CN211360213U - 一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，包括主机和一对夹具装置；主机底座为长方体状，其上方四周垂直设有导柱；导柱上方固定一主机平台，平台中轴设有一曲面模具；曲面模具在驱动器的作用下做沿着X轴、Z轴方向的平移运动和绕Z轴方向的转动运动；一对夹具装置对称放置于主机两侧，通过X转动轴驱动器、Y轴转动驱动器、Z轴转动驱动器和第三驱动器实现绕X轴转动、绕Y轴转动、绕Z轴转动和沿着Y轴方向平移的四个自由度。本实用新型通过两侧的四轴驱动夹具装置与中间的三轴驱动主机相互配合工作达到14轴的驱动效果，结构简单，占用空间小。

Description

一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构

技术领域

本实用新型具体涉及一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构。

背景技术

目前国内大部分拉弯工艺包括预拉伸、弯曲和补拉伸三个阶段，分为传统式和张臂式两类设备。张臂式拉弯结构采用12轴或14轴结构，传统式拉弯结构采用4轴结构，其中，张臂式结构将所有自由度设计在两端弯曲机构上，通过两侧张臂调整拉弯工件的位置和姿态，但是中间模具不具备自由度，结构复杂，占用空间大；而4轴结构的通过凸轮轮廓廓形适应不同类型产品，对于不同的产品兼容性差；且两种结构的工艺在制作过程中都会浪费很多的人力、物力；因此，需要一种具有自由度性强且不需要多个驱动轴的装置来改善现有技术。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本实用新型提供一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构。本实用新型采用具备移动、摆动自由度的浮动式模具，能够将两侧拉弯机构的自由度转移到浮动模具上，减少驱动轴数量，从而使拉弯结构简化，达到设备占用空间少的效果。

为了达到上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，包括主机和一对夹具装置，主机底座为长方体状，其底座上方四周垂直设有导柱；导柱上方固定一主机平台，平台中轴上方设有一曲面模具，其中，曲面模具长度≥平台长度。

进一步的，所述平台上方可设为连杆装置也可设为齿轮装置；

对于连杆装置的拉弯结构，所述曲面模具一侧边左方设有第一驱动器，同一侧边的右方设有第二驱动器，第一驱动器固定于平台上，通过第二铰链与模具铰接，第二驱动器通过第一铰链铰接于平台上，第三铰链铰接于模具上；第一驱动器固定在平台上，第一驱动器与铰链垂直的外侧一端固定一导向装置，第一驱动器与模具铰接，使模具具备沿着X轴的平移运动和绕着铰链的摆动，同时限制Y轴的平移运动；第二驱动器通过双端铰接使得曲面模具具备沿着X轴向平移和Z轴转动的运动；

对于齿轮装置的拉弯结构，所述主机平台通过两侧的导向装置与连接板下方的滑块滑动连接，所述主机平台中轴安装有第四驱动器，第四驱动器通过滚珠丝杠和导向装置驱动连接板沿着X方向平移运动；连接板左侧固定安装有转轴，右侧固接有齿轮，连接板上方中心位置安装有曲面模具，曲面模具上左侧开有转轴孔，转轴孔与连接板转轴转动连接，曲面模具上右侧安装有第五驱动器，第五驱动器通过齿轮与连接板上固接的齿轮啮合，驱动曲面模具围绕转轴转动，带动上方的模具完成绕Z轴的转动运动；

其中，所述第一驱动器、第二驱动器、第四驱动器与第五驱动器为伺服电机。

进一步的，所述一对夹具装置对称放置于主机两侧，其底部为一底板，所述底板上方两侧设有相互平行的第一导向和第二导向；所述底板中轴上安装有第三驱动器，其中，第三驱动器为伺服电机；所述第三驱动器带动滑动块可横向平移地安装于所述第一导向与第二导向上。

进一步的，所述一对夹具装置包括Y轴转动驱动器，X轴转动驱动器，Z轴转动驱动器，第三驱动器，夹具和X轴连接座；

所述X轴转动驱动器安装于X轴固定座上，通过固定座上的轴孔与Y轴固定座连接，驱动Y轴固定座完成绕X轴的转动运动；所述Y轴转动驱动器固接于Y轴固定座上，驱动Y轴完成绕Y轴转动；所述Y轴一端与所述Y轴转动驱动器通过齿轮或同步带连接，另一端与所述Y轴法兰固定连接；所述Z轴转动驱动器一端与X轴连接座转动连接，另一端固接于所述滑动块上，使所述夹具具备围绕Y轴的转动；通过X轴转动驱动器、Y轴转动驱动器、Z轴转动驱动器的配合，使所述夹具具备空间任意角度的转动。其中，所述Y轴转动驱动器、X轴转动驱动器、Z轴转动驱动器为伺服电机。

进一步的，所述夹具装置具有沿着Y轴方向平移和绕X轴转动、绕Y轴转动、绕Z轴转动的四个自由度。

有益效果：本实用新型一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，其两端的拉伸机构上的夹具为4轴结构，中间主机部分为3轴驱动，实际为11轴驱动；但因主机部分3轴为两端共用，可实际达到14轴的驱动效果。

附图说明

图1为本实用新型拉杆方案的结构示意图；

图2为本实用新型齿轮方案的结构示意图。

图中，1-第一导向，2-夹具导向，3-模具，4-导柱，5-第一铰链，6-第二铰链，7-Y轴，8-第二导向，9-主机平台，10-第三驱动器，11-滑动块，12-第二驱动器（X轴平移驱动器），13-X轴固定座，14-第三铰链，15-Z轴转动驱动器，16-主机底座，17-底板，18-第一驱动器，19-导向装置，20-X轴转动驱动器，21-夹具，22-拉力传感器，23-滑块，24-连接板，25-齿轮，26-Z轴平移驱动器，27-Y轴转动驱动器，28-Y轴法兰，29-转轴，30-Y轴固定座，31-第四驱动器，32-第五驱动器。

具体实施方式

以下参照具体的实施例来说明本实用新型。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，其不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，为连杆方案示意图；包括主机和夹具装置；主机底座（16）为长方体状，其底座上方四周垂直设有导柱（4）；导柱（4）上方固定一主机平台（9），平台（9）中心下方与导柱（4）同一平面设有一Z轴平移驱动器（26），平台中轴上方设有一曲面模具（3），其中，曲面模具（3）长度≥平台（9）长度。曲面模具（3）一侧边左侧设有第一驱动器（18），同一侧边的右侧设有第二驱动器（12），第一驱动器（18）固定于平台上，通过第二铰链（6）与模具（3）铰接，第二驱动器（12）通过第一铰链（5）铰接于平台（9）上，通过第三铰链（14）铰接于模具（3）上；第一驱动器（18）固定在平台（9）上，第一驱动器（18）与铰链（6）垂直的外侧一端固定一导向装置（19），使模具（3）具备沿着导向装置（19）（即X轴）的平移运动，同时因为第一驱动器一端通过第二铰链（6）与曲面模具（3）铰接，使曲面模具（3）能够绕着Z轴的摆动；第二驱动器（12）通过双端铰接使得模具（3）具备沿着X轴向和Z轴转动的运动。第一驱动器（18）与第二驱动器（12）为伺服电机。对称放置于主机两侧的一对夹具装置，其底部为一底板（17），底板（17）上方两侧设有相互平行的第一导向（1）和第二导向（8）；底板（17）中轴上安装有第三驱动器（10），其中，第三驱动器（10）为伺服电机；滑动块（11）通过第三驱动器（10）可横向平移地安装于第一导向（1）与第二导向（8）上。夹具装置包括Y轴（7），X轴转动驱动器（20），Z转动轴驱动器（15），Y轴转动驱动器（27）、Y轴法兰（28）、Y轴安装座（30）、第三驱动器（10）、夹具（21）和X轴固定座（13）。夹具（21）通过夹具导向（2）滑动连接在Y轴法兰（28）上，夹具（21）和Y轴法兰（28）中间通过拉力传感器（22）连接。夹具导向（2）连接在Y轴法兰（28）端面上，Y轴法兰（28）与Y轴（7）固定连接。拉力传感器（22）、夹具（21）、Y轴驱动器（7）、Y轴法兰（28）为同轴安装。X轴转动驱动器（20）安装于X轴固定座（13）上，通过固定座上的轴孔与Y轴固定座（30）连接，驱动Y轴固定座（30）完成绕X轴的转动运动；所述Y轴转动驱动器（27）固接于Y轴固定座（30）上，驱动所述Y轴（7）完成绕Y轴转动；所述Y轴（7）一端与所述Y轴驱动器（27）通过齿轮或同步带连接，另一端与所述Y轴法兰（28）固定连接。所述Z轴转动驱动器（15）一端与X轴固定座（13）连接，另一端固接于所述滑动块（11）上，使所述夹具（21）具备围绕Z轴的转动；通过X轴、Y轴、Z轴转动驱动器的配合，使所述夹具具备空间任意角度的转动。其中，Y轴驱动器（7），X轴驱动器（20），Z轴驱动器（15）为伺服电机。夹具装置具有沿着Y轴方向平移和绕X轴转动、绕Y轴转动、绕Z轴转动的四个自由度。

实施例2

如图2所示，一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，为齿轮方案示意图，包括主机和夹具装置；主机底座（16）为长方体状，其底座上方四周垂直设有导柱（4）；导柱（4）上方固定一主机平台（9）；平台（9）中心下方与导柱（4）同一平面设有一Z轴平移驱动器（26）；所述主机平台（9）通过两侧的导向装置（19）与连接板下方的滑块（23）滑动连接，所述主机平台（9）中轴安装有第四驱动器（31），第四驱动器（31）通过滚珠丝杠和导向装置（9），驱动连接板（24）沿着X轴方向平移运动；连接板（24）左侧固定安装有转轴（29），右侧固接有齿轮（25），连接板（24）上方中心位置安装有曲面模具（3），曲面模具（3）上左侧开有转轴孔，转轴孔与连接板上的转轴（29）转动连接，曲面模具（3）上右侧安装有第五驱动器（32），第五驱动器（32）通过齿轮与连接板上固接的齿轮（25）啮合，驱动曲面模具（3）围绕转轴（29）的转动；第四驱动器（31）与第五驱动器（32）为伺服电机。对称放置于主机两侧的一对夹具装置，其底部为一底板（17），底板（17）上方两侧设有相互平行的第一导向（1）和第二导向（8）；底板（17）中轴上安装有第三驱动器（10），其中，第三驱动器（10）为伺服电机；滑动块（11）通过第三驱动器（10）可横向平移地安装于第一导向（1）与第二导向（8）上。夹具装置包括Y轴（7），X轴转动驱动器（20），Z转动轴驱动器（15），Y轴转动驱动器（27）、Y轴法兰（28）、Y轴安装座（30）、第三驱动器（10）、夹具（21）和X轴固定座（13）。夹具（21）通过夹具导向（2）滑动连接在Y轴法兰（28上），夹具（21）和Y轴法兰（28）中间通过拉力传感器（22）连接。夹具导向（2）连接在Y轴法兰（28）端面上，Y轴法兰（28）与Y轴（7）固定连接。拉力传感器（22）、夹具（21）、Y轴驱动器（7）、Y轴法兰（28）为同轴安装。X轴转动驱动器（20）安装于X轴固定座（13）上，通过固定座上的轴孔与Y轴固定座（30）连接，驱动Y轴固定座（30）完成绕X轴的转动运动；所述Y轴转动驱动器（27）固接于Y轴固定座（30）上，驱动所述Y轴（7）完成绕Y轴转动；所述Y轴（7）一端与所述Y轴驱动器（27）通过齿轮或同步带连接，另一端与所述Y轴法兰（28）固定连接。所述Z轴转动驱动器（15）一端与X轴固定座（13）连接，另一端固接于所述滑动块（11）上，使所述夹具（21）具备围绕Z轴的转动；通过X轴、Y轴、Z轴转动驱动器的配合，使所述夹具具备空间任意角度的转动。其中，Y轴驱动器（7），X轴驱动器（20），Z轴驱动器（15）为伺服电机。夹具装置具有沿着Y轴方向平移和绕X轴转动、绕Y轴转动、绕Z轴转动的四个自由度。

本实用新型的工作流程：

一、将直条工件放在曲面模具（3）上，因Y轴转动驱动器（7）、Z轴转动驱动器（15）、X转动轴驱动器（20）和第三驱动器（10）可以带动夹具（21）完成沿着Y轴的水平运动、绕Z轴转动、绕Y轴转动、绕X轴转动的运动，首先将夹具（21）调整到水平位置，夹具（21）开口与工件匹配，第三驱动器（10）带动夹具（21）水平运动，控制夹具（21）插入直条工件两端，将工件夹紧。二、夹紧后，第三驱动器（10）带动夹具（21）向两端运动，对工件进行预拉伸，夹具（21）通过导向（2）连接在拉力传感器（22）上，拉力传感器（22）固定安装在Y轴法兰（28）上，当拉伸力达到设定值后，主机底座（16）上安装的驱动装置，带动平台（9）上升运动，上升过程通过导柱（4）进行导向。三、平台（9）上升过程中，直条工件靠模，完成绕X轴的转动。四、与步骤（3）同步，对于图1所示的连杆装置，第一驱动器（18）沿着导向装置（19）推动浮动模具（3）向前运动；同时第二驱动器（12）推动浮动模具（3）进行运动；因第一驱动器（18）通过第二铰链（6）与浮动模具（3）单端铰接，第二驱动器（12）通过第一铰链（5）和第三铰链（14）与浮动模具（3）双端铰接，从而使浮动模具（3）沿着具备沿着X轴平移运动和围绕Z轴的转动运动。对于图2所示的齿轮装置，第四驱动器（31）沿着导向装置（19）推动曲面模具（3）向前运动，同时第五驱动器（32）驱动模具（3）运动，因第四驱动器（31）通过主机平台（9）上方的滚珠丝杠副与连接板（24）连接，第五驱动器（32）与曲面模具（3）固定连接，同时第五驱动器（32）通过齿轮与连接板（24）上方的齿轮（25）啮合连接，从而使浮动模具（3）沿着具备沿着X轴平移运动和围绕Z轴的转动运动。五、与步骤（4）同步，因Y轴转动驱动器（7）、Z轴转动驱动器（15）、X轴转动驱动器（20）和第三驱动器（10）可以带动夹具（21）完成沿着Y轴的水平运动、绕Z轴的转动、绕Y轴的转动、绕X轴的转动的运动，从而使夹具（21）始终与工件的弯曲方向相切，拉力传感器（22）实时检测拉力值，保证拉伸力测量的准确及工件的靠模质量。六、各驱动器通过伺服驱动，可选择性地进行组合运动。

以上所述仅为本申请的较佳实施方式，并不限制本申请，凡在本申请的基础和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，其特征在于：包括主机和一对夹具装置，主机底座为长方体状，其底座上方四周垂直设有导柱；导柱上方固定一主机平台，平台中心下方与导柱同一平面设有一Z轴平移驱动器，平台中轴上方设有一曲面模具。

2.如权利要求1所述的用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，其特征在于，所述平台上方可设为连杆装置也可设为齿轮装置；

对于连杆装置的拉弯结构，所述曲面模具一侧边左侧设有第一驱动器，同一侧边的右侧设有第二驱动器，第一驱动器固定于平台上，通过第二铰链与曲面模具铰接，第二驱动器通过第一铰链铰接于平台上，第三铰链铰接于曲面模具上；第一驱动器固定在平台上，因第一驱动器与模具铰接，使模具具备沿着X轴的平移运动和绕着铰链的转动自由度；第二驱动器通过双端铰接使得模具具备沿着X轴向平移和Z轴转动的运动；所述第一驱动器与铰链垂直的外侧一端固定一导向装置，推动模具向前运动；

对于齿轮装置的拉弯结构，所述主机平台通过两侧的导向装置与连接板下方的滑块滑动连接，所述主机平台中轴安装有第四驱动器，第四驱动器通过滚珠丝杠和导向装置驱动连接板沿着X方向平移运动；连接板左侧固定安装有转轴，右侧固接有齿轮，连接板上方中心位置安装有曲面模具，曲面模具上左侧开有转轴孔，转轴孔与连接板转轴转动连接，曲面模具上右侧安装有第五驱动器，第五驱动器通过齿轮与连接板上固接的齿轮啮合，驱动曲面模具围绕转轴转动，带动上方的模具完成绕Z轴的转动运动；

其中，所述第一驱动器、第二驱动器、第四驱动器与第五驱动器为伺服电机。

3.如权利要求1所述的用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，其特征在于，所述一对夹具装置对称放置于主机两侧，其底部为一底板，所述底板上方两侧设有相互平行的第一导向和第二导向；所述底板中轴上安装有第三驱动器，其中，第三驱动器为伺服电机；所述第三驱动器带动滑动块横向平移地安装于所述第一导向与第二导向上。

4.如权利要求3所述的用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，其特征在于，所述一对夹具装置包括Y轴转动驱动器，X轴转动驱动器，Z轴转动驱动器，第三驱动器，夹具和X轴连接座；

所述一对夹具装置上开有导向孔，通过导柱滑动连接在Y轴法兰上，所述导柱固接在Y轴法兰上，所述一对夹具装置与所述Y轴法兰间通过拉力传感器进行连接，所述拉力传感器一端连接在夹具上，另一端连接在所述Y轴法兰上；所述拉力传感器、夹具、Y轴转动驱动器、Y轴法兰为同轴安装；

所述X轴转动驱动器安装于X轴固定座上，通过固定座上的轴孔与Y轴固定座连接，驱动Y轴固定座完成绕X轴的转动运动；所述Y轴转动驱动器固接于Y轴固定座上，驱动Y轴完成绕Y轴转动；所述Y轴一端与所述Y轴转动驱动器通过齿轮或同步带连接，另一端与所述Y轴法兰固定连接，使所述夹具具备围绕Y轴的转动；所述Z轴转动驱动器一端与X轴连接座转动连接，另一端固接于所述滑动块上，使所述夹具具备围绕Y轴的转动；通过X轴转动驱动器、Y轴转动驱动器、Z轴转动驱动器的配合，使所述夹具具备空间任意角度的转动；其中，所述Y轴转动驱动器、X轴转动驱动器、Z轴转动驱动器为伺服电机。

5.如权利要求1或4所述的用于汽车外饰件拉弯生产的多自由度拉弯结构，其特征在于，所述夹具装置具有沿着Y轴方向平移和绕X轴转动、绕Y轴转动、绕Z轴转动的四个自由度。

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