CN209363361U - 一种数控弯管机及其结构改进的弯管机头用夹持单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数控弯管机及其结构改进的弯管机头用夹持单元，属于管材加工处理技术领域。弯管机头用夹持单元包括夹模单元和/或导模单元；夹持单元包括基座、夹头座、安装在夹头座上的夹头及用于驱使夹头座相对基座沿夹持方向往复移动的夹持驱动机构；夹持驱动机构包括伺服电机，沿夹持方向布置的丝杆机构，及布置在丝杆与伺服电机间的减速传动机构；夹头座安装在丝杆螺母上；伺服电机的转子轴的轴向沿夹持方向布置，伺服电机与丝杆螺母位于减速传动机构的同侧，伺服电机位于丝杆机构的下方侧。基于前述结构的改进，不仅能优化弯管机头的结构布局，且能降低运行噪声，可广泛应用于空调、航空等制造领域中。

Description

一种数控弯管机及其结构改进的弯管机头用夹持单元

技术领域

本实用新型涉及管材加工设备，具体地说，涉及一种结构改进的弯管机头用夹持单元及以该夹持单元构建的数控弯管机。

背景技术

数控弯管机广泛应用于空调、汽车、船舶、航空航天等工业领域，主要包括机架、控制单元及安装在机架上受控制单元控制的送料小车与机头；机头包括机头座，安装在该机头座上的导模单元、弯管电机、弯管主轴与弯管转矩传动机构，同轴地安装在弯管主轴上的圆模与摆臂，及安装在摆臂上的夹模与夹模驱动机构；圆模用于控制弯管半径，安装在摆臂上夹模在夹模驱动机构的驱使下，与圆模一起夹持管件，并在弯管主轴的驱使下，而同步绕弯管主轴的旋转轴线转动以对管坯进行弯管动作。

在弯管过程中，为了防止管坯与圆模、夹模在弯管成形过程出现不期望的打滑，要求夹模与圆模间的夹持力达到一定力度以上，常采用油缸或气缸与增力机构配合，如公告号为CN207119660U的专利文献所公开的夹模组件，其夹模机构的夹模驱动机构包括增力摇杆、增力连杆、杠杆及气缸或油缸，如其附图所示，其气缸在夹持过程中存在摆动，且在弯管主轴的轴向上尺寸较大，而易对弯管成型过程造成干涉，不利于弯制成形一起特殊形状的弯管结构。

此外，数控弯管机的导模单元也存在上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构改进的弯管机头用夹持单元，以使机头结构布局更加合理；

本实用新型的另一目的是提供一种以上述夹持单元构建的数控弯管机。

为了实现上述主要目的，本实用新型提供的弯管机头用夹持单元包括夹模单元和/或导模单元；夹持单元包括基座、夹头座、安装在夹头座上的夹头及用于驱使夹头座相对基座沿夹持方向往复移动的夹持驱动机构；夹持驱动机构包括伺服电机，沿夹持方向布置的丝杆机构，及布置在丝杆与伺服电机间的减速传动机构；夹头座安装在丝杆螺母上；伺服电机的转子轴的轴向沿夹持方向布置，伺服电机与丝杆螺母位于减速传动机构的同侧，伺服电机位于丝杆机构的下方侧。

利用伺服电机与丝杆的配合而替代现有技术中夹持驱动机构，替代现有技术中的油缸等，以降低运行噪音、提高精度及节能环保；并使伺服电机的轴向与丝杆轴向平行，丝杆螺母与电机均位于减速传动机构的同侧，及伺服电机位于丝杆机构的下方侧，能有效地减少对弯管过程中的干涉，而使弯管机头的结构布局更加合理。

具体的方案为丝杆机构与减速传动机构为行星滚柱丝杆机构与同步带减速机构或滚珠丝杠机构与齿轮箱传动减速机构；伺服电机位于丝杆机构的正下方侧。对于采用行星丝杆与带传动减速机构的方案，利用其丝杆螺母短、结构紧凑的优点，以缩小基座的长度；此外，基于丝杆承载大、导程小而使其驱动力矩不大的特定，利用同步带进行传动，以解决将丝杆机构安装位置与电机之间跨距大的问题。对于采用滚珠丝杆与齿轮系传动机构的方案，可利用齿轮系传动机构的多级减速增力传动而匹配滚珠丝杆。

更具体的方案为丝杆后端部穿过设于齿轮箱的箱体上的安装通孔后而位于齿轮箱内，且由套装在安装通孔上的支撑轴承可转动支撑；齿轮减速机构的输出齿轮套装在丝杆后端部上，且通过键槽结构固连。利用齿轮箱对丝杆的后端部进行轴承支撑，能有效地提高整个机构的紧凑程度，以能减少摆臂等基座的长度。

另一个具体的方案为在垂直于夹持方向的竖向上，丝杆前端部可转动地安装在夹头座上，且其横向中面位于第一横向面上或第一横向面的上方；第一横向面为位于夹头在夹头座上的竖向安装位置的中间位置，且沿横向布置的平面。相对夹头的安装位置，丝杆机构对夹头座的施力点位于中上位置，不仅能减少夹持过程中对丝杆所施加的扭矩，尤其是多层夹模和/或导模结构，以提高丝杆的使用寿命，还通过与导轨机构的配合而提高夹持过程的整体刚度。

优选的方案为夹持单元为夹模单元，夹持驱动机构为夹模驱动机构，基座为摆臂，伺服电机为夹模伺服电机，夹头为夹模，夹持方向为夹模的开合方向，夹头座为夹模座；夹模伺服电机固设在摆臂的臂体腔室内，减速传动机构位于摆臂的摆动端侧；夹模座通过沿开合方向布置的导轨机构而可滑动地安装在臂体上；丝杆后端部通过固设在摆臂的摆动端上的支撑座而可转动地安装在臂体上。采用位于摆臂的臂体腔室内的伺服电机与位于臂体上方的丝杆机构配合，能有效地提高夹模单元的紧凑程度。

更优选的方案为丝杆机构为行星滚柱丝杆机构；减速传动机构包括竖向同步带减速机构，竖向同步带减速机构包括与夹模伺服电机的转子轴传动连接的输入带轮，同轴地固设在丝杆后端部上的输出带轮，及与两带轮啮合且沿竖向布置的同步带；夹模伺服电机的转子轴与输入带轮间通过减速机传动连接，输入带轮同轴地固设在减速机的输出轴上；减速机为同轴式减速机，同轴式减速机的输入轴与夹模伺服电机的转子轴同轴布置。

另一个更优选的方案为丝杆机构为滚珠丝杆机构；减速传动机构为齿轮系减速箱，支撑座为固设在摆动端上的齿轮箱的箱体；夹模座包括与导轨机构上的滑块固连的底板，固设在底板背离箱体的一端部上的箱式座部，及固设在箱式座部邻近箱体的一侧部和与底板的另一端部之间的三角补强肋板部；夹模可拆卸地固定在箱式座部背离箱体的端侧上；丝杆螺母的轴向前端与箱式座部邻近箱体的端侧固定连接，轴向后端位于轴向前端背离箱式座部的一侧；箱体的上端部与臂体之间固设有斜拉补强肋板；导轨机构为滚动导轨。

另一个优选的方案为夹持单元为导模单元，导模单元包括辅推机构及夹紧机构；夹头为导模，夹头座为导模座，丝杆机构为行星滚柱丝杆机构，减速传动机构包括竖向同步带减速机构；夹紧机构包括固定在基座上的横向导轨，通过横移滑块而可滑动地安装在横向导轨上的导模滑座，及用于驱使导模滑座沿横向导轨往复移动的夹持驱动机构；导模座安装在导模滑座上；伺服电机为横移伺服电机，横移伺服电机的转子轴沿横向导轨的延伸方向布置，且转子轴的转矩输出轴端位于其定子背离导模的一侧；导模滑座与丝杆螺母固定连接；导模滑座内设有用于避让丝杆前端部的避让腔室，丝杆后端部通过固设在基座的外端部上的支撑座而可转动地安装在基座上；竖向同步带减速机构包括与横移伺服电机的转子轴传动连接的输入带轮，同轴地固设在丝杆前端部上的输出带轮，及与两带轮啮合且沿竖向布置的同步带。

更优选的方案为辅推机构包括沿导模腔轴向布置地固设在导模滑座上的轴向导轨，固设在导模滑座上的辅推伺服电机，滚珠丝杆机构，及布置在丝杆与辅推伺服电机间的同步带减速机构；辅推伺服电机的转子轴沿导模腔轴向布置；导模座通过滑块可滑动地安装在轴向导轨上，且与丝杆螺母固定连接。

为了实现上述另一目的，本实用新型提供的数控弯管机包括机架及安装在机架上的机头与送料小车，送料小车包括送料主轴；机头包括机头座，安装在机头座上的导模单元、弯管电机、弯管主轴与弯管转矩传动机构，同轴地安装在弯管主轴上的圆模与摆臂，及安装在摆臂上的夹模单元；夹模单元为上述任一技术方案所描述的夹持单元；和/或，导模单元为上述任一技术方案所描述的夹持单元。

附图说明

图1为本实用新型弯管机实施例1中机头的立体图；

图2为本实用新型弯管机实施例1中机头在另一视角上的立体图；

图3为本实用新型弯管机实施例1中机头的仰视图；

图4为本实用新型弯管机实施例1中机头的侧视图；

图5为本实用新型弯管机实施例1中换模单元的立体图；

图6为本实用新型弯管机实施例1中机头座、弯管电机、弯管主轴、圆模定心安装轴及弯管转矩传动机构的立体图；

图7为本实用新型弯管机实施例1中机头座、弯管电机、弯管主轴、圆模定心安装轴及弯管转矩传动机构的结构图；

图8为图7中A局部放大图；

图9为本实用新型弯管机实施例1中机头座、弯管电机、弯管主轴及弯管转矩传动机构的仰视图；

图10为本实用新型弯管机实施例1中导模单元的立体图；

图11为本实用新型弯管机实施例1中导模单元上压紧传动机构的结构图；

图12为本实用新型弯管机实施例1中导模单元在另一视角下的立体图；

图13为本实用新型弯管机实施例1中夹模单元的立体图；

图14为本实用新型弯管机实施例1中夹模单元的结构图；

图15为本实用新型弯管机实施例2中夹模单元的立体图；

图16为本实用新型弯管机实施例2中夹模单元的结构图；

图17为本实用新型弯管机实施例2中齿轮减速箱的结构分解图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。

弯管机实施例1

参见图1至图14，本数控弯管机包括机架、控制单元及安装在机架上且受该控制单元控制的机头1与送料小车。机头包括换模单元2，机头座3，安装在机头座3上的导模单元4、弯管电机10、弯管主轴与弯管转矩传动机构，同轴地安装在弯管主轴上的圆模12与摆臂5，及安装在摆臂5上的夹模13与夹模驱动机构6。弯管转矩传动机构用于将弯管电机10输出的转矩传递给弯管主轴，以驱使夹模13与圆模12同步转动，以将管坯成形成对应曲形管结构。

在本实施例中，控制单元包括处理器、存储器及触摸控制屏，处理器通过触摸控制屏接收操作人员的输入指令，同时通过执行存储在存储器内对应计算机程序而控制机头与送料小车动作而执行弯管操作。

对于本实施例中的机架与送料小车的具体结构可参照公布号为CN107470408A的专利文献所公开的弯管机中如图3所示的结构。即，送料小车包括固定在机架上的送料导轨，通过滑块可滑动地安装在送料导轨上的送料滑台，沿平行于送料导轨的方向布置固定在机架上的送料齿条，可绕自身轴线转动地安装在送料滑台上的送料主轴，安装在送料主轴前端且由夹爪气缸驱动的三瓣式夹爪，用于驱动送料主轴转动的旋转伺服电机，通过设于转子轴上的齿轮与送料齿条配合而驱动送料滑台沿送料导轨往复移动的送料伺服电机，及固设在机架上对送料滑台的行程进行控制的行程开关。

在下述描述中，为了统一表征相对位置关系，管坯为装夹在送料主轴上的管件，将送料主轴轴向预设为沿水平方向布置，即沿图中所示的Y轴向布置，使管坯的轴向为沿水平方向布置，X轴向与Z轴向分别构成本实施例中的垂直于送料主轴轴向的横向与竖向。

参见图5，换模单元2包括机头固定板20、纵移驱动机构21、纵向导轨22、纵移滑块23、机头滑板24、横移驱动机构25、横向导轨26、横移滑块27、横移位置检测机构及纵移位置检测机构。

机头固定板20通过螺栓等固定件可拆卸地安装在机架上；机头滑板24通过纵向导轨22与纵移滑块23的配合而可沿Z轴向往复滑动地安装在机头固定板20上。纵移驱动机构21包括沿X轴向布置的伺服电机211、90度转角减速机212、沿Z轴向布置的丝杆214及与丝杆214旋合的丝杆螺母；90度转角减速机212的输入轴与伺服电机211的转子轴传动连接，输出轴与丝杆214传动连接，以将伺服电机211输出的动力经减速增矩之后传递给丝杆214；丝杆214通过安装在轴承座213上的轴承而可转动地安装在机头固定板20上，丝杆螺母固定在机头滑板24上，从而通过伺服电机211的正反转动，以驱动机头滑板34相对机头固定板20沿Z轴向往复移动。

机头座3通过横向导轨26与横移滑块27的配合而可沿X轴向滑动地安装在机头滑板24上；横移驱动机构25包括伺服电机251、90度转角减速机252、沿X轴向布置的丝杆256及与丝杆256旋合的丝杆螺母254；90度转角减速机252的输入轴与伺服电机251的转子轴传动连接，输出轴与丝杆256传动连接，以将伺服电机251输出的动力经减速增矩之后传递给丝杆256；丝杆256通过安装在轴承座253上的轴承而可转动地安装在机头滑板24上，丝杆螺母254通过连接块255而固定在机头滑板24上，从而通过伺服电机251的正反转动，以驱动机头座3相对机头滑板24沿X轴向往复移动。从而在纵移驱动机构21与横移驱动机构25的共同驱使下，机头座3相对机头板20可在垂直于待弯管件轴向的竖向平面内作二维空间移动。

横向位置检测机构包括通过安装板301安装在竖向滑板32上的第一位置行程开关302与第二位置行程开关303，及固设在横向滑板34上的行程开关触发件304，通过行程开关触发件304与两个行程开关间触碰而触发，以对横向滑板34与竖向滑板32之间的相对位置进行监控；竖向位置检测机构结构与横向位置检测机构相类似，即也是通过两个位置行程开关对竖向滑板32与安装板30之间的相对位置进行监控。

参见图1至图4及图6至图9，机头座3为分体式箱体结构，由上座体31与下座体32拼合而成，并在内部形成用于容纳弯管转矩传动机构上的齿轮轴与齿轮组的腔室30。

如图6所示，机头座3包括长度方向沿X轴向布置的长方形结构的座本体301及座本体301的一个横向侧端部的前部朝Y轴正向凸起而形成主轴安装座302，以构成大致为L型的座体结构。

在上座体31的另一横向端部，沿Y轴向位于弯管电机10邻近弯管主轴的一侧，沿X轴向朝远离弯管主轴的方向延伸而形成有电机安装座303，电机安装座303为倒U型结构，以形成电机安装腔室3030，即在垂直于送料主轴轴向的横向上，弯管电机10偏离弯管主轴地固设在机头座3的端侧上，弯管电机10位于弯管主轴邻近送料小车的一侧。在电机安装座303的上表面固设有沿X轴向布置地位于上座体31的上表面上，且与上座体31固连的横移导轨安装座304，即横移导轨安装座304固设在座本体301上。

在本实施例中，弯管转矩传动机构包括同步带传动机构与齿轮系减速机构；沿弯管转矩的传动方向，齿轮系减速机构包括依序布置的输入齿轮轴71、过渡齿轮轴72、过渡齿轮轴73、过渡齿轮轴74、过渡齿轮轴75及输出齿轮轴76，每根齿轮轴的两端分别通过轴承而可转动地安装于座体的轴孔上，以使每根齿轮轴均可转动地安装在上座体31与下座体32之间，并在上座体31的轴孔可拆卸地固设有压盖77，在输入齿轮轴71上通过键槽结构而同轴地固设有小齿轮781，在每根过渡齿轮轴72上通过键槽结构而同轴固设有大齿轮782及小齿轮783，在输出齿轮轴76上通过键槽结构而同轴地固设有大齿轮784。沿弯管转矩的传动方向，下游齿轮轴上的大齿轮与上游齿轮轴上的小齿轮啮合，从而构成一个减速增矩的齿轮系传动机构。同步带传动机构包括与弯管电机10的转子轴传动连接的输入带轮791，同轴地固设在输入齿轮轴71的下端部上的输出带轮792，及与两带轮啮合的同步带，在本实施例中，输入带轮791为小带轮，而输出带轮792为大带轮，而形成同步带减速机构，从而通过齿轮系减速机构与同步带减速机构的配合，而实现重载弯管的目的，以构建重载弯管机。输出齿轮轴76构成本实施例中的弯管主轴。

沿弯管转矩传动的行进方向，输入齿轮轴71、过渡齿轮轴72、过渡齿轮轴73、过渡齿轮轴74、过渡齿轮轴75及输出齿轮轴76的轴线均沿Z轴向布置且不共面布置，从而输入齿轮轴、过渡齿轮轴及输出齿轮轴沿L型座体结构的长角部至短边部地布置成大致为L型形状，以在X轴向上使弯管电机10偏离弯管主轴，且在Y轴向上位于邻近送料小车的一侧。其中，弯管电机10通过电机安装板100安装在座本体301与转轴座302不同侧的另一横向端侧的侧旁。

电机安装板100为L型结构，沿Z轴向布置的角板部1002通过螺栓可拆卸地固定在座本体301的横向端侧上，沿XOY面布置的角板部1001的下板面高于座本体301的下表面或与该下表面持平，以使弯管电机10的定子高于机头座3的下表面。弯管电机10的定子下端部通过螺栓可拆卸地安装在角板部1001上，转子轴穿过设于该角板部1001上的通孔后与输入带轮791固定连接，以使弯管电机10的定子位于输入带轮791的上方且朝背离输入带轮791的方向延伸布置。输入齿轮轴71的下端伸出座本体301而位于座本体301的下方；输出带轮792通过键槽结构而同轴地固设在输入齿轮轴71的下端部上，且位于座本体301的下方。

如图6至图8所示，三层不同弯管半径的圆模通过圆模定心安装轴11而与弯管主轴同轴地安装弯管主轴上，即利用圆模定心安装轴11对圆模的安装位置进行定心匹配。圆模定心安装轴11同轴地与输出齿轮轴76的上端部可拆卸地固接；在本实施例中，二者间的具体连接结构为在输出齿轮轴的76上端面内凹地形成有内凹锥面760，而圆模定心安装轴11的下端部为与该内凹锥面760适配的锥体结构110；穿过输出齿轮轴76的内轴孔761的拉钉762，与设于圆模定心安装轴11上的螺纹孔可拆卸地配合，而在圆模定心安装轴11的轴向上拉紧圆模定心安装轴11与输出齿轮轴76，即使内凹锥面760与锥体结构110紧压配合，从而便于根据弯管规格而更换不同规格的圆模，尤其对多层圆模结构的更换。在本实施例中，多层不同弯管半径的子圆模121、122、123以叠层方式套装在圆模定心安装轴11外，以构成多层结构的圆模12，并在圆模定心安装轴11的上端部上以螺母等固定件进行压紧。摆臂5的固定端51套装在输出齿轮轴76的上端部外且通过沿其轴的轴向布置的轴侧键槽结构固定连接，如图6所示，该轴侧键槽结构包括设置输出齿轮轴76的上端部上的轴向键槽765；相邻两层圆模之间及底层圆模与摆臂5的固定端51之间通过沿横向布置的端面键槽结构固定连接。

参见图10至图12，导模单元4包括导模座41、固设在导模座上的导模42及由伺服电机驱动的夹紧机构与辅推机构。导模42包括在位置、规格上与三个子圆模121、122、123相适配的子导模421、422、423，各子导模通过燕尾槽与键的配合而可拆卸地安装在导模座41上。

夹紧机构包括固定在横移导轨安装座304上且沿X轴向布置的横向导轨81，通过横移滑块82而可沿X轴向滑动地安装在横向导轨81上的导模滑座83，固设在电机安装座303的下表面上且位于电机腔室3030内的横移伺服电机84，丝杆机构85，及布置在丝杆851与横移伺服电机84间的减速传动机构86。

在本实施例中，丝杆机构85采用行星滚柱丝杆机构，与之配合地，减速传动机构86采用减速机87与竖向同步带减速机构配合构建成；竖向同步带减速机构包括通过键槽结构而同轴地固设在减速机87的输出轴上的小带轮881，通过键槽结构而同轴地固设在丝杆851的后端部上的大带轮882，及与两个带轮同步啮合且沿竖向布置的同步带883；在本实施例中，减速机87为同轴式减速机，减速机87的输入轴与横移伺服电机84的转子轴同轴布置，且通过联轴器传动连接，即横移伺服电机84的转子轴通过减速机87与小带轮881传动连接。

横移伺服电机84的转子轴沿X轴向布置，且转子轴的转矩输出轴端位于其定子背离弯管主轴的一侧；导模滑座83通过螺母安装座853与丝杆螺母852固定连接，在导模滑座83内设有用于避让丝杆前端部的避让腔室830，丝杆后端部通过固设在电机安装座304的外端部上的支撑座89而可转动地安装在座本体301上，即丝杆后端部的支撑轴承固设在支撑座89上的轴孔内，在本实施例中，支撑座89为板体结构；横移伺服电机84的定子下侧面高于座本体301的下表面，以使导模单元4整体地高于机头座3的下表面。

辅推机构包括沿Y轴向布置地固设在导模滑座83上的轴向导轨91，固设在导模滑座83上的辅推伺服电机94，丝杆机构95，及布置在丝杆951与辅推伺服电机94间的减速传动机构96；辅推伺服电机94的转子轴沿Y轴向布置，且转子轴的转矩输出轴端位于其定子背离弯管主轴的一侧；导模座41通过滑块92可滑动地安装在轴向导轨91上，且与丝杆螺母952固定连接。在本实施例中，丝杆机构95采用滚珠丝杆机构，减速传动机构96为横向同步带减速机构；横向同步带减速机构包括通过键槽结构而同轴地固设在辅推伺服电机94的转子轴上的小带轮961，通过键槽结构而同轴地固设在丝杆951的丝杆后端部上的大带轮962，及与两个带轮同步啮合且沿竖向布置的同步带963。丝杆螺母952与导模座41固定连接。如图11所示，横向导轨81与横移伺服电机84之间的空间8500为用于容纳电机安装座303的空间。

参见图13及图14，摆臂包括将摆臂5通过键槽结构套装地固定在弯管主轴上的固定端51及用于安装夹模驱动机构6与夹模13的臂体50，夹模驱动机构6包括固设在摆臂5的臂体50的腔室500内的夹模伺服电机61，其中臂体50为摆臂，沿X轴向布置且位于臂体上方的丝杆机构62，固设在丝杆螺母621上的夹模座63，及布置在丝杆622与夹模伺服电机61间且位于摆臂5的摆动端侧的减速传动机构64；夹模伺服电机61的转子轴沿X轴向布置；图中的X轴向构成本实施例中夹模13在夹持管坯过程的开合方向。

在夹模座63上可拆卸地固设有与不同层的子圆模121、122、123相适配的子夹模131、132、133，以构成本实施例中的夹模13。夹模座63通过沿X轴向布置的滚动导轨630而可滑动地安装在臂体上。

在本实施例中，丝杆机构62采用行星滚柱丝杆机构，与之配合地，减速传动机构64采用减速机65与竖向同步带减速机构配合构建；减速机65安装在支撑座67的安装孔内；竖向同步带减速机构包括通过键槽结构而同轴地固设在减速机65的输出轴上的输入带轮661，通过键槽结构而同轴地固设在丝杆622的后端部上的输出带轮662，及与两个带轮同步啮合且沿竖向布置的同步带；输入带轮661为小带轮，输出带轮662为大带轮；在本实施例中，减速机65为同轴式减速机，减速机65的输入轴与夹模伺服电机61的转子轴同轴布置，且通过联轴器传动连接，即夹模伺服电机61的转子轴通过减速机65与输入带轮661传动连接。在Z轴向上，丝杆前端部可转动地安装在夹模座63上，且其横向中面位于第一横向面6300上或上方，该第一横向面6300为三个子夹模131、132、133在夹模座63上的竖向安装位置的横向中面，优选为位于该第一横向面6300上，丝杆前端部的横向中面为过其中心轴线的横向面，从而使丝杆与夹模座63之间力作用点靠近外力中心，在确保各层夹模的夹紧效果差不多的情况下，减少夹紧时对丝杆所产生的扭矩，提高丝杆的使用寿命；丝杆后端部通过固设在摆臂5的摆动端上的支撑座67而可转动地安装在臂体上，即丝杆后端部的支撑轴承固定在支撑座67的轴孔内。

如图1至图4所示，在完成安装之后，导模单元4的辅推机构与夹紧机构围成位于弯管电机10正上方的角形避让通道101，不仅便于安装及维护弯管电机10，且使弯管电机10围在机头座3与导模单元4之内，以优化机头的整体结构。此外，如图4所示，从而在整体结构上，在Z轴向上，机头座3的下表面3000、臂体50的下表面5000及用于安装弯管电机10的电机安装板100的下板面10000大致持平，以优化机头整体结构的布局。

具体弯管过程如下：

第一弯管步骤S1：（1）根据所需成形出弯管结构的弯管半径，选择对应的子圆模与子夹模，例如选择子圆模121与子夹模131，（2）控制纵移驱动机构21驱使夹头座3沿Z轴向移动，至使子圆模121的圆模腔1210与送料主轴的轴线大致等高位置；（4）控制单元换模单元2上的横移驱动机构25驱使机头座3沿X轴向移动，使子圆模121的圆模腔1210与送料主轴的轴线大致共线布置；（5）送料小车驱动夹持在其送料主轴上的管坯沿Y轴向移动至待弯管位置，夹模驱动机构6驱使子夹模131与子圆模121夹持管端部，并控制导模单元4上的横移伺服电机84动作，以使子导模421夹紧管部；（6）控制弯管电机10驱使弯管主轴同步地驱使圆模12与夹模13一起动作而进行弯管的同时，辅推机构驱使子导模421进行辅推。

换模步骤S2，根据需要选择另一弯管半径的圆模，例如选择子圆模122与子夹模132，在横向上保持管件相对机架静止，控制圆模12与夹模31张开，及子导模421打开以释放管件，并控制换模单元驱动机头座3使圆模12、夹模13先沿X轴向移动至管坯脱离圆模腔1210，再沿Z轴向朝下移动至子圆模122的圆模腔与送料主轴的轴线大致等高布置；接着，控制横移驱动机构22驱使夹头座3沿X轴向移动，至使子圆模122的圆模腔与送料主轴的轴线大致共线布置。即，机头座3与机架之间安装有由伺服电机驱动的换模单元2，用于通过机头座3以同步地驱使夹模13与圆模12相对送料小车的送料主轴，在X轴向与Y轴向上做二维空间移动。

第二弯管步骤S3，夹模驱动机构6驱使子夹模132与子圆模122夹持管端部，并控制导模单元4上的横移伺服电机84动作，以使子导模421夹紧管部；接着，控制弯管电机10驱使弯管主轴同步地驱使圆模12与夹模13一起动作而进行弯管的同时，辅推机构驱使子导模421进行辅推。

弯管机实施例2

作为对本实用新型弯管机实施例2的说明，以下仅对与上述弯管机实施例1中的不同之处进行说明。

参见图15至图17，在本实施例中，采用滚珠丝杆机构替代上述行星滚柱丝杆机构，构建夹模驱动机构6。与之匹配地，减速传动机构采用齿轮系减速箱64，支撑座为固设在摆臂5的摆动端上的减速箱箱体640。

夹模座63包括与滚动导轨630上的滑块固连的底板631，固设在底板631邻近弯管主轴的一端部上的箱式座部632，及固设在箱式座部632背离弯管主轴的一侧部和与底板631的另一端部之间的三角补强肋板部633；夹模13可拆卸地固定在箱式座部632邻近弯管主轴的端侧上；丝杆螺母621的轴向前端与箱式座部632背离弯管主轴的端侧固定连接，轴向后端位于轴向前端背离箱式座部632的一侧；减速箱箱体640的上端部与臂体50之间固设有斜拉补强肋板634；套装在丝杆后端部上的支撑轴承624布置在减速箱64内。齿轮系减速箱64为多级减速齿轮组构成，其输入齿轮轴641通过联轴器与夹模伺服电机61的转子轴传动连接，且共轴布置；输出齿轮642通过键槽结构套装地固设在丝杆622的后端部上。

在本实施例中，齿轮系减速箱64具体为四级齿轮减速机构，如图17所示的结构，在减速箱箱体640上可转动地安装有输入齿轮轴641、一级过渡齿轮轴647、二级过渡齿轮轴645及三级过渡齿轮轴643，丝杆构成其输出齿轮轴，在丝杆的后端部上通过键槽结构而套装有输出齿轮643；三级过渡齿轮轴643上布设有与输出齿轮642啮合的小齿轮及通过键槽结构而套装有大齿轮644，二级过渡齿轮轴645上布设有与输出齿轮644啮合的小齿轮及通过键槽结构而套装有大齿轮646，在一级过渡齿轮轴647上布设有与大齿轮646啮合的小齿轮及通过键槽结构而套装有大齿轮648，在输入齿轮轴641上布设与大齿轮648啮合小齿轮，从而构成四级减速机构。

输出齿轮642、大齿轮644、大齿轮646及大齿轮648均为盘齿轮结构，丝杆后端部通过轴承压盖106、组合轴承105、油封104及圆螺母103而可转动地支撑在减速箱箱体640上；三级过渡齿轮轴643通过油封107、圆螺母108、轴承109、轴承安装座111、圆螺母112、胀紧套113、轴承114及轴承压盖115而可转动地支撑在减速箱箱体640上；二级过渡齿轮轴645通过油封121、轴承122、胀紧套116、轴承117、轴承安装座118、轴承119及轴承压盖120而可转动地安装在减速箱箱体640上；一级过渡齿轮轴647通过轴承压盖123、轴承124、轴承126、轴承130、轴承压盖131而可转动地支撑在减速箱箱体640上，输入齿轮轴641通过轴承125、轴承127、轴承128及轴承压盖129而可转动地支撑在减速箱箱体640上。

此外，对于相邻两层圆模之间及底层圆模与摆臂的固定端之间通过沿横向布置的端面键槽结构固定连接，如图16所示的结构，在底层圆模121与摆臂5的固定端51之间，用固定连接二者的端面键槽结构包括设在底层圆模121上的键槽1210与设在固定端51上的键槽5100。

在上述各实施例中，“同轴”被配置为两个转动件的转轴线共线布置。

在上述实施例中，对于导模单元4中，其夹紧机构与辅推机构中，除了采用行星滚柱丝杆机构或滚珠丝杆机构与同步带减速机构构建驱动机构之外，二者的驱动机构还可采用与夹模驱动机构相同的结构，即二者的丝杆机构与减速传动机构，具体可为由如图14所示的行星丝杆与同步带减速机构所构建，或为由如图16所示的滚珠丝杠与齿轮箱传动减速机构所构建。此外对于送料小车，其轴向驱动机构为采用直线位移输出装置进行构建，具体可采用直线电机、油缸、气缸等直线位移输出装置进行构建，也可采用伺服电机与用于将该伺服电机的旋转输出转换成直线输出的运动转换机构进行构建，对于运动转换机构的具体结构，即可采用上述实施例中的齿轮齿条机构进行构建，也可采用丝杆机构进行构建。

机头夹持实施例

在上述弯管机实施例的说明中，其中夹模单元与导模单元均构成本实用新型机头夹持单元的具体实施结构，导模与夹模对应构成夹持单元的夹头，导模座与及夹模座对应构成夹持单元的夹头座，夹模驱动机构与导模夹紧驱动机构对应构建夹持单元的夹持驱动机构，即已对本实用新型机头夹持单元实施例进行了说明，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种结构改进的弯管机头用夹持单元，所述夹持单元包括夹模单元和/或导模单元；所述夹持单元包括基座、夹头座、安装在所述夹头座上的夹头及用于驱使所述夹头座相对所述基座沿夹持方向往复移动的夹持驱动机构；

其特征在于：

所述夹持驱动机构包括伺服电机，沿所述夹持方向布置的丝杆机构，及布置在丝杆与所述伺服电机间的减速传动机构；所述夹头座安装在丝杆螺母上；所述伺服电机的转子轴的轴向沿所述夹持方向布置，所述伺服电机与所述丝杆螺母位于所述减速传动机构的同侧，所述伺服电机位于所述丝杆机构的下方侧。

2.根据权利要求1所述的夹持单元，其特征在于：

所述丝杆机构与所述减速传动机构为行星滚柱丝杆机构与同步带减速机构或滚珠丝杠机构与齿轮箱传动减速机构；所述伺服电机位于所述丝杆机构的正下方侧。

3.根据权利要求2所述的夹持单元，其特征在于：

丝杆后端部穿过设于齿轮箱的箱体上的安装通孔后而位于所述齿轮箱内，且由套装在所述安装通孔上的支撑轴承可转动支撑；齿轮减速机构的输出齿轮套装在所述丝杆后端部上，且通过键槽结构固连。

4.根据权利要求1所述的夹持单元，其特征在于：

在垂直于所述夹持方向的竖向上，丝杆前端部可转动地安装在所述夹头座上，且其横向中面位于第一横向面上或所述第一横向面的上方；所述第一横向面为位于所述夹头在所述夹头座上的竖向安装位置的中间位置，且沿横向布置的平面。

5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的夹持单元，其特征在于：

所述夹持单元为所述夹模单元，所述夹持驱动机构为夹模驱动机构，所述基座为摆臂，所述伺服电机为夹模伺服电机，所述夹头为夹模，所述夹持方向为夹模的开合方向，所述夹头座为夹模座；

所述夹模伺服电机固设在所述摆臂的臂体腔室内，所述减速传动机构位于所述摆臂的摆动端侧；

所述夹模座通过沿所述开合方向布置的导轨机构而可滑动地安装在所述臂体上；丝杆后端部通过固设在所述摆臂的摆动端上的支撑座而可转动地安装在所述臂体上。

6.根据权利要求5所述的夹持单元，其特征在于：

所述丝杆机构为行星滚柱丝杆机构；所述减速传动机构包括竖向同步带减速机构，所述竖向同步带减速机构包括与所述夹模伺服电机的转子轴传动连接的输入带轮，同轴地固设在所述丝杆后端部上的输出带轮，及与两带轮啮合且沿竖向布置的同步带；

所述夹模伺服电机的转子轴与所述输入带轮间通过减速机传动连接，所述输入带轮同轴地固设在所述减速机的输出轴上；所述减速机为同轴式减速机，所述同轴式减速机的输入轴与所述夹模伺服电机的转子轴同轴布置。

7.根据权利要求5所述的夹持单元，其特征在于：

所述丝杆机构为滚珠丝杆机构；所述减速传动机构为齿轮系减速箱，所述支撑座为固设在所述摆动端上的齿轮箱的箱体；

所述夹模座包括与所述导轨机构上的滑块固连的底板，固设在所述底板背离所述箱体的一端部上的箱式座部，及固设在所述箱式座部邻近所述箱体的一侧部和与所述底板的另一端部之间的三角补强肋板部；所述夹模可拆卸地固定在所述箱式座部背离所述箱体的端侧上；所述丝杆螺母的轴向前端与所述箱式座部邻近所述箱体的端侧固定连接，轴向后端位于所述轴向前端背离所述箱式座部的一侧；所述箱体的上端部与所述臂体之间固设有斜拉补强肋板；所述导轨机构为滚动导轨。

8.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的夹持单元，其特征在于：

所述夹持单元为所述导模单元，所述导模单元包括辅推机构及夹紧机构；所述夹头为导模，所述夹头座为导模座，所述丝杆机构为行星滚柱丝杆机构，所述减速传动机构包括竖向同步带减速机构；

所述夹紧机构包括固定在所述基座上的横向导轨，通过横移滑块而可滑动地安装在所述横向导轨上的导模滑座，及用于驱使所述导模滑座沿所述横向导轨往复移动的所述夹持驱动机构；所述导模座安装在所述导模滑座上；所述伺服电机为横移伺服电机，所述横移伺服电机的转子轴沿所述横向导轨的延伸方向布置，且转子轴的转矩输出轴端位于其定子背离所述导模的一侧；所述导模滑座与丝杆螺母固定连接；所述导模滑座内设有用于避让丝杆前端部的避让腔室，丝杆后端部通过固设在所述基座的外端部上的支撑座而可转动地安装在所述基座上；

所述竖向同步带减速机构包括与所述横移伺服电机的转子轴传动连接的输入带轮，同轴地固设在所述丝杆前端部上的输出带轮，及与两带轮啮合且沿竖向布置的同步带。

9.根据权利要求8所述的夹持单元，其特征在于：

所述辅推机构包括沿所述导模的导模腔轴向布置地固设在所述导模滑座上的轴向导轨，固设在所述导模滑座上的辅推伺服电机，滚珠丝杆机构，及布置在丝杆与所述辅推伺服电机间的同步带减速机构；所述辅推伺服电机的转子轴沿所述导模腔轴向布置；所述导模座通过滑块可滑动地安装在所述轴向导轨上，且与丝杆螺母固定连接。

10.一种数控弯管机，包括机架及安装在所述机架上的机头与送料小车，所述送料小车包括送料主轴；所述机头包括机头座，安装在所述机头座上的导模单元、弯管电机、弯管主轴与弯管转矩传动机构，同轴地安装在所述弯管主轴上的圆模与摆臂，及安装在所述摆臂上的夹模单元；

其特征在于：

所述夹模单元为权利要求1至7任一项权利要求所述的夹持单元；和/或，所述导模单元为权利要求1、2、3、4、8或9所述的夹持单元。