构示意图；
图2是本发明具体实施方式中的测量装置的立体结构示意图；
图3是本发明具体实施方式中的走行及测量机构的主视示意图；
图4是图3的俯视示意图；
图5是图3的左视示意图；
图6是本发明具体实施方式中的走行及测量机构的立体结构示意图；
图7是图6的后视的立体结构示意图；
图8是本发明中的测量装置进行测量时的示意图；
图中，1、冷弯机的机架，2、冷弯机的上模具，3、冷弯机的下模具，4、测量装置，5、导轨，6、走行及测量机构，61、X向行走端架，611、横梁，62、走行齿轮，63、升降机构，631、升降杆，632、滑块，633、Z向驱动机构，64、行走伺服电机，65、激光位移传感器，66、电控箱，67、同步齿形带传动机构，7、齿条。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：
如附图所示，用于成型三维面板的冷弯机主机为现有技术，其包括机架1，设置在机架1内的上模具2和下模具3，测量装置4。测量装置4包括设置在冷弯机的下模具3两侧并贯通冷弯机进出料方向的两条导轨5、走行及测量机构6。所述导轨5侧面设置有沿其长度方向设置的齿条7。所述走行及测量机构6包括设置在所述导轨5上并可沿所述导轨5行走的X向行走端架61、设置在所述X向行走端架61上的测量机构，所述测量机构的测量头包含有非接触式激光位移传感器65。所述X向行走端架61为龙门式支架，其两端下部均设置有走行齿轮62，走行齿轮62与沿导轨5设置的齿条7相啮合，在X向行走端架61的其中一端下部设有行走伺服电机64，行走伺服电机64用于驱动该端的走行齿轮62转动，通过行走伺服电机64的驱动，X向行走端架61可沿导轨5行走。所述测量机构设置在可沿Z向升降的升降机构63上，所述升降机构63设置在所述X向行走端架61的沿Y向设置的横梁611上，并可沿所述横梁611移动。本发明中的非接触式激光位移传感器65为现有技术。
本实施例中，升降机构63在X向行走端架61的横梁611上的移动是通过如下结构实现的：在X向行走端架61的横梁611上设置有同步齿形带传动机构67，升降机构63与同步齿形带传动机构67的同步齿形带连接，升降机构63在同步齿形带的带动下沿横梁611移动。所述升降机构63包括滑块632、与滑块632配合的升降杆631、与升降杆631连接并驱动其升降的Z向驱动机构633，所述非接触式激光位移传感器65设置在升降杆631的下端，滑块632与同步齿形带传动机构的同步齿形带连接。升降机构63的升降杆631在Z向驱动机构633的驱动下沿Z向运动。Z向驱动机构633为现有技术，其可以为通过电机驱动的齿轮齿条传动机构。
采用上述的测量装置的用于成型三维面板冷弯机进行曲板冷弯成形测量时的测量方法：测量时所述测量装置的X向行走端架61对应于被测板材沿X向间歇运动，所述测量装置的测量机构沿Y向做连续运动，并且在Z向上使测量机构的测量头与被测板材的被测曲面始终保持200-300mm的间距，所述测量机构的测量头在运动过程中对被测曲面进行数据采集，数据采集点为下模具的基本体的中心点或为Y向上预先设定的采集点，所采集的数据经过处理后与理论数据进行比较后得出板材的成形精度情况，并且将所采集的数据通过计算机进行补偿调形。
本发明中，X向行走端架61的进给间距可以为冷弯机的下模具上的基本体间距，也可以按照工艺需求调整X向进给的间距。
本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。

Claims (5)

1.一种用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置，其特征是：包括设置在冷弯机的下模具两侧并贯通冷弯机进出料方向的导轨(5)、走行及测量机构，所述走行及测量机构包括设置在所述导轨(5)上并可沿所述导轨(5)行走的X向行走端架(61)、设置在所述X向行走端架(61)上的包含有非接触式激光位移传感器(65)的测量机构，所述X向行走端架(61)为龙门式支架，其两端下部均设置有走行齿轮(62)与沿所述导轨(5)设置的齿条(7)相啮合，所述X向行走端架(61)的其中一端设有驱动所述走行齿轮(62)的行走伺服电机(64)，所述测量机构设置在可沿Z向升降的升降机构上，所述升降机构设置在所述X向行走端架(61)的沿Y向设置的横梁(611)上并可沿所述横梁(611)移动。
2.根据权利要求1所述的用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置，其特征是：所述X向行走端架(61)的横梁(611)上设置有同步齿形带传动机构，所述升降机构与所述同步齿形带传动机构的同步齿形带连接并可在同步齿形带的带动下沿所述横梁(611)移动。
3.根据权利要求2所述的用于成型三维曲面板材冷弯机的测量装置，其特征是：所述升降机构包括滑块(632)、与所述滑块(632)配合的升降杆(631)、与所述升降杆(631)连接并驱动其升降的Z向驱动机构，所述非接触式激光位移传感器(65)设置在所述升降杆(631)的下端，所述滑块(632)与所述同步齿形带传动机构的同步齿形带连接。
4.一种用于成型三维曲面板材冷弯机的曲板冷弯成形测量方法，其特征是：采用权利要求1-3任一所述的测量装置进行测量，测量时所述测量装置的X向行走端架(61)对应于被测板材沿X向间歇运动，所述测量装置的测量机构沿Y向做连续运动，并且在Z向上使测量机构的测量头与被测板材的被测曲面始终保持200-300mm的间距，所述测量机构的测量头在运动过程中对被测曲面进行数据采集，数据采集点为下模具的基本体的中心点或为Y向上预先设定的采集点，所采集的数据经过处理后与理论数据进行比较后得出板材的成形精度情况，并且将所采集的数据通过计算机进行补偿调形。
5.根据权利要求4所述的用于成型三维曲面板材冷弯机的曲板冷弯成形测量方法，其特征是：所述X向行走端架(61)的进给间距为冷弯机的下模具上的基本体间距。
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