CN1833793A - 基于伺服马达的夹持型卷边装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以伺服马达和螺杆作为卷边连杆机构驱动源的夹持型卷边装置，本发明可以解决以液压缸为驱动源的现有夹持型卷边装置的一些缺点。本发明的目的是提供一种当伺服马达为了驱动连杆单元而运转时可以大幅降低施加到螺杆轴上的弯矩的夹持型卷边装置。本发明卷边装置为了在伺服马达运转时大幅降低施加到螺杆轴上的弯矩并准确地引导直线运动而安装了直线导轨。本发明卷边装置通过电气信号以电动机的旋转速度和旋转量的方式控制卷边连杆单元，可以完美地实现卷边刀具的同步化，不仅加强了设备的耐久性，还可以自由调节压力而轻易地提升卷边品质。

Description

基于伺服马达的夹持型卷边装置

技术领域

本发明涉及一种使用单一伺服马达依次驱动预卷边刀具和主卷边刀具的夹持型卷边装置。

背景技术

卷边(Hemming)加工是一种为了结合汽车车门、背门、行李箱盖及发动机罩(Hood)之类工件的内板和外板而折曲外板的外表面，使外板的外表面被内板的外表面包裹住的加工工序。一般来说，前述的卷边加工工序把工件置于呈固定状态的下模具上，通过上模具的升降运动并配合沿着下模具边缘配置的卷边刀具单元进行卷边加工。前述卷边装置通常称为冲压式卷边装置。

前述冲压式卷边装置为了驱使上模具进行升降运动而需要具备大型冲压设备，因此需要较大的生产设备空间，适用于汽车的多种少量生产时经济效益非常低。

由于前述缺点，因此不需要大型冲压设备的夹持型卷边装置就被投入了不适合冲压式卷边装置的生产车间。夹持型卷边装置通常也称为桌上(Table Top)型卷边装置，该卷边装置不需要上模具和驱使该上模具进行升降运动的冲压设备，把各自具备了驱动源(液压缸)的卷边连杆单元固定在下模具上，启动前述的各驱动源即可折曲外板的外表面外缘(Flange)。图1是一般夹持型卷边装置的卷边加工工序的动作概念图。

但是，由于前述夹持型卷边装置使用液压缸作为驱动机构而衍生出了各种问题。

如图2所示，为了维持卷边加工所需要的适当压力而常常在单一刀具(称为tool或blade)上紧固两个或三个卷边连杆单元。当然每个卷边连杆单元都需要各自的液压缸。然而，当卷边加工件的形状不是扁平状而呈倾斜面时(典型例为轿车的行李箱盖)，由于从卷边刀具的旋转中心位置到工件加工位置(高度和距离)的距离不能维持一常数，即使卷边刀具动作一致，卷边刀具的旋转速度也会在开始进行卷边加工的瞬间随着各加工位置而不同，这样就无法进行精密的卷边加工而在折曲部位出现皱纹或者折曲位置出现改变等许多问题。虽然每个液压缸具备流量调节阀并根据加工件的卷边位置(高度和距离)而控制各液压缸的流量调节阀以使卷边刀具的左右侧动作速度维持一致，但即使这样也不能完美地实现同步化，使卷边刀具承受偏荷重而显著地降低了耐久性。

此外，前述装置为了供应液压而需要具备液压泵的安装空间，为了供应液压缸的工作油而配置液压供应线，造成了操作人员的不方便，加上液压泵的工作噪音、因液压冲击力而发生的噪音、工作油泄漏等所引起的工作环境污染…造成了很多困扰。

当然，如前述说明，US 5,457,981号(1995.10.17.公告)已经公开了一种使用螺杆和伺服马达代替液压缸的卷边连杆单元。然而，在目前为止公开的液压驱动式卷边装置或伺服马达驱动式卷边装置却还有一个严重的问题，那就是驱动连杆单元的活塞杆(Rod)或螺杆(Screw)破损问题。如图3所示，在行程尾端加压时，液压缸转轴处的摩擦力会急速增加而使得液压缸本体无法沿着活塞杆(或螺杆轴)的负荷方向自由旋转，造成活塞杆(或螺杆轴)尾端因而承受垂直于轴方向的瞬间应力，而且前述活塞杆(螺杆轴)还要同时承受弯矩。

【现有技术的相关文献】

1.美国专利公报US 5,457,981(1995.10.17.公告)：公开了一种使用单一主驱动机构来同时驱动预卷边刀具(pre-hemming tool)和主卷边刀具(final hemming tool)的夹持型卷边装置，通过液压缸的驱动而依次执行预卷边和主卷边加工。根据其说明书的内容表示，可以使用螺杆和伺服马达代替液压缸。

2.韩国实用新型公报第20-0344041号(2004.03.12.登记公告)：为了解决现有卷边装置驱动上模具下降后针对已固定的下模具上的工件进行卷边加工的缺点，前述实用新型加工采取了使下模具上升的方法。在主底板上受多个液压缸的驱动而进行升降运动，前述液压缸驱动上模具以支撑轴为中心旋转一定行程并且在上、下模具之间进行预卷边加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种以伺服马达和螺杆作为卷边连杆机构驱动源的夹持型卷边装置，解决了以液压缸为驱动源的现有夹持型卷边装置的缺点。

本发明的目的是提供一种当伺服马达为了驱动连杆单元而运转时可以大幅降低施加到螺杆轴上的弯矩的夹持型卷边装置。

本发明卷边装置为了在伺服马达4运转时大幅降低施加到螺杆轴6上的弯矩并准确地引导直线运动而安装了直线导轨(Linear Guide)8。

附图说明

图1a、1b、1c是现有一般夹持型卷边装置的概念图。

图2是一般夹持型卷边装置的立体概念图。

图3是现有液压缸驱动式夹持型卷边装置的弯矩生成概念图。

图4a、4b是本发明卷边装置的概略结构图。

※图型主要符号的说明

1：工件          2：预卷边刀具(tool)

3：主卷边刀具    4：伺服马达

5：齿轮箱        6：滚珠丝杠

7：螺母          8：LM导轨

9：底板          10：托架

11：驱动连杆(Drive Link)  12：导块

13：螺杆箱       100：卷边连杆单元

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图4所示，本发明卷边装置包含下列单元：控制伺服马达4的旋转速度和旋转量的电气控制器；连接到前述伺服马达的旋转轴上，把电动机的旋转力转换成输送运动的滚珠丝杠6；以及和前述滚珠丝杠的螺母7采取转轴(Hinge)P1结合，驱使卷边连杆单元100动作的驱动连杆11。在固定了伺服马达的底板9上安装LM导轨8，在前述螺母7的一侧面上安装导块12，使前述螺母7沿着前述LM导轨运动。

前述滚珠丝杠的两端具有螺杆箱13，前述螺杆箱固定在底板9。底板和下模具的托架10采取转轴P1结合，以便在伺服马达运转时可以绕着前述转轴自由旋转。

为了避免螺母7移动时发生干涉现象，前述LM导轨8应位于结合了驱动连杆11的螺母7的另一侧。

在伺服马达4和滚珠丝杠6之间安装齿轮箱5以增加伺服马达的旋转力，这样就能得到卷边加工时所需要的较大力量。

下面对具有前述结构的本发明的动作过程进行简单说明。

根据卷边加工件的加工位置(高度和距离)而事先设定卷边连杆单元(Unit)中各伺服马达的动作开始时间和速度，然后输入控制器。

控制器驱动伺服马达旋转后，电动机的旋转力通过齿轮箱而生成较大的旋转扭矩并把旋转力传达给滚珠丝杠，随着滚珠丝杠的旋转，螺母开始沿着滚珠丝杠和LM导轨往上进行直线运动。

驱动连杆根据螺母的直线移动距离而以转轴为中心进行旋转运动，主卷边刀具和预卷边刀具则根据卷边连杆单元的驱动连杆的旋转量而前进一定距离并进行预卷边加工，预卷边加工完毕后后退，而继续往下旋转的主卷边刀具则对工件加压而完成卷边加工。

由于预卷边刀具的动作轨迹及主卷边刀具的动作轨迹和本发明的核心内容没有关系，因此省略了这部分的详细说明。

当然，本发明的基于伺服马达的卷边装置和现有的液压用卷边装置一样，可以修改预卷边平行连杆的位置和形状而得到多样化的进入角度。

本发明虽然结合附图对具有特定形状和结构的基于伺服马达的卷边装置进行了详细说明，但是在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，这在同一行业人士来说是非常明显的，因此该变形及修改属于本发明的权利要求范围是理所当然的。

如前述说明，本发明的基于伺服马达的本发明卷边装置舍弃了液压控制方式，通过电气信号以电动机的旋转速度和旋转量的方式控制卷边连杆单元，可以完美实现卷边刀具的同步化，不仅加强了设备的耐久性，还可以自由调节压力而轻易地提升卷边品质。

另外，本发明不仅可以解决因使用液压而引起的工作环境(污染和噪音)问题，而且由于只在动作时供应电源，与必须采取无负荷连续运转模式的液压式相比，可以大幅降低能量消耗。

Claims (1)

1.一种基于伺服马达的夹持型卷边装置，把各自具有驱动机构的卷边连杆单元固定在下模具上，驱动各驱动机构折曲外板的外表面外缘，其特征是：

前述驱动机构包括下列单元：伺服马达(4)；控制伺服马达(4)的旋转速度和旋转量的电气控制器；连接到前述伺服马达的旋转轴上，把电动机的旋转力转换成输送运动的滚珠丝杠(6)；支持前述滚珠丝杠的两尾端的螺杆箱(13)；可以固定前述螺杆箱(13)并和下模具的托架(10)采取转轴(P1)结合的底板(9)；以及和前述滚珠丝杠的螺母(7)采取转轴(P1)结合，驱使卷边连杆单元(100)动作的驱动连杆(11)，

在前述底板(9)上沿着滚珠丝杠(6)的方向安装LM导轨(8)，在前述螺母(7)的一侧面上固定导块(12)，使前述螺母(7)沿着前述LM导轨(6)运动。

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