CN108941280A - 调整座、具备该调整座的弯弧机及其调整座的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种调整座、具备该调整座的弯弧机及其调整座的控制方法，属于弯弧设备技术领域，调整座包括调节导轨和滑块，滑块固定连接有调整座架，调整座架的前端设有导向工件的调整轮组，调整座架的后端连接有丝杠螺母副，螺母与调整座架连接，丝杠连接伺服驱动系统；还包括激光测距仪，激光测距仪连接有PLC控制器，PLC控制器连接伺服驱动系统。弯弧机包括机架，机架的顶部设有盖板，盖板的上部设有压辊单元，辊压单元包括多个间隔设置的模辊组，多个模辊组呈弧形轨迹排布。本发明通过激光测距仪检测工件槽道厚度变化，反馈给PLC控制器，由PLC控制器控制伺服电机运动，调节调整轮组的伸出量，保证弯弧质量。
Description
技术领域
本发明属于弯弧设备技术领域，具体涉及一种调整座、具备该调整座的弯弧机及其调整座的控制方法。
背景技术
自动弯弧机为对工件进行弯弧的设备，在弯弧时，有的工件内侧会具有槽道，由于工件槽道厚度存在偏差，如果采用固定的轮组进行弯弧，弯出的弧度会存在误差导致出现残次品，因此需要一种调整装置，根据槽道厚度的变化调整调整座的伸出量，保证弯弧质量。
发明内容
本发明的其中一个目的在于提供一种调整座，解决因工件槽道厚度存在偏差，弯出的弧度会存在误差导致出现残次品的问题。
本发明提供这一种调整座，包括调节导轨和滑块，滑块固定连接有调整座架，调整座架的前端设置有导向工件的调整轮组，调整座架的后端连接有丝杠螺母副，螺母与调整座架连接，丝杠连接伺服驱动系统；还包括激光测距仪，激光测距仪检测工件槽道内侧面与激光测距仪之间的距离，激光测距仪连接有PLC控制器，PLC控制器连接伺服驱动系统。
所述调节导轨为双直线导轨，双直线导轨上均设置有滑块。
所述调整座架包括上支撑板和下支撑板，上支撑板和下支撑板中部通过连接板固定，滑块固定在上支撑板底部两侧，上支撑板底部中间固定有螺母座，螺母座与螺母固定连接。
所述伺服驱动系统包括伺服电机、涡轮蜗杆减速器和伺服电机座，伺服电机连接涡轮蜗杆减速器，涡轮蜗杆减速器固定在伺服电机座上，丝杠转动支撑在伺服电机座上，涡轮蜗杆减速器的输出轴通过联轴器与丝杠连接。联轴器为单膜片弹性联轴器，采用单膜片弹性联轴器和精密滚珠丝杠，单膜片联轴器允许有一定的轴向、径向和角向位移，可以更好的补偿因安装或承载变形引起的对中误差，精密丝杠采用磨制工艺，轴向位移精度更高。
所述上支撑板与下支撑板前端之间转动安装有转轴一，转轴一上固定有槽道正轮一，槽道正轮一上设置有可伸入工件槽道的环形凸起一，槽道正轮一的后侧的上支撑板和下支撑板上均固定有转轴二，上下两侧的转轴二上均转动安装有槽道背轮一，两个槽道背轮一之间留有间距，槽道正轮一和槽道背轮一组成了调整轮组。
本发明还提供一种具备该调整座的弯弧机，包括机架，机架的顶部固定有盖板，盖板的上部设置有辊压单元，所述辊压单元包括多个间隔设置的模辊组，所述多个模辊组呈弧形轨迹排布，每个所述模辊组均包括设置于所述弧形轨迹内侧的内辊组和设置于所述弧形轨迹外侧的外辊组，在所述多个模辊组之间形成有供工件穿行辊压成弧型的途径，还包括所述的调整座，调节导轨和激光测距仪固定在盖板上，所述内辊组底部连接有驱动装置。
所述内辊组包括U型框板一，U型框板一固定在盖板上，U型框板一的开口处转动安装有传动轴，传动轴上固定有槽道正轮二，槽道正轮二上设置有可伸入工件槽道的环形凸起二，传动轴下端穿过盖板连接有从动轮，相邻的从动轮通过传动轮连接，并且每个内辊组的传动比相同，驱动装置包括驱动电机，驱动电机连接有主动轮，其中一个从动轮与主动轮啮合。
所述外辊组包括U型框板二，U型框板二安装在盖板上，U型框板二的开口处上下两侧均固定有转轴三，上下两侧的转轴三上均转动安装有槽道背轮二，两个槽道背轮二之间留有间距。
所述盖板上设置有条形通孔，U型框板二的底部通过锁紧螺栓安装在条形通孔上，U型框板二的背侧设置有微调座，微调座固定在盖板上，微调座上安装有微调螺栓，微调螺栓的内端面与U型框板二的背侧接触。
调整座为框型结构配合双直线导轨，抗弯截面系数大大加强，更有效的保证上下槽道背轮的同轴度，有效解决常见的哈芬槽截面弯曲问题，该结构在上下槽道背轮之间留有间距，可以实现铆接后哈芬槽的弯曲，且可以适用带冲窝的哈芬槽。通过更换上下槽道背轮可以满足不同规格铆钉的哈芬槽。
工作原理：弯弧机利用驱动电机和减速机与主动轮直联，主动轮通过传动轮传动带动各个从动轮旋转，从而带动槽道正轮二旋转，带动工件槽道向前运动，所有驱动方式的减速比均为固定值，保证工件槽道按照设定的速度向前运动。
在设备中部两槽道正轮二之间设置激光测距仪检测槽道面与激光测距仪之间的距离，即可以反应出槽道厚度的变化，如果数值不变，则继续按照设定的弧度进行弯弧操作；如果数值发生变化，则根据变化量反馈到PLC控制器，PLC控制器控制伺服驱动系统，从而自动改变调整轮组的伸出距离，以适应槽道弯弧的需求。伺服电机配套的蜗轮蜗杆减速器自带自锁功能，可以有效避免槽道弯弧过程中回弹造成弯弧不准确或者损坏设备等问题的发生。
本发明还提供一种调整座的控制方法，包括以下步骤：一、工件从调整轮组放入，进入到弯弧机进行弯弧，二、当激光测距仪检测到工件通过时开始检测工件槽道内侧面与激光测距仪之间的距离，三、当激光测距仪感应出槽道厚度不变化，则继续按照设定的弧度进行弯弧操作，当激光测距仪感应出槽道厚度的变化时，将数据反馈到PLC控制器，通过设定好的计算程序换算出调整座架向前或向后运动的距离，四、PLC控制器通过电控系统控制伺服电机10与蜗轮蜗杆减速器1带动调整座架向前或向后运动换算出的距离，完成自动补偿。
激光测距仪检测到槽道厚度发生变化，一般预埋槽道的半径远大于槽道的厚度，当半径与槽道厚度的比值很大的时候，半径变化多少理论上调整座这边就向前或者向后运动多少，
因此调整座的调整值等于半径的变化值，所述步骤三中的换算中的算法主要包括：
其中：K为简化系数，相同材料的简化系数为定值，r1为弯弧工件所要加工的半径，r实为弯弧工件到达测量位置所测量实际的半径，σs为工件材料屈服强度，E为工件材料弹性模数，t为工件实际槽厚；
其中t＝t1+Δ变；
其中t1为工件加工时的工艺尺寸，Δ变为激光测距仪检测的变化值；
因此
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、通过激光测距仪检测工件槽道厚度变化，反馈给PLC控制器，由PLC控制器控制伺服电机运动，调节调整轮组的伸出量，保证弯弧质量。
2、伺服电机配套的蜗轮蜗杆减速器自带自锁功能，可以有效避免槽道弯弧过程中回弹造成弯弧不准确或者损坏设备等问题的发生。
3、调整座为框型结构配合双直线导轨，抗弯截面系数大大加强该结构在上下槽道背轮之间留有间距，可以实现铆接后哈芬槽的弯曲。
4、设置有微调结构，使得槽道背轮二更加贴近工件背部，弯弧效果更好。
附图说明
图1为本发明的调整座的主视结构示意图；
图2为本发明的调整座的俯视结构示意图；
图3为本发明的调整座的立体结构示意图；
图4为本发明的弯弧机的立体结构示意图；
图5为本发明的弯弧机的俯视结构示意图；
图6为本发明的盖板的立体结构示意图；
图7为图6中A处的放大结构示意图；
图8为U型框板一的结构示意图；
图9为U型框板二的结构示意图；
图中：1、涡轮蜗杆减速器，2、伺服电机座，3、联轴器，4、上支撑板，5、下支撑板，6、槽道正轮一，7、调节导轨，8、滑块，9、丝杠，10、伺服电机，11、螺母座，12、连接板，13、转轴一，14、转轴二，15、盖板，16、槽道背轮一，17、螺母，18、U型框板二，19、激光测距仪，20、U型框板一，21、微调座，22、微调螺栓，23、机架，24、槽道正轮二，25、条形通孔，26、从动轮，27、传动轮，28、驱动电机，29、转轴三，30、槽道背轮二，31、传动轴。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一：如图1至3所示的调整座，包括调节导轨7和滑块8，滑块8固定连接有调整座架，调整座架的前端设置有导向工件的调整轮组，调整座架的后端连接有丝杠螺母副，螺母17与调整座架连接，丝杠9连接伺服驱动系统；还包括激光测距仪19，激光测距仪19检测工件槽道内侧面与激光测距仪19之间的距离，激光测距仪19连接有PLC控制器，PLC控制器连接伺服驱动系统。
所述调节导轨7为双直线导轨，双直线导轨上均设置有滑块8。
所述调整座架包括上支撑板4和下支撑板5，上支撑板4和下支撑板5中部通过连接板12固定，滑块8固定在上支撑板4底部两侧，上支撑板4底部中间固定有螺母座11，螺母座11与螺母17固定连接。
所述伺服驱动系统包括伺服电机10、涡轮蜗杆减速器1和伺服电机座2，伺服电机10连接涡轮蜗杆减速器1，涡轮蜗杆减速器1固定在伺服电机座2上，丝杠9转动支撑在伺服电机座2上，涡轮蜗杆减速器1的输出轴通过联轴器3与丝杠9连接。
所述上支撑板4与下支撑板5前端之间转动安装有转轴一13，转轴一13上固定有槽道正轮一6，槽道正轮一6上设置有可伸入工件槽道的环形凸起一，槽道正轮一6的后侧的上支撑板4和下支撑板5上均固定有转轴二14，上下两侧的转轴二14上均转动安装有槽道背轮一16，两个槽道背轮一16之间留有间距，槽道正轮一6和槽道背轮一16组成了调整轮组。
激光测距仪19检测槽道面与激光测距仪19之间的距离，即可以反应出槽道厚度的变化，如果数值不变，则继续按照设定的弧度进行弯弧操作；如果数值发生变化，则根据变化量反馈到PLC控制器，PLC控制器控制伺服驱动系统，从而自动改变调整轮组的伸出距离，以适应槽道弯弧的需求。伺服电机10配套的蜗轮蜗杆减速器1自带自锁功能，可以有效避免槽道弯弧过程中回弹造成弯弧不准确或者损坏设备等问题的发生。
实施例二如图4至图9所示的具备该调整座的弯弧机，包括机架23，机架23的顶部固定有盖板15，盖板15的上部设置有辊压单元，辊压单元包括多个间隔设置的模辊组，多个模辊组呈弧形轨迹排布，每个模辊组均包括设置于所述弧形轨迹内侧的内辊组和设置于所述弧形轨迹外侧的外辊组，在多个模辊组之间形成有供工件穿行辊压成弧型的途径，还包括实施例一中的调整座，调节导轨7和激光测距仪19固定在盖板15上，所述内辊组底部连接有驱动装置。激光测距仪19安装在相邻的两个内辊组之间。调节导轨7安装在最外侧外辊组的上方。伺服电机座2固定在盖板15上。
内辊组包括U型框板一20，U型框板一20固定在盖板15上，U型框板一20的开口处转动安装有传动轴31，传动轴31上固定有槽道正轮二24，槽道正轮二24上设置有可伸入工件槽道的环形凸起二，传动轴31下端穿过盖板15连接有从动轮26，相邻的从动轮26通过传动轮27连接，并且每个内辊组的传动比相同，驱动装置包括驱动电机28，驱动电机28连接有主动轮，其中一个从动轮26与主动轮啮合。
外辊组包括U型框板二18，U型框板二18安装在盖板15上，U型框板二18的开口处上下两侧均固定有转轴三29，上下两侧的转轴三29上均转动安装有槽道背轮二30，两个槽道背轮二30之间留有间距。
盖板15上设置有条形通孔25，U型框板二18的底部通过锁紧螺栓安装在条形通孔25上，U型框板二18的背侧设置有微调座21，微调座21固定在盖板15上，微调座21上安装有微调螺栓22，微调螺栓22的内端面与U型框板二18的背侧接触。
弯弧机利用驱动电机28和减速机与主动轮直联，主动轮通过传动轮27传动带动各个从动轮26旋转，从而带动槽道正轮二24旋转，带动工件槽道向前运动，所有驱动方式的减速比均为固定值，保证工件槽道按照设定的速度向前运动。
实施例三：一种调整座的控制方法，包括以下步骤：一、工件从调整轮组放入，进入到弯弧机进行弯弧，二、当激光测距仪19检测到工件通过时开始检测工件槽道内侧面与激光测距仪19之间的距离，三、当激光测距仪19感应出槽道厚度不变化，则继续按照设定的弧度进行弯弧操作，当激光测距仪19感应出槽道厚度的变化时，将数据反馈到PLC控制器，通过设定好的计算程序换算出调整座架向前或向后运动的距离，四、PLC控制器通过电控系统控制伺服电机10与蜗轮蜗杆减速器1带动调整座架向前或向后运动换算出的距离，完成自动补偿。
激光测距仪检测到槽道厚度发生变化，一般预埋槽道的半径远大于槽道的厚度，当半径与槽道厚度的比值很大的时候，半径变化多少理论上调整座这边就向前或者向后运动多少。
因此调整座的调整值等于半径的变化值，所述步骤三中的换算中的算法主要包括：
其中：K为简化系数，相同材料的简化系数为定值，r1为弯弧工件所要加工的半径，r实为弯弧工件到达测量位置所测量实际的半径，σs为工件材料屈服强度，E为工件材料弹性模数，t为工件实际槽厚；
其中t＝t1+Δ变；
其中t1为工件加工时的工艺尺寸，Δ变为激光测距仪检测的变化值；
因此
其中K的值参考下面表1。
简化系数K值参考表
综上所述，本发明通过激光测距仪检测工件槽道厚度变化，反馈给PLC控制器，由PLC控制器控制伺服电机运动，调节调整轮组的伸出量，保证弯弧质量。伺服电机配套的蜗轮蜗杆减速器自带自锁功能，可以有效避免槽道弯弧过程中回弹造成弯弧不准确或者损坏设备等问题的发生。调整座为框型结构配合双直线导轨，抗弯截面系数大大加强该结构在上下槽道背轮之间留有间距，可以实现铆接后哈芬槽的弯曲。设置有微调结构，使得槽道背轮二更加贴近工件背部，弯弧效果更好。
本发明不限制与弯弧带有槽的工件，也可以加工圆管和方管，加工圆管或方管时可以通过更换槽道正轮一和槽道正轮二，在槽道正轮一和槽道正轮二上设置对应的环形槽道方便其输送弯弧，并且激光测距仪检测圆管或方管的靠近弯弧侧的外壁与激光测距仪之间的距离。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。
Claims (11)
1.一种调整座，其特征在于：包括调节导轨(7)和滑块(8)，滑块(8)固定连接有调整座架，调整座架的前端设置有导向工件的调整轮组，调整座架的后端连接有丝杠螺母副，螺母(17)与调整座架连接，丝杠(9)连接伺服驱动系统；还包括激光测距仪(19)，激光测距仪(19)检测工件槽道内侧面与激光测距仪(19)之间的距离，激光测距仪(19)连接有PLC控制器，PLC控制器连接伺服驱动系统。
2.根据权利要求1所述的调整座，其特征在于：所述调节导轨(7)为双直线导轨，双直线导轨上均设置有滑块(8)。
3.根据权利要求2所述的调整座，其特征在于：所述调整座架包括上支撑板(4)和下支撑板(5)，上支撑板(4)和下支撑板(5)中部通过连接板(12)固定，滑块(8)固定在上支撑板(4)底部两侧，上支撑板(4)底部中间固定有螺母座(11)，螺母座(11)与螺母(17)固定连接。
4.根据权利要求1所述的调整座，其特征在于：所述伺服驱动系统包括伺服电机(10)、涡轮蜗杆减速器(1)和伺服电机座(2)，伺服电机(10)连接涡轮蜗杆减速器(1)，涡轮蜗杆减速器(1)固定在伺服电机座(2)上，丝杠(9)转动支撑在伺服电机座(2)上，涡轮蜗杆减速器(1)的输出轴通过联轴器(3)与丝杠(9)连接。
5.根据权利要求3所述的调整座，其特征在于：所述上支撑板(4)与下支撑板(5)前端之间转动安装有转轴一(13)，转轴一(13)上固定有槽道正轮一(6)，槽道正轮一(6)上设置有可伸入工件槽道的环形凸起一，槽道正轮一(6)的后侧的上支撑板(4)和下支撑板(5)上均固定有转轴二(14)，上下两侧的转轴二(14)上均转动安装有槽道背轮一(16)，两个槽道背轮一(16)之间留有间距，槽道正轮一(6)和槽道背轮一(16)组成了调整轮组。
6.一种具备该调整座的弯弧机，包括机架(23)，机架(23)的顶部固定有盖板(15)，盖板(15)的上部设置有辊压单元，所述辊压单元包括多个间隔设置的模辊组，所述多个模辊组呈弧形轨迹排布，每个所述模辊组均包括设置于所述弧形轨迹内侧的内辊组和设置于所述弧形轨迹外侧的外辊组，在所述多个模辊组之间形成有供工件穿行辊压成弧型的途径，其特征在于：还包括权利要求1至权利要求5任一项所述的调整座，调节导轨(7)和激光测距仪(19)固定在盖板(15)上，所述内辊组底部连接有驱动装置。
7.根据权利要求6所述的具备该调整座的弯弧机，其特征在于：所述内辊组包括U型框板一(20)，U型框板一(20)固定在盖板(15)上，U型框板一(20)的开口处转动安装有传动轴(31)，传动轴(31)上固定有槽道正轮二(24)，槽道正轮二(24)上设置有可伸入工件槽道的环形凸起二，传动轴(31)下端穿过盖板(15)连接有从动轮(26)，相邻的从动轮(26)通过传动轮(27)连接，并且每个内辊组的传动比相同，驱动装置包括驱动电机(28)，驱动电机(28)连接有主动轮，其中一个从动轮(26)与主动轮啮合。
8.根据权利要求6所述的具备该调整座的弯弧机，其特征在于：所述外辊组包括U型框板二(18)，U型框板二(18)安装在盖板(15)上，U型框板二(18)的开口处上下两侧均固定有转轴三(29)，上下两侧的转轴三(29)上均转动安装有槽道背轮二(30)，两个槽道背轮二(30)之间留有间距。
9.根据权利要求8所述的具备该调整座的弯弧机，其特征在于：所述盖板(15)上设置有条形通孔(25)，U型框板二(18)的底部通过锁紧螺栓安装在条形通孔(25)上，U型框板二(18)的背侧设置有微调座(21)，微调座(21)固定在盖板(15)上，微调座(21)上安装有微调螺栓(22)，微调螺栓(22)的内端面与U型框板二(18)的背侧接触。
10.一种调整座的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：一、工件从调整轮组放入，进入到弯弧机进行弯弧，二、当激光测距仪(19)检测到工件通过时开始检测工件槽道内侧面与激光测距仪(19)之间的距离，三、当激光测距仪(19)感应出槽道厚度不变化，则继续按照设定的弧度进行弯弧操作，当激光测距仪(19)感应出槽道厚度的变化时，将数据反馈到PLC控制器，通过设定好的计算程序换算出调整座架向前或向后运动的距离，四、PLC控制器通过电控系统控制伺服电机(10)与蜗轮蜗杆减速器(1)带动调整座架向前或向后运动换算出的距离，完成自动补偿。
11.根据权利要求10所述的调整座的控制方法，其特征在于：所述步骤三中的换算中的算法主要包括：
其中：K为简化系数，相同材料的简化系数为定值，r1为弯弧工件所要加工的半径，r实为弯弧工件到达测量位置所测量实际的半径，σs为工件材料屈服强度，E为工件材料弹性模数，t为工件实际槽厚；
其中t＝t1+Δ变；
其中t1为工件加工时的工艺尺寸，Δ变为激光测距仪检测的变化值；
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