專利名稱：基于伺服馬達的夾持型卷邊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用單一伺服馬達依次驅(qū)動預卷邊刀具和主卷邊刀具的夾持型卷邊裝置。
背景技術(shù)：
卷邊(Hemming)加工是一種為了結(jié)合汽車車門、背門、行李箱蓋及發(fā)動機罩(Hood)之類工件的內(nèi)板和外板而折曲外板的外表面，使外板的外表面被內(nèi)板的外表面包裹住的加工工序。一般來說，前述的卷邊加工工序把工件置于呈固定狀態(tài)的下模具上，通過上模具的升降運動并配合沿著下模具邊緣配置的卷邊刀具單元進行卷邊加工。前述卷邊裝置通常稱為沖壓式卷邊裝置。
前述沖壓式卷邊裝置為了驅(qū)使上模具進行升降運動而需要具備大型沖壓設(shè)備，因此需要較大的生產(chǎn)設(shè)備空間，適用于汽車的多種少量生產(chǎn)時經(jīng)濟效益非常低。
由于前述缺點，因此不需要大型沖壓設(shè)備的夾持型卷邊裝置就被投入了不適合沖壓式卷邊裝置的生產(chǎn)車間。夾持型卷邊裝置通常也稱為桌上(Table Top)型卷邊裝置，該卷邊裝置不需要上模具和驅(qū)使該上模具進行升降運動的沖壓設(shè)備，把各自具備了驅(qū)動源(液壓缸)的卷邊連桿單元固定在下模具上，啟動前述的各驅(qū)動源即可折曲外板的外表面外緣(Flange)。圖1是一般夾持型卷邊裝置的卷邊加工工序的動作概念圖。
但是，由于前述夾持型卷邊裝置使用液壓缸作為驅(qū)動機構(gòu)而衍生出了各種問題。
如圖2所示，為了維持卷邊加工所需要的適當壓力而常常在單一刀具(稱為tool或blade)上緊固兩個或三個卷邊連桿單元。當然每個卷邊連桿單元都需要各自的液壓缸。然而，當卷邊加工件的形狀不是扁平狀而呈傾斜面時(典型例為轎車的行李箱蓋)，由于從卷邊刀具的旋轉(zhuǎn)中心位置到工件加工位置(高度和距離)的距離不能維持一常數(shù)，即使卷邊刀具動作一致，卷邊刀具的旋轉(zhuǎn)速度也會在開始進行卷邊加工的瞬間隨著各加工位置而不同，這樣就無法進行精密的卷邊加工而在折曲部位出現(xiàn)皺紋或者折曲位置出現(xiàn)改變等許多問題。雖然每個液壓缸具備流量調(diào)節(jié)閥并根據(jù)加工件的卷邊位置(高度和距離)而控制各液壓缸的流量調(diào)節(jié)閥以使卷邊刀具的左右側(cè)動作速度維持一致，但即使這樣也不能完美地實現(xiàn)同步化，使卷邊刀具承受偏荷重而顯著地降低了耐久性。
此外，前述裝置為了供應液壓而需要具備液壓泵的安裝空間，為了供應液壓缸的工作油而配置液壓供應線，造成了操作人員的不方便，加上液壓泵的工作噪音、因液壓沖擊力而發(fā)生的噪音、工作油泄漏等所引起的工作環(huán)境污染…造成了很多困擾。
當然，如前述說明，US 5,457,981號(1995.10.17.公告)已經(jīng)公開了一種使用螺桿和伺服馬達代替液壓缸的卷邊連桿單元。然而，在目前為止公開的液壓驅(qū)動式卷邊裝置或伺服馬達驅(qū)動式卷邊裝置卻還有一個嚴重的問題，那就是驅(qū)動連桿單元的活塞桿(Rod)或螺桿(Screw)破損問題。如圖3所示，在行程尾端加壓時，液壓缸轉(zhuǎn)軸處的摩擦力會急速增加而使得液壓缸本體無法沿著活塞桿(或螺桿軸)的負荷方向自由旋轉(zhuǎn)，造成活塞桿(或螺桿軸)尾端因而承受垂直于軸方向的瞬間應力，而且前述活塞桿(螺桿軸)還要同時承受彎矩。
現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)文獻1.美國專利公報US 5,457,981(1995.10.17.公告)公開了一種使用單一主驅(qū)動機構(gòu)來同時驅(qū)動預卷邊刀具(pre-hemming tool)和主卷邊刀具(final hemming tool)的夾持型卷邊裝置，通過液壓缸的驅(qū)動而依次執(zhí)行預卷邊和主卷邊加工。根據(jù)其說明書的內(nèi)容表示，可以使用螺桿和伺服馬達代替液壓缸。
2.韓國實用新型公報第20-0344041號(2004.03.12.登記公告)為了解決現(xiàn)有卷邊裝置驅(qū)動上模具下降后針對已固定的下模具上的工件進行卷邊加工的缺點，前述實用新型加工采取了使下模具上升的方法。在主底板上受多個液壓缸的驅(qū)動而進行升降運動，前述液壓缸驅(qū)動上模具以支撐軸為中心旋轉(zhuǎn)一定行程并且在上、下模具之間進行預卷邊加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以伺服馬達和螺桿作為卷邊連桿機構(gòu)驅(qū)動源的夾持型卷邊裝置，解決了以液壓缸為驅(qū)動源的現(xiàn)有夾持型卷邊裝置的缺點。
本發(fā)明的目的是提供一種當伺服馬達為了驅(qū)動連桿單元而運轉(zhuǎn)時可以大幅降低施加到螺桿軸上的彎矩的夾持型卷邊裝置。
本發(fā)明卷邊裝置為了在伺服馬達4運轉(zhuǎn)時大幅降低施加到螺桿軸6上的彎矩并準確地引導直線運動而安裝了直線導軌(Linear Guide)8。


圖1a、1b、1c是現(xiàn)有一般夾持型卷邊裝置的概念圖。
圖2是一般夾持型卷邊裝置的立體概念圖。
圖3是現(xiàn)有液壓缸驅(qū)動式夾持型卷邊裝置的彎矩生成概念圖。
圖4a、4b是本發(fā)明卷邊裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
※圖型主要符號的說明1工件 2預卷邊刀具(tool)3主卷邊刀具4伺服馬達5齒輪箱6滾珠絲杠7螺母 8LM導軌9底板 10托架11驅(qū)動連桿(Drive Link) 12導塊13螺桿箱 100卷邊連桿單元具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
如圖4所示，本發(fā)明卷邊裝置包含下列單元控制伺服馬達4的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)量的電氣控制器；連接到前述伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸上，把電動機的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成輸送運動的滾珠絲杠6；以及和前述滾珠絲杠的螺母7采取轉(zhuǎn)軸(Hinge)P1結(jié)合，驅(qū)使卷邊連桿單元100動作的驅(qū)動連桿11。在固定了伺服馬達的底板9上安裝LM導軌8，在前述螺母7的一側(cè)面上安裝導塊12，使前述螺母7沿著前述LM導軌運動。
前述滾珠絲杠的兩端具有螺桿箱13，前述螺桿箱固定在底板9。底板和下模具的托架10采取轉(zhuǎn)軸P1結(jié)合，以便在伺服馬達運轉(zhuǎn)時可以繞著前述轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)。
為了避免螺母7移動時發(fā)生干涉現(xiàn)象，前述LM導軌8應位于結(jié)合了驅(qū)動連桿11的螺母7的另一側(cè)。
在伺服馬達4和滾珠絲杠6之間安裝齒輪箱5以增加伺服馬達的旋轉(zhuǎn)力，這樣就能得到卷邊加工時所需要的較大力量。
下面對具有前述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的動作過程進行簡單說明。
根據(jù)卷邊加工件的加工位置(高度和距離)而事先設(shè)定卷邊連桿單元(Unit)中各伺服馬達的動作開始時間和速度，然后輸入控制器。
控制器驅(qū)動伺服馬達旋轉(zhuǎn)后，電動機的旋轉(zhuǎn)力通過齒輪箱而生成較大的旋轉(zhuǎn)扭矩并把旋轉(zhuǎn)力傳達給滾珠絲杠，隨著滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)，螺母開始沿著滾珠絲杠和LM導軌往上進行直線運動。
驅(qū)動連桿根據(jù)螺母的直線移動距離而以轉(zhuǎn)軸為中心進行旋轉(zhuǎn)運動，主卷邊刀具和預卷邊刀具則根據(jù)卷邊連桿單元的驅(qū)動連桿的旋轉(zhuǎn)量而前進一定距離并進行預卷邊加工，預卷邊加工完畢后后退，而繼續(xù)往下旋轉(zhuǎn)的主卷邊刀具則對工件加壓而完成卷邊加工。
由于預卷邊刀具的動作軌跡及主卷邊刀具的動作軌跡和本發(fā)明的核心內(nèi)容沒有關(guān)系，因此省略了這部分的詳細說明。
當然，本發(fā)明的基于伺服馬達的卷邊裝置和現(xiàn)有的液壓用卷邊裝置一樣，可以修改預卷邊平行連桿的位置和形狀而得到多樣化的進入角度。
本發(fā)明雖然結(jié)合附圖對具有特定形狀和結(jié)構(gòu)的基于伺服馬達的卷邊裝置進行了詳細說明，但是在本發(fā)明的技術(shù)思想范疇內(nèi)，可以出現(xiàn)各種變形及修改，這在同一行業(yè)人士來說是非常明顯的，因此該變形及修改屬于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍是理所當然的。
如前述說明，本發(fā)明的基于伺服馬達的本發(fā)明卷邊裝置舍棄了液壓控制方式，通過電氣信號以電動機的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)量的方式控制卷邊連桿單元，可以完美實現(xiàn)卷邊刀具的同步化，不僅加強了設(shè)備的耐久性，還可以自由調(diào)節(jié)壓力而輕易地提升卷邊品質(zhì)。
另外，本發(fā)明不僅可以解決因使用液壓而引起的工作環(huán)境(污染和噪音)問題，而且由于只在動作時供應電源，與必須采取無負荷連續(xù)運轉(zhuǎn)模式的液壓式相比，可以大幅降低能量消耗。
權(quán)利要求
1.一種基于伺服馬達的夾持型卷邊裝置，把各自具有驅(qū)動機構(gòu)的卷邊連桿單元固定在下模具上，驅(qū)動各驅(qū)動機構(gòu)折曲外板的外表面外緣，其特征是前述驅(qū)動機構(gòu)包括下列單元伺服馬達(4)；控制伺服馬達(4)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)量的電氣控制器；連接到前述伺服馬達的旋轉(zhuǎn)軸上，把電動機的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成輸送運動的滾珠絲杠(6)；支持前述滾珠絲杠的兩尾端的螺桿箱(13)；可以固定前述螺桿箱(13)并和下模具的托架(10)采取轉(zhuǎn)軸(P1)結(jié)合的底板(9)；以及和前述滾珠絲杠的螺母(7)采取轉(zhuǎn)軸(P1)結(jié)合，驅(qū)使卷邊連桿單元(100)動作的驅(qū)動連桿(11)，在前述底板(9)上沿著滾珠絲杠(6)的方向安裝LM導軌(8)，在前述螺母(7)的一側(cè)面上固定導塊(12)，使前述螺母(7)沿著前述LM導軌(6)運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以伺服馬達和螺桿作為卷邊連桿機構(gòu)驅(qū)動源的夾持型卷邊裝置，本發(fā)明可以解決以液壓缸為驅(qū)動源的現(xiàn)有夾持型卷邊裝置的一些缺點。本發(fā)明的目的是提供一種當伺服馬達為了驅(qū)動連桿單元而運轉(zhuǎn)時可以大幅降低施加到螺桿軸上的彎矩的夾持型卷邊裝置。本發(fā)明卷邊裝置為了在伺服馬達運轉(zhuǎn)時大幅降低施加到螺桿軸上的彎矩并準確地引導直線運動而安裝了直線導軌。本發(fā)明卷邊裝置通過電氣信號以電動機的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)量的方式控制卷邊連桿單元，可以完美地實現(xiàn)卷邊刀具的同步化，不僅加強了設(shè)備的耐久性，還可以自由調(diào)節(jié)壓力而輕易地提升卷邊品質(zhì)。
文檔編號B21D39/02GK1833793SQ20061006504
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者金庚圣 申請人:株式會社未來Techno