CN110370704A - 一种基于连杆机构大吨位全电伺服折弯机 - Google Patents

Abstract

一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机。涉及折弯机领域，尤其涉及全电伺服折弯机的改进。提出了一种结构精巧、折弯力大、折弯精度高且机身结构稳定性好，从而可进一步保证折弯精度的基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机。包括机身、滑动连接在机身上的滑块和用于驱动滑块往复升降运动的驱动机构；所述驱动杆的一端通过铰接轴一铰接在机身上、且另一端通过铰接轴二与动力组件铰接，所述驱动杆呈杆状或平板状，所述连杆远离联动组件的一端与铰接轴一之间具有间距。本发明从整体上具有着加工精度高、加工效果好、动作稳定、折弯力大以及结构稳定性好、使用寿命长等优点。

Description

一种基于连杆机构大吨位全电伺服折弯机

技术领域

本发明涉及折弯机领域，尤其涉及全电伺服折弯机的改进。

背景技术

目前，一方面，大吨位折弯机的驱动机构大多如国家局于2015年5月13日公告的一份名为“一种折弯机四缸液压控制系统”、申请号为“201420812529.9”的中国实用新型所示，其驱动力由液压缸驱动，具有着折弯力大的优点，但加工精度不高，漏油几率大，故障率高，核心液压阀组等进口部件成本高。另一方面，全电伺服折弯机大多由伺服电机、丝杆以及丝母等作为驱动机构，具有着精度高的优点，但折弯力不大，成本高，丝杠寿命短。

因此，如何使得折弯机同时兼具折弯力大、精度高等特点一直是本领域技术人员不断研究的方向。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、折弯力大、折弯精度高且机身结构稳定性好，从而可进一步保证折弯精度的基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机。

本发明的技术方案为：包括机身、滑动连接在机身上的滑块和用于驱动滑块往复升降运动的驱动机构，其特征在于；

所述驱动机构包括电机、动力组件、驱动杆、连杆和联动组件；

所述联动组件包括固定连杆和活动连杆，所述固定连杆的顶端铰接在机身上、且位于滑块的上方，所述活动连杆的底端铰接在滑块上，所述固定连杆的底端和活动连杆的顶端铰接；

所述电机连接在机身上，所述驱动杆的一端铰接在机身上、且位于滑块的一侧，所述驱动杆的另一端通过动力组件与电机联动，使得驱动杆在电机的驱动下往复摆动；所述连杆的一端铰接在驱动杆上、且另一端铰接在固定连杆或活动连杆上。

所述固定连杆的底端和活动连杆的顶端之间通过转轴铰接，所述连杆远离驱动杆的一端与转轴铰接。

所述驱动杆的一端通过铰接轴一铰接在机身上、且另一端通过铰接轴二与动力组件铰接，所述驱动杆呈杆状或平板状，所述连杆远离联动组件的一端与铰接轴一之间具有间距。

所述连杆远离联动组件的一端与铰接在驱动杆的中部。

所述连杆远离联动组件的一端与铰接轴二铰接。

所述动力组件包括基座、传动带、丝杆、螺母，所述基座与机身铰接，所述电机设于基座的一侧、与基座固定连接，所述丝杆穿设所述基座、且与电机平行，所述丝杆可且仅可相对基座做旋转运动，所述传动带呈环形、且依次绕过丝杆和电机的输出轴，所述螺母套接在丝杆上、且与丝杆通过螺纹连接；

所述驱动杆的一端与机身铰接、且另一端与螺母铰接。

所述动力组件包括旋转杆和摆动杆，所述旋转杆的一端固定连接有旋转轴，所述旋转轴铰接在机身上，所述摆动杆的一端与旋转杆远离旋转轴的一端铰接、且另一端与驱动杆远离机身的一端铰接；

所述电机固定连接在机身上、且与旋转轴联动。

所述机身包括下模板和一对侧板，一对侧板平行设置，所述下模板固定连接在两侧板的一侧的下部，所述滑块滑动连接在两侧板的一侧的上部、且位于下模板的正上方；

所述驱动机构具有与侧板一一对应的两个，两个驱动机构分别连接在两个侧板上，所述驱动机构中的动力组件、驱动杆、连杆、联动组件关于侧板的几何中心面对称设置。

所述固定连杆的顶端通过上转轴与机身铰接，所述活动连杆的底端通过下转轴与滑块铰接，所述下转轴与下模板处于同一竖直平面上、且上转轴与下模板在水平方向上留有空隙。

本发明一方面，由于采用了电机作为动力源，因此，从整体上具有着加工精度高、加工效果好等优点；另一方面，由于驱动杆、连杆、固定连杆和活动连杆的存在，将具有非线性运动特性，从而在空行程时具有快速、轻载的特点，在折弯过程中具有慢速、重载的特点，符合折弯工况要求，使得本案可具有更大、更稳定的折弯力以及更高的折弯效率；同时，由于驱动杆位于滑块的一侧，即动力组件与联动组件在连杆的影响下分隔开，因此，将使得电机、动力组件、驱动杆对于机身的应力远离机身的应力敏感区域（即滑块、下模板、上转轴所处的区域），从而有效避免机身上出现较大的应力集中区域，使得机身可保持更好的结构稳定性以及更长的实际使用寿命。

结合上述几点，本案有效结合了大吨位折弯机和全电伺服折弯机两者的优点，从整体上具有着加工精度高、加工效果好、动作稳定、折弯力大以及结构稳定性好、使用寿命长等优点。

附图说明

图1是本案实施方式一的结构示意图，

图2是图1的俯视图，

图3是图1的左视图，

图4是图1的A-A相剖视图，

图5是图1的立体图，

图6是本案实施方式一的动作原理图，

图7是本案实施方式一中实施例二的动作原理图。

图8是本案实施方式二的结构示意图，

图9是图8的俯视图，

图10是图8的左视图，

图11是图8的B-B相剖视图，

图12是图8的立体图一，

图13是图8的立体图二，

图14是本案实施方式二的动作原理图。

图15是本案中几何中心面的结构示意图。

图中1是机身，10是侧板，2是滑块；

31是电机，321是基座，322是传动带，323是丝杆，324是螺母，325是旋转杆，326是摆动杆，327是旋转轴；

33是驱动杆，331是铰接轴一，332是铰接轴二，34是连杆，35是固定连杆，36是活动连杆，360是转轴。

具体实施方式

本发明如图1-15所示，包括机身1、滑动连接在机身1上的滑块2和用于驱动滑块往复升降运动的驱动机构；

所述驱动机构包括电机31、动力组件、驱动杆33、连杆34和联动组件；

所述联动组件包括固定连杆35和活动连杆36，所述固定连杆35的顶端铰接在机身1上、且位于滑块2的上方，所述活动连杆36的底端铰接在滑块2上，所述固定连杆35的底端和活动连杆36的顶端铰接；即使得联动组件与滑块形成曲柄滑块机构，使得滑块的升降运动更为稳定；

所述电机31连接在机身1上，所述驱动杆33的一端铰接在机身1上、且位于滑块2的一侧，所述驱动杆33的另一端通过动力组件与电机31联动，使得驱动杆33在电机31的驱动下往复摆动；所述连杆34的一端铰接在驱动杆33上、且另一端铰接在固定连杆35或活动连杆36上。这样，电机开启后，驱动杆的往复摆动将通过连杆传递至联动组件上，使得活动连杆往复摆动，进而使得滑块做往复升降运动。在此过程中，一方面，由于采用了电机作为动力源，因此，从整体上具有着加工精度高、加工效果好等优点；另一方面，由于驱动杆、连杆、固定连杆和活动连杆的存在，将具有非线性运动特性，从而在空行程时具有快速、轻载的特点，在折弯过程中具有慢速、重载的特点，符合折弯工况要求，使得本案可具有更大、更稳定的折弯力以及更高的折弯效率；同时，由于驱动杆位于滑块的一侧，即动力组件与联动组件在连杆的影响下分隔开，因此，将使得电机、动力组件、驱动杆对于机身的应力远离机身的应力敏感区域（即滑块、下模板、上转轴所处的区域），从而有效避免机身上出现较大的应力集中区域，使得机身可保持更好的结构稳定性以及更长的实际使用寿命。

结合上述几点，本案有效结合了大吨位折弯机和全电伺服折弯机两者的优点，从整体上具有着加工精度高、加工效果好、动作稳定、折弯力大以及结构稳定性好、使用寿命长等优点。

上述中连杆远离驱动杆的一端只要与固定连杆、活动连杆其中的一个铰接，即可实现连杆向联动组件的动作传递，其中最为适宜的是：所述固定连杆35的底端和活动连杆36的顶端之间通过转轴360铰接，所述连杆34远离驱动杆33的一端与转轴360铰接。从而使得连杆以及联动组件的结构更为精简、布置更为方便，以便于装配以及安装。

所述驱动杆33的一端通过铰接轴一331铰接在机身1上、且另一端通过铰接轴二332与动力组件铰接，所述驱动杆33呈杆状或平板状，所述连杆34远离联动组件的一端与铰接轴一331之间具有间距。换言之，即连杆远离联动组件的一端与驱动杆的铰接位置与铰接轴一不重合即可实现本案的全部动作，而该铰接位置的不同所带来的区别是：当该铰接位置越靠近铰接轴一时，对于活动连杆的驱动力越大、对于活动连杆的驱动速度越慢；而当该铰接位置越远离铰接轴一，甚至与铰接位置二重合时，则对于活动连杆的驱动力越小、对于活动连杆的驱动速度越快。

下面通过两种实施例对连杆的铰接位置进行代表性阐述：

实施例一，如图6、14所示，所述连杆远离联动组件的一端与铰接在驱动杆的中部。

实施例二，如图7所示，所述连杆远离联动组件的一端与铰接轴二铰接。

下面通过两种实施方式对动力组件进行代表性阐述：

实施例方式一，如图1-5所示，所述动力组件包括基座321、传动带322、丝杆323、螺母324，所述基座321通过铰接座与机身1铰接，所述电机31设于基座321的一侧、与基座321固定连接，所述丝杆323穿设所述基座321、且与电机31平行，所述丝杆323可且仅可相对基座321做旋转运动（可实现此动作方式的结构有很多，如在丝杠上开设限位台阶的同时在基座内设置限位凸环；或是在丝杆和基座之间设置轴承，使得轴承外壁与基座过盈配合，并使得轴承内壁与丝杆过盈配合等等），所述传动带322呈环形、且依次绕过丝杆323和电机31的输出轴（实际使用时，可在丝杆、电机的输出轴上固定连接传动轮，从而通过对两传动轮外径的调整，控制电机与丝杆之间的传动比），所述螺母324套接在丝杆323上、且与丝杆323通过螺纹连接；

所述驱动杆33的一端与机身1铰接、且另一端与螺母324铰接。这样，由于基座与机身铰接，因电机开启后，将通过传动带驱动丝杆旋转，从而带动螺母沿丝杆的轴向做直线往复运动，最终，带动驱动杆做往复翻转运动。

实施例方式二，如图8-13所示，所述动力组件包括旋转杆325和摆动杆326，所述旋转杆325的一端固定连接有旋转轴327，所述旋转轴327铰接在机身1上，所述摆动杆326的一端与旋转杆325远离旋转轴327的一端铰接、且另一端与驱动杆33远离机身1的一端铰接；

所述电机31固定连接在机身上、且通过减速齿轮箱、加速齿轮箱或是皮带与旋转轴327联动。这样，电机开启后，将在旋转轴的带动下驱动旋转杆绕旋转轴的轴心旋转，从而在摆动杆的作用下带动驱动杆往复摆动。

所述机身1包括下模板和一对侧板10，一对侧板10平行设置，所述下模板固定连接在两侧板的一侧的下部，所述滑块2滑动连接在两侧板10的一侧的上部、且位于下模板的正上方；

所述驱动机构具有与侧板一一对应的两个，两个驱动机构分别连接在两个侧板上，所述驱动机构中的动力组件、驱动杆、连杆、联动组件关于侧板的几何中心面（如图15所示）对称设置（实现此类对称的方式有很多，如设置两根对称的杆件，或是在侧板上开设给杆件提供活动空间的槽等等，因此，本案中不再赘述）。从而在避免运动干涉的同时，使得动力组件、驱动杆、连杆、联动组件自侧板的两侧对侧板施加同等大小的作用力，有效避免折弯机在使用过程中，因侧板两侧受力不平衡而出现翘曲的现象；进而有效保证了侧板的结构稳定性，有效保证了机身整体的结构稳定性，进一步确保了长时间加工后的折弯精度。

所述固定连杆的顶端通过上转轴与机身铰接，所述活动连杆的底端通过下转轴与滑块铰接，所述下转轴与下模板处于同一竖直平面上、且上转轴与下模板在水平方向上留有空隙。即使得滑块中心与上转轴的轴心在水平方向上留有一定的距离，从而有效降低活动连杆在使用过程中与竖直平面的最大夹角，进而有效降低活动连杆对滑块产生的作用力的横向分力，使得本案整体保持更好的结构稳定性。

Claims (9)

1.一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，包括机身、滑动连接在机身上的滑块和用于驱动滑块往复升降运动的驱动机构，其特征在于；

所述驱动机构包括电机、动力组件、驱动杆、连杆和联动组件；

所述联动组件包括固定连杆和活动连杆，所述固定连杆的顶端铰接在机身上、且位于滑块的上方，所述活动连杆的底端铰接在滑块上，所述固定连杆的底端和活动连杆的顶端铰接；

所述电机连接在机身上，所述驱动杆的一端铰接在机身上、且位于滑块的一侧，所述驱动杆的另一端通过动力组件与电机联动，使得驱动杆在电机的驱动下往复摆动；所述连杆的一端铰接在驱动杆上、且另一端铰接在固定连杆或活动连杆上。

2.根据权利要求1所述的一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，其特征在于，所述固定连杆的底端和活动连杆的顶端之间通过转轴铰接，所述连杆远离驱动杆的一端与转轴铰接。

3.根据权利要求1所述的一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，其特征在于，所述驱动杆的一端通过铰接轴一铰接在机身上、且另一端通过铰接轴二与动力组件铰接，所述驱动杆呈杆状或平板状，所述连杆远离联动组件的一端与铰接轴一之间具有间距。

4.根据权利要求3所述的一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，其特征在于，所述连杆远离联动组件的一端与铰接在驱动杆的中部。

5.根据权利要求3所述的一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，其特征在于，所述连杆远离联动组件的一端与铰接轴二铰接。

6.根据权利要求1所述的一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，其特征在于，所述动力组件包括基座、传动带、丝杆、螺母，所述基座与机身铰接，所述电机设于基座的一侧、与基座固定连接，所述丝杆穿设所述基座、且与电机平行，所述丝杆可且仅可相对基座做旋转运动，所述传动带呈环形、且依次绕过丝杆和电机的输出轴，所述螺母套接在丝杆上、且与丝杆通过螺纹连接；

所述驱动杆的一端与机身铰接、且另一端与螺母铰接。

7.根据权利要求1所述的一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，其特征在于，所述动力组件包括旋转杆和摆动杆，所述旋转杆的一端固定连接有旋转轴，所述旋转轴铰接在机身上，所述摆动杆的一端与旋转杆远离旋转轴的一端铰接、且另一端与驱动杆远离机身的一端铰接；

所述电机固定连接在机身上、且与旋转轴联动。

8.根据权利要求1所述的一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，其特征在于，所述机身包括下模板和一对侧板，一对侧板平行设置，所述下模板固定连接在两侧板的一侧的下部，所述滑块滑动连接在两侧板的一侧的上部、且位于下模板的正上方；

所述驱动机构具有与侧板一一对应的两个，两个驱动机构分别连接在两个侧板上，所述驱动机构中的动力组件、驱动杆、连杆、联动组件关于侧板的几何中心面对称设置。

9.根据权利要求8所述的一种基于连杆机构的大吨位全电伺服折弯机，其特征在于，所述固定连杆的顶端通过上转轴与机身铰接，所述活动连杆的底端通过下转轴与滑块铰接，所述下转轴与下模板处于同一竖直平面上、且上转轴与下模板在水平方向上留有空隙。