CN111360115A - 一种具有耦合轴的多自由度顶弯式拉弯结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于汽车外饰件拉弯的具有耦合轴的多自由度顶弯式拉弯结构及关于该耦合轴结构的拉弯方法。所述拉弯结构包括基座、主机和一对夹具装置，基座为主机和一对夹具装置提供形同的基准；主机和主机两侧的夹具装置采用“5+1+5”的耦合自由度结构，即主机具有1个竖直移动的自由度，两端拉弯机构分别具有5个自由度（2个移动自由度和3个转动自由度）。此结构能够使两侧拉弯机构相对于主机具有6个自由度（沿着横向、纵向、竖直方形平移和转动的自由度）的同时，将拉弯结构的竖直方向的自由度转移到活动模具上，可减少1个驱动轴，从而在满足柔性化生产的同时，使现有拉弯结构得到简化，并能够提高拉弯夹具的转动空间；通过将拉弯夹具的夹紧面与纵向转动轴的轴心设计成共面结构，可解决尺寸耦合的问题。

Description

一种具有耦合轴的多自由度顶弯式拉弯结构

技术领域

本申请具体涉及一种用于汽车外饰件拉弯的具有耦合轴的多自由度顶弯式拉弯结构。

背景技术

目前国内生产汽车外饰件的拉弯设备，主要可分为张臂式或传统式两种结构。张臂式拉弯结构为12轴结构，拉弯模具两侧的张臂上各具有6个自由度，通过两侧张臂调整拉弯工件靠模的位置和姿态，中间模具固定，不具备自由度；此结构将6轴自由度全部集成张臂上，机构复杂，占用空间大，且转动的角度有限，限制了拉弯工件的空间尺寸；传统式拉弯结构为4轴结构，通过凸轮轮廓廓形适应不同类型产品，对于不同的产品兼容性差；个别采用耦合轴的拉弯结构，其两端夹具装置的运行空间有限，且不能够消除耦合轴带来的尺寸耦合问题。因此，需要一种即能简化拉弯张臂式拉弯机构，优化其运动空间，又能满足多自由度、多产品柔性生产，还能够解决耦合轴拉弯结构尺寸耦合问题的拉弯装置，来改善现有技术。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本申请提供一种用于汽车外饰件拉弯的具有耦合轴的多自由度顶弯式拉弯结构，以及能够解决该耦合结构尺寸耦合问题的拉弯方法。

本申请采用“5+1+5”的耦合自由度结构，即拉弯模具具有1个竖直移动的自由度，两端拉弯机构分别具有5个自由度(2个移动自由度和3个转动自由度)。此结构能够将两侧拉弯机构的自由度转移到活动模具上，减少1个驱动轴，在满足柔性化生产的同时，使张臂式结构得到简化，提高拉弯夹具的转动空间；通过将拉弯夹具的夹紧面与纵向转动轴的轴心设计成共面结构，可解决尺寸耦合的问题。

优选地，所述的用于汽车外饰件生产的具有耦合轴的多自由度顶弯式拉弯结构，包括：基座、主机和一对夹具装置；

所述主机与所述夹具装置共同安装在所述基座上，由基座提供统一的安装基准；

所述主机包含主机框架、主机导柱和主机平台，所述主机框架为矩形框架结构，在矩形的四角设计有4个导柱孔，安装4个主机导柱，主机平台为圆矩形结构，在其四角位置，与主机导柱位置对应地，设计有4个导柱沉头孔，沉头孔中心位置设计过孔，用于将主机导柱和主机平台连接起来；

主机平台的中心下方、基座上固定安装有竖直轴驱动器，驱动器输出轴与主机平台固定连接，用于驱动主机平台沿竖直方向移动；

所述夹具装置对称地布置在所述主机两侧，两个夹具装置分别具有沿着横向、纵向平移的自由度和绕着横向轴、纵向轴、竖直轴转动的自由度，即两侧拉夹具装置具有五个自由度；

通过夹具装置与主机的配合，使得夹具装置相对于主机具有沿着横向、纵向、竖直方向平移的自由度及绕着横向轴、纵向轴、竖直轴转动的自由度，共计6个自由度；

主机的竖直方向平移的自由度为两端夹具装置共用，形成耦合自由度。

优选地，夹具装置的底座上安装有纵向导向，纵向导向上安装有纵向滑动块，纵向滑动块上安装有横向导向，横向导向上安装有横向滑动块，横向滑动块中心位置设计有竖直转轴；

夹具底座上安装纵向平移驱动器，驱动纵向滑动块沿纵向平移；纵向滑动块上安装横向平移驱动器，驱动横向滑动块沿横向平移；

竖直转轴上，通过轴向轴承和径向轴承，同轴转动的安装有竖直转动基座；

横向滑动块上固定地连接有大齿圈，该大齿圈与所述竖直转轴同心，所述竖直转动基座上固定安装有竖直转动驱动器，竖直转动驱动器的输出轴上安装有竖直轴转动小齿轮，该小齿轮与所述竖直轴转动大齿圈啮合配合，驱动竖直转动基座绕竖直转轴转动；

所述的竖直轴转动基座被设计为“U”字型，“U”字型的两个竖直边上设计有纵向轴安装孔，用于安装纵向轴，同时在竖直转动基座上安装有纵向轴转动驱动器；

所述的纵向轴一端转动连接在所述的竖直转动基座上，另一端固定连接在横向转动基座上；纵向轴对称地安装在所述“U”字形竖直轴转动基座的两侧竖直边上。

优选地，所述的横向转动基座俯视图断面为“凹”字形结构，在“凹”字形两竖边设计有纵向轴的安装孔，在“凹”字形横边中心位置，设计有横向轴承孔，轴承孔中部位置设计有轴向止动凸台，该凸台用于对轴承进行轴向定位；凸台两侧可安装横向支撑轴承；

所述的横向支撑轴承用于支撑横向轴，因拉弯工况主要承受轴向力，且横向轴的转速较低，该轴承优选圆锥滚子轴承；

进一步地，横向转动基座上固定连接有横向轴驱动器安装支架，用于安装横向转动驱动器。

优选地，所述地横向轴为空心轴，轴的外圈与说明书[0007]条所述的横向支撑轴承21配合连接，内圈可穿过用于支撑拉弯零件的芯子结构；

进一步地，轴的两端均设计有安装孔，一端的安装孔用于固定安装横向轴法兰盘，另一端的安装孔用于安装轴向止动环，横向轴法兰盘和止动环的外径大于横向支撑轴承的内径，对横向轴两端进行轴向定位；

所述止动环上设计有安装孔，用于固定安装芯子驱动器；

所述的横向轴法兰盘的四周均布有夹具导向柱，夹具导向柱上滑动安装有夹具；

所述的横向轴法兰盘上还固定安装有大同步带轮，大同步带轮通过横向夹具导向柱进行圆周方向定位，且与横向轴同心安装；

所述的横向转动驱动器的输出轴上固定安装有小同步带轮，小同步带轮与大同步带轮通过同步带连接；当横向转动驱动器转动，可将扭矩从其输出轴依次传递到小同步带轮、同步带、大同步带轮、夹具横向导柱、横向轴法兰盘、横向轴，从而驱动横向轴转动；

所述的转轴法兰盘上还设计有拉力传感器的安装孔，用于安装拉力传感器；

所述拉力传感器一端与横向轴法兰盘固定连接，另一端与所述夹具固定连接；当对工件进行拉伸时，夹具沿着夹具导向柱方向，与横向轴法兰盘产生相对运动，从而将拉力传递到拉力传感器上。

优选地，所述的夹具上设计有与说明书[0008]条所述的夹具导向柱对等数量的导向孔，通过该导向孔，夹具滑动连接在说明书[0008]条所述的夹具导向柱 28上；

夹具通过说明书[0008]条所述的拉力传感器，与说明书[0008]条所述的转轴法兰盘连接；

所述夹具中心位置设计有通孔，穿过用于支撑工件的支撑芯；

所述夹具一侧设计有固定夹块豁口，豁口中安装固定夹块；另一侧设计有活动夹块豁口，豁口中滑动连接活动夹块；所述活动夹块由夹块驱动器驱动，与固定夹块产生相对运动，从而对工件进行夹紧；

所述夹具的外端面与说明书[0006]条所述的纵向轴的轴心重合；同时，说明书[0006]条所述的横向转动基座，处在远离主机的一侧；通过该设计，使得夹具摆动角度时，被夹紧的工件料段，将以纵向轴为中心向下摆动，从而使工件始终以夹紧点(即纵向轴轴心线)为中心旋转，可以适应被拉弯工件两端的不同曲率，消除两端夹具竖直轴尺寸耦合的问题。

消除耦合结构尺寸耦合问题的拉弯成型方法为：

将待加工另加放置在曲面模具上，并用夹具装置夹持住待加工件的两端；

主机两侧的夹具装置向远离主机方向运行，对工件施加拉力；夹具与横向轴法兰盘通过夹具导向柱滑动连接，两部件间将产生相对运动；因横向轴法兰盘与夹具通过拉力传感器连接，此时传感器中产生拉力信号；

当拉力信号满足设定要求时，主机上的竖直驱动器，带动拉弯模具沿竖直方向运动，模具支撑工件向上动作；

因工件两端被夹具夹紧，工件被模具向上顶升，将产生弯曲，工件两端水平间距将缩短；此时拉力传感器中的拉力将增大，为保证工件拉力不变，两端夹具装置横向运动，使夹具向主机方向运动，适应工件两端水平间距的缩短量，此时工件与拉弯模具逐步贴合；

进一步地，当工件具有纵向弯曲特征，通过调节夹具装置纵向平移的自由度，可使工件完成纵向的弯曲成型；

工件弯曲过程中，其弯曲曲率根据曲面模具发生变化，因夹具装置具有绕着横向轴、纵向轴、竖直轴旋转的自由度，可始终将夹具的角度调整为与工件弯曲的曲率相切。

进一步地，工件弯曲过程中，因主机两端的夹具装置不具备竖直移动的自由度，工件的竖直自由度通过中间主机的竖直运动产生，因此夹具装置的竖直自由度将产生耦合；换句话说，两端夹具的水平高度在设计之初便已固定，拉弯工件两端沿竖直方向的变形量相同，即为拉弯模具(或竖直驱动器7)的竖直位移；

为解决两端夹具装置竖直位移耦合的问题，当工件两端需进行不同曲率的拉弯时，使工件夹紧点的旋转中心与纵向转轴重合，即夹具的外端面与纵向转轴的轴心重合，夹具处在远离主机的一侧；

当夹具随着主机的上升而任意调整角度时，工件上被夹紧的料段向下摆动，工件两端的夹紧断面(与夹具外端面共面)始终穿过纵向轴，使得夹具的摆动不会产生工件被拉弯区域竖直方向的变形量；

即工件竖直方向的变形量与主机的顶升位移保持一致，消除了工件两端竖直方向拉弯尺寸的耦合问题；

耦合结构的工件拉弯，当需要调整工件拉弯弧度时，可调整两端夹具相对于主机或工件的横向位移，夹紧点越靠近曲面模具，则理论上工件弯曲变形量越大。

本申请的有益效果：

采用11轴耦合轴结构，能够实现12轴拉弯效果，省掉1个轴，同时解决传统式拉弯机无法满足柔性生产问题；

同时简化现有张臂式或伺服拉弯机两侧拉弯机构的结构，将竖直平移自由度转移到主机平台上，提高拉弯结构的转动空间；

将夹具夹紧面与纵向轴设计为共面结构，解决耦合轴结构工件两端尺寸耦合问题。

下面将参考附图详细说明本发明的具体实施例。这些示例性实施例的具体特征在被单独或组合观察的情况下可以代表本发明的一般性特征，而与其出现在上下文中具体什么位置无关。

附图说明

图1为本申请底座、主机、夹具装置的完整结构图；

图2为本申请主机及底座结构图；

图3为本申请夹具装置示意图；

图4为本申请夹具装置横向、纵向平移及竖直转轴结构示意图；

图5为本申请夹具装置竖直方向、纵向转动结构示意图；

图6、七为本申请夹具装置的纵向、横向转动结构示意图；

图8为本申请夹具装置横向转动及夹具结构示意图。

图中：1-基座，2-主机，3-夹具装置，4-主机框架，5-主机导柱，6-主机平台，7-竖直驱动器，8-横向滑动块，9-竖直转轴，10-轴向轴承，11-径向轴承，12-竖直转动基座，13-大齿圈，14-竖直转动驱动器，15-小齿轮，16-纵向轴，17- 纵向轴转动驱动器，18-横向转动基座，19-横向轴承孔，20-横向止动凸台，21- 横向支撑轴承，22-横向轴，23-横向转动驱动器，24-横向轴法兰盘，25-轴向止动环，26-芯子驱动器，27-夹具导向柱，28-夹具，29-拉力传感器，30-夹具导向孔，31-固定夹块，32-活动夹块，33-夹块驱动器，34-夹具底座，35-纵向导向， 36-纵向滑动块，37-横向导向，38-纵向平移驱动器，39-横向平移驱动器，40-横向轴驱动器支架，41-大同步带轮，42-小同步带轮，43-夹具外端面；

具体实施方式：

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于汽车外饰条生产的具有耦合轴的多自由度顶弯式拉弯结构，包括基座1、主机2和一对夹具装置3；

所述主机2与所述夹具装置3共同安装在所述基座1上，由基座1提供统一的安装基准；

所述主机2包含主机框架4、主机导柱5和主机平台6，所述主机框架4为矩形框架结构，在矩形的四角设计有4个导柱孔，安装4个主机导柱5，主机平台6 为圆矩形结构，在其四角位置，与主机导柱5位置对应地，设计有4个导柱沉头孔，沉头孔中心位置设计过孔，用于将主机导柱5和主机平台6连接起来；

主机平台6的中心下方，基座1上固定安装有竖直轴驱动器7，驱动器输出轴与主机平台6固定连接，用于驱动主机平台沿竖直方向移动；

所述夹具装置3对称地布置在所述主机2两侧，两个夹具装置3分别具有沿着横向、纵向平移的自由度和绕着横向轴、纵向轴、竖直轴转动的自由度，即两侧拉夹具装置3具有五个自由度；

通过夹具装置3与主机2的配合，使得夹具装置3相对于主机2具有沿着横向、纵向、竖直方向平移的自由度及绕着横向轴、纵向轴、竖直轴转动的自由度，共计6个自由度；

主机2的竖直方向平移的自由度为两端夹具装置3共用，形成耦合自由度。

所述的夹具装置3的底座34上安装有纵向导向35，纵向导向35上安装有纵向滑动块36，纵向滑动块36上安装有横向导向37，横向导向37上安装有横向滑动块8，横向滑动块8中心位置设计有竖直转轴9；

夹具底座34上安装纵向平移驱动器38，驱动纵向滑动块36沿纵向平移；纵向滑动块36上安装横向平移驱动器39，驱动横向滑动块37沿横向平移；

竖直转轴9上，通过轴向轴承10和径向轴承11，同轴转动的安装有竖直转动基座12；

横向滑动块8上固定地连接有大齿圈13，该大齿圈13与所述竖直转轴9同心，所述竖直转动基座12上固定安装有竖直转动驱动器14，竖直转动驱动器14的输出轴上安装有竖直轴转动小齿轮15，该小齿轮与所述竖直轴转动大齿圈13啮合配合，驱动竖直转动基座12绕竖直转轴9转动；

所述的竖直轴转动基座12被设计为“U”字型，“U”字型的两个竖直边上设计有纵向轴安装孔，用于安装纵向轴16，同时在竖直转动基座上安装有纵向轴转动驱动器17；

所述的纵向轴16一端转动连接在所述的竖直转动基座12上，另一端固定连接在横向转动基座18上；纵向轴16对称地安装在所述“U”字形竖直轴转动基座12 的两侧竖直边上。

所述的横向转动基座的俯视图断面为“凹”字形结构，在“凹”字形两竖边设计有纵向轴16的安装孔，在“凹”字形横边中心位置，设计有横向轴承孔19，轴承孔19中部位置设计有轴向止动凸台20，该凸台20用于对轴承进行轴向定位；凸台两侧可安装横向支撑轴承21；

所述的横向支撑轴承21用于支撑横向轴22，因拉弯工况主要承受轴向力，且横向轴22的转速较低，该轴承优选圆锥滚子轴承；

进一步地，横向转动基座18上固定连接有横向轴驱动器安装支架40，用于安装横向转动驱动器23。

所述横向轴为空心轴，轴的外圈与说明书[0018]条所述的横向支撑轴承21 配合连接，内圈可穿过用于支撑拉弯零件的芯子结构；

进一步地，轴的两端均设计有安装孔，一端的安装孔用于固定安装横向轴法兰盘 24，另一端的安装孔用于安装轴向止动环25，横向轴法兰盘24和止动环25的外径大于横向支撑轴承21的内径，对横向轴22两端进行轴向定位；

所述止动环25上设计有安装孔，用于固定安装芯子驱动器26；

所述的横向轴法兰盘24的四周均布有夹具导向柱27，夹具导向柱27上滑动安装有夹具28；

所述的横向轴法兰盘24上还固定安装有大同步带轮41，大同步带轮通过横向夹具导向柱27进行圆周方向定位，且与横向轴同心安装；

所述的横向转动驱动器23的输出轴上固定安装有小同步带轮，小同步带轮与大同步带轮通过同步带连接；当横向转动驱动器23转动，可将扭矩从其输出轴依次传递到小同步带轮42、同步带、大同步带轮41、夹具横向导柱27、横向轴法兰盘24、横向轴22，从而驱动横向轴转动；

所述的转轴法兰盘25上还设计有拉力传感器的安装孔，用于安装拉力传感器29；

所述拉力传感器29一端与横向轴法兰盘24固定连接，另一端与所述夹具28固定连接；当对工件进行拉伸时，夹具28沿着夹具导向柱27方向，与横向轴法兰盘产生相对运动，从而将拉力传递到拉力传感器29上。

所述的夹具28上设计有与说明书[0019]条所述的夹具导向柱27对等数量的导向孔30，通过该导向孔，夹具滑动连接在说明书[0019]条所述的夹具导向柱 27上；

夹具28通过说明书[0019]条所述的拉力传感器29，与说明书[0019]条所述的转轴法兰盘25连接；

所述夹具28中心位置设计有通孔，穿过用于支撑工件的支撑芯；

所述夹具28一侧设计有固定夹块豁口31，豁口中安装固定夹块；另一侧设计有活动夹块豁口32，豁口中滑动连接活动夹块；所述活动夹块由夹块驱动器33驱动，与固定夹块产生相对运动，从而对工件进行夹紧；

所述夹具28的外端面43与权利要求3所述的纵向轴16的轴心重合；同时，说明书[0018]条所述的横向转动基座18，处在远离主机2的一侧；通过该设计，使得夹具摆动角度时，被夹紧的工件料段，将以纵向轴16的轴心为中心，向下摆动，从而可以适应被拉弯工件两端的不同曲率，消除两端夹具竖直轴尺寸耦合的问题。

优选地，所述的竖直转轴9、纵向轴16、横向轴22的轴心交汇于同一点。

消除耦合结构尺寸耦合问题的拉弯成型方法：

将待加工另加放置在曲面模具上，并用夹具装置3夹持住待加工件的两端；

主机2两侧的夹具装置3向远离主机方向运行，对工件施加拉力；夹具28与横向轴法兰盘24通过夹具导向柱27滑动连接，两部件间将产生相对运动；因横向轴法兰盘24与夹具28通过拉力传感器29连接，此时传感器中产生拉力信号；当拉力信号满足设定要求时，主机2上的竖直驱动器7，带动拉弯模具沿竖直方向运动，模具支撑工件向上动作；

因工件两端被夹具夹紧，工件被模具向上顶升，将产生弯曲，工件两端水平间距将缩短；此时拉力传感器29中的拉力将增大，为保证工件拉力不变，两端夹具装置3横向运动，使夹具28向主机方向运动，适应工件两端水平间距的缩短量，此时工件与拉弯模具逐步贴合；

进一步地，当工件具有纵向弯曲特征，通过调节夹具装置3纵向平移的自由度，可使工件完成纵向的弯曲成型；

工件弯曲过程中，其弯曲曲率根据曲面模具发生变化，因夹具装置3具有绕着横向轴、纵向轴、竖直轴旋转的自由度，可始终将夹具的角度调整为与工件弯曲的曲率相切。

进一步地，所述的消除耦合结构尺寸耦合问题的拉弯成型方法：

工件弯曲过程中，因主机2两端夹具装置3不具备竖直移动的自由度，工件的竖直自由度通过中间主机2的竖直运动产生，因此夹具装置3的竖直自由度将产生耦合；换句话说，两端夹具28的水平高度在设计之初便已固定，拉弯工件两端沿竖直方向的变形量相同，即为拉弯模具(或竖直驱动器7)的竖直位移；

为解决两端夹具装置3竖直位移耦合的问题，当工件两端需进行不同曲率的拉弯时，使工件夹紧点的旋转中心与纵向转轴重合，即夹具28的外端面43与纵向转轴的轴心重合，夹具28处在远离主机2的一侧；

当夹具28随着主机2的上升而任意调整角度时，工件上被夹紧的料段向下摆动，工件两端的夹紧断面(与夹具外端面43共面)始终穿过纵向轴，使得夹具28 的摆动不会产生工件被拉弯区域竖直方向的变形量；

即工件竖直方向的变形量与主机的顶升位移保持一致，消除了工件两端竖直方向拉弯尺寸的耦合问题。

以上所述仅为本申请的较佳实施方式，并不限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于汽车外饰条生产的具有耦合轴的多自由度顶弯式拉弯结构，其特征在于：

该结构包括基座1、主机2和一对夹具装置3；

所述主机2与所述夹具装置3共同安装在所述基座1上，由基座1提供统一的安装基准；

所述主机2包含主机框架4、主机导柱5和主机平台6，所述主机框架4为矩形框架结构，在矩形的四角设计有4个导柱孔，安装4个主机导柱5，主机平台6为圆矩形结构，在其四角位置，与主机导柱5位置对应地，设计有4个导柱沉头孔，沉头孔中心位置设计过孔，用于将主机导柱5和主机平台6连接起来；

主机平台6的中心下方，基座1上固定安装有竖直轴驱动器7，驱动器输出轴与主机平台6固定连接，用于驱动主机平台沿竖直方向移动；

所述夹具装置3对称地布置在所述主机2两侧，两个夹具装置3分别具有沿着横向、纵向平移的自由度和绕着横向轴、纵向轴、竖直轴转动的自由度，即两侧拉夹具装置3具有五个自由度；

通过夹具装置3与主机2的配合，使得夹具装置3相对于主机2具有沿着横向、纵向、竖直方向平移的自由度及绕着横向轴、纵向轴、竖直轴转动的自由度，共计6个自由度；

主机2的竖直方向平移的自由度为两端夹具装置3共用，形成耦合自由度。

2.根据权利要求1所述的夹具装置3，其特征在于：

夹具装置3的底座34上安装有纵向导向35，纵向导向35上安装有纵向滑动块36，纵向滑动块36上安装有横向导向37，横向导向37上安装有横向滑动块8，横向滑动块8中心位置设计有竖直转轴9；

夹具底座34上安装纵向平移驱动器38，驱动纵向滑动块36沿纵向平移；纵向滑动块36上安装横向平移驱动器39，驱动横向滑动块37沿横向平移；

竖直转轴9上，通过轴向轴承10和径向轴承11，同轴转动的安装有竖直转动基座12；

横向滑动块8上固定地连接有大齿圈13，该大齿圈13与所述竖直转轴9同心，所述竖直转动基座12上固定安装有竖直转动驱动器14，竖直转动驱动器14的输出轴上安装有竖直轴转动小齿轮15，该小齿轮与所述竖直轴转动大齿圈13啮合配合，驱动竖直转动基座12绕竖直转轴9转动；

所述的竖直轴转动基座12被设计为“U”字型，“U”字型的两个竖直边上设计有纵向轴安装孔，用于安装纵向轴16，同时在竖直转动基座上安装有纵向轴转动驱动器17；

所述的纵向轴16一端转动连接在所述的竖直转动基座12上，另一端固定连接在横向转动基座18上；纵向轴16对称地安装在所述“U”字形竖直轴转动基座12的两侧竖直边上。

3.根据权利要求2所述的横向转动基座18，其特征在于：

该横向转动基座18俯视图断面为“凹”字形结构，在“凹”字形两竖边设计有纵向轴16的安装孔，在“凹”字形横边中心位置，设计有横向轴承孔19，轴承孔19中部位置设计有轴向止动凸台20，该凸台20用于对轴承进行轴向定位；凸台两侧可安装横向支撑轴承21；

所述的横向支撑轴承21用于支撑横向轴22，因拉弯工况主要承受轴向力，且横向轴22的转速较低，该轴承优选圆锥滚子轴承；

进一步地，横向转动基座18上固定连接有横向轴驱动器安装支架40，用于安装横向转动驱动器23。

4.根据权利要求3所述横向轴22，其特征为：

该轴为空心轴，轴的外圈与权利要求3所述的横向支撑轴承21配合连接，内圈可穿过用于支撑拉弯零件的芯子结构；

进一步地，轴的两端均设计有安装孔，一端的安装孔用于固定安装横向轴法兰盘24，另一端的安装孔用于安装轴向止动环25，横向轴法兰盘24和止动环25的外径大于横向支撑轴承21的内径，对横向轴22两端进行轴向定位；

所述止动环25上设计有安装孔，用于固定安装芯子驱动器26；

所述的横向轴法兰盘24的四周均布有夹具导向柱27，夹具导向柱27上滑动安装有夹具28；

所述的横向轴法兰盘24上还固定安装有大同步带轮41，大同步带轮通过横向夹具导向柱27进行圆周方向定位，且与横向轴同心安装；

所述的横向转动驱动器23的输出轴上固定安装有小同步带轮，小同步带轮与大同步带轮通过同步带连接；当横向转动驱动器23转动，可将扭矩从其输出轴依次传递到小同步带轮42、同步带、大同步带轮41、夹具横向导柱27、横向轴法兰盘24、横向轴22，从而驱动横向轴转动；

所述的转轴法兰盘25上还设计有拉力传感器的安装孔，用于安装拉力传感器29；

所述拉力传感器29一端与横向轴法兰盘24固定连接，另一端与所述夹具28固定连接；当对工件进行拉伸时，夹具28沿着夹具导向柱27方向，与横向轴法兰盘产生相对运动，从而将拉力传递到拉力传感器29上。

5.根据权利要求4所述的夹具28，其特征在于：

该夹具28上设计有与权利要求4所述的夹具导向柱27对等数量的导向孔30，通过该导向孔，夹具滑动连接在权利要去4所述的夹具导向柱27上；

夹具28通过权利要求4所述的拉力传感器29，与权利要求4所述的转轴法兰盘25连接；

所述夹具28中心位置设计有通孔，穿过用于支撑工件的支撑芯；

所述夹具28一侧设计有固定夹块豁口31，豁口中安装固定夹块；另一侧设计有活动夹块豁口32，豁口中滑动连接活动夹块；所述活动夹块由夹块驱动器33驱动，与固定夹块产生相对运动，从而对工件进行夹紧；

所述夹具28的外端面43与权利要求3所述的纵向轴16的轴心重合；同时，权利要求3所述的横向转动基座18，处在远离主机2的一侧；通过该设计，使得夹具摆动角度时，被夹紧的工件料段，将以纵向轴16的轴心为中心，向下摆动，从而可以适应被拉弯工件两端的不同曲率，消除两端夹具竖直轴尺寸耦合的问题。

6.权利要求2、3、4所述的竖直转轴9、纵向轴16、横向轴22，其特征还在于，各轴的轴心交汇于同一点。

7.消除耦合结构尺寸耦合问题的拉弯成型方法，其特征在于：

将待加工另加放置在曲面模具上，并用夹具装置3夹持住待加工件的两端；

主机2两侧的夹具装置3向远离主机方向运行，对工件施加拉力；夹具28与横向轴法兰盘24通过夹具导向柱27滑动连接，两部件间将产生相对运动；因横向轴法兰盘24与夹具28通过拉力传感器29连接，此时传感器中产生拉力信号；

当拉力信号满足设定要求时，主机2上的竖直驱动器7，带动拉弯模具沿竖直方向运动，模具支撑工件向上动作；

因工件两端被夹具夹紧，工件被模具向上顶升，将产生弯曲，工件两端水平间距将缩短；此时拉力传感器29中的拉力将增大，为保证工件拉力不变，两端夹具装置3横向运动，使夹具28向主机方向运动，适应工件两端水平间距的缩短量，此时工件与拉弯模具逐步贴合；

进一步地，当工件具有纵向弯曲特征，通过调节夹具装置3纵向平移的自由度，可使工件完成纵向的弯曲成型；

工件弯曲过程中，其弯曲曲率根据曲面模具发生变化，因夹具装置3具有绕着横向轴、纵向轴、竖直轴旋转的自由度，可始终将夹具的角度调整为与工件弯曲的曲率相切。

8.根据权利要求7所述的消除耦合结构尺寸耦合问题的拉弯成型方法，其特征还在于：

工件弯曲过程中，因主机2两端夹具装置3不具备竖直移动的自由度，工件的竖直自由度通过中间主机2的竖直运动产生，因此夹具装置3的竖直自由度将产生耦合；换句话说，两端夹具28的水平高度在设计之初便已固定，拉弯工件两端沿竖直方向的变形量相同，即为拉弯模具（或竖直驱动器7）的竖直位移；

为解决两端夹具装置3竖直位移耦合的问题，当工件两端需进行不同曲率的拉弯时，使工件夹紧点的旋转中心与纵向转轴重合，即夹具28的外端面43与纵向转轴的轴心重合，夹具28处在远离主机2的一侧；

当夹具28随着主机2的上升而任意调整角度时，工件上被夹紧的料段向下摆动，工件两端的夹紧断面（与夹具外端面43共面）始终穿过纵向轴，使得夹具28的摆动不会产生工件被拉弯区域竖直方向的变形量；

即工件竖直方向的变形量与主机的顶升位移保持一致，消除了工件两端竖直方向拉弯尺寸的耦合问题；

耦合结构的工件拉弯，当需要调整工件拉弯弧度时，可调整两端夹具相对于主机或工件的横向位移，夹紧点越靠近曲面模具，则理论上工件弯曲变形量越大。

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