CN108971282B - 一种90度折弯的通用金属折弯机器人 - Google Patents

一种90度折弯的通用金属折弯机器人 Download PDF

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    • 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
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/04—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work
    • B21D5/042—With a rotational movement of the bending blade

Abstract

本发明公开了一种90度折弯的通用金属折弯机器人，属于金属折弯工业机器人领域。它包括用于放置金属工件的定模板、可升降运动压紧金属工件的升降模板、用于90度折弯金属工件的动力装置、复合压力杆和控制系统；复合压力杆包括固定装设于同步连杆末端的滑块、装设于滑块上的主动轮、与主动轮相啮合传动的从动轮、驱动主动轮转动的电机B、可动螺钉、装设于导柱下端的施压板、装设于导柱上位于施压板与滑块之间的线性弹簧；金属工件的折弯处装设有应变传感器。本发明是一种适用于各种金属工件、弹性弹簧精确控制金属弹性恢复力、实现高精度90度折弯的金属折弯机器人。

Description

一种90度折弯的通用金属折弯机器人
技术领域
本发明主要涉及金属折弯工业机器人领域，特指一种90度折弯的通用金属折弯机器人。
背景技术
金属工件90度折弯在工程领域具有广泛的应用前景，现有技术中对金属工件进行折弯通常成近似90度，这是因为金属在折弯过程中存在一定的弹性变形，而这种弹性变形相比折弯所产生的塑性变形极小，难以控制；而且不同的金属具有不同的弹性变形和不同的弹性极限力，因此现有技术的90度折弯机难以适用于不同材料的折弯。因此，设计一种通用型、高精度的90度金属折弯机具有重要的应用价值。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种适用于各种金属工件、弹性弹簧精确控制金属弹性恢复力、实现高精度90度折弯的金属折弯机器人。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种90度折弯的通用金属折弯机器人，包括用于放置金属工件的定模板、可升降运动压紧所述金属工件的升降模板、用于90度折弯所述金属工件的动力装置、复合压力杆和控制系统。
所述动力装置包括同步齿轮、同步连杆和电机A；所述同步齿轮与所述同步连杆固定相连，所述电机A的转轴与所述同步齿轮和所述同步连杆的转动中心重合；所述复合压力杆包括固定装设于所述同步连杆末端的滑块、装设于所述滑块上的主动轮、与所述主动轮相啮合传动的从动轮、驱动所述主动轮转动的电机B、可动螺钉、装设于所述导柱下端的施压板、装设于所述导柱上位于所述施压板与所述滑块之间的线性弹簧；所述金属工件的折弯处装设有应变传感器。
进一步地，所述同步连杆与所述金属工件的折弯部分始终保持平行；所述复合压力杆与所述同步连杆成90度固定装设。
进一步地，所述从动轮正向转动时，可动螺钉旋转进入所述导柱上，所述滑块与所述导柱相对静止；所述从动轮反向转动时，可动螺钉旋转退出所述导柱，所述滑块与所述导柱可自由滑动。
进一步地，所述控制系统根据所述应变传感器测得应变，计算出所述金属工件的弹性应变以及相应的恢复力；所述复合压力杆与所述同步连杆转动90度后，所述导柱与所述滑块可自由运动。
进一步地，所述线性弹簧的刚度恒定，优先选用抗压金属螺旋弹簧。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的一种90度折弯的通用金属折弯机器人设有复合压力杆，能够根据线性弹簧的变形精确控制施压板的压力，进而实现金属工件的弹性恢复变形补偿，提高了折弯精度。
(2)本发明的一种90度折弯的通用金属折弯机器人设有应变传感器和控制系统，可以计算出不同金属工件的弹性变形以及相应的弹性补偿力。由此可知，本发明是一种通用型、90度高精度金属折弯、能够消除弹性变形的金属折弯机器人。
附图说明
图1是本发明的一种90度折弯的通用金属折弯机器人的结构示意图。
图2是本发明的复合压力杆的结构原理示意图。
图中，1—金属工件；2—升降模板；3—定模板；40—电机A；41—同步齿轮；42—同步连杆；5—复合压力杆；50—导柱；51—滑块；52—线性弹簧；53—施压板；54—从动轮；55—主动轮；56—可动螺钉；57—电机B；6—应变传感器。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明的一种90度折弯的通用金属折弯机器人，它包括用于放置金属工件1的定模板3、可升降运动压紧金属工件1的升降模板2、用于90度折弯金属工件1的动力装置、复合压力杆5和控制系统；其特征在于：
参见图1和图2所示，动力装置包括同步齿轮41、同步连杆42和电机A40；同步齿轮41与同步连杆42固定相连，电机A40的转轴与同步齿轮41和同步连杆42的转动中心重合；复合压力杆5包括固定装设于同步连杆42末端的滑块51、装设于滑块51上的主动轮55、与主动轮55相啮合传动的从动轮54、驱动主动轮55转动的电机B57、可动螺钉56、装设于导柱50下端的施压板53、装设于导柱50上位于施压板53与滑块51之间的线性弹簧52；金属工件1的折弯处装设有应变传感器6。
参见图1和图2所示，同步连杆42与金属工件1的折弯部分始终保持平行；复合压力杆5与同步连杆42成90度固定装设。
参见图1和图2所示，从动轮54正向转动时，可动螺钉56旋转进入导柱50上，滑块51与导柱50相对静止；从动轮54反向转动时，可动螺钉56旋转退出导柱50，滑块51与导柱50可自由滑动；施压板上装设有压力传感器，用于测量和控制线性弹簧52的弹性变形。
参见图1和图2所示，控制系统根据应变传感器6测得应变，计算出金属工件1的弹性应变以及相应的恢复力；复合压力杆5与同步连杆42转动90度后，导柱50与滑块51可自由运动。
参见图1和图2所示，线性弹簧52的刚度恒定，优先选用抗压金属螺旋弹簧。
补偿原理：将金属工件1放置与定模板3上，升降模板2下降压紧金属工件1，并将应变传感器6安装于金属工件1的折弯处；电机A40转动，带动同步齿轮41和同步连杆42转动，进而带动复合压力杆5转动90度；控制系统根据应变传感器6测量的应变曲线以及金属工件1的材料类型，即弹性模量E计算出金属工件1在90度折弯过程中存在的弹簧变形；电机B57反向转动带动从动轮54反向转动时，可动螺钉56旋转退出导柱50，滑块51与导柱50之间的线性弹簧52发生压缩变形，从而对施压板53产生一定的弹性力；控制系统根据压力传感器上的压力值再次启动电机A40，使得同步连杆42和复合压力杆5进一步转动，直至压力传感器上的压力值等于控制系统计算的弹性力。此时，金属工件1的实际折弯大于90度，其变形为弹性变形和90度的塑性变形；最后，电机A40反向转动、电机B57正向转动，使同步齿轮41和可动螺钉56回到初始状态，金属工件1的弹性变形消失，只剩下90度的塑性变形，从而完成高精度的90度折弯。

Claims (5)

1.一种90度折弯的通用金属折弯机器人，包括用于放置金属工件(1)的定模板(3)、可升降运动压紧所述金属工件(1)的升降模板(2)、用于90度折弯所述金属工件(1)的动力装置、复合压力杆(5)和控制系统；其特征在于：
所述动力装置包括同步齿轮(41)、同步连杆(42)和电机A(40)；所述同步齿轮(41)与所述同步连杆(42)固定相连，所述电机A(40)的转轴与所述同步齿轮(41)和所述同步连杆(42)的转动中心重合；所述复合压力杆(5)包括固定装设于所述同步连杆(42)末端的滑块(51)、装设于所述滑块(51)上的主动轮(55)、与所述主动轮(55)相啮合传动的从动轮(54)、驱动所述主动轮(55)转动的电机B(57)、可动螺钉(56)、装设于导柱(50)下端的施压板(53)、装设于所述导柱(50)上位于所述施压板(53)与所述滑块(51)之间的线性弹簧(52)；所述金属工件(1)的折弯处装设有应变传感器(6)；所述施压板(53)上装设有压力传感器，用于测量和控制所述线性弹簧(52)的弹性变形。
2.根据权利要求1所述的一种90度折弯的通用金属折弯机器人，其特征在于：所述同步连杆(42)与所述金属工件(1)的折弯部分始终保持平行；所述复合压力杆(5)与所述同步连杆(42)成90度固定装设。
3.根据权利要求1所述的一种90度折弯的通用金属折弯机器人，其特征在于：所述从动轮(54)正向转动时，可动螺钉(56)旋转进入所述导柱(50)上，所述滑块(51)与所述导柱(50)相对静止；所述从动轮(54)反向转动时，可动螺钉(56)旋转退出所述导柱(50)，所述滑块(51)与所述导柱(50)可自由滑动。
4.根据权利要求1所述的一种90度折弯的通用金属折弯机器人，其特征在于：所述控制系统根据所述应变传感器(6)测得应变，计算出所述金属工件(1)的弹性应变以及相应的恢复力；所述复合压力杆(5)与所述同步连杆(42)转动90度后，所述导柱(50)与所述滑块(51)可自由运动。
5.根据权利要求1所述的一种90度折弯的通用金属折弯机器人，其特征在于：所述线性弹簧(52)的刚度恒定，优先选用抗压金属螺旋弹簧。
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