CN110899395A - 一种纯电伺服数控折弯机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纯电伺服数控折弯机，包括机架、滑板、驱动装置、光栅尺、控制系统，所述滑板与所述机架通过导向装置滑动连接，所述驱动装置驱动所述滑板滑动，所述驱动装置包括固定于所述机架的第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机、分别与所述第一、第二、第三、第四伺服电机的输出轴通过同步带连接的第一伺服电动缸、第二伺服电动缸、第三伺服电动缸和第四伺服电动缸，所述滑板与所述第一、第二、第三、第四伺服电动缸的活塞杆连接。本发明提供的纯电伺服数控折弯机，具有折弯精度高、折弯力大、节能、无污染等特点。

Description

一种纯电伺服数控折弯机

技术领域

本发明涉及折弯机技术领域，特别涉及一种纯电伺服数控折弯机。

背景技术

折弯机是机械设备生产企业常用的一种机械设备，主要用于钣金件加工。现在各产业飞速发展，各种电器箱的制作和铝幕墙以及通讯娱乐工具种类繁多，产量巨大。如：各种手掌机：Game boy、PSP、NDSL、GBA；各类手机：经济型手机，商务型手机，智能型手机，拍照型手机，游戏型手机，音乐型手机等。这些产品的外壳都有共同的特点：都是厚度薄，外形尺寸(长度和宽度)小的板料，折弯精度要求高，追求工件成本低。

现有技术中，折弯机主要采用电液伺服数控折弯机，使用液压装置进行折弯，具有折弯力大的优点，但加工精度不高，且液压装置无法有效调整折弯机上模下压时的速率，具有速率低，折弯生产效率不高；再者液压装置需要使用液压油，操作油温较高，有过热、泄露的现象，故障率高；其次，液压装置的电机和油泵处在运行过程中，噪音大，能量消耗大。相较于电液数控折弯机，纯电伺服数控折弯机具有精度高的特点，且克服了液压装置具有的技术缺陷，然而，目前的纯电伺服数控折弯机，由于电机功率的限制，具有转矩小，折弯力度不大的缺陷，同样也影响产品加工。

鉴于此，有必要提供一种新的折弯机解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种纯电伺服数控折弯机，具有折弯精度高、折弯力大、节能、无污染等特点。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种纯电伺服数控折弯机，包括机架、滑板、驱动装置、光栅尺、控制系统，所述滑板与所述机架通过导向装置滑动连接，所述驱动装置驱动所述滑板滑动，所述驱动装置包括固定于所述机架的第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机、分别与所述第一、第二、第三、第四伺服电机的输出轴通过同步带连接的第一伺服电动缸、第二伺服电动缸、第三伺服电动缸和第四伺服电动缸，所述滑板与所述第一、第二、第三、第四伺服电动缸的活塞杆连接；

所述光栅尺包括用于检测第一、第二伺服电动缸位移量的第一光栅尺、用于检测第三、第四伺服电动缸位移量的第二光栅尺，所述第一光栅尺和第二光栅尺分布于所述机架的两侧；

所述控制系统包括：

第一比较单元，用于接收所述第一光栅尺检测数据信息，并将所述第一伺服电动缸和第二伺服电动缸的位移量进行比较，获得第一比较信息；

第一补偿单元，用于接收所述第一比较单元提供的第一比较信息，计算第一伺服电动缸和第二伺服电动缸的补偿量，使第一伺服电动缸和第二伺服电动缸同步，输出第一位移量信息；

第二比较单元，用于接收所述第二光栅尺检测数据信息，并将所述第三伺服电动缸和第四伺服电动缸的位移量进行比较，获得第二比较信息；

第二补偿单元，用于接收所述第二比较单元提供的第二比较信息，计算第三伺服电动缸和第四伺服电动缸的补偿量，使第三伺服电动缸和第四伺服电动缸同步，输出第二位移量信息；

第三比较单元，用于接收所述第一位移量信息和第二位移量信息，并将两者进行比较，获得第三比较信息；

第三补偿单元，用于接收所述第三比较单元提供的第三比较信息，计算第一位移量和第二位移量的补偿量，使第一位移量和第二位移量相当，输出第三位移量信息；

控制器，用于接收所述第三位移量信息，并控制所述第一、第二、第三、第四伺服电机转速，使第一、第二、第三、第四伺服电动缸位移量同步。

进一步地，所述滑板包括形成于其两侧的第一凹陷部和第二凹陷部，所述第一伺服电动缸固定于所述第一凹陷部，所述第四伺服电动缸固定于所述第二凹陷部；所述滑板位于所述第一凹陷部和第二凹陷部之间设置有第一安装孔和第二安装孔，所述第二伺服电动缸和第三伺服电动缸分别固定于所述第一安装孔和第二安装孔。

进一步地，所述机架包括左立板和右立板、连接所述左立板和右立板的支撑横梁、设于所述左立板和右立板以及所述支撑横梁的四个安装筋板，所述第一、第二、第三、第四伺服电机安装于所述支撑横梁，所述第一、第二、第三、第四伺服电动缸安装于对应位置的安装筋板。

进一步地，还包括后定位装置，所述后定位装置包括固定于所述左立板和右立板的两组X轴定位装置、与两组所述X轴定位装置对应连接的R轴定位装置、与相对两组R轴定位装置连接的横梁、与所述横梁连接且可沿横梁延伸方向滑动的挡指装置、连接所述X轴定位装置与所述R轴定位装置的气动弹簧。

进一步地，包括挡指装置包括与所述横梁滑动连接的安装板、设于所述安装板且可相对于所述安装板滑动的滑动板、设于所述安装板端部并用于调节所述安装板与所述滑动板相对位置的调节螺杆、与所述滑动板一端连接且与所述调节螺杆相对设置的挡指、及贯穿所述滑动板用以调位的偏心挡柱，所述挡指包括与所述滑动板端部可转动连接的挡指后段、与所述挡指后段连接且呈台阶分布的一级挡指、二级挡指和三级挡指。

进一步地，所述第一、第二、第三、第四伺服电机的功率为11Kw。

与现有技术相比，本发明提供的纯电伺服数控折弯机，有益效果在于：

一、本发明的纯电伺服数控折弯机，采用伺服电动缸驱动滑板，相较于现有技术中的液压油缸，节能、环保。

二、本发明的纯电伺服数控折弯机，采用四个伺服电机与四个伺服电动缸配合，采用较小的伺服电机功率即可提供较大的转矩，从而提供较大的折弯力。

三、本发明的纯电伺服数控折弯机，控制系统将四个伺服电动缸的位移量进行三级比较和补偿，使四个伺服电动缸位移量一致，提高了折弯精度。

四、本发明的纯电伺服数控折弯机，后定位装置中X轴定位装置与R轴定位装置之间连接气动弹簧，用于平衡横梁的重量，有利于减小R轴定位装置的驱动装置的传动功率，节省能量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明提供的纯电伺服数控折弯机的结构示意图；

图2是图1所示纯电伺服数控折弯机的另一角度的结构示意图；

图3是图1所示纯电伺服数控折弯机的又一角度的结构示意图；

图4是图1所示纯电伺服数控折弯机中机架的结构示意图；

图5是图1所示纯电伺服数控折弯机中伺服电动缸的结构示意图；

图6是图1所示纯电伺服数控折弯机中控制系统的结构示意图；

图7是图2所示纯电伺服数控折弯机中挡指装置的结构示意图；

图8是图7所示挡指装置沿B-B线的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请结合参阅图1、图2和图3,，其中图1是本发明提供的纯电伺服数控折弯机的结构示意图；图2是图1所示纯电伺服数控折弯机的另一角度的结构示意图；图3是图1所示纯电伺服数控折弯机的又一角度的结构示意图。本发明的纯电伺服数控折弯机100包括机架1、滑板2、模具3、驱动装置4、光栅尺、控制系统6、后定位装置7，以下对各部分的结构进行详细阐述。

请结合参阅图4，是图1所示纯电伺服数控折弯机中机架的结构示意图。机架1包括相对设置的左立板11和右立板12、固定于左立板11和右立板12之间的工作台立板13、与左立板11和右立板12连接的支撑横梁14、设于左立板11和右立板12以及支撑横梁14一侧的的四个安装筋板15，工作台立板13用于固定工作台面，支撑横梁14和安装筋板15组合用于安装驱动装置4。

左立板11和右立板12的同侧设有黄铜+石墨导向装置，滑板2与黄铜+石墨导向装置滑动连接，由驱动装置4驱动其且沿黄铜+石墨导向装置升降运动。

模具3包括上模31和下模32，上模31通过旋转扳手式快夹与滑板2底部，下模32与模座、模垫组合安装在工作台面上。

本发明中，驱动装置4采用伺服电机与伺服电动缸组合的方式，伺服电动缸的活塞杆伸缩，带动滑板2进行升降运动。

具体的，驱动装置4包括固定于机架1的第一伺服电机41a、第二伺服电机41b、第三伺服电机41c和第四伺服电机41d、分别与所述第一、第二、第三、第四伺服电机的输出轴通过同步带42连接的第一伺服电动缸43a、第二伺服电动缸43b、第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d。

请结合参阅图5，是图1所示纯电伺服数控折弯机中伺服电动缸的结构示意图。第一伺服电动缸43a、第二伺服电动缸43b、第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d的结构相同，分别包括丝杆44、与丝杆44端部连接的同步轮45、套设于丝杆44并与丝杆滑动连接的活塞杆46。伺服电动缸的内部结构参考现有技术，在此不做赘述。

第一伺服电动缸43a、第二伺服电动缸43b、第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d的同步轮45分别于对应的第一伺服电机41a、第二伺服电机41b、第三伺服电机41c和第四伺服电机41d的输出轴的同步带42连接；滑板2与第一、第二、第三、第四伺服电动缸的活塞杆46连接，第一伺服电动缸43a、第二伺服电动缸43b、第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d分别由对应的伺服电机驱动，使其活塞杆进行升降运动，从而驱动滑板2在导向装置的导向作用下进行升降运动。

本发明中，由于采用四个伺服电机、四个伺服电动缸对滑板进行驱动，因此，在伺服电机具有较小功率的情况下即可增加了驱动装置的传动力矩，使本发明的折弯机具有较大的折弯力，如果在折弯机左右两边各设置一只伺服电动缸，滑板的挠性变形大，在滑板中间再增加两只伺服电动缸，这有利于减少滑板的变形量，有利于折弯精度的提高。具体的，本发明中，伺服电机的功率为11Kw。

对应于驱动装置4的设计，本发明中滑板的结构与现有技术中的结构不同。本发明中，滑板2呈“凸”字形结构，包括形成于其两侧的第一凹陷部21和第二凹陷部22，第一伺服电动缸43a固定于所述第一凹陷部21，第四伺服电动缸43d固定于第二凹陷部22；滑板2上位于第一凹陷部21和第二凹陷部22之间设置有第一安装孔23和第二安装孔24，第二伺服电动缸43b和第三伺服电动缸43c分别固定于第一安装孔23和第二安装孔24，使第一、第二、第三、第四伺服电动缸能保持在同一水平位置，其方便安装。

对应地，第一伺服电机41a、第二伺服电机41b、第三伺服电机41c和第四伺服电机41d分别安装在支撑横梁14上，第一伺服电动缸43a、第二伺服电动缸43b、第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d分别安装在对应位置的安装筋板15上。

光栅尺包括第一光栅尺51和第二光栅尺52，且第一光栅尺51和第二光栅尺52分布于机架1的两侧，具体为两者分别设于左立板11和右立板12的C型板上，其与左立板11和右立板12的位置关系参考现有技术，在此不做赘述。

其中，第一光栅尺51用于检测第一伺服电动缸43a、第二伺服电动缸43b的位移量，第二光栅尺52用于检测第三伺服电动缸43c、第四伺服电动缸43dde位移量。第一光栅尺51和第二光栅尺52将检测信息传输至控制系统6，进而由控制系统6控制第一伺服电机41a、第二伺服电机41b、第三伺服电机41c和第四伺服电机41d的转速，使第一伺服电动缸43a、第二伺服电动缸43b、第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d位移量同步。

请结合参阅图6，是图1所示纯电伺服数控折弯机中控制系统的结构示意图。本发明中，控制系统6包括第一比较单元61、第一补偿单元62、第二比较单元63、第二补偿单元64、第三比较单元65、第三补偿单元66、控制器67。其中：

第一比较单元61，用于接收第一光栅尺51检测数据信息，并将第一伺服电动缸43a和第二伺服电动缸43b的位移量进行比较，获得第一比较信息；

第一补偿单元62，用于接收第一比较单元61提供的第一比较信息，计算第一伺服电动缸43a和第二伺服电动缸43b的补偿量，使第一伺服电动缸43a和第二伺服电动缸43b同步，输出第一位移量信息；

第二比较单元63，用于接收第二光栅尺52检测数据信息，并将第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d的位移量进行比较，获得第二比较信息；

第二补偿单元64，用于接收第二比较单元63提供的第二比较信息，计算第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d的补偿量，使第三伺服电动缸43c和第四伺服电动缸43d同步，输出第二位移量信息；

第三比较单元65，用于接收第一位移量信息和第二位移量信息，并将两者进行比较，获得第三比较信息；

第三补偿单元66，用于接收第三比较单元65提供的第三比较信息，计算第一位移量和第二位移量的补偿量，使第一位移量和第二位移量相当，输出第三位移量信息；

控制器67，用于接收第三位移量信息，并控制第一、第二、第三、第四伺服电机转速，使第一、第二、第三、第四伺服电动缸位移量同步。

通过本发明的控制装置6，可实现四个伺服电机同转速，进而实现四个伺服电动缸位移量实时相等，提高了折弯机的精度。

后定位装置7包括固定于左立板11和右立板12的两组X轴定位装置71、与两组X轴定位装置71对应连接的R轴定位装置72、与相对两组R轴定位装置连接的横梁73、与横梁73连接且可沿横梁延伸方向滑动的挡指装置74、连接X轴定位装置71与R轴定位装置72的气动弹簧75。

本发明中，X轴定位装置71、R轴定位装置72、横梁73可参考现有技术中的相关部分结构，在此不做赘述。

请结合参阅图7和图8，其中图7是图2所示纯电伺服数控折弯机中挡指装置的结构示意图；图8是图7所示挡指装置沿B-B线的剖面结构示意图。本发明中，挡指装置74为四级挡指装置，包括与横梁73滑动连接的安装板741、设于安装板741且可相对于安装板滑动的滑动板742、设于安装板741端部并与滑动板742连接的调节螺杆743、与滑动板742一端连接且与调节螺杆743相对设置的挡指744、及贯穿滑动板742用以调位的偏心挡柱745，其中挡指744包括与滑动板742端部可转动连接的挡指后段7441、与挡指后段7441连接且呈台阶分布的一级挡指7442、二级挡指7443和三级挡指7444。

本发明中，安装板741上设有滑槽，使滑动板742可相对于安装板741滑动，滑动板742的位置调整好以后，通过紧固螺栓将滑动板742位置固定。滑动板742的滑动方向垂直于横梁73的延伸方向，在滑动板742端部连接一推拉板747，调节螺杆743连接推拉板747和安装板741，实现调节安装板741和滑动板742的相对位置。优选地，在调节螺杆743的端部设有刻度盘7431，通过刻度盘7431可实现精准微调，进一步提高定位精度。

挡指后段7441与滑动板742通过圆柱销746转动连接，挡指后段7441转动，带动一级挡指7442、二级挡指7443和三级挡指7444一起转动，从而可实现根据待加工工件型号和规格选择适合的挡指进行定位；滑动板742上设置的偏心挡柱745，作为挡指744的第四级定位，在产品加工中，只需要使用通用模具即可，模具成本低，更换方便，因此采用本发明中的四级挡指装置可实现采用通用模具实现不同型号、不同规格的产品弯曲，特别是超宽的产品弯曲。

本发明中，挡指装置74可采用手动移位，也可以采用电动方式移位。

气动弹簧75用于连接X轴定位装置71和R轴定位装置72，气动弹簧75的设置，用于平衡横梁73的重量，有利于减小R轴定位装置72的驱动装置的传动功率，节省能量。具体的，气动弹簧75的一端X轴定位装置71的X轴滑板(未标号)，另一端连接R轴定位装置72的横梁连接板(未标号)。

本发明的纯电伺服数控折弯机，通过后定位装置7对待加工工件进行定位后，控制系统6控制驱动装置4，驱动滑板2进行升降运动。本发明的纯电伺服数控折弯机，稳定性好，折弯精度高，在伺服电机具有较小功率的条件下使驱动装置具有较大传动力矩，进而使折弯机的折弯力大大提高。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种纯电伺服数控折弯机，包括机架、滑板、驱动装置、光栅尺、控制系统，所述滑板与所述机架通过导向装置滑动连接，所述驱动装置驱动所述滑板滑动，其特征在于，所述驱动装置包括固定于所述机架的第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机、分别与所述第一、第二、第三、第四伺服电机的输出轴通过同步带连接的第一伺服电动缸、第二伺服电动缸、第三伺服电动缸和第四伺服电动缸，所述滑板与所述第一、第二、第三、第四伺服电动缸的活塞杆连接；

所述光栅尺包括用于检测第一、第二伺服电动缸位移量的第一光栅尺、用于检测第三、第四伺服电动缸位移量的第二光栅尺，所述第一光栅尺和第二光栅尺分布于所述机架的两侧；

所述控制系统包括：

第一比较单元，用于接收所述第一光栅尺检测数据信息，并将所述第一伺服电动缸和第二伺服电动缸的位移量进行比较，获得第一比较信息；

第一补偿单元，用于接收所述第一比较单元提供的第一比较信息，计算第一伺服电动缸和第二伺服电动缸的补偿量，使第一伺服电动缸和第二伺服电动缸同步，输出第一位移量信息；

第二比较单元，用于接收所述第二光栅尺检测数据信息，并将所述第三伺服电动缸和第四伺服电动缸的位移量进行比较，获得第二比较信息；

第二补偿单元，用于接收所述第二比较单元提供的第二比较信息，计算第三伺服电动缸和第四伺服电动缸的补偿量，使第三伺服电动缸和第四伺服电动缸同步，输出第二位移量信息；

第三比较单元，用于接收所述第一位移量信息和第二位移量信息，并将两者进行比较，获得第三比较信息；

第三补偿单元，用于接收所述第三比较单元提供的第三比较信息，计算第一位移量和第二位移量的补偿量，使第一位移量和第二位移量相当，输出第三位移量信息；

控制器，用于接收所述第三位移量信息，并控制所述第一、第二、第三、第四伺服电机转速，使第一、第二、第三、第四伺服电动缸位移量同步。

2.根据权利要求1所述的纯电伺服数控折弯机，其特征在于，所述滑板包括形成于其两侧的第一凹陷部和第二凹陷部，所述第一伺服电动缸固定于所述第一凹陷部，所述第四伺服电动缸固定于所述第二凹陷部；所述滑板位于所述第一凹陷部和第二凹陷部之间设置有第一安装孔和第二安装孔，所述第二伺服电动缸和第三伺服电动缸分别固定于所述第一安装孔和第二安装孔。

3.根据权利要求1所述的纯电伺服数控折弯机，其特征在于，所述机架包括左立板和右立板、连接所述左立板和右立板的支撑横梁、设于所述左立板和右立板以及所述支撑横梁的四个安装筋板，所述第一、第二、第三、第四伺服电机安装于所述支撑横梁，所述第一、第二、第三、第四伺服电动缸安装于对应位置的安装筋板。

4.根据权利要求3所述的纯电伺服数控折弯机，其特征在于，还包括后定位装置，所述后定位装置包括固定于所述左立板和右立板的两组X轴定位装置、与两组所述X轴定位装置对应连接的R轴定位装置、与相对两组R轴定位装置连接的横梁、与所述横梁连接且可沿横梁延伸方向滑动的挡指装置、连接所述X轴定位装置与所述R轴定位装置的气动弹簧。

5.根据权利要求4所述的纯电伺服数控折弯机，其特征在于，包括挡指装置包括与所述横梁滑动连接的安装板、设于所述安装板且可相对于所述安装板滑动的滑动板、设于所述安装板端部并用于调节所述安装板与所述滑动板相对位置的调节螺杆、与所述滑动板一端连接且与所述调节螺杆相对设置的挡指、及贯穿所述滑动板用以调位的偏心挡柱，所述挡指包括与所述滑动板端部可转动连接的挡指后段、与所述挡指后段连接且呈台阶分布的一级挡指、二级挡指和三级挡指。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的纯电伺服数控折弯机，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四伺服电机的功率为11Kw。

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