CN112588910A - 一种曲面成型装置及曲面工件成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曲面成型装置及曲面工件成型方法，属于钣金零件成型技术领域，解决了现有技术中曲面成型方法不适用小批量、多尺寸曲面零件的弯曲的问题。本发明包括送料驱动机构、送料从动机构和上从动机构，送料从动机构位于送料驱动机构的一侧，上从动机构位于送料驱动机构和送料从动机构的上方，板料从送料驱动机构、送料从动机构和上从动机构形成的间隙内经过加工成型。本发明通过有限个弯曲成型轴，控制成型时各轴的方向、位置和转动速度，实现平板毛坯成型为非柱面曲面零件，具备柔性、可控的特点，并降低生产成本。

Description

一种曲面成型装置及曲面工件成型方法

技术领域

本发明涉及钣金零件成型技术领域，尤其涉及一种曲面成型装置及曲面工件成型方法。

背景技术

在钣金弯曲成型领域，辊弯成型往往限于加工柱面、锥面零件，而非柱面曲面类零件的成型，多数采用刚性模具压力成型，产品制造成本、模具技术要求较高，需要大量的模具、甚至是具备压边功能的设备，此类方法比较适合于大批量、少量品种的生产模式。而小批量多品种成型时，需要采用柔性、可控制的低成本成型方法。

由此，如何研发一种柔性、较准确的适用于加工曲面零件，尤其是直纹曲面类零件弯曲成型方法，适宜小批量、多尺寸曲面零件的弯曲，是十分必要的。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种曲面成型装置及成型方法，用以解决现有曲面成型方法不适用小批量、多尺寸曲面零件的弯曲的问题。

一方面，本发明提供了一种曲面成型装置，包括送料驱动机构、送料从动机构和上从动机构，送料从动机构位于送料驱动机构的一侧，上从动机构位于送料驱动机构和送料从动机构的上方，板料从送料驱动机构、送料从动机构和上从动机构形成的间隙内经过加工成型。

进一步地，所述送料驱动机构包括第一下驱动轴、第二下驱动轴、第三下驱动轴和第四下驱动轴，第一下驱动轴、第二下驱动轴、第三下驱动轴和第四下驱动轴排列成一列且均连接一个机械手。

进一步地，所述第一下驱动轴包括第一伺服驱动组件、第一液压驱动组件、第一加强轴和第一旋转轴，第一旋转轴设在第一加强轴内，且部分露出第一加强轴，第一加强轴能够在第一旋转轴内转动。

进一步地，第一伺服驱动组件用于驱动第一旋转轴转动，第一液压驱动组件能够驱动第一加强轴倾斜并向板料提供压力。

进一步地，所述第一液压驱动组件包括第一安装座、第一液压缸和第二液压缸，第一液压缸和第二液压缸并排设在第一安装座的顶部，第一液压缸通过第一液压杆与所述第一加强轴铰接，第二液压缸通过第二液压杆与第一加强轴铰接。

进一步地，所述第一伺服驱动组件包括第一伺服电机、第一皮带轮和第一皮带，第一伺服电机设在第一安装座的底部，第一皮带轮与第一伺服电机的输出轴连接，第一皮带的一端与第一皮带轮连接，另一端与第一旋转轴的端部连接。

进一步地，所述第一加强轴包括两个对称半圆柱，所述半圆柱上开设有设置所述第一旋转轴的凹槽。

进一步地，所述第一下驱动轴、第二下驱动轴、第三下驱动轴和第四下驱动轴结构相同。

进一步地，所述送料从动机构包括第一下从轴、第二下从轴、第三下从轴和第四下从轴，第一下从轴、第二下从轴、第三下从轴和第四下从轴排列成一列且均连接一个机械手。

进一步地，所述第一下从轴包括第三液压驱动组件、第三加强轴、第三旋转轴和第三安装座，第三液压驱动组件设在第三安装座的顶部，第三加强轴的下端与第三液压驱动组件连接，第三旋转轴部分位于第三加强轴内且能够绕自身轴线转动。

进一步地，所述第三液压驱动组件包括第五液压缸和第六液压缸，第五液压缸和第六液压缸并排设在第三安装座的顶部，第五液压缸与第三加强轴铰接，第六液压缸与第三加强轴铰接。

进一步地，所述第三加强轴包括两个对称半圆柱，半圆柱上开设有设置所述第三旋转轴的凹槽。

进一步地，所述第二下从轴、第三下从轴和第四下从轴与第一下从轴的结构相同。

进一步地，所述上从动机构包括第一上从轴、第二上从轴、第三上从轴和第四上从轴，第一上从轴、第二上从轴、第三上从轴和第四上从轴排列成一列且均连接一个机械手。

进一步地，所述第一上从轴包括第四液压驱动组件、第四加强轴、第四旋转轴和第四安装座，第四液压驱动组件设在第四安装座的顶部，第四加强轴的下端与第四液压驱动组件连接，第四旋转轴部分位于第四加强轴内且能够绕自身轴线转动。

进一步地，所述第四液压驱动组件包括第七液压缸和第八液压缸，第七液压缸和第八液压缸并排设在第四安装座的顶部，第七液压缸和第八液压缸均与第四加强轴铰接。

进一步地，所述第四加强轴包括两个对称半圆柱，半圆柱上开设有设置所述第四旋转轴的凹槽。

进一步地，所述第二上从轴、第三上从轴和第四上从轴与第一上从轴的结构相同。

进一步地，机械手控制下驱动轴、下从轴和上从动轴的位置和偏转角度。

另一方面，本发明提供了一种曲面工件成型方法，使用上述曲面成型装置，步骤包括：

步骤1：装夹平板毛坯零件；

步骤2：根据零件形状摆出各轴姿态并定位，增加补偿量；

步骤3：伺服电机驱动，使得板料随着轴的滚动进给，完成工件的曲面成型。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)送料驱动机构包括四个并列的下驱动轴、送料从动机构包括四个并列的下从动轴，上从动机构包括四个并列的上从动轴，且每个轴连接一个机械手，由机械手控制各轴的姿态，当板料从送料驱动机构、送料从动机构和上从动机构经过时，通过机械手改变各轴的姿态，能够实现平板毛坯成型为非柱面曲面工件。

(2)下驱动轴、下从轴和上从轴的液压缸与加强轴铰接，能够通过控制液压杆的伸长量改变旋转轴与板料的接触角度，并通过伺服电机控制旋转轴的转速，能够实现曲面工件的成型。

(3)本发明提供的曲面成型装置及曲面工件成型方法，可部分取代现行的刚模冲压制造曲面钣金零件，降低了曲面类零件的制造成本，提高了成型效率，在不具备压边设备的条件下，可成型有直纹母线的零件，进而大大提高了成型过程的柔性化、智能化，有助于保障科研生产进度。

(4)本发明提供的曲面成型装置及曲面工件成型方法，通过有限个弯曲成型轴，控制成型时各轴的方向、位置、转动速度，实现平板毛坯成型为非柱面曲面零件，该方法是具备柔性、可控、智能的曲面成型方法，有助于保障科研生产进度，并降低生产成本。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的曲面成型装置结构示意图；

图2为本发明的曲面成型装置使用状态示意图；

图3为本发明的曲面成型装置的第一下驱动轴结构示意图(一)；

图4为本发明的曲面成型装置的第一下驱动轴结构示意图(二)；

图5为本发明的曲面成型装置的第二下驱动轴结构示意图(一)；

图6为本发明的曲面成型装置的第二下驱动轴结构示意图(二)；

图7为本发明的曲面成型装置的下从轴的结构示意图(一)；

图8为本发明的曲面成型装置的下从轴的结构示意图(二)；

图9为本发明的曲面成型装置的上从轴的结构示意图(一)；

图10为本发明的曲面成型装置的上从轴的结构示意图(二)。

附图标记：

1-送料驱动机构；11-第一下驱动轴；111-第一加强轴；112-第一旋转轴；113-第一伺服电机；114-第一皮带轮；115-第一皮带；116-第一安装座；117-第一液压缸；118-第二液压缸；119-第一定位销；12-第二下驱动轴；121-第二加强轴；122-第二旋转轴；123-第二伺服电机；124-第二皮带轮；125-第二皮带；126-第二安装座；127-第三液压缸；128-第四液压缸；129-第二定位销；13-第三下驱动轴；14-第四下驱动轴；2-送料从动机构；21-第一下从轴；211-第三加强轴；212-第三旋转轴；213-第三安装座；214-第五液压缸；215-第六液压缸；216-第三定位销；22-第二下从轴；23-第三下从轴；24-第四下从轴；3-上从动机构；31-第一上从轴；311-第四加强轴；312-第四旋转轴；313-第四安装座；314-第七液压缸；315-第八液压缸；316-第四定位销；32-第二上从轴；33-第三上从轴；34-第四上从轴。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

实施例1

本发明的一个具体实施例，如图1-图10所示，公开了一种曲面成型装置，包括送料驱动机构1、送料从动机构2和上从动机构3，送料从动机构2位于送料驱动机构1的一侧，上从动机构3位于送料驱动机构1和送料从动机构2的上方，板料从送料驱动机构1、送料从动机构2和上从动机构3形成的间隙内经过加工成型。

送料驱动机构包括第一下驱动轴11、第二下驱动轴12、第三下驱动轴13和第四下驱动轴14，第一下驱动轴11、第二下驱动轴12、第三下驱动轴13和第四下驱动轴14排列成一列，每个下驱动轴对应连接一个机械手(图中未示出)，通过机械手控制各下驱动轴的位置和转动角度。

第一下驱动轴11包括第一伺服驱动组件、第一液压驱动组件、第一加强轴111和第一旋转轴112，第一伺服驱动组件用于驱动第一旋转轴112转动，第一液压驱动组件用于驱动第一加强轴111的倾斜，使得第一加强轴111的两端能够不处于同一水平面上，第一旋转轴112设在第一加强轴111的内，且部分地露出第一加强轴111，第一加强轴111能够在第一旋转轴112内转动。具体而言，第一旋转轴112设在第一加强轴111的顶部中间位置。

第一伺服驱动组件包括第一伺服电机113、第一皮带轮114和第一皮带115，第一伺服电机113设在第一安装座116的底部，第一皮带轮114设在第一伺服电机113的两端，与第一伺服电机113的输出轴连接，第一皮带115的一端与第一皮带轮114连接，另一端与第一旋转轴112的端部连接，第一伺服电机113的动力通过第一皮带轮114、第一皮带115传递给第一旋转轴112，使得第一旋转轴112在第一加强轴111内转动。

需要说明的是，第一旋转轴112通过轴承安装在第一加强轴111上，且第一旋转轴112的两端露出第一加强轴111的端部，以便与第一皮带115连接。

第一液压驱动组件包括第一安装座116、第一液压缸117和第二液压缸118，第一液压缸117和第二液压缸118并排设在第一安装座116的顶部，第一液压缸117通过第一液压杆与第一加强轴111铰接，第二液压缸118通过第二液压杆与第一加强轴111铰接，此结构的设置，既能够通过液压缸、第一旋转轴112给予板料足够的压力，又能够通过控制两侧的液压杆的伸长量控制第一加强轴111的倾斜角度，进而控制第一旋转轴112的倾斜角度，结构简单，便于操作。

值得注意的是，第一加强轴111和第一旋转轴112的轴线平行，第一液压缸117和第二液压缸118的顶升方向与第一旋转轴112垂直，且当使用液压缸控制旋转轴的倾斜角时，第一旋转轴112两端需要根据第一旋转轴112的倾斜情况设置不同长度的第一皮带115。

为了便于第一旋转轴112的安装，第一加强轴111由两个对称半圆柱形成，半圆柱上开设有设置第一旋转轴112的凹槽和设置第一液压杆、第二液压杆的球槽，第一液压杆和第二液压杆的端部设为球头形，以便与第一加强轴111形成球铰。

为了避免第一加强轴111绕其自身轴向转动，同时便于第一加强轴111两个半圆柱的连接，在第一加强轴111的外圆面、第一液压杆和第二液压杆的球头端设有通孔，第一定位销119连接第一加强轴111的两个半圆柱及第一液压杆和第二液压杆。

第二下驱动轴12包括第二伺服驱动组件、第二液压驱动组件、第二加强轴121和第二旋转轴122，第二伺服驱动组件用于驱动第二旋转轴122转动，第二液压驱动组件用于驱动第二加强轴121的倾斜，使得第二加强轴121的两端能够不处于同一水平面上，第二旋转轴122设在第二加强轴121的内，且部分地露出第二加强轴121，第二加强轴121能够在第二旋转轴122内转动。具体而言，第二旋转轴122设在第二加强轴121的顶部中间位置。

第二伺服驱动组件包括第二伺服电机123、第二皮带轮124和第二皮带125，第二伺服电机123设在第二安装座126的底部，第二皮带轮124设在第二伺服电机123的两端，与第二伺服电机123的输出轴连接，第二皮带125的一端与第二皮带轮124连接，另一端与第二旋转轴122的端部连接，第二伺服电机123的动力通过第二皮带轮124、第二皮带125传递给第二旋转轴122，使得第二旋转轴122在第二加强轴121内转动。

需要说明的是，第二旋转轴122通过轴承安装在第二加强轴121上，且第二旋转轴122的两端露出第二加强轴121的端部，以便与第二皮带125连接。

第二液压驱动组件包括第二安装座126、第三液压缸127和第四液压缸128，第三液压缸127和第四液压缸128并排设在第二安装座126的顶部，第三液压缸127通过第三液压杆与第二加强轴121铰接，第四液压缸128通过第四液压杆与第二加强轴121铰接，此结构的设置，既能够通过液压缸、第二旋转轴122给予板料足够的压力，又能够通过控制两侧的液压杆的伸长量控制第二加强轴121的倾斜角度，进而控制第二旋转轴122的倾斜角度，结构简单，便于操作。

值得注意的是，第二加强轴121和第二旋转轴122的轴线平行，第三液压缸127和第四液压缸128的顶升方向与第二旋转轴122垂直，且当使用液压缸控制旋转轴的倾斜角时，第二旋转轴122两端需要根据第二旋转轴122的倾斜情况设置不同长度的第二皮带125。

为了便于第二旋转轴122的安装，第二加强轴121由两个对称半圆柱形成，半圆柱上开设有设置第二旋转轴122的凹槽和设置第三液压杆、第四液压杆的球槽，第三液压杆和第四液压杆的端部设为球头形，以便与第二加强轴121形成球铰。

为了避免第二加强轴121绕其自身轴向转动，同时便于第二加强轴121两个半圆柱的连接，在第二加强轴121的外圆面、第三液压杆和第四液压杆的球头端设有通孔，第二定位销129连接第二加强轴121的两个半圆柱及第三液压杆和第四液压杆。

需要说明的是，第三下驱动轴13和第四下驱动轴14与第一下驱动轴11的结构设置和有益效果相同，在此不再一一赘述。

送料从动机构2包括第一下从轴21、第二下从轴22、第三下从轴23和第四下从轴24，第一下从轴21、第二下从轴22、第三下从轴23和第四下从轴24排列成一列，每个下从轴对应连接一个机械手(图中未示出)，通过机械手控制各下从轴的位置和偏转角度。

第一下从轴21包括第三液压驱动组件、第三加强轴211、第三旋转轴212和第三安装座213，第三液压驱动组件设在第三安装座213的顶部，第三加强轴211的下端与第三液压驱动组件连接，第三液压驱动组件能够用于驱动第三加强轴211倾斜，使得第三旋转轴212的两端不处于同一水平面上，第三旋转轴212设在第三加强轴211的顶部中间，且部分位于第三加强轴211内，第三加强轴211能够绕其自身轴线转动。

第三液压驱动组件包括第五液压缸214和第六液压缸215，第五液压缸214和第六液压缸215并排设在第三安装座213的顶部，第五液压缸214通过第五液压杆与第三加强轴211铰接，第六液压缸215通过第六液压杆与第三加强轴211铰接，此结构的设置，既能够通过液压缸、第三旋转轴212给予板料足够的压力，又能够通过控制两侧的液压杆的伸长量控制第三加强轴211的倾斜角度，进而控制第三旋转轴212的倾斜角度，结构简单，便于操作。

值得注意的是，第三加强轴211和第三旋转轴212的轴线平行，第五液压缸214和第六液压缸215的顶升方向与第三旋转轴212垂直。

为了便于第三旋转轴212的安装，第三加强轴211由两个对称半圆柱形成，半圆柱上开设有设置第三旋转轴212的凹槽和设置第五液压杆、第六液压杆的球槽，第五液压杆和第六液压杆的端部设为球头形，以便与第三加强轴211形成球铰。

为了避免第三加强轴211绕其自身轴向转动，同时便于第三加强轴211两个半圆柱的连接，在第三加强轴211的外圆面、第五液压杆和第六液压杆的球头端设有通孔，第三定位销216连接第三加强轴211的两个半圆柱及第五液压杆和第六液压杆。

需要说明的是，第二下从轴22、第三下从轴23和第四下从轴24与第一下从轴21的结构设置和有益效果相同，在此不再一一赘述。

上从动机构3包括第一上从轴31、第二上从轴32、第三上从轴33和第四上从轴34，第一上从轴31、第二上从轴32、第三上从轴33和第四上从轴34排列成一列，每个上从轴对应连接一个机械手(图中未示出)，通过机械手控制各下从轴的位置和偏转角度。

第一上从轴31包括第四液压驱动组件、第四加强轴311、第四旋转轴312和第四安装座313，第四液压驱动组件设在第四安装座313的顶部，第四加强轴311的下端与第四液压驱动组件连接，第四液压驱动组件能够用于驱动第四加强轴311倾斜，使得第四旋转轴312的两端不处于同一水平面上，第四旋转轴312设在第四加强轴311的顶部中间，且部分位于第四加强轴311内，第四加强轴311能够绕其自身轴线转动。

第四液压驱动组件包括第七液压缸314和第八液压缸315，第七液压缸314和第八液压缸315并排设在第四安装座313的顶部，第七液压缸314通过第七液压杆与第四加强轴311铰接，第八液压缸315通过第八液压杆与第四加强轴311铰接，此结构的设置，既能够通过液压缸、第四旋转轴312给予板料足够的压力，又能够通过控制两侧的液压杆的伸长量控制第四加强轴311的倾斜角度，进而控制第四旋转轴312的倾斜角度，结构简单，便于操作。

值得注意的是，第四加强轴311和第四旋转轴312的轴线平行，第七液压缸314和第八液压缸315的顶升方向与第四旋转轴312垂直。

为了便于第四旋转轴312的安装，第四加强轴311由两个对称半圆柱形成，半圆柱上开设有设置第四旋转轴312的凹槽和设置第七液压杆、第八液压杆的球槽，第七液压杆和第八液压杆的端部设为球头形，以便与第四加强轴311形成球铰。

为了避免第四加强轴311绕其自身轴向转动，同时便于第四加强轴311两个半圆柱的连接，在第四加强轴311的外圆面、第七液压杆和第八液压杆的球头端设有通孔，第四定位销316连接第四加强轴311的两个半圆柱及第七液压杆和第八液压杆。

需要说明的是，第二上从轴32、第三上从轴33和第四上从轴34与第一上从轴31的结构设置和有益效果相同，在此不再一一赘述。

本实施例中，下驱动轴(第一下驱动轴11、第二下驱动轴12、第三下驱动轴13和第四下驱动轴14)、下从轴(第一下从轴21、第二下从轴22、第三下从轴23和第四下从轴24)和上从轴(第一上从轴31、第二上从轴32、第三上从轴33和第四上从轴34)均安装到机械手上定位旋转轴的位置，液压组件控制成型时的压力，底座依靠外接机械手确定位置，以旋转轴两端的中心点坐标进行定位和控制，液压缸和液压杆的压力控制成型的压力，伺服电机的旋转速度来控制成型的进给速度。各轴在不同位置可以实现局部直纹曲面弯曲。

值得注意的是，本实施例中的液压缸为电动液压缸，通过通断电控制液压缸的压力大小。

实施例2

本发明的另一个具体实施例，如图1-图2所示，公开了一种曲面工件成型方法，使用实施例1的曲面成型装置实施，适用于滚弯成型柱面、锥面及单叶双曲面的零件，步骤包括：

步骤1：装夹平板毛坯零件。

步骤2：根据零件形状摆出各轴的姿态并定位，增加补偿量。

具体地，当成型单叶双曲面零件时，首先第一下驱动轴11、第二下驱动轴12、第三下驱动轴13、第四下驱动轴14、第一下从轴21、第二下从轴22、第三下从轴23、第四下从轴24、第一上从轴31、第二上从轴32、第三上从轴33和第四上从轴34的起点不变，将各轴的终点坐标和起点坐标的差值设置为控制参数(参见表1中的坐标值)的起点终点的坐标差值，形成各轴的走向姿态；然后将θ参数先设置为控制参数(参见表1中的角度值)的0.5倍，观察板料和旋转轴是否接触，如果脱离，造成板料和加强轴接触，则θ参数再设置为控制参数(参见表1中的角度值)的0.25倍，每次选择θ参数采用二分法，直至板料和旋转轴接触；最后轴的起点终点同速率逐渐接近理论坐标，通过机械手调整各轴的位置，最终达控制参数(参见表1中的坐标值和角度值)，并通过机械手定位。

当成型柱面、锥面零件时，首先将第一下驱动轴11、第二下驱动轴12、第三下驱动轴13、第四下驱动轴14作为第一组轴和第一下从轴21、第二下从轴22、第三下从轴23、第四下从轴24作为第二组轴的旋转轴对称中心线调整，使旋转轴和原始位置夹角达到零件母线和零件旋转轴线夹角(柱面的母线角度为0°)，分别将θ参数先设置为第一组10°，第二组-10°(面对第一驱动轴11、第一下从轴21看，逆时针为正)；第一上从轴31、第二上从轴32、第三上从轴33和第四上从轴34的坐标不变，上从轴θ参数先设置为0°，形成各轴的走向姿态，后续步骤与单叶双曲面零件成型时相同，再次不再一一赘述。

本实施例的步骤2中的补偿量为可调节参数，依据多次成型的结果优化，补偿量调整如下：

根据成型后零件偏差，调整轴的压力和位置逐步补偿回弹，最终成型到位。调整过程如下：零件半径偏大，则该处接触的轴之间的距离缩小，示例性地，在第二下驱动轴12终点位置处半径偏大，则将下驱动轴、下从动轴、上从动轴终点处坐标距离缩小，具体实施可以将上从轴坐标z往下驱动轴和下从动轴方向补偿，也可将三轴终点坐标向三点形成的三角形中心调整几毫米，同步将压力加大；反之，调整方向相反。

需要说明的是，当加工滚弯成型柱面形状的零件、锥面形状的零件时，上从动轴、下驱动轴、下从动轴中的旋转轴轴线各自对齐，在一条直线上，各轴的角度姿态不单独设置。

步骤3：伺服电机驱动，使得板料在随着轴的滚动进给，完成最终工件的曲面成型。

本实施例中，下表是各轴控制参数的一种设计方案，每个驱动轴或从动轴的起点坐标(x_n，y_n，z_n)，终点坐标(X_n，Y_n，Z_n)，底座侧面与铅垂面的角度为θ_n，驱动轴伺服电机的控制的旋转轴转速为ω_n。

表1曲面成型装置各轴控制参数

本实施例的一个具体实施方式，使用曲面成型装置成型单叶双曲面，步骤2具体为：根据零件形状、在三维软件中提取各轴的坐标，摆出各轴姿态逐渐接近理论坐标，使用机械手调整各轴的位置并对各轴定位，增加补偿量。

具体地，首先第一下驱动轴11、第二下驱动轴12、第三下驱动轴13、第四下驱动轴14、第一下从轴21、第二下从轴22、第三下从轴23、第四下从轴24、第一上从轴31、第二上从轴32、第三上从轴33和第四上从轴34的起点不变，将各轴的终点坐标和起点坐标的差值设置为控制参数(参见表2的坐标值)的起点终点的坐标差值，形成各轴的走向姿态；然后将θ参数先设置为控制参数(参见表2中的角度值)的0.5倍，观察板料和旋转轴是否接触，如果脱离，造成板料和加强轴接触，则θ参数再设置为控制参数(参见表2中的角度值)的0.25倍，每次选择θ参数采用二分法，直至板料和旋转轴接触；最后轴的起点终点同速率逐渐接近理论坐标，通过机械手调整各轴的位置，最终达到控制参数(参见表2中的坐标值和角度值)，并通过机械手定位。

本实施例的步骤2中的补偿量为可调节参数，依据多次成型的结果优化，补偿量调整如下：

根据成型后零件偏差，调整轴的压力和位置逐步补偿回弹，最终成型到位。调整过程如下：零件半径偏大，则该处接触的轴之间的距离缩小，示例性地，在第二下驱动轴12终点位置处半径偏大，则将下驱动轴、下从动轴、上从动轴终点处坐标距离缩小，具体实施可以将上从轴坐标z往下驱动轴和下从动轴方向补偿，也可将三轴终点坐标向三点形成的三角形中心调整2～9mm，同步将压力加大；反之，调整方向相反。

本实施例的单叶双曲面成型过程中，使用的各轴坐标如下表2所示。

表2单叶双曲面成型过程中各轴控制实施参数

本发明提供的一种曲面成型装置及曲面工件成型方法，可部分取代现行的刚模冲压制造曲面钣金零件，降低了曲面类零件的制造成本，提高了成型效率，在不具备压边设备的条件下，可成型有直纹母线的零件，进而大大提高了成型过程的柔性化、智能化，有助于保障科研生产进度。

本发明提供的一种曲面成型装置及曲面工件成型方法，通过有限个弯曲成型轴，控制成型时各轴的方向、位置、转动速度，实现平板毛坯成型为非柱面曲面零件，该方法是具备柔性、可控、智能的曲面成型方法，有助于保障科研生产进度，并降低生产成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种曲面成型装置，其特征在于，包括送料驱动机构(1)、送料从动机构(2)和上从动机构(3)，送料从动机构(2)位于送料驱动机构(1)的一侧，上从动机构(3)位于送料驱动机构(1)和送料从动机构(2)的上方，板料从送料驱动机构(1)、送料从动机构(2)和上从动机构(3)形成的间隙内经过加工成型。

2.根据权利要求1所述的曲面成型装置，其特征在于，所述送料驱动机构包括第一下驱动轴(11)、第二下驱动轴(12)、第三下驱动轴(13)和第四下驱动轴(14)，第一下驱动轴(11)、第二下驱动轴(12)、第三下驱动轴(13)和第四下驱动轴(14)排列成一列且均连接一个机械手。

3.根据权利要求2所述的曲面成型装置，其特征在于，所述第一下驱动轴(11)包括第一伺服驱动组件、第一液压驱动组件、第一加强轴(111)和第一旋转轴(112)，第一旋转轴(112)设在第一加强轴(111)内，且部分露出第一加强轴(111)，第一加强轴(111)能够在第一旋转轴(112)内转动。

4.根据权利要求3所述的曲面成型装置，其特征在于，第一伺服驱动组件用于驱动第一旋转轴(112)转动，第一液压驱动组件能够驱动第一加强轴(111)倾斜并向板料提供压力。

5.根据权利要求3所述的曲面成型装置，其特征在于，所述第一加强轴(111)包括两个对称半圆柱，所述半圆柱上开设有设置所述第一旋转轴(112)的凹槽。

6.根据权利要求2所述的曲面成型装置，其特征在于，所述第一下驱动轴(11)、第二下驱动轴(12)、第三下驱动轴(13)和第四下驱动轴(14)结构相同。

7.根据权利要求2所述的曲面成型装置，其特征在于，所述送料从动机构(2)包括第一下从轴(21)、第二下从轴(22)、第三下从轴(23)和第四下从轴(24)，第一下从轴(21)、第二下从轴(22)、第三下从轴(23)和第四下从轴(24)排列成一列且均连接一个机械手。

8.根据权利要求7所述的曲面成型装置，其特征在于，所述上从动机构(3)包括第一上从轴(31)、第二上从轴(32)、第三上从轴(33)和第四上从轴(34)，第一上从轴(31)、第二上从轴(32)、第三上从轴(33)和第四上从轴(34)排列成一列且均连接一个机械手。

9.根据权利要求8所述的曲面成型装置，其特征在于，机械手控制下驱动轴、下从轴和上从动轴的位置和偏转角度。

10.一种曲面工件成型方法，其特征在于，使用权利要求1-9所述的曲面成型装置，步骤包括：

步骤1：装夹平板毛坯零件；

步骤2：根据零件形状摆出各轴姿态并定位，增加补偿量；

步骤3：伺服电机驱动，使得板料随着轴的滚动进给，完成工件的曲面成型。

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