CN108555076A - 一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，包括机架、基座、工作台、上压块、折弯上模、折弯下模、移动导轨，所述基座上还设有电机安装座，所述电机安装座上设有电机，所述电机为无框组合式永磁同步直线电机，所述直线电机包括定子组件及转子组件，所述的定子组件由若干呈扇形结构的定子单元组成，所述的定子单元为独立控制机构，所述定子组件固定安装在电机安装座上；所述转子组件固定连接在螺母上，所述螺母内设有丝杆，所述丝杆的末端连接在上压块上。所述无框组合式永磁同步直线电机替代常规折弯机中液压系统直接驱动螺母旋转带动丝杆上的下压块在移动导轨上上下滑动，使的连接在上压块末端的折弯上模与工作台上折弯下模闭合实现板料的折弯。

Description

一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机

技术领域

本发明属于锻压冲剪设备类，尤其涉及一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机。

背景技术

在对板材进行加工时，常需要对板材进行一定角度的折弯以满足实际应用场合的需求。目前主要的板料折弯设备分为机械型和液压型，机械折弯机通常是利用电机和一系列齿轮传动系统来实现滑块的上下运动；液压折弯机则是利用液压缸和一系列复杂的油路控制元件来实现滑块的上下运动。折弯机在钢铁工业中起着重要的作用，尤其在大型钢铁企业中，往往需要折弯机连续并且高精度的运行，然而目前，由于传统机械折弯机传动系统复杂，液压折弯机油路控制元件繁多，故障率高，限制了它的普及，仅仅经济实力雄厚的大型钢铁企业中才能见到折弯机。随着国民经济的快速发展，越来越多的小型企业需要生产一些折弯类制件，市场上迫切需求价格低廉，结构简单，工作可靠的数控折弯机。

针对上述技术问题，中国专利文献CN201410140761.7一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机提供了技术方案，如图1所示，一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机，包括两个对称设置的动力部分，动力部分的输出采用行星滚柱丝杠机构并与折弯机的滑块连接，动力部分包括永磁电机部分、谐波减速部分和滚柱丝杠部分，当永磁电机上电后，其转子在磁场力作用下直接带动谐波发生器转动，从而使柔轮和刚轮之间产生错齿运动，实现减速增矩，柔轮输出的运动带动输出轴转动，输出轴前端有行星滚柱丝杠机构，从而带动滑块做下上运动，通过装在滑块上的模具对板料进行弯曲成形，本发明机电一体化设计，结构紧凑，设备可靠性高；谐波齿轮可实现较大的减速比，提供较大的成形力；通过计算机和伺服控制可提前预测板料的回弹，实现对板材的精确弯曲成形。但是该折弯机结构复杂，仍然需要中间传动机构来实现板材的弯曲成形，没有直接利用电机直接驱动完成板材折弯。因此亟需一种无框组合式永磁同步电机直驱的数控折弯机解决上述技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，本发明所述的数控折弯机传动效率高、扭矩大。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，包括机架、基座、工作台、上压块、折弯上模、折弯下模、移动导轨，所述移动导轨安装在所述基座上，所述移动导轨上活动连接有所述上压块，所述所述机架上设有基座，所述上压块末端设有折弯上模，所述工作台上设有折弯下模，所述基座上端设有电机安装座，所述电机安装座上设有无框组合式永磁同步直线电机，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件及转子组件，所述定子组件为所述转子组件提供磁场；所述定子组件由若干呈扇形结构的定子单元组成，所述每个定子单元独立控制，所述定子单元包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组；所述定子组件固定安装在电机安装座上；所述转子组件固定连接在螺母上，所述螺母内设有丝杆，所述丝杆的末端连接在上压块上。

所述定子单元为扇形弧状结构的定子单元或扇形盘状结构的定子单元。

接通电源后，所述无框组合式永磁同步直线电机替代常规折弯机中液压系统直接驱动螺母旋转带动丝杆上的下压块在移动导轨上上下滑动，使的连接在上压块末端的折弯上模与工作台上折弯下模闭合实现板料的折弯。

进一步地，所述基座下端设有止动机构，所述止动机构包括磁力发生器、止动杆及复位弹簧；所述止动杆置于所述磁力发生器之中，末端设有弧形止动齿条；所述复位弹簧置于所述磁力发生器与所述止动杆之间；所述丝杆上设有适配所述弧形止动齿条的止动齿。其目的在于，防止设备在工作中出现突然断电，所述移动导轨的上压块下落而造成人员及设备损坏的情况发生。

进一步地，所述定子组件还包括定子基座，所述定子基座呈圆环结构，所述定子铁芯周向均匀布置在定子基座上，所述定子基座固定安装在电机安装座上。

用于安装所述扇形弧状结构的定子单元的定子基座为弧形定子基座，用于安装扇形盘状结构的定子单元为盘形定子基座。

进一步地，所述转子组件包括转子基座及磁钢基板，所述转子基座固定连接在所述螺母上，所述磁钢基板轴向均布在转子基座上。其目的在于，所述转子基座可以为磁钢基板提供一个安装模板，在组装时，所述转子基座与磁钢基板可以提前装配完成，作为一个整体进入下一步的安装工序，安装方便，提高安装效率，也可防止零散的部件遗漏，不好管理的问题。

所述为扇形弧状结构的定子单元提供旋转磁场的磁钢基板为弧形磁钢基板，所述弧形磁钢基板均布在弧形转子基座上；所述为盘形弧状结构的定子单元提供旋转磁场的磁钢基板为盘形磁钢基板，所述盘形磁钢基板均布在盘形转子基座上。

进一步地，所述上压块由单无框式永磁同步电机驱动或双无框式永磁同步电机驱动。可根据数控折弯的型号规格大小来选择单机驱动或双机驱动。

进一步地，所述电机安装座与所述螺母之间设有轴承。

进一步地，所述螺母的顶端设有用于固定转子基座的推力轴承。

进一步地，所述定子基座上设有冷却装置。所述定子组件是需要电力产生旋转的磁场，在测试旋转磁场的同时及所述螺母的转动，会伴随产生大量的热量，影响设备的正常运行，所述的冷却装置能快速将热量带走，保证设备的运行稳定。

进一步地，所述冷却装置为缠绕在定子基座上的冷却水管。其目的在于，冷却水管内部流淌的循环水能及时将设备产生的热量带出，使设备保持一个很定适合温度，冷却效果好。

进一步地，所述无框组合式永磁同步直线电机包括编码器，所述编码器包括码盘及所述码盘活动连接的磁感元件，所述码盘及磁感元件分别固定安装于所述螺母及所述电机安装座上。其目的在于，为所述直线电机提供伺服控制系统，实现电机闭环矢量控制，实现转子转速及位置的精准控制。

所述扇形弧状结构的定子单元、弧形定子基座、弧形转子基座、弧形磁钢基板的组合为无框组合式永磁同步弧形直线电机；所述盘形弧状结构的定子单元、盘形定子基座、盘形转子基座、盘形磁钢基板的组合为无框组合式永磁同步盘形直线电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、结构简单，安装方便，采用无框式永磁同步电机替代常规折弯机的液压传动系统，减少中间驱动环节，提高驱动效率，减少能源损耗，简化驱动方式及结构；2、无框式永磁同步电机具有响应速度快，可提供大功率的能量输出的同时且控制精度高，采用伺服控制，满足了对驱动方式的灵活选择；3、在基座的下端设置有止动机构，使得设备使用更加安全，避免了设备的损坏及操作人员的安全事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明左视图。

图2为图1中A的放大图。

图3为图1中B向视图。

图4为止动机构的结构示意图。

图5为第一定子铁芯的结构示意图。

图6为弧形磁钢基板的结构示意图。

图7为实施例2的结构示意图。

图8为第二定子铁芯的结构示意图。

图9为盘形磁钢基板的结构示意图。

图10为实施例3单无框式永磁同步电机驱动示意图。

图11为实施例3双无框式永磁同步电机驱动示意图。

图12为实施例4的结构示意图。

图中：1、基座；2、工作台；3、上压块；4、折弯上模；5、折弯下模；6、移动导轨；7、电机安装座；8、电机；81、定子组件；811、扇形弧状结构的定子单元；812、弧形定子基座；813、冷却装置；814、扇形盘状结构的定子单元；815、盘形定子基座；82、转子组件；821、弧形转子基座；822、弧形磁钢基板；823、盘形转子基座；824、盘形磁钢基板；83、编码器；831、码盘；832、磁感元件；9、螺母；10、丝杆；11、轴承；12、推力轴承；13、机架；14、止动机构；141、磁力发生器；142、止动杆；143、复位弹簧；144、止动齿轮；15、无框组合式永磁同步弧形直线电机；16、无框组合式永磁同步盘形直线电机。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1

如图1～6所示，一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，包括机架13、工作台2、上压块3、折弯上模4、折弯下模5、移动导轨6，所述移动导轨6安装在所述基座上，所述移动导轨6上活动连接有所述上压块3，所述机架13上设有基座1，所述上压块3末端设有折弯上模4，所述工作台2上设有折弯下模5，所述基座1上端设有电机安装座7，所述电机安装座7上设有无框组合式永磁同步直线电机8，所述无框组合式永磁同步弧形直线电机15包括定子组件81及转子组件82，所述转子组件82为所述定子组件81提供旋转磁场；所述的定子组件81由若干呈扇形弧状结构的定子单元811组成，所述扇形弧状结构的定子单元811为独立控制机构，所述扇形弧状结构的定子单元811包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组，所述定子组件81固定安装在电机安装座7上；所述转子组件82固定连接在螺母9上，所述螺母9内设有丝杆10，所述丝杆10的末端连接在上压块3上。

具体的，所述无框组合式永磁同步直线电机8替代常规折弯机中液压系统直接驱动螺母旋转带动丝杆10上的上压块3在移动导轨6上上下滑动，使的连接在上压块3末端的折弯上模4与工作台2上折弯下模5闭合实现板料的折弯。

所述基座1下端设有止动机构14，所述止动机构14包括磁力发生器141、止动杆142及复位弹簧143；所述止动杆142置于所述磁力发生器141之中，所述止动杆142末端设有弧形止动齿条；所述复位弹簧143置于所述磁力发生器141与所述止动杆142之间；所述丝杆10上设有适配所述弧形止动齿条的止动齿轮144。其目的在于，防止设备在工作中出现突然断电，所述移动导轨的上压块下落而造成人员伤亡及设备损坏的情况发生。通电后，所述磁力发生器141产生电磁力，将所述止动杆142拉拔脱离所述止动齿轮144；所述无框组合式永磁同步直线电机8直接驱动螺母旋转带动丝杆10上的上压块3在移动导轨6上上下滑动，使的连接在上压块3末端的折弯上模4与工作台2上折弯下模5闭合实现板料的折弯；断电时，所述磁力发生器141失去电磁力，所述止动杆142在复位弹簧143的作用下与所述止动齿轮144啮合，实现止动作用，起到防止在移动导轨6滑动的上压块3下落，造成人身伤亡及设备的损坏。

所述定子组件81还包括弧形定子基座812，所述弧形定子基座812呈圆环结构，所述扇形弧状结构的定子单元811周向均匀布置在弧形定子基座812上，所述弧形定子基座812固定安装在电机安装座7上。

所述转子组件82包括弧形转子基座821及弧形磁钢基板822，所述弧形转子基座821固定连接在所述螺母9上，所述弧形磁钢基板822周向均布在弧形转子基座821上。所述弧形转子基座821可以为弧形磁钢基板822提供一个安装模板，在组装时，所述弧形转子基座821与弧形磁钢基板822可以提前装配完成，作为一个整体进入下一步的安装工序，安装方便，提高安装效率，也可防止零散的部件遗漏，不好管理的问题。

所述弧形定子基座812上设有冷却装置813，所述定子组件81是需要电力产生旋转的磁场，在测试旋转磁场的同时及所述螺母9的转动，会伴随产生大量的热量，影响设备的正常运行，所述的冷却装置能快速将热量带走，保证设备的运行稳定；所述冷却装置813为缠绕在弧形定子基座812上的冷却水管，冷却水管内部流淌的循环水能及时将设备产生的热量带出，使设备保持一个很定适合温度，冷却效果好。

所述无框组合式永磁同步直线电机包括编码器83，所述编码器83包括码盘831及所述码盘831活动连接的磁感元件832。其目的在于，为所述直线电机提供伺服控制系统，实现电机闭环矢量控制，实现转子转速及位置的精准控制。

所述无框式永磁同步电机采用伺服控制系统控制。采用伺服系统可灵活选择驱动方式以及更精确稳定的控制所述折弯上模4与折弯下模5的闭合。

所述电机安装座7与所述螺母9之间设有轴承11。

所述螺母9的顶端设有用于固定弧形转子基座821的推力轴承12。

所述扇形弧状结构的定子单元811、弧形定子基座812、弧形转子基座821、弧形磁钢基板822组合为无框组合式永磁同步弧形直线电机15。

接通电源后，所述弧形磁钢基板822为所述扇形弧状结构的定子单元811提供一个径向旋转磁场，所述无框组合式永磁同步弧形直线电机15替代常规折弯机中液压系统直接驱动螺母旋转带动丝杆10上的上压块3在移动导轨6上上下滑动，使的连接在上压块3末端的折弯上模4与工作台2上折弯下模5闭合实现板料的折弯。

实施例2

如图7-9所示，一种无框式永磁同步电机直驱的数控折弯机，本实施例与实施例1的结构和工作原理类似，而与实施例1的区别在于，本实施例所述的定子组件81由若干个扇形盘状结构的定子单元814组成，所述每个扇形盘状结构的定子单元814独立控制；所述转子组件82包括盘形转子基座823及盘形磁钢基板824，所述盘形转子基座823固定连接在所述螺母9上，所述盘形磁钢基板824周向均布在盘形转子基座823上。

所述扇形盘状结构的定子单元814、盘形定子基座815、盘形转子基座823、盘形磁钢基板824组合为无框组合式永磁同步盘形直线电机16。

接通电源后，所述盘形磁钢基板824为所述扇形盘状结构的定子单元814提供一个轴向旋转磁场，所述无框组合式永磁同步盘形直线电机16替代常规折弯机中液压系统直接驱动螺母旋转带动丝杆10上的上压块3在移动导轨6上上下滑动，使的连接在上压块3末端的折弯上模4与工作台2上折弯下模5闭合实现板料的折弯。

实施例3

如图10-11所示，一种无框式永磁同步电机直驱的数控折弯机，本实施例与实施例1或实施例2或实施例3的结构和原理类似，本实施例与实施例1或实施例2或实施例3的区别在于所述上压块3由单无框式永磁同步电机驱动或双无框式永磁同步电机驱动。

实施例4

如图12所示，一种无框式永磁同步电机直驱的数控折弯机，本实施例与实施例1或实施例2的结构和工作原理类似，而与实施例1或实施例2的区别在于，本实施例的每个直线电机为无框组合式永磁同步弧形直线电机15和无框组合式永磁同步盘形直线电机16，六个模块化的所述定子组件81均布在所述转子组件82的端部，每个所述定子组件81均为真空浇筑密封，分块独立集成降低了整体式的直线电机的制作工艺难度，减少了传动环节，具有节能的显著性效果，并且降低了维修成本，若部分定子组件出现故障，可以有针对性地更换，不会出现电极突然中断工作的情况，可对每个模块化的定子组件81进行独立控制，因此具有响应速度快，控制精度高的优点，同时可提供大功率的能量输出。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (10)

1.一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，包括机架、基座、工作台、上压块、折弯上模、折弯下模、移动导轨，所述移动导轨安装在所述机架上，所述移动导轨上活动连接有所述上压块，所述机架上设有基座，所述上压块末端设有折弯上模，所述工作台上设有折弯下模，其特征在于，所述基座上端设有电机安装座，所述电机安装座上设有无框组合式永磁同步直线电机，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件及转子组件，所述定子组件为所述转子组件提供磁场；所述定子组件由若干呈扇形结构的定子单元组成，所述每个定子单元独立控制，所述定子单元包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组；所述定子组件固定安装在电机安装座上；所述转子组件固定连接在螺母上，所述螺母内设有丝杆，所述丝杆的末端连接在上压块上。

2.根据权利要求1所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述基座下端设有止动机构，所述止动机构包括磁力发生器、止动杆及复位弹簧；所述止动杆置于所述磁力发生器之中，末端设有弧形止动齿条；所述复位弹簧置于所述磁力发生器与所述止动杆之间；所述丝杆上设有适配所述弧形止动齿条的止动齿轮。

3.根据权利要求1所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述定子组件还包括定子基座，所述定子基座呈圆环结构，所述定子铁芯周向均匀布置在定子基座上，所述定子基座固定安装在电机安装座上。

4.根据权利要求1所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述转子组件包括转子基座及磁钢基板，所述转子基座固定连接在所述螺母上，所述磁钢基板轴向均布在转子基座上。

5.根据权利要求1所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述上压块由单无框式永磁同步电机驱动或双无框式永磁同步电机驱动。

6.根据权利要求1所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述电机安装座与所述螺母之间设有轴承。

7.根据权利要求1所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述螺母的顶端设有用于固定转子基座轴向运动的推力轴承。

8.根据权利要求3所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述定子基座上设有冷却装置。

9.根据权利要求8所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述冷却装置为缠绕在定子基座上的冷却水管。

10.根据权利要求1所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的数控折弯机，其特征在于，所述无框组合式永磁同步直线电机包括编码器，所述编码器包括码盘及所述码盘活动连接的磁感元件，所述码盘及磁感元件分别固定安装于所述螺母及所述电机安装座上。