CN1546311A - 新型二自由度机械式可控压力机床 - Google Patents

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本发明涉及基本上无切削的金属机械加工技术领域。其特征是：驱动电机10的轴上安装小皮带轮11，通过皮带驱动大皮带轮12转动，大皮带轮12上装有集成离合器和制动器，大皮带轮12的轴上安装锥齿轮13和小齿轮14，大齿轮15的轴上安装曲柄连杆16，曲柄连杆16的另一端通过铰链与调速连杆17的一端和下连杆18的一端相联接，调速连杆17的另一端通过铰链与调速滑块20相联接，下连杆18的另一端通过铰链与冲锤19相联接。该发明结构简单紧凑，造价低，在可控区间内可以调整冲锤(滑块)的位置与速度，按不同的压力加工工艺要求，提供各种复杂的输出运动规律。只要在压力机上安装适当的冲模，就能完成冲裁、落料、弯曲、成型、拉延、精压等工艺。

Description

新型二自由度机械式可控压力机床
技术领域
本发明涉及基本上无切削的金属机械加工技术领域，特别是涉及一种新型二自由度机械式可控压力机床。
背景技术
技术的飞速发展和市场的激烈竞争，使人们对具有“柔性”的机械产品的需求日益高涨。金属压力机床在工业生产中占有重要的地位，得到了极为广泛的应用。目前，金属压力机床主要有液压式和机械式两种，液压式金属压力机床虽然具有一定的”柔性”，但其造价高，能耗大；机械式压力机床具有造价低和能耗小的优点，但由于其机构原型是单自由度机构(例如：曲柄压力机)，驱动电机又是不可调速的普通电机，所以滑块(冲锤)运动是强制性的，对已定的机构尺寸，滑块(冲锤)的运动曲线是固定不变的，使其缺少“柔性”而很难满足现代市场产品花样多、变化快、批量小的要求。近年来，出现了用伺服电机直接驱动的机械式冲压机床，这种机床由伺服电机提供全部冲压做功和冲压运动，并进行运动调节，它具有很好的“柔性”，但其制造成本高，并受到伺服电机功率的限制。
发明内容
为了克服液压式金属压力机床造价高、能耗大和机械式压力机床缺少“柔性”、伺服电机直接驱动的机械式压力机床制造成本高等不足，本发明提供一种新型二自由度机械式可控压力机床，该压力机床在可控区间内可以调整滑块(冲锤)的位置与速度，按不同的压力加工工艺要求，提供各种复杂的输出运动规律。
这种新型二自由度机械式可控压力机床，由驱动电机10、伺服电机22、床身23、曲柄连杆16、调速连杆17和下连杆18以及控制部分所组成，其特征是：驱动电机10的轴上安装小皮带轮11，小皮带轮11通过皮带带动大皮带轮12转动，所述大皮带轮12上装有集成离合器和制动器，大皮带轮12的轴上安装锥齿轮13和小齿轮14，小齿轮14与大齿轮15啮合，大齿轮15的轴上安装曲柄连杆16，曲柄连杆16的另一端通过铰链与调速连杆17的一端和下连杆18的一端相联接，调速连杆17的另一端通过铰链与调速滑块20相联接，下连杆18的另一端通过铰链与冲锤19相联接；调速滑块20上固连丝杠副21的螺母，丝杠副21丝杠的另一端安装伺服电机22，伺服电机22的底座固定在床身23上；锥齿轮13与控制轴的锥齿轮相啮合；驱动电机10为较大功率的普通电机，伺服电机22为较小功率的伺服电机。
机床工作时，驱动电机10提供绝大部分冲压做功和主要运动，伺服电机22提供微调运动以实现冲锤19(滑块)的位置与速度的调整，大带轮12同时起飞轮作用。
新型机械式可控压力机床的原理为二自由度平面并联机器人机构(见图3)，该机构由构件1-6和机架7分别通过转动副R1-R5和移动副P1、P2相连而成，其中转动副R1和移动副P1为驱动副，该机构可实现转动副R2中心的平面二自由度运动，从而实现机器人机构末端构件滑块6的可编程直线运动。
附图说明
图1为新型二自由度机械式可控压力机床结构示意图：
图2为新型二自由度机械式可控压力机床结构示意图的左视图：
图3为二自由度平面并联机器人机构简图。
在图1、图2中，10普通电机，11小带轮，12集成离合器与制动器的大带轮，13锥齿轮(接控制轴用)，14小齿轮，15大齿轮，16上连杆(曲柄连杆)，17中连杆(调速连杆)，18下连杆，19冲锤(滑块)，20调速滑块，21丝杠副，22伺服电机，23床身。
附图3中，1-6为构件，7机架，R1-R5为转动副，P1、P2为移动副。
具体实施方式
驱动电机10的轴上安装小皮带轮11，小皮带轮11和大皮带轮12上装有皮带，大皮带轮12上安装集成离合器和制动器，安装大皮带轮12的轴上装有锥齿轮13和小齿轮14，锥齿轮13与控制轴的锥齿轮相啮合；与小齿轮14啮合的大齿轮15的轴上安装曲柄连杆16，曲柄连杆16的另一端通过铰链与调速连杆17的一端和下连杆18的一端相联接：下连杆18的另一端通过铰链与冲锤19相联接；调速连杆17的另一端通过铰链与调速滑块20相联接。调速滑块20上固连丝杠副21的螺母，丝杠副21丝杠的另一端安装伺服电机22，伺服电机22的底座固定在床身23上。伺服电机22为小功率伺服电机，它提供微调运动以实现冲锤19(滑块)的位置与速度的调整，大带轮12同时起飞轮作用。
驱动电机10为较大功率的普通电机，机床工作时，驱动电机10提供绝大部分冲压做功和主要运动。
这种新型机械式可控压力机床结构简单紧凑，造价低廉，在可控区间内可以调整滑块(冲锤)的位置与速度，按不同的压力加工工艺要求，提供各种复杂的输出运动规律。只要在压力机上安装适当的冲模，就能完成冲裁、落料、弯曲、成型、拉延、精压等工艺。

Claims (4)

1.一种新型二自由度机械式可控压力机床，由驱动电机(10)、伺服电机(22)、床身(23)、曲柄连杆(16)、调速连杆(17)和下连杆(18)以及控制部分所组成，其特征是：驱动电机(10)轴上安装小皮带轮(11)，小皮带轮(11)通过皮带带动大皮带轮(12)，所述大皮带轮(12)上装有集成离合器和制动器，大皮带轮(12)的轴上安装锥齿轮(13)和小齿轮(14)，小齿轮(14)与大齿轮(15)啮合，大齿轮(15)的轴上安装曲柄连杆(16)，曲柄连杆(16)的另一端通过铰链与调速连杆(17)的一端和下连杆(18)的一端相联接，调速连杆(17)的另一端通过铰链与调速滑块(20)相联接，下连杆(18)的另一端通过铰链与冲锤(19)相联接。
2.根据权利要求1所述新型二自由度机械式可控压力机床，其特征是：调速滑块(20)上固连丝杠副(21)的螺母，丝杠副(21)丝杠的另一端安装伺服电机(22)，伺服电机(22)的底座固定在床身(23)上。
3.根据权利要求1所述新型二自由度机械式可控压力机床，其特征是：锥齿轮(13)与控制轴的锥齿轮相啮合。
4.根据权利要求1所述新型二自由度机械式可控压力机床，其特征是：驱动电机(10)为大功率普通电机，伺服电机(22)为小功率伺服电机。
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