CN216175509U - 一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，包括连杆、压臂、铰接支座、压杆、支撑杆、推杆和推杆驱动组件；压臂的数量为两块，对称布设在金属折弯设备的机架两侧上部；每块压臂朝向上横梁的一端均与连杆顶端相铰接，连杆底端均与上横梁相铰接；每块压臂的中部均铰接在铰接支座上，铰接支座设置在机架上；压杆、支撑杆和推杆中的一个具有三个铰接点；推杆能在推杆驱动组件的驱动下，推动压臂摆动，进而实现上横梁的高度升降。本申请能实现80吨及以上重负荷的上横梁的升降驱动，且驱动精度高。

Description

一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置

技术领域

本实用新型涉及数控折弯领域，特别是一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置。

背景技术

目前数控板材折弯设备按照工艺特点，适用范围，自动化程度的不同主要分为数控折弯机和数控折弯中心两种。数控折弯机和数控折弯中心均包括上横梁、上横梁升降驱动装置和设置在上横梁底部的上模。

目前，针对80吨以上数控折弯设备的上横梁升降驱动装置，国内、国外市场主要是以液压驱动为主。受限于制造成本，传动技术，数控系统，整机结构等等方面因素的影响，机械式全电伺服目前还是空白。上述液压驱动的优点是，能适用于80吨以上的大吨位，易于实现大幅面、厚板的折弯加工。然而，也存在着，如下不足： 1、噪声大、能耗高、液压油渗漏和污染环境。

2、成本较高，因为液压油缸、阀组、液压泵等高精密零件成本较高，其中阀组，液压泵部件中高端市场几乎完全依赖于进口，成本高。

3、精度不高，液压系统位置精度控制存在先天的劣势，位置可控性差。

4、寿命低，元器件磨损，液压油路污染，都容易对液压系统稳定性产生不良影响。

5、滑块动作冲击大，不平缓。

6、受环境的温度、湿度、灰尘等因素影响较大。

7、运动控制复杂。

8、控制系统依赖进口。

9、加工效率低。

为解决上述液压驱动方式的不足，近几年而发展起来的技术，主要是在小吨位全电伺服折弯机（主流的30~40吨），一般不超过50吨。而目前小吨位的机械全电伺服折弯机大多采用重载滚珠丝杠（直接驱动，无连杆机构）驱动方式。这种驱动方式的有点为：结构简单、机械传动效率高、速度快、精度高、同时完美的克服了液压传动的诸多问题。然而，也存在着如下方面的不足：

1、对机床的加工制造精度高。

2、无连杆机构进行增力，因此仅适合50吨以下的小吨位折弯机。

3、功率利用率低，所需驱动电机功率大，也增加了成本。

4、由于丝杠和上横梁、机架都是刚性连接，两侧驱动不能进行同步调整。因而，滚珠丝杠两侧平行度调整因不同步，会导致丝杠弯曲，损坏丝杠。

5、噪声大。

然而，目前80吨及以上市场占有率达到80%以上市场份额。因而，如何使机械式全电伺服取替传统液压传动，实现节能环保且重载高精的传动机构，成为金属板材加工行业发展的新方向。其中，重载是指80吨及以上，高精是指板材折弯的成型角度精度，精度在0.5度以内，且相应的上模定位精度达到0.025mm（比如板料折弯的角度误差0.5度，对应的上模，即上横梁的定位精度0.025mm）。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，该金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置能实现80吨及以上重负荷的上横梁的升降驱动，且驱动精度高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，包括连杆、压臂、铰接支座、压杆、支撑杆、推杆和推杆驱动组件。

压臂的数量为两块，对称布设在金属折弯设备的机架两侧上部。

每块压臂朝向上横梁的一端均与连杆顶端相铰接，连杆底端均与上横梁相铰接。

每块压臂的中部均铰接在铰接支座上，铰接支座设置在机架上。

压杆、支撑杆和推杆中的一个具有三个铰接点。

当压杆具有三个铰接点时，压杆的三个铰接点分别与背离上横梁一端的压臂、推杆顶端和支撑杆顶端相铰接；支撑杆底端与机架相铰接；推杆另一端与推杆驱动组件相连接。

当支撑杆具有三个铰接点时，支撑杆的三个铰接点分别与压杆底端、推杆顶端和机架相铰接；压杆顶端与背离上横梁一端的压臂相铰接；推杆另一端与推杆驱动组件相连接。

当推杆具有三个铰接点时，推杆的三个铰接点分别与压杆底端、支撑杆顶端和推杆驱动组件相铰接；压杆顶端与背离上横梁一端的压臂相铰接；支撑杆底端与机架相铰接；

推杆能在推杆驱动组件的驱动下，推动压臂摆动，进而实现上横梁的高度升降；推杆驱动组件包括伺服电机。

铰接支座底部可拆卸或焊接在机架上。

铰接支座和机架一体设置。

当支撑杆具有三个铰接点时，支撑杆呈杆状或三角形；当支撑杆呈杆状时，支撑杆的三个铰接点位于同一直线上；当支撑杆呈三角形时，支撑杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。

当压杆具有三个铰接点时，压杆呈杆状或三角形；当压杆呈杆状时，压杆的三个铰接点位于同一直线上；当压杆呈三角形时，压杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。

当推杆具有三个铰接点时，推杆呈杆状或三角形；当推杆呈杆状时，推杆的三个铰接点位于同一直线上；当推杆呈三角形时，推杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。

推杆驱动组件还包括小齿轮和曲轴；伺服电机用于驱动小齿轮的旋转；曲轴安装在机架上，曲轴外周具有与小齿轮相啮合的外齿，且曲轴的曲拐处与推杆底端相铰接。

每个压臂均呈三角形。

每根连杆的长度均能够调节。

本实用新型具有如下有益效果：

1、由于装置的非线性运动特性，能实现80吨及以上重负荷的上横梁的升降驱动，且驱动精度高。本申请中压杆或支撑杆采用三点铰接，铰接位置的改变更加灵活，根据铰接位置的不同能够获得不同的机构特性或更优的机构传动特性。

2、全电的伺服电机取替传统液压，节能，环保。

3、由于机架的受力点更合理，本申请通过压臂将机架的受力点转移到机身靠中间的位置，无附加弯矩，因此结构受力合理，且无应力集中点，刚度可靠。

4、运动学逆解更加简单，易于控制。

5、低噪声，无噪声污染。

附图说明

图1显示了本实用新型一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置的立体图一。

图2显示了本实用新型一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置的立体图二。

图3显示了本实用新型一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置的原理图。

图4显示了本实用新型中连杆的结构示意图；其中，图4（a）为连杆三维图，图4（b）为连杆正视图二，图4（c）为图4（b）的A-A剖面图。

图5显示了本实用新型中连杆的伸缩原理图；其中，图5（a）为连杆正常状态原理图，图5（b）为连杆伸长状态原理图，图5（c）为连杆收缩状态原理图。

图6显示了本实用新型中连杆长度能调节时的速度特性曲线和力特性曲线图。

图7显示了本实用新型中压杆具有三个铰接点时的原理图。

图8显示了本实用新型中推杆具有三个铰接点时的原理图。

图9显示了本实用新型中压臂采用两块钢板时的结构示意图。

其中有：

10.机架；11.上横梁；12.侧板；

20.连杆；21.螺杆；22.连接耳；

30.压臂；

40.铰接支座；

50.压杆；

60.支撑杆；

70.推杆；71.曲轴；711.外齿；72.小齿轮；73.伺服电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，包括连杆20、压臂30、铰接支座40、压杆50、支撑杆60、推杆70和推杆驱动组件。

金属折弯设备包括机架10，机架包括上横梁11和对称位于上横梁两侧的两块侧板12。

压臂的数量为两块，对称布设在金属折弯设备的机架两侧上部，优选对称布设在两块侧板顶部。每块压臂均优选呈三角形。

每块压臂可以均采用如图1所示的单块钢板，通过焊接或铸造等工艺制成。当然，作为替换，也可采用如图9所示的平行布设的两块钢板通过铰接轴连接而成，或者焊接而成。另外，每块压臂也可采用其他已知的形状，如果能实现本案的动作原理，视为等同，也在本申请的保护范围之内。

每块压臂朝向上横梁的一端均与连杆顶端相铰接，连杆底端均与上横梁相铰接。

每根连杆的长度优选能够调整，如图4所示，每根连杆均包括螺杆21和螺纹连接在螺杆上下两端的两个连接耳22。其中，螺杆的上下两端螺纹是反向的，旋转螺纹可以调整两端连接耳之间的尺寸。位于螺杆顶端的连接耳用于与压臂相铰接，位于螺杆底端的连接耳用于与上横梁相铰接。

图6为本申请中连杆长度能调节时的速度特性曲线和力特性曲线图。连杆长度不同，则上模接触板材的位置不同，如点A和B。比如，当连杆较长时，接触板材在A点；连杆较短的时候，接触板材为B点。而A、B两点的速度特性和力特性不同。其中A的速度比B点高，但是力输出要小；B点的速度比A点低，但是力输出高于B点。通过连杆长度的调整可以适应于不同的工况。

另外，在图5中，因为压臂铰接点a（压臂与铰接支座的铰接点）和压臂铰接点b（压臂与连杆的铰接点）之间距离较大，因此压臂摆动下压时，相应的连杆的摆动角度较小，折弯角度优选为12.5°（该角度可能因实际机构工作情况而有所偏差）。因而，连杆长度的变化对整个机构的特性影响较小，所以该机构的连杆适合设计成长度可调的零件，且适合小角度折弯。

每块压臂的中部均铰接在铰接支座上，铰接支座设置在机架上，具体设置方式可以为焊接、可拆卸连接，也可以为两者一体设置。

本申请中，压杆、支撑杆和推杆具有如下三种优选实施例。

实施例1

如图1和图3所示，支撑杆具有三个铰接点，支撑杆可以呈杆状或三角形；当支撑杆呈杆状时，支撑杆的三个铰接点位于同一直线上；当支撑杆呈三角形时，支撑杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。本实施例中，支撑杆优选呈三角形。

压杆和推杆优选为杆状，支撑杆的三个铰接点分别与压杆底端、推杆顶端和机架相铰接；每块压臂背离上横梁的一端均与压杆顶端相铰接。压杆顶端与背离上横梁一端的压臂相铰接；推杆另一端与推杆驱动组件相连接。

基于本案的技术原理，支撑杆为其他已知形状视为等同，在权利保护范围之内。

实施例2

如图7所示，压杆具有三个铰接点，压杆可以呈杆状或三角形。当压杆呈杆状时，压杆的三个铰接点位于同一直线上；当压杆呈三角形时，压杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。本实施例中，压杆优选呈三角形。

支撑杆和推杆均优选呈杆状，压杆的三个铰接点分别与背离上横梁一端的压臂、推杆顶端和支撑杆顶端相铰接；支撑杆底端与机架相铰接；推杆另一端与推杆驱动组件相连接。

基于本案的技术原理，压杆为其他已知形状视为等同，在权利保护范围之内。

实施例3

如图8所示，推杆具有三个铰接点，推杆可以呈杆状或三角形。当推杆呈杆状时，推杆的三个铰接点位于同一直线上；当推杆呈三角形时，推杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。本实施例中，推杆优选呈杆状，三个铰接点位于同一直线。

压杆和支撑杆也均优选呈杆状，推杆的三个铰接点分别与压杆底端、支撑杆顶端和推杆驱动组件相铰接；压杆顶端与背离上横梁一端的压臂相铰接；支撑杆底端与机架相铰接；

基于本案的技术原理，推杆为其他已知形状视为等同，在权利保护范围之内。

本申请中，推杆能在推杆驱动组件的驱动下，推动压臂摆动，进而实现上横梁的高度升降。推杆驱动组件优选包括伺服电机73、小齿轮72和曲轴71；伺服电机用于驱动小齿轮的旋转；曲轴安装在机架上，曲轴外周具有与小齿轮相啮合的外齿711，且曲轴与推杆底端相铰接。另外，上述曲轴也可以采用曲柄或偏心齿轮等进行替代。

作为替换，推杆驱动组件也可以为安装在机架上的直线伺服电机等。进一步，通过大小齿轮减速，同步带，电动机，减速机等直连或联轴器连接等常见已知的驱动连接方式都在本案的保护范围之内，视为等同。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：包括连杆、压臂、铰接支座、压杆、支撑杆、推杆和推杆驱动组件；

压臂的数量为两块，对称布设在金属折弯设备的机架两侧上部；

每块压臂朝向上横梁的一端均与连杆顶端相铰接，连杆底端均与上横梁相铰接；

每块压臂的中部均铰接在铰接支座上，铰接支座设置在机架上；

压杆、支撑杆和推杆中的一个具有三个铰接点；

当压杆具有三个铰接点时，压杆的三个铰接点分别与背离上横梁一端的压臂、推杆顶端和支撑杆顶端相铰接；支撑杆底端与机架相铰接；推杆另一端与推杆驱动组件相连接；

当支撑杆具有三个铰接点时，支撑杆的三个铰接点分别与压杆底端、推杆顶端和机架相铰接；压杆顶端与背离上横梁一端的压臂相铰接；推杆另一端与推杆驱动组件相连接；

当推杆具有三个铰接点时，推杆的三个铰接点分别与压杆底端、支撑杆顶端和推杆驱动组件相铰接；压杆顶端与背离上横梁一端的压臂相铰接；支撑杆底端与机架相铰接；

推杆能在推杆驱动组件的驱动下，推动压臂摆动，进而实现上横梁的高度升降；推杆驱动组件包括伺服电机。

2.根据权利要求1所述的金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：铰接支座底部可拆卸或焊接在机架上。

3.根据权利要求1所述的金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：铰接支座和机架一体设置。

4.根据权利要求1所述的金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：当支撑杆具有三个铰接点时，支撑杆呈杆状或三角形；当支撑杆呈杆状时，支撑杆的三个铰接点位于同一直线上；当支撑杆呈三角形时，支撑杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。

5.根据权利要求1所述的金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：当压杆具有三个铰接点时，压杆呈杆状或三角形；当压杆呈杆状时，压杆的三个铰接点位于同一直线上；当压杆呈三角形时，压杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。

6.根据权利要求1所述的金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：当推杆具有三个铰接点时，推杆呈杆状或三角形；当推杆呈杆状时，推杆的三个铰接点位于同一直线上；当推杆呈三角形时，推杆的三个铰接点分别位于三角形的三个角点处。

7.根据权利要求1所述的金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：推杆驱动组件还包括小齿轮和曲轴；伺服电机用于驱动小齿轮的旋转；曲轴安装在机架上，曲轴外周具有与小齿轮相啮合的外齿，且曲轴的曲拐处与推杆底端相铰接。

8.根据权利要求1所述的金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：每个压臂均呈三角形。

9.根据权利要求1所述的金属折弯设备中上横梁的升降驱动装置，其特征在于：每根连杆的长度均能够调节。

Images