CN202387896U - 一种伺服压力机的增力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伺服压力机的增力装置，包括机架、四支结构相同的运动支链、滑动平台、导杆和两个连杆。该装置采用四个相同的运动支链对称布置，其中两个支链共同连接于一个连杆，构成对称机构的左侧机构；另两个支链共同连接于一个连杆，构成对称机构的右侧机构；每个支链都由三个连杆组成，其中一个连杆连接于导杆，一个连杆连接于滑动平台，一个连杆连接于机架。通过一个导杆输入，可以得到四个支链在滑动平台的四点输出。同时该装置在滑动平台的某些位置有很大的增力效果，即在导杆施加一个较小的输入力，在滑动平台处可以得到很大的输出力。本实用新型结构简单、制造成本低，能够解决现有伺服压力机中无法实现单点输入四点输出的问题。

Description

一种伺服压力机的增力装置

技术领域

本实用新型涉及一种锻压机械技术，具体是一种具有增力作用的伺服压力机的增力装置。

背景技术

压力机是金属成形加工领域中广泛使用的锻压设备，品种和数量繁多，其中以机械压力机应用最为广泛。现代制造技术的发展要求压力机不仅能够高速度、高精度、大负载运转，而且应具有更大的柔性，能迅速、方便地改变输出运动规律。传统的机械压力机运动特性单一、工艺适用性差。近年来随着交流伺服电机驱动成形装备技术的逐步发展，出现了滑块运动曲线可调的各种交流伺服驱动压力机，使得压力机的工作性能和工艺适用性大大提高，设备朝着柔性化、智能化的方向发展。

普通机械压力机一般采用各种不同的机械传动机构获得工艺所需的滑块运动规律，以满足不同的工艺要求。传统的机械压力机通过选择适当的执行机构及其构件的尺寸，得到一些满足冲压工艺要求的典型运动规律，但一种结构方案无法满足多种典型运动规律的要求。虽然采用偏置曲柄滑块机构、多连杆机构、非圆齿轮机构等可以部分改变某种驱动机构的滑块运动规律，但当各杆件的尺寸参数确定后，滑块的运动特性也随之确定，因而不具有柔性，难以用于不同的冲压工艺。将交流伺服电动机应用于机械压力机的研究始于上世纪90年代美国俄亥俄州立大学工程研究中心，该中心S.Yossifon and R.Shivpuri提出了由交流伺服电动机驱动滚珠丝杠或曲柄，通过多杆机构将运动转化为滑块所需的运动，它能极方便地改变滑块的运动曲线，获得不同的工件变形速度，适用于不同的冲压工艺，保证冲压件的质量。之后，交流伺服电动机应用于机械压力机的研究迅速发展，日本、加拿大等国均进行了深入的研究，日本小松和会田等公司分别开发了各自的交流伺服电动机驱动型压力机。

经过对现有技术的检索发现，komatsu公司的HCP3000伺服电动机通过皮带等传动机构驱动滚珠丝杠，通过螺母直接带动冲压滑块，其公称压力仅达到800kN，由两台12kW伺服电机驱动。komatsu公司的H1F200，伺服电动机通过皮带或齿轮等传动机构驱动曲柄，再通过多连杆机构驱动冲压滑块，其公称压力达到2000kN，由一台52kW伺服电机驱动。komatsu公司的H2F300，伺服电动机通过皮带或齿轮等传动机构驱动滚珠丝杠，再通过多连杆机构驱动冲压滑块，其公称压力达到3000kN，由两台100kW伺服电机驱动。由于受滚珠丝杠承载能力和伺服电机功率和输出扭矩较小的限制，构建大吨位的压力机仍是一个有待解决的难题。由于交流伺服电机驱动压力机没有飞轮储蓄能量克服锻压工件时需要的成形压力，为达到所需的公称压力值，往往需要一定的增力装置。

考察现有的伺服压力机驱动机构可以发现：滚珠丝杆具有一定的增力作用，但其在整个压力机冲程中的增力比不变，无法在指定范围内提供很大的增力效果；通过多连杆机构可以实现一定的增力作用，由于是单自由度的机构，是一种单点输入单点输出的工作方式，无法实现多点输出。如冲压滑块需要四点驱动，则需要四套多连杆机构同步工作驱动，这无疑增加了压力机的控制难度和成本。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种伺服压力机的增力装置，通过一个导杆输入，可以得到四个支链在滑动平台的四点输出。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种伺服压力机的增力装置，包括机架、四支结构相同的运动支链、滑动平台、导杆、连杆E和连杆J，其中：第一运动支链和第二运动支链具有相同的安装姿态并共同连接于连杆E，第三运动支链和第四运动支链具有相同的安装姿态并共同连接于连杆J；每支运动支链中各连杆均采用转动副连接，所有转动副的轴线均互相平行；四支结构相同的运动支链分别与机架、滑动平台和导杆连接，构成一个对称机构。

所述的每支运动支链包括：四个转动副和三个连杆，所述的四个转动副的轴线互相平行；三个连杆的一端分别与机架、滑动平台和导杆通过转动副连接，三个连杆的另一端则通过转动副与连杆E或连杆J连接。

本实用新型所述的第一运动支链中与导杆连接的转动副的轴线和第二运动支链与导杆连接的转动副的轴线重合。

本实用新型所述的第一运动支链中与滑动平台连接的转动副的轴线和第二运动支链与滑动平台连接的转动副的轴线重合。

本实用新型所述的第一运动支链中与机架连接的转动副的轴线和第二运动支链与机架连接的转动副的轴线重合。

本实用新型所述的第三运动支链中与导杆连接的转动副的轴线和第四运动支链与导杆连接的转动副的轴线重合。

本实用新型所述的第三运动支链中与滑动平台连接的转动副的轴线和第四运动支链与滑动平台连接的转动副的轴线重合。

本实用新型所述的第三运动支链中与机架连接的转动副的轴线和第四运动支链与机架连接的转动副的轴线重合。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种应用于压力机的单点输入四点输出的增力装置。采用四个相同的多连杆支链对称布置，其中两个支链共同连接于一个连杆，构成对称机构的左侧机构；另两个支链共同连接于一个连杆，构成对称机构的右侧机构；每个支链都由三个连杆组成，其中一个连杆连接于一个导杆，一个连杆连接于一个滑动平台，一个连杆连接于机架。通过一个导杆输入，可以得到四个支链在滑动平台的四点输出。同时该装置在滑动平台的某些位置有很大的增力效果，即在导杆施加一个较小的输入力，在滑动平台处可以得到很大的输出力。

2、本实用新型采用的连杆机构具有大的增力比，同时采用对称布置可提高抗偏载能力，减少滑动平台对导轨的横向载荷，可以长期维持压力机的精度。同时，对称连杆机构可以抵消导杆输入端和滑动平台输出端所受的水平侧向力，减少导轨的磨损和机架的变形。因此，本实用新型的增力装置将来自于导杆的驱动力传递于滑动平台上，可获得更大的成形压力，并且可通过控制导杆的运动以实现不同的滑动平台运动，完成不同的锻压工艺。

3、本实用新型结构简单、制造成本低，能够很好解决现有伺服压力机中无法实现单点输入四点输出的问题，并能实现很大的增力效果，解决伺服电机功率及输出扭矩较小的限制而无法构建大吨位伺服压力机的问题。目前国内外尚未见到类似于本实用新型的文献报道。

附图说明

本实用新型仅有附图1张，其中：

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、导杆，2、导轨，3、连杆A，4、机架，5、连杆B，6、连杆C，7、连杆D，8、连杆E，9、连杆F，10、连杆G，11、滑动平台，12、平台导轨，13、连杆H，14、连杆I，15、连杆J，16、连杆K，17、连杆L，18、连杆M，19、连杆N。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种伺服压力机的增力装置包括：导杆1、导轨2、连杆A3、机架4、连杆B5、连杆C6、连杆D7、连杆E8、连杆F9、连杆G10、滑动平台11、导轨12、连杆H13、连杆I14、连杆J15、连杆K16、连杆L17、连杆M18、连杆N19。

如图1所示，第一运动支链包括：连杆A3、连杆B5、连杆F9，其中：连杆A3的一端与机架4用转动副连接，连杆B5的一端与导杆1用转动副连接，连杆F9的一端与滑动平台11用转动副连接。连杆A3、连杆B5和连杆F9的另一端通过转动副与连杆E8连接。

如图1所示，第二运动支链包括：连杆C6、连杆D7、连杆G10，其中：连杆C6的一端与机架4用转动副连接，连杆D7的一端与导杆1用转动副连接，连杆G10的一端与滑动平台11用转动副连接。连杆C6、连杆D7、连杆G10的另一端通过转动副与连杆E8连接。

如图1所示，第三运动支链包括：连杆K16、连杆L17、连杆H13，其中：连杆K16的一端与机架4用转动副连接，连杆L17的一端与导杆1用转动副连接，连杆H13的一端与滑动平台11用转动副连接。连杆K16、连杆L17、连杆H13的另一端通过转动副与连杆J15连接。

如图1所示，第四运动支链包括：连杆N19、连杆M18、连杆I14，其中：连杆N19的一端与机架4用转动副连接，连杆M18的一端与导杆1用转动副连接，连杆I14的一端与滑动平台11用转动副连接。连杆N19、连杆M18、连杆I14的另一端通过转动副与连杆J15连接。

本实施例的工作原理如下：导杆1按设定运动规律沿导轨2上下运动，驱动第一运动支链的连杆B5、第二运动支链的连杆D7、第三运动支链的连杆L17、第四运动支链的连杆M18运动，其中连杆B5和连杆D7通过连杆E8驱动第一运动支链的连杆F9和第二运动支链的连杆G10，共同推动滑动平台11；连杆L17和连杆M18通过连杆J15分别驱动第三运动支链的连杆H13和第四运动支链的连杆I14共同推动滑动平台11。从而实现滑动平台11沿平台导轨12进行上下运动。由此，来自于一个导杆运动和力被分成四点传递于冲压滑块上，完成锻压工作。

Claims (7)

1.一种伺服压力机的增力装置，其特征在于：包括机架(4)、四支结构相同的运动支链、滑动平台(11)、导杆(1)、连杆E(8)和连杆J(15)，其中：第一运动支链和第二运动支链具有相同的安装姿态并共同连接于连杆E(8)，第三运动支链和第四运动支链具有相同的安装姿态并共同连接于连杆J(15)；每支运动支链中各连杆均采用转动副连接，所有转动副的轴线均互相平行；四支结构相同的运动支链分别与机架(4)、滑动平台(11)和导杆(1)连接，构成一个对称机构；

所述的每支运动支链包括：四个转动副和三个连杆，所述的四个转动副的轴线互相平行；三个连杆的一端分别与机架(4)、滑动平台(11)和导杆(1)通过转动副连接，三个连杆的另一端则通过转动副与连杆E(8)或连杆J(15)连接。

2.根据权利要求1所述的一种伺服压力机的增力装置，其特征在于：所述的第一运动支链中与导杆(1)连接的转动副的轴线和第二运动支链与导杆(1)连接的转动副的轴线重合。

3.根据权利要求1所述的一种伺服压力机的增力装置，其特征在于：所述的第一运动支链中与滑动平台(11)连接的转动副的轴线和第二运动支链与滑动平台(11)连接的转动副的轴线重合。

4.根据权利要求1所述的一种伺服压力机的增力装置，其特征在于：所述的第一运动支链中与机架(4)连接的转动副的轴线和第二运动支链与机架(4)连接的转动副的轴线重合。

5.根据权利要求1所述的一种伺服压力机的增力装置，其特征在于：所述的第三运动支链中与导杆(1)连接的转动副的轴线和第四运动支链与导杆(1)连接的转动副的轴线重合。

6.根据权利要求1所述的一种伺服压力机的增力装置，其特征在于：所述的第三运动支链中与滑动平台(11)连接的转动副的轴线和第四运动支链与滑动平台(11)连接的转动副的轴线重合。

7.根据权利要求1所述的一种伺服压力机的增力装置，其特征在于：所述的第三运动支链中与机架(4)连接的转动副的轴线和第四运动支链与机架(4)连接的转动副的轴线重合。

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