CN1272711A - 一种电动机伺服加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种电动机伺服加载装置。在基体上设置有螺杆和螺母,螺杆设置在轴承及螺母之中;加载头安置在螺母的下部,并从法兰的孔中伸出;在基体和螺母上设置有限制螺母旋转的导向机构;基体上设置有动力传动机构。本装置通过螺杆螺母传动副将电动机的旋转运动转换为加载头往复直线运动,电动机的转速、转矩、转角与加载头的速度、力、位移为对应关系。适用于对工作过程的位移、速度、位置及负载能力有实时控制要求的场合。

Description

一种电动机伺服加载装置

本发明属于一种电动机伺服加载装置，可适用于数控冲模回转头压力机等机械的加载系统，特别适用于对工作过程的位移、速度、位置及负载能力有实时控制要求的使用场合。

现有技术中的加载装置通常有机械传动加载、液压传动加载等方式。例如，中国济南铸造锻压机械研究所等单位开发的数控冲模回转头压力机就是采用的上述形式的加载机构。机械传动加载方式是由普通电机通过皮带驱动飞轮，再通过离合器、制动器和偏心轴(或肘杆机构)使滑块上、下往复运动，其运动规律是不可变的，上、下端点位置是固定的。不能满足不同工艺对位移、速度、位置的不同控制要求。机械结构也较为复杂。液压传动加载方式是由液压泵站提供压力油，经电液控制阀驱动油缸活塞往复运动，实现对工件加载。系统元件多，结构复杂。

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺点和不足，提供一种结构简单，对工作过程的位移、速度、位置及负载能力进行实时控制，可以满足不同工艺需要的加载装置。

本发明所说的伺服加载装置的主体结构由具有伺服性能的电动机、基体、螺杆、螺母、加载头、法兰、轴承等部件组合而成，其构成为：在基体7中设置有螺杆2和螺母8，螺杆2设置在轴承5、6之中，并贯串于螺母8之中，轴承5安置在定位法兰3的中部；加载头9安置在螺母8的下部，并从法兰11的孔中伸出；基体7和螺母8上设置有限制螺母8旋转的导向机构；在基体7上设置有驱动螺杆2的动力传动机构，所说的动力传动机构可以由电动机1和变速传动机构4组成。

本发明所说的电动机伺服加载装置的工作原理如下：电动机1是具有伺服性能的电动机。螺杆2通过轴承5、6及定位法兰3安装在基体7的中部，使其可以实现正、反向旋转；所说的螺母8采用一层或者一层以上的低摩擦系数的耐磨材料组合而成，螺母8于加载头9连接为一个整体，在螺母8上设置导向机构，使得当螺杆2转动时，螺母8带动加载头9保持直线往复运动。当电动机1正向旋转时，通过变速传动机构4驱动螺杆2正向旋转，经过螺母8转换为加载头9的伸出运动：当电动机1反向旋转时，加载头9作返回运动。伺服控制电动机1的转速、转矩、转角就可以改变加载头9的运动速度、力和位移量，两组参数成对应关系。

本发明所说的电动机伺服加载装置具有下列优点：

1.不仅能对工作过程的位移、速度和负载能力进行实时控制或限制，还能精确定位，能满足多种工艺要求；

2.同时使用两台以上的电动机伺服加载装置时，可以实现同步或异步动作；

3.结构简单，体积小，外形可随机器种类变化，简化了机器的总体结构；

4.当载荷不太大时，可省去变速传动机构，用电动机直接驱动螺杆，使结构更简洁；

5.伺服技术的可靠性高，故障率低；

6.可以应用在数控冲模回转头压力机、数控板料折弯机及其它机器设备上。

附图1：电动机伺服加载装置结构原理图之一；

附图2：附图1的A-A向视图；

附图3：电动机伺服加载装置结构原理图之二；

附图4：附图3的B-B向视图：

附图5：电动机伺服加载装置外形结构原理图之一；

附图6：电动机伺服加载装置外形结构原理图之二；

附图7：电动机伺服加载装置外形结构原理图之三；

附图8：电动机伺服加载装置外形结构原理图之四；

附图9：采用两台电动机伺服加载装置同步控制滑块运动的数控板料折弯机实施例原理图；

附图10：附图9的左侧视图；

附图11：采用电动机伺服加载装置进行板材加工的数控冲模回转头压力机实施例原理图。

附图1和附图3为两种螺母8的导向结构上略有区别的电动机伺服加载装置。附图1中的导向机构是在其基体7上制作与螺母8上的纵向槽相配合的纵向凸筋；而附图3中所给出的导向机构是在圆形螺母8上设置若干安置导向杆13的孔，与安装在基体7内的导向杆13相配合而形成其导向机构。通过上述两例可知，其导向机构的构成形式可以是通过多种方式来实现的，其实现的原则是限制螺母8的旋转，使之只能作往复直线运动。例如，可将其基体7内腔和螺母8加工成矩形、多边形、椭圆形等等方式来实现其导向的目的。

对本发明所说的电动机伺服加载装置，当载荷适宜时，可以采用滚珠丝杠和滚珠螺母替代所说的螺杆2和螺母8。

当载荷不太大时可以省去变速传动机构4，用电动机1直接驱动螺杆2，使其结构更为简洁。

附图5、附图6、附图7和附图8为本发明所说的电动机伺服加载装置的不同外形结构的实施例。

两台以上的伺服加载装置同时实用时，可以实现同步或异步控制。附图9、附图10所示为数控板料折弯机用两台伺服加载装置同步控制滑块运动的实施例原理示意图。可以在全行程内控制滑块的位置、同步速度和折弯力，以获得所需的折弯深度或折弯角。

附图11为数控冲模回转头压力机用伺服加载装置进行板材加工实施例。转盘把当前工序要用的模具旋转到加载装置的加载头9的下方，计算机根据当前工序所需的工艺参数控制伺服加载装置，使模具在加载头9的作用力下，按当前工艺所需的速度、成形力、变形程度(成形位置)进行板材加工。随着板材的移动和转盘选择模具，伺服装置可遵循各道工序的工艺参数要求，在板材上的不同位置压制出深度及大小不等的凹陷或冲裁出不同形状的孔。

本发明所说的电动机伺服加载装置可以是封闭结构形式，为了提高其加载装置的性能与工作效果，在相互运动零件的接触部位可施加润滑剂以减小摩擦，因此在下法兰中设置密封圈12有助于防止润滑剂的外漏。

附图1和附图2中的标记10为固定或安装下法兰11的禁锢件。

Claims (7)

1.一种电动机伺服加载装置，主体结构由基体、螺杆、螺母、加载头、法兰、轴承组合而成，其特征在于，在基体(7)中设置有螺杆(2)和螺母(8)，螺杆(2)设置在轴承(5)、(6)之中，并贯串于螺母(8)之中，轴承(5)安置在定位法兰(3)的中部；加载头(9)安置在螺母(8)的下部，并从法兰(11)的孔中伸出；在基体(7)和螺母(8)上设置有限制螺母(8)旋转的导向机构；在基体(7)上设置有驱动螺杆(2)的动力传动机构。

2.按照权利要求1所说的加载装置，其特征在于，所说的动力传动机构可以由电动机(1)和变速传动机构(4)组成。

3.按照权利要求1所说的加载装置，其特征在于，所说的动力传动机构由电动机(1)构成。

4.按照权利要求1所说的加载装置，其特征在于，所说的螺杆2和螺母8可以是滚珠丝杠和滚珠螺母。

5.按照权利要求1所说的加载装置，其特征在于，所说的螺母8采用一层或者一层以上的低摩擦系数的耐磨材料组合而成。

6.按照权利要求1所说的加载装置，其特征在于，电动机伺服加载装置可用于作为数控冲模回转头压力机的主传动加载装置。

7.按照权利要求1所说的加载装置，其特征在于，电动机伺服加载装置可用于作为数控板料折弯机的主传动加载装置。

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