一种高柔性数控折边加工机的制作方法

[0001]
本发明涉及金属板材加工领域，特别是一种高柔性数控折边加工机。


背景技术：

[0002]
在工业生产领域，金属板材所占比例很高，以汽车行业为例，金属板材成型加工比重占60%左右，白色家电行业，金属板材加工比重约占80%左右，电器柜、快递柜、橱柜、文件柜、等行业钣金加工约占比重95%以上。通讯、五金、家装等领域，钣金制造所占比重也很高。
[0003]
近年来，数控金属板材加工设备正向着自动化、智能化、高速高精、重载的方向发展。而在金属板材成型加工行业，板材的折弯加工是工艺难度最大，实现自动化难度最大的一道工序。其整体技术水平决定了整个金属板材加工领域的技术水平。
[0004]
申请号为cn201610497320.1的中国发明专利申请，其发明创造的名称为“一种金属板料折边机折边机构”，其包括机架，所述机架的前侧下端设有支撑台，所述支撑台上方设有压紧梁，所述机架前侧内设有折边梁，所述折边梁下端左右两侧分别设有驱动折边梁上下摆动的竖直驱动机构，所述折边梁后端设有驱动折边梁前后摆动的水平驱动机构。竖直驱动机构带动折边梁上下摆动，实现垂直方向运动，水平驱动机构带动折边梁前后摆动，实现水平方向运动，两者联动可实现复杂的折边轨迹，满足不同客户的需求。
[0005]
然而，上述专利申请，在使用中，却存在着如下缺陷，有待进一步进行改进：1、上述水平驱动机构在水平方向运动的同时，具有附加的摆动；竖直驱动机构在驱动垂直方向运动的同时，还具有附加的摆动，故而不能实现绝对意义上的x、y向两个自由度的单一的运动平动，更不能实现转动自由度，因而不能适应很多复杂工件的折弯。
[0006]
2、由于折弯角度较大的时候，模具折边模具容易与压边模具发生干涉，因此为实现较大角度的折弯，通常需要将模具干涉位置的材料去除，这会严重影响模具的刚度和强度。因此，类似于对比文件的两自由度机构通常折弯角度不大。另外，还需要通过去除模具材料，进行避让。
[0007]
3、上述对比文件中只有2自由度机构，折弯过程中，板材与折边模具的刀尖之间不可避免的发生滑动，因此折弯工件表面的压痕不可避免。
[0008]
4、上述对比文件中的2个自由度，灵活性差，折弯过程中容易与工件发生干涉。


技术实现要素：

[0009]
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种高柔性数控折边加工机，该高柔性数控折边加工机利用折边梁驱动组件驱动折边梁，从而使折边梁实现水平向平移、竖直向平移以及转动三个自由度，进而适用于复杂工件的折弯。
[0010]
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高柔性数控折边加工机，包括机架、滑块、折边梁和折边梁驱动组件。
[0011]
机架具有下模座，下模座顶部安装下压模。滑块安装在下模座正上方的机架上，滑块底部安装有上压模。上压模的高度能够调节，从而能将金属板材压紧在下压模上。
[0012]
折边梁呈c型，折边梁的c型开口处分别设置有折边上模和折边下模。
[0013]
折边梁驱动组件包括第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件。
[0014]
第一驱动组件包括若干个同步驱动的第一曲柄连杆驱动机构。每个第一曲柄连杆驱动机构均包括相互铰接的曲柄一和连杆一。曲柄一的外侧端均铰接在机架上，且能同步转动。连杆一的外侧端均铰接在折边梁上。
[0015]
第二驱动组件包括若干个同步驱动的第二曲柄连杆驱动机构。每个第二曲柄连杆驱动机构包括均相互铰接的曲柄二和连杆二。曲柄二的外侧端均铰接在机架上，且能同步转动。连杆二的外侧端均铰接在折边梁上。
[0016]
第三驱动组件包括若干个同步驱动的第三曲柄连杆驱动机构。每个第三曲柄连杆驱动机构均包括相互铰接的曲柄三和连杆三。曲柄三的外侧端均铰接在机架上，且能同步转动。连杆三的外侧端均铰接在折边梁上。
[0017]
第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件相互协调，共同动作驱动，从而实现对折边梁的水平向平移、竖直向平移以及转动的驱动。
[0018]
滑块竖向滑动式安装在下模座正上方的机架上。
[0019]
滑块翻转式安装在下模座正上方的机架上。
[0020]
第一驱动组件包括一个第一曲柄连杆驱动机构。第二驱动组件包括一个第二曲柄连杆驱动机构。第三驱动组件包括一个第三曲柄连杆驱动机构。
[0021]
第一驱动组件包括至少两个同步驱动的第一曲柄连杆驱动机构。所有第一曲柄连杆驱动机构平行并列设置。
[0022]
第二驱动组件包括至少两个同步驱动的第二曲柄连杆驱动机构。所有第二曲柄连杆驱动机构平行并列设置。
[0023]
第三驱动组件包括至少两个同步驱动的第三曲柄连杆驱动机构。所有第三曲柄连杆驱动机构平行并列设置。
[0024]
第一驱动组件还包括安装在机架上的驱动电机一，所有曲柄一均套装在驱动电机一的驱动轴一外周。第二驱动组件还包括安装在机架上的驱动电机二，所有曲柄二均套装在驱动电机二的驱动轴二外周。第三驱动组件还包括安装在机架上的驱动电机三，所有曲柄三均套装在驱动电机三的驱动轴三外周。
[0025]
连杆一的外侧端均铰接在折边梁的下底面上，连杆二的外侧端均铰接在折边梁的上顶面上，连杆三的外侧端均铰接在折边梁的侧壁面上。
[0026]
本发明具有如下有益效果：1、本发明利用折边梁驱动组件驱动折边梁，从而使折边梁实现水平向平移、竖直向平移以及转动三个自由度，进而适用于复杂工件的折弯。
[0027]
2、本发明由于具有三个自由度，可以通过折边梁的转动实现模具的避让，因此无需去除模具材料，保证模具刚度、强度的同时，还能实现150
°
以上的较大的折弯角度。
[0028]
3、本发明由于平面内能实现三个自由度的柔性控制，灵活性高，大部分情况下可以有效避免折弯过程中折边梁与工件的干涉碰撞。
[0029]
4、本发明由于具有折边梁转动的自由度，因此在折弯过程中，模具刀尖可以相对板材保持静止，不发生滑动，这样可以有效避免压痕。这在家装，电梯等很多对加工表面质量要求很高的行业尤为重要。
附图说明
[0030]
图1显示了本发明一种高柔性数控折边加工机的结构示意图。
[0031]
图2显示了本发明一种高柔性数控折边加工机的传动原理图。
[0032]
图3显示了本发明一种高柔性数控折边加工机的折边动作过程图。
[0033]
图4显示了本发明中滑块的第一种安装实例。
[0034]
图5显示了本发明中滑块的第二种安装实例。
[0035]
其中有：10.机架；11.下模座；12.下压模；20.滑块；21.上压模；30.折边梁；31.折边上模；32.折边下模；40.折边梁驱动组件；41.曲柄一；42.连杆一；43.驱动轴一；51.曲柄二；52.连杆二；53.驱动轴二；61.曲柄三；62.连杆三；63.驱动轴三；70.金属板材。
具体实施方式
[0036]
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0037]
本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
[0038]
如图1、图4和图5所示，一种高柔性数控折边加工机，包括机架10、滑块20、折边梁30和折边梁驱动组件40。
[0039]
机架具有下模座11，下模座顶部安装下压模12。
[0040]
滑块安装在下模座正上方的机架上，滑块底部安装有上压模21。上压模的高度能够调节，从而能将金属板材压紧在下压模上。
[0041]
上压模优选具有如下两种高度调节方式：第一种实施例如图4所示，滑块竖向滑动式安装在下模座正上方的机架上，上压模随滑块竖直上下滑移，实现高度调节。
[0042]
第二种实施例如图5所示，滑块翻转式安装在下模座正上方的机架上，上压模随滑块翻转，从而实现高度调节。
[0043]
上述折边梁呈c型，具有上顶面、下底面和背离c型开口的侧壁面。折边梁的c型开口处分别设置有折边上模31和折边下模32。
[0044]
折边梁驱动组件包括第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件。
[0045]
第一驱动组件包括若干个同步驱动的第一曲柄连杆驱动机构，本实施例中，第一
曲柄连杆驱动机构优选为两个，并列设置。作为替换，第一曲柄连杆驱动机构的数量也可以为一个、三个或多个。
[0046]
每个第一曲柄连杆驱动机构均包括曲柄一41、连杆一42、驱动电机一和驱动轴一43。
[0047]
曲柄一的外侧端均铰接在机架上，且能同步转动。具有优选设置方式为：驱动电机一安装在机架上，驱动电机一具有驱动轴一，所有曲柄一均套装在驱动电机一的驱动轴一外周，并均在驱动电机一的驱动下同步转动。
[0048]
上述曲柄一的内侧端与对应连杆一的内侧端相铰接，连杆一的外侧端均铰接在折边梁的下底面上。
[0049]
每个第二曲柄连杆驱动机构均包括曲柄二51、连杆二52、驱动电机二和驱动轴二53。
[0050]
曲柄二的外侧端均铰接在机架上，且能同步转动。具有优选设置方式为：驱动电机二安装在机架上，驱动电机二具有驱动轴二，所有曲柄二均套装在驱动电机二的驱动轴二外周，并均在驱动电机二的驱动下同步转动。
[0051]
上述曲柄二的内侧端与对应连杆二的内侧端相铰接，连杆二的外侧端均铰接在折边梁的上顶面上。
[0052]
每个第三曲柄连杆驱动机构均包括曲柄三61、连杆三62、驱动电机三和驱动轴三63。
[0053]
曲柄三的外侧端均铰接在机架上，且能同步转动。具有优选设置方式为：驱动电机三安装在机架上，驱动电机三具有驱动轴三，所有曲柄三均套装在驱动电机三的驱动轴三外周，并均在驱动电机三的驱动下同步转动。
[0054]
上述曲柄三的内侧端与对应连杆三的内侧端相铰接，连杆三的外侧端均铰接在折边梁上，优选铰接在折边梁的侧壁面上。
[0055]
如图2和图3所示，第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件相互协调，共同动作，实现驱动，从而实现折边梁的水平向平移、竖直向平移以及转动。因此，折边模具有更好的灵活性。能够实现更复杂的工件的折弯加工。图3中的箭头显示了三个驱动组件的转动方向示意。
[0056]
另外，将本发明中的曲柄连杆机构简单替换为丝杠、肘杆、凸轮等常见机构，也在本案保护范围之内。
[0057]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

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