CN110814132B - 一种可调式柔性翻边成形机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调式柔性翻边成形机构，涉及板料钣金塑性加工技术领域，包括台架、运动平台、电缸组件、主动齿轮组件、从动齿轮组件、滚轮组件和气动压紧装置；所述台架固定于地面并与所述工作台连接，所述运动平台通过所述电缸组件与所述台架连接，由所述电缸组件驱动实现三自由度空间调姿，所述主动齿轮组件固定在所述运动平台上，所述滚轮组件通过所述从动齿轮组件滑动设置于所述运动平台末端，并由所述主动齿轮组件带动实现远中心角度调整，两个对称布置的所述气动压紧装置固定于所述台架，实现对待成型薄板的压紧。本发明在翻边过程中只需要控制电机转动角度，在同一工作台上就可以通过对角度的调整生产不同翻边程度的产品。

Description

一种可调式柔性翻边成形机构

技术领域

本发明属于板料钣金塑性加工技术领域，尤其是涉及一种可调式柔性翻边成形机构。

背景技术

钣金结构件在航天制造中有着广泛的应用，据统计，运载火箭的钣金零件约占全箭零件总数的60％～70％，其中翻边类零件需求量大。

目前生产翻边类零件多依靠人工锤击调整回弹量完成，效率低，工人劳动强度大，环境噪音大，且一般都需要针对不同产品设计对应模具，模具利用率低。针对此问题，设计一种新型的可调式柔性翻边成形机构，可通过末端滚轮组件夹紧工件实时调整角度，逐布变形获得最终成品。

现有的航天翻边钣金件生产工艺需要对不同规格的产品设计不同的模具，且模具固定的情况下无法调整补偿翻边回弹量，受力不均匀，模具利用率低。

经过对现有技术的检索发现，目前应用在汽车滚压包边方面的专利较多。中国专利文献号CN206028518U，公开日2017-03-22，记载了一种新型应用于白车身内外板连接的浮动滚边机构，使用浮动滚轮取代传统的固定滚轮，利用机器人滚边技术通过滚轮将外板开法兰经多步滚压，完成对车件内外板的连接。但该现有技术与本申请相比的不足之处在于：需要对机器人末端进行复杂的运动控制，且工件受力不均匀；翻边回弹量无法调整补偿；需要针对不同规格产品设计对应模具。

本发明采用运动机构代替人工，成本低，噪音小，零件成形质量稳定，可以在同一工作台上生产不同类型的翻边产品，更适合于多品种、小批量的圆弧形航天钣金翻边件。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种可调式柔性翻边成形机构，能够解决现有技术的上述不足，待成型薄板固定在工作台上回转，通过电缸驱动运动平台调整姿态到达指定工位后，操纵末端翻边头夹紧工件实时调整角度，利用滚轮对板料局部进行多道次滚压，同时可以调整补偿回弹量，逐步变形获得最终产品。

为实现上述目的，本发明提供了一种可调式柔性翻边成形机构，其特征在于，包括台架、运动平台、电缸组件、主动齿轮组件、从动齿轮组件、滚轮组件和气动压紧装置；所述台架固定于地面并与所述工作台连接，所述运动平台通过所述电缸组件与所述台架连接，由所述电缸组件驱动实现三自由度空间调姿，所述主动齿轮组件固定在所述运动平台上，所述滚轮组件通过所述从动齿轮组件滑动设置于所述运动平台末端，并由所述主动齿轮组件带动实现远中心角度调整，两个对称布置的所述气动压紧装置固定于所述台架，实现对待成型薄板的压紧。

进一步地，所述运动平台包括左圆弧支架、右圆弧支架与平台主板，所述左圆弧支架与所述右圆弧支架对称固定于所述平台主板。

进一步地，所述电缸组件包括电缸、缸底固定支架、缸顶固定支架与转轴，所述电缸顶部通过所述转轴与所述缸顶固定支架连接，形成转动副，所述电缸的底部通过所述转轴与所述缸底固定支架连接，形成转动副，所述缸顶固定支架与所述运动平台固定，所述缸底固定支架与所述台架固定。

进一步地，所述电缸组件的数量为4个。

进一步地，所述主动齿轮组件包括电机、行星减速器、电机座与输出齿轮，所述电机与所述行星减速器的输入端连接，所述输出齿轮与所述行星减速器的输出轴连接，所述行星减速器通过所述电机座固定在所述运动平台上。

进一步地，所述从动齿轮组件包括中部从动齿轮、左从动齿轮与右从动齿轮。

进一步地，所述中部从动齿轮通过定位销固定于所述左从动齿轮与所述右从动齿轮的中间，所述左从动齿轮滑动设置于所述运动平台上的所述左圆弧支架，所述右从动齿轮滑动设置于所述运动平台上的所述右圆弧支架，所述从动齿轮组件由所述主动齿轮组件驱动，通过齿轮传动实现远中心角度调整。

进一步地，所述滚轮组件包括安装座、活动滚轮、活动滚轮连杆、固定滚轮、固定滚轮连杆、小型直线导轨、移动块、中型气缸顶块与中型气缸。

进一步地，所述固定滚轮与所述固定滚轮连杆通过卡簧与轴肩定位连接，所述固定滚轮连杆通过螺母与所述安装座固定，所述活动滚轮与所述活动滚轮连杆通过卡簧与轴肩定位连接，所述活动滚轮连杆通过螺母与所述移动块固定，所述小型直线导轨固定于所述安装座并连接所述移动块实现移动副，所述中型气缸与所述安装座固定，所述中型气缸顶块与所述中型气缸固定并通过弹簧连接所述移动块实现气动夹待成形薄板，所述安装座通过螺栓与所述左从动齿轮、所述右从动齿轮固定。

进一步地，所述气动压紧装置包括封板、大型气缸、气缸座、压紧座、固定轴与橡胶轮，所述大型气缸通过所述气缸座与所述封板固定于所述台架，所述压紧座与所述大型气缸的输出轴固定，所述橡胶轮通过所述固定轴与所述压紧座固定实现滚压。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明提供了一种可调式柔性翻边成形机构，在翻边过程中只需要控制电机转动角度，使得滚轮用不同滚压角度对工件进行翻边，工件受力更均匀；同时，在同一工作台上就可以通过对角度的调整生产不同翻边程度的产品，且能实时补偿调整回弹量，能有效改善模具利用率低的问题；滚轮组件等多数配件可以依照零件情况进行调整更换，高效快速，适应现场调整作业，是一款适应性强的柔性翻边装置。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。提供这些说明的目的仅在于帮助解释本发明，不应当用来限制本发明的权利要求的范围。

附图说明

图1为本发明装置与工作台相对位置的示意图；

图2为本发明的结构图；

图3为滚轮组件的结构图。

其中，1-台架，2-运动平台，3-电缸组件，4-主动齿轮组件，5-从动齿轮组件，6- 气动压紧装置，7-滚轮组件，8-工作台，9-左圆弧支架，10-右圆弧支架，11-平台主板， 12-电缸，13-缸底固定支架，14-转轴，15-缸顶固定支架，16-电机，17-行星减速器， 18-电机座，19-输出齿轮，20-右从动齿轮，21-中部从动齿轮，22-左从动齿轮，23-封板，24-大型气缸，25-气缸座，26-压紧座，27-固定轴，28-橡胶轮，29-安装座，30- 活动滚轮连杆，31-待成形薄板，32-活动滚轮，33-固定滚轮连杆，34-固定滚轮，35- 移动块，36-中型气缸顶块，37-中型气缸。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何形式限制发明的范围。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例一

如图1、2所示，本实施例包括：台架1、运动平台2、电缸组件3、主动齿轮组件4、从动齿轮组件5、气动压紧装置6和滚轮组件7，其中：台架1固定于地面并与工作台8连接，运动平台2通过电缸组件3与台架1连接，并由四个电缸组件3驱动实现三自由度空间调姿，主动齿轮组件4固定在运动平台2上，滚轮组件7通过从动齿轮组件5滑动设置于运动平台2末端，并由主动齿轮组件4带动实现远中心角度调整，两个对称布置的气动压紧装置6固定于台架1，实现对待成型薄板的压紧。

如图1、2所示，所述的运动平台2包括：左圆弧支架9、右圆弧支架10与平台主板11，其中：左圆弧支架9与右圆弧支架10对称固定于平台主板11。

如图1、2所示，所述的电缸组件3包括：电缸12、缸底固定支架13、缸顶固定支架15与转轴14，其中：电缸顶部通过转轴14与缸顶固定支架15连接，形成转动副，电缸底部通过转轴14与缸底固定支架13连接，形成转动副，缸顶固定支架15 与运动平台11固定，缸底固定支架13与台架1固定。

如图1、2所示，所述的主动齿轮组件4包括：电机16、行星减速器17、电机座 18与输出齿轮19，其中：电机16与行星减速器17输入端连接，输出齿轮19与行星减速器17输出轴连接，行星减速器17通过电机座18固定在运动平台11上。

如图1、2所示，所述的从动齿轮组件5包括：右从动齿轮20、中部从动齿轮21 与左从动齿轮22，其中：中部从动齿轮21通过定位销固定于左从动齿轮22与右从动齿轮20中间，左从动齿轮22滑动设置于运动平台11上的左圆弧支架9，右从动齿轮 20滑动设置于运动平台11上的右圆弧支架10，从动齿轮组件5通过齿轮传动，由主动齿轮组件4驱动实现远中心角度调整。

如图1、2所示，所述的气动压紧装置6包括：封板23、大型气缸24、气缸座25、压紧座26、固定轴27与橡胶轮28，其中：大型气缸24通过气缸座25与封板23固定于台架1，压紧座26与大型气缸24输出轴固定，橡胶轮28通过固定轴27与压紧座 26固定实现滚压。

如图3所示，所述的滚轮组件7包括：安装座29、活动滚轮32、活动滚轮连杆 30、固定滚轮34、固定滚轮连杆33、小型直线导轨34、移动块35、中型气缸顶块36 与中型气缸37，其中：固定滚轮34与固定滚轮连杆33通过卡簧与轴肩定位连接，固定滚轮连杆33通过螺母与安装座29固定，活动滚轮32与活动滚轮连杆30通过卡簧与轴肩定位连接，活动滚轮连杆30通过螺母与移动块35固定，小型直线导轨34固定于安装座29，并连接移动块35实现移动副，中型气缸37与安装座29固定，中型气缸顶块36与中型气缸37固定，并通过弹簧连接移动块35实现气动夹待成形薄板31，安装座29通过螺栓与左从动齿轮22、右从动齿轮20固定。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可调式柔性翻边成形机构，其特征在于，包括台架、运动平台、电缸组件、主动齿轮组件、从动齿轮组件、滚轮组件和气动压紧装置；所述运动平台包括左圆弧支架、右圆弧支架与平台主板，所述左圆弧支架与所述右圆弧支架对称固定于所述平台主板；所述台架固定于地面并与工作台连接，所述运动平台通过所述电缸组件与所述台架连接，由所述电缸组件驱动实现三自由度空间调姿，所述主动齿轮组件固定在所述运动平台上，所述滚轮组件通过所述从动齿轮组件滑动设置于所述运动平台末端，并由所述主动齿轮组件带动实现远中心角度调整，两个对称布置的所述气动压紧装置固定于所述台架，实现对待成型薄板的压紧；所述从动齿轮组件包括中部从动齿轮、左从动齿轮与右从动齿轮；所述中部从动齿轮通过定位销固定于所述左从动齿轮与所述右从动齿轮的中间，所述左从动齿轮滑动设置于所述运动平台上的所述左圆弧支架，所述右从动齿轮滑动设置于所述运动平台上的所述右圆弧支架，所述从动齿轮组件由所述主动齿轮组件驱动，通过齿轮传动实现远中心角度调整。

2.如权利要求1所述的可调式柔性翻边成形机构，其特征在于，所述电缸组件包括电缸、缸底固定支架、缸顶固定支架与转轴，所述电缸顶部通过所述转轴与所述缸顶固定支架连接，形成转动副，所述电缸的底部通过所述转轴与所述缸底固定支架连接，形成转动副，所述缸顶固定支架与所述运动平台固定，所述缸底固定支架与所述台架固定。

3.如权利要求1或2所述的可调式柔性翻边成形机构，其特征在于，所述电缸组件的数量为4个。

4.如权利要求1所述的可调式柔性翻边成形机构，其特征在于，所述主动齿轮组件包括电机、行星减速器、电机座与输出齿轮，所述电机与所述行星减速器的输入端连接，所述输出齿轮与所述行星减速器的输出轴连接，所述行星减速器通过所述电机座固定在所述运动平台上。

5.如权利要求1所述的可调式柔性翻边成形机构，其特征在于，所述滚轮组件包括安装座、活动滚轮、活动滚轮连杆、固定滚轮、固定滚轮连杆、小型直线导轨、移动块、中型气缸顶块与中型气缸。

6.如权利要求5所述的可调式柔性翻边成形机构，其特征在于，所述固定滚轮与所述固定滚轮连杆通过卡簧与轴肩定位连接，所述固定滚轮连杆通过螺母与所述安装座固定，所述活动滚轮与所述活动滚轮连杆通过卡簧与轴肩定位连接，所述活动滚轮连杆通过螺母与所述移动块固定，所述小型直线导轨固定于所述安装座并连接所述移动块实现移动副，所述中型气缸与所述安装座固定，所述中型气缸顶块与所述中型气缸固定并通过弹簧连接所述移动块实现气动夹待成形薄板，所述安装座通过螺栓与所述左从动齿轮、所述右从动齿轮固定。

7.如权利要求1所述的可调式柔性翻边成形机构，其特征在于，所述气动压紧装置包括封板、大型气缸、气缸座、压紧座、固定轴与橡胶轮，所述大型气缸通过所述气缸座与所述封板固定于所述台架，所述压紧座与所述大型气缸的输出轴固定，所述橡胶轮通过所述固定轴与所述压紧座固定实现滚压。

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