專利名稱：雙齒條變曲率彎曲裝置及應(yīng)用該裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種型材彎曲設(shè)備，具體涉及一種雙齒條變曲率彎曲裝置及應(yīng)用該裝置的方法。
背景技術(shù)：
變曲率彎曲的型材在航空航天領(lǐng)域、汽車工業(yè)、橋梁和建筑等行業(yè)有廣泛應(yīng)用。 常用的型材彎曲方法有拉彎、壓彎和推彎等，但是，現(xiàn)有的型材彎曲方法僅局限于加工為形狀簡單或固定曲率的零件，而對(duì)于變曲率分布的彎曲零件，利用現(xiàn)有方法很難一次成形。目前，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)一種采用更換模具進(jìn)行分步彎曲的方法，從而實(shí)現(xiàn)將型材加工成為變曲率彎曲的零件，但該種方法主要存在以下缺陷生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長以及成型質(zhì)量不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種雙齒條變曲率彎曲裝置及應(yīng)用該裝置的方法。，利用雙齒條聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)型材水平方向的變曲率變曲，具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)周期短和成型質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種雙齒條變曲率彎曲裝置，包括固定機(jī)架、彎曲機(jī)架、旋轉(zhuǎn)部件以及齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述固定機(jī)架包括基準(zhǔn)底板、第一滾珠絲杠副、第二滾珠絲杠副以及與所述基準(zhǔn)底板固定連接的滾珠絲杠支撐座；其中，所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副分別包括滾珠絲桿和與所述滾珠絲桿通過滾珠滾動(dòng)連接的螺母副；所述滾珠絲桿的一端與所述滾珠絲杠支撐座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述滾珠絲桿的另一端用于連接伺服電機(jī)；所述彎曲機(jī)架包括彎曲機(jī)架底板、彎曲輥軸、彎曲輥和軸承座；所述軸承座固定安裝于所述彎曲機(jī)架底板的表面，所述彎曲輥軸的一端與所述軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述彎曲輥軸的另一端用于連接變頻電機(jī)，所述彎曲輥固定套設(shè)在所述彎曲輥軸的周向；所述旋轉(zhuǎn)部件包括旋轉(zhuǎn)軸；所述齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)齒輪、第一齒條和第二齒條；所述第一齒條和所述第二齒條對(duì)稱設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)齒輪的兩側(cè)，并且，所述第一齒條和所述第二齒條分別與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合；所述驅(qū)動(dòng)齒輪與所述彎曲機(jī)架底板固定連接；所述旋轉(zhuǎn)軸的上端與所述驅(qū)動(dòng)齒輪通過鍵連接，所述第一滾珠絲杠副與所述第一齒條固定連接，所述第二滾珠絲杠副與所述第二齒條固定連接，并且，所述第一齒條和所述第二齒條的安裝平面與所述滾珠絲桿的軸線方向平行。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)部件與所述固定機(jī)架滑動(dòng)連接。優(yōu)選的，所述雙齒條變曲率彎曲裝置還包括下導(dǎo)軌副；所述旋轉(zhuǎn)部件還包括 與所述旋轉(zhuǎn)軸套設(shè)固定連接的旋轉(zhuǎn)軸套；所述下導(dǎo)軌副包括下導(dǎo)軌和下滑塊；所述下導(dǎo)軌和所述下滑塊滑動(dòng)連接；所述下導(dǎo)軌固定安裝在所述基準(zhǔn)底板表面，所述下滑塊與所述旋轉(zhuǎn)軸套的下表面固定連接。優(yōu)選的，還包括上導(dǎo)軌副；所述上導(dǎo)軌副包括上導(dǎo)軌和上滑塊；所述上導(dǎo)軌和所述上滑塊滑動(dòng)連接；所述上導(dǎo)軌固定安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸套的上表面，所述上滑塊分別與所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副固定連接。優(yōu)選的，還包括側(cè)導(dǎo)軌副；所述側(cè)導(dǎo)軌副包括側(cè)導(dǎo)軌和側(cè)滑塊；所述側(cè)導(dǎo)軌與側(cè)導(dǎo)軌支撐板固定連接，所述側(cè)導(dǎo)軌支撐板固定安裝在所述基準(zhǔn)底板表面，所述側(cè)滑塊分別與所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副固定連接。優(yōu)選的，所述彎曲輥軸包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一彎曲輥軸和第二彎曲輥軸；所述彎曲輥包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一彎曲輥和第二彎曲輥；所述軸承座包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一軸承座和第二軸承座；所述第一彎曲輥套設(shè)固定在所述第一彎曲輥軸的周向，所述第二彎曲輥套設(shè)固定在所述第二彎曲輥軸的周向；所述第一彎曲輥軸的一端與所述第一軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一彎曲輥軸的另一端固定安裝有第一彎曲輥滑塊，在所述彎曲機(jī)架底板上固定安裝有第一彎曲輥導(dǎo)向軌，所述第一彎曲輥滑塊與所述第一彎曲輥導(dǎo)向軌滑動(dòng)連接；所述第二彎曲輥軸的一端與所述第二軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二彎曲輥軸的另一端固定安裝有第二彎曲輥滑塊，在所述彎曲機(jī)架底板上固定安裝有第二彎曲輥導(dǎo)向軌，所述第二彎曲輥滑塊與所述第二彎曲輥導(dǎo)向軌滑動(dòng)連接；還包括軸承座支撐板；所述軸承座支撐板設(shè)置有直線導(dǎo)向槽，所述軸承座支撐板通過所述直線導(dǎo)向槽分別與所述第一軸承座和所述第二軸承座固定連接；還包括第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別與所述第一彎曲輥滑塊和所述第二彎曲輥滑塊固定連接；所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別與所述第一軸承座、所述第二軸承座固定連接；所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還與所述軸承座支撐板螺紋連接。優(yōu)選的，所述第一彎曲輥軸的軸線、所述第二彎曲輥軸的軸線與所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線均平行；并且，所述第一彎曲輥軸和所述第二彎曲輥軸相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱設(shè)置。優(yōu)選的，所述軸承座支撐板的直線導(dǎo)向槽表面設(shè)置有刻度線。優(yōu)選的，還包括光柵尺組件；所述光柵尺組件包括光柵尺和光柵尺活動(dòng)端連接板；所述光柵尺的活動(dòng)端通過所述光柵尺活動(dòng)端連接板與所述第一滾珠絲桿副和第二滾珠絲桿副固定連接；所述光柵尺的固定端固定安裝在所述固定機(jī)架的表面。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述雙齒條變曲率彎曲裝置的雙齒條變曲率彎曲方法，包括以下步驟在所述伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下，當(dāng)所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副等速同向旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)所述第一齒條和所述第二齒條同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)；在所述第一齒條和所述第二齒條的帶動(dòng)下，推動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪沿滾珠絲杠副的軸線方向前進(jìn)或后退，從而帶動(dòng)所述彎曲機(jī)架與所述旋轉(zhuǎn)部件同步前進(jìn)或后退；在所述伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下，當(dāng)所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副等速反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)所述第一齒條和所述第二齒條同時(shí)反向運(yùn)動(dòng)；在所述第一齒條和所述第二齒條的帶動(dòng)下，推動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述彎曲機(jī)架與 所述旋轉(zhuǎn)部件隨著所述驅(qū)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；
在所述伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下，當(dāng)所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副不等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，推動(dòng)所述第一齒條和所述第二齒條差動(dòng)，從而推動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪沿滾珠絲桿副軸線方向發(fā)生移動(dòng)的同時(shí)繞所述旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)齒輪的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述彎曲機(jī)架移動(dòng)的同時(shí)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明提供的雙齒條變曲率彎曲裝置及應(yīng)用該裝置的方法，通過各個(gè)部件的相互配合協(xié)作可以實(shí)現(xiàn)彎曲輥前后方向的直線運(yùn)動(dòng)和繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)第一彎曲輥和第二彎曲輥也在同步旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明能夠根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，通過雙齒條聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，在水平方向上實(shí)現(xiàn)型材的連續(xù)的變曲率彎曲，更好的滿足生產(chǎn)要求和提高生產(chǎn)效率。



圖I是本發(fā)明提供的雙齒條變曲率彎曲裝置的主視圖；圖2是本發(fā)明提供的雙齒條變曲率彎曲裝置的右視圖；圖3是本發(fā)明提供的雙齒條變曲率彎曲裝置中旋轉(zhuǎn)部件的主視圖；圖4是本發(fā)明提供的雙齒條變曲率彎曲裝置中彎曲機(jī)架的俯視圖；圖5是本發(fā)明提供的雙齒條變曲率彎曲裝置中雙齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪齒條嚙合圖；圖6是本發(fā)明提供的型材變曲率彎曲成型原理示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種雙齒條變曲率彎曲裝置，包括固定機(jī)架、彎曲機(jī)架、旋轉(zhuǎn)部件以及齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)部件與所述固定機(jī)架滑動(dòng)連接。具體滑動(dòng)連接機(jī)構(gòu)可以為下導(dǎo)軌副23 ;下導(dǎo)軌副23包括下導(dǎo)軌和下滑塊；所述下導(dǎo)軌和所述下滑塊滑動(dòng)連接；所述下導(dǎo)軌固定安裝在基準(zhǔn)底板I表面，所述下滑塊與旋轉(zhuǎn)軸套19的下表面固定連接。通過下導(dǎo)軌副，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)部件沿下導(dǎo)軌在固定機(jī)架上前后移動(dòng)。其中，固定機(jī)架包括基準(zhǔn)底板I、第一滾珠絲杠副2、第二滾珠絲杠副3以及與基準(zhǔn)底板I固定連接的滾珠絲杠支撐座4 ;其中，第一滾珠絲杠副2和第二滾珠絲杠副3分別包括滾珠絲桿和與所述滾珠絲桿通過滾珠滾動(dòng)連接的螺母副；所述滾珠絲桿的一端與滾珠絲杠支撐座4轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述滾珠絲桿的另一端用于連接伺服電機(jī)；所述彎曲機(jī)架包括彎曲機(jī)架底板5、彎曲輥軸、彎曲輥和軸承座6 ;軸承座6固定安裝于彎曲機(jī)架底板5的表面，所述彎曲輥軸的一端與軸承座6轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述彎曲輥軸的另一端用于連接變頻電機(jī)，所述彎曲輥固定套設(shè)在所述彎曲輥軸的周向；其中，本發(fā)明中，可以左右對(duì)稱安裝兩個(gè)彎曲輥軸，如圖4所示，所述彎曲輥軸包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一彎曲輥軸7和第二彎曲輥軸8 ;所述彎曲輥包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一彎曲輥9和第二彎曲輥10 ;所述軸承座包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一軸承座和第二軸承座；第一彎曲輥9套設(shè)固定在第一彎曲輥軸7的周向，第二彎曲輥10套設(shè)固定在第二彎曲輥軸8的周向；第一彎曲輥軸7的一端與所述第一軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第一彎曲輥軸7的另一端固定安裝有第一彎曲輥滑塊11，在彎曲機(jī)架底板5上固定安裝有第一彎曲輥導(dǎo)向軌12，第一彎曲輥滑塊11與第一彎曲輥導(dǎo)向軌12滑動(dòng)連接；第二彎曲輥軸8的一端與所述第二軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二彎曲輥軸8的另一端固定安裝有第二彎曲輥滑塊13，在彎曲機(jī)架底板5上固定安裝有第二彎曲輥導(dǎo)向軌14，第二彎曲輥滑塊13與第二彎曲輥導(dǎo)向軌14滑動(dòng)連接；還包括軸承座支撐板15 ；軸承座支撐板15設(shè)置有直線導(dǎo)向槽，軸承座支撐板15通過所述直線導(dǎo)向槽分別與所述第一軸承座和所述第二軸承座固定連接。由于第一彎曲輥軸和第二彎曲輥軸分別連接有變頻電機(jī)，變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一彎曲輥軸和第二彎曲輥軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)型材彎曲過程中的主運(yùn)動(dòng)，即成型彎曲輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，軸承座支撐板的直線導(dǎo)向槽表面可以設(shè)置有刻度線，從而更有利于對(duì)第一彎曲輥軸和第二彎曲輥軸之間距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高調(diào)節(jié)精度。還包括第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)16和第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)17 ;第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)16分別與第一彎曲輥滑塊11和第二彎曲輥滑塊13固定連接；第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)17分別與所述第一軸承座、所述第二軸承座固定連接；第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還與軸承座支撐板15螺紋連接。另外，第一彎曲輥軸7的軸線、第二彎曲輥軸8的軸線與旋轉(zhuǎn)軸18的軸線均平行；并且，第一彎曲輥軸7和第二彎曲輥軸8相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸18對(duì)稱設(shè)置。通過第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以調(diào)整第一彎曲輥和第二彎曲輥之間的距離。 所述旋轉(zhuǎn)部件包括旋轉(zhuǎn)軸18和與旋轉(zhuǎn)軸18套設(shè)固定連接的旋轉(zhuǎn)軸套19 ；所述齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)齒輪20、第一齒條21和第二齒條22 ;第一齒條21和第二齒條22對(duì)稱設(shè)置在驅(qū)動(dòng)齒輪20的兩側(cè)，并且，第一齒條21和第二齒條22分別與驅(qū)動(dòng)齒輪20嚙合；旋轉(zhuǎn)軸18的上端與驅(qū)動(dòng)齒輪20通過鍵連接，第一滾珠絲杠副2與第一齒條21固定連接，第二滾珠絲杠副3與第二齒條22固定連接，并且，第一齒條21和第二齒條22的安裝平面與所述滾珠絲桿的軸線方向平行。驅(qū)動(dòng)齒輪20與彎曲機(jī)架底板5固定連接。由于本發(fā)明中，驅(qū)動(dòng)齒輪20與彎曲機(jī)架底板5固定連接，并且與旋轉(zhuǎn)軸18鍵連接，并且，第一齒條21和第二齒條22的安裝平面與所述滾珠絲桿的軸線方向平行。所以，彎曲機(jī)架可以隨著驅(qū)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，而驅(qū)動(dòng)齒輪可以在以下兩種情況下發(fā)生旋轉(zhuǎn)(一)由于旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)齒輪鍵連接，所以當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)。(二)當(dāng)?shù)谝粷L珠絲桿和第二滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，將絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為第一齒條和第二齒條的直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)?shù)谝积X條和第二齒條做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)齒輪分別與第一齒條和第二齒條嚙合，因此，也同樣會(huì)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)。前已述及，通過下導(dǎo)軌副，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)部件沿下導(dǎo)軌在固定機(jī)架上前后移動(dòng)，又由于驅(qū)動(dòng)齒輪20與彎曲機(jī)架底板5固定連接，并且與旋轉(zhuǎn)軸18鍵連接，所以，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了彎曲機(jī)架沿下導(dǎo)軌在固定機(jī)架上前后移動(dòng)的效果。更進(jìn)一步的，第一滾珠絲杠副2經(jīng)減速器與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)第一滾珠絲杠副2旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與第一滾珠絲杠副2固定連接的第一齒條移動(dòng)；同樣的，第二滾珠絲杠副3經(jīng)減速器與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)第二滾珠絲杠副3旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)與第二滾珠絲杠副3固定連接的第二齒條移動(dòng)；當(dāng)?shù)谝积X條和第二齒條移動(dòng)時(shí)，第一齒條和第二齒條的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)，從而帶動(dòng)與驅(qū)動(dòng)齒輪固定連接的彎曲機(jī)架和旋轉(zhuǎn)部件前后移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)；具體包括以下三種形式當(dāng)?shù)谝粷L珠絲杠副2和第二滾珠絲杠副3在伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下等速同向旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)第一齒條和第二齒條同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)；在第一齒條和第二齒條的帶動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)齒輪沿滾珠絲杠副的軸線方向前進(jìn)或后退。因此，驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)彎曲機(jī)架與旋轉(zhuǎn)部件同步前進(jìn)或后退，從而實(shí)現(xiàn)變曲率彎曲成型的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝粷L珠絲杠副2和第二滾珠絲杠副3在伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下等速反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)第一齒條和第二齒條同時(shí)反向運(yùn)動(dòng)；在第一齒條和第二齒條的帶動(dòng)下，推動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)彎曲機(jī)架與旋轉(zhuǎn)部件隨著驅(qū)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)變曲率彎曲成型的輔助擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝粷L珠絲杠副2和第二滾珠絲杠副3在伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下不等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，推動(dòng)第一齒條和第二齒條差動(dòng)，推動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪沿滾珠絲桿副軸線方向發(fā)生移動(dòng)的同時(shí)繞旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)彎曲機(jī)架旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)變曲率彎曲成型的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相互配合。通過調(diào)整雙齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作方式，能實(shí)現(xiàn)變曲率彎曲成型的橫向進(jìn)給、輔助擺動(dòng)以及橫向進(jìn)給與輔助擺動(dòng)的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)變曲率彎曲成型的水平方向的調(diào)整。另外，還包括上導(dǎo)軌副24 ;上導(dǎo)軌副24包括上導(dǎo)軌和上滑塊；所述上導(dǎo)軌和所述上滑塊滑動(dòng)連接；所述上導(dǎo)軌固定安裝在旋轉(zhuǎn)軸套19的上表面，所述上滑塊分別與第一滾珠絲杠副2和第二滾珠絲杠副3固定連接。還包括側(cè)導(dǎo)軌副25 ;側(cè)導(dǎo)軌副25包括側(cè)導(dǎo)軌和側(cè)滑塊；所述側(cè)導(dǎo)軌與側(cè)導(dǎo)軌支撐板26固定連接，側(cè)導(dǎo)軌支撐板26固定安裝在基準(zhǔn)底板I表面，所述側(cè)滑塊分別與第一滾珠絲杠副2和第二滾珠絲杠副3固定連接。還包括光柵尺組件；所述光柵尺組件包括光柵尺27和光柵尺活動(dòng)端連接板28 ;光柵尺27的活動(dòng)端通過光柵尺活動(dòng)端連接板28分別與第一滾珠絲杠副2和第二滾珠絲杠副3固定連接；光柵尺27的固定端固定安裝在所述固定機(jī)架的表面。由于光柵尺27的活動(dòng)端通過光柵尺活動(dòng)端連接板28分別與第一滾珠絲杠副2和第二滾珠絲杠副3固定連接，因此，光柵尺隨著滾珠絲杠副的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，從而可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)雙齒條變曲率彎曲裝置的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并反饋給計(jì)算機(jī)與初始目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行比較分析，從而能夠及時(shí)對(duì)出現(xiàn)的偏差作出調(diào)整和補(bǔ)償。圖6為型材變曲率彎曲成型過程示意圖，本發(fā)明采用3道次，即3組變曲率彎曲輥組成的變曲率彎曲機(jī)彎曲型材。相鄰兩道次的變曲率彎曲機(jī)的間距為500mm。型材彎曲前，待彎曲的型材端頭為基準(zhǔn)，根據(jù)型材曲率變化要求，計(jì)算出型材各個(gè)位置所需的彎曲輥的位移量和旋轉(zhuǎn)角度，并根據(jù)型材的材料特性，確定型材移動(dòng)速度,從而計(jì)算出彎曲時(shí)間(位置)與彎曲輥的位移量和旋轉(zhuǎn)角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，編寫控制程序，控制伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而控制整個(gè)工作過程。 具體過程為型材進(jìn)入彎曲輥，安裝在彎曲輥軸上的變頻電機(jī)帶動(dòng)彎曲輥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)安裝在彎曲輥軸上的彎曲輥轉(zhuǎn)動(dòng)。彎曲輥通過摩擦帶動(dòng)型材前進(jìn)。綜上所述，本發(fā)明提供的雙齒條變曲率彎曲裝置，通過各個(gè)部件的相互配合協(xié)作可以實(shí)現(xiàn)彎曲輥前后方向的直線運(yùn)動(dòng)和繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)第一彎曲輥和第二彎曲輥也在同步旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明能夠根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，通過雙齒條聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，在水平方向上實(shí)現(xiàn)型材的連續(xù)的變曲率彎曲，更好的滿足生產(chǎn)要求和提高生產(chǎn)效率。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，包括固定機(jī)架、彎曲機(jī)架、旋轉(zhuǎn)部件以及齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 所述固定機(jī)架包括基準(zhǔn)底板、第一滾珠絲杠副、第二滾珠絲杠副以及與所述基準(zhǔn)底板固定連接的滾珠絲杠支撐座；其中，所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副分別包括滾珠絲桿和與所述滾珠絲桿通過滾珠滾動(dòng)連接的螺母副；所述滾珠絲桿的一端與所述滾珠絲杠支撐座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述滾珠絲桿的另一端用于連接伺服電機(jī)； 所述彎曲機(jī)架包括彎曲機(jī)架底板、彎曲輥軸、彎曲輥和軸承座；所述軸承座固定安裝于所述彎曲機(jī)架底板的表面，所述彎曲輥軸的一端與所述軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述彎曲輥軸的另一端用于連接變頻電機(jī)，所述彎曲輥固定套設(shè)在所述彎曲輥軸的周向； 所述旋轉(zhuǎn)部件包括旋轉(zhuǎn)軸； 所述齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)齒輪、第一齒條和第二齒條；所述第一齒條和所述第二齒條對(duì)稱設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)齒輪的兩側(cè)，并且，所述第一齒條和所述第二齒條分別與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合；所述驅(qū)動(dòng)齒輪與所述彎曲機(jī)架底板固定連接； 所述旋轉(zhuǎn)軸的上端與所述驅(qū)動(dòng)齒輪通過鍵連接，所述第一滾珠絲杠副與所述第一齒條固定連接，所述第二滾珠絲杠副與所述第二齒條固定連接，并且，所述第一齒條和所述第二齒條的安裝平面與所述滾珠絲桿的軸線方向平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部件與所述固定機(jī)架滑動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，所述雙齒條變曲率彎曲裝置還包括下導(dǎo)軌副；所述旋轉(zhuǎn)部件還包括與所述旋轉(zhuǎn)軸套設(shè)固定連接的旋轉(zhuǎn)軸套；所述下導(dǎo)軌副包括下導(dǎo)軌和下滑塊；所述下導(dǎo)軌和所述下滑塊滑動(dòng)連接；所述下導(dǎo)軌固定安裝在所述基準(zhǔn)底板表面，所述下滑塊與所述旋轉(zhuǎn)軸套的下表面固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，還包括上導(dǎo)軌副；所述上導(dǎo)軌副包括上導(dǎo)軌和上滑塊；所述上導(dǎo)軌和所述上滑塊滑動(dòng)連接；所述上導(dǎo)軌固定安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸套的上表面，所述上滑塊分別與所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，還包括側(cè)導(dǎo)軌副；所述側(cè)導(dǎo)軌副包括側(cè)導(dǎo)軌和側(cè)滑塊；所述側(cè)導(dǎo)軌與側(cè)導(dǎo)軌支撐板固定連接，所述側(cè)導(dǎo)軌支撐板固定安裝在所述基準(zhǔn)底板表面，所述側(cè)滑塊分別與所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，所述彎曲輥軸包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一彎曲輥軸和第二彎曲輥軸；所述彎曲輥包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一彎曲輥和第二彎曲輥；所述軸承座包括左右對(duì)稱設(shè)置的第一軸承座和第二軸承座；所述第一彎曲輥套設(shè)固定在所述第一彎曲輥軸的周向，所述第二彎曲輥套設(shè)固定在所述第二彎曲輥軸的周向；所述第一彎曲輥軸的一端與所述第一軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一彎曲輥軸的另一端固定安裝有第一彎曲輥滑塊，在所述彎曲機(jī)架底板上固定安裝有第一彎曲輥導(dǎo)向軌，所述第一彎曲輥滑塊與所述第一彎曲輥導(dǎo)向軌滑動(dòng)連接；所述第二彎曲輥軸的一端與所述第二軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二彎曲輥軸的另一端固定安裝有第二彎曲輥滑塊，在所述彎曲機(jī)架底板上固定安裝有第二彎曲輥導(dǎo)向軌，所述第二彎曲輥滑塊與所述第二彎曲輥導(dǎo)向軌滑動(dòng)連接；還包括軸承座支撐板；所述軸承座支撐板設(shè)置有直線導(dǎo)向槽，所述軸承座支撐板通過所述直線導(dǎo)向槽分別與所述第一軸承座和所述第二軸承座固定連接； 還包括第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別與所述第一彎曲輥滑塊和所述第二彎曲輥滑塊固定連接；所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分別與所述第一軸承座、所述第二軸承座固定連接；所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還與所述軸承座支撐板螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，所述第一彎曲輥軸的軸線、所述第二彎曲輥軸的軸線與所述旋轉(zhuǎn)軸的軸線均平行；并且，所述第一彎曲輥軸和所述第二彎曲輥軸相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，所述軸承座支撐板的直線導(dǎo)向槽表面設(shè)置有刻度線。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙齒條變曲率彎曲裝置，其特征在于，還包括光柵尺組件；所述光柵尺組件包括光柵尺和光柵尺活動(dòng)端連接板；所述光柵尺的活動(dòng)端通過所述光柵尺活動(dòng)端連接板與所述第一滾珠絲桿副和第二滾珠絲桿副固定連接；所述光柵尺的固定端固定安裝在所述固定機(jī)架的表面。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述雙齒條變曲率彎曲裝置的雙齒條變曲率彎曲方法，其特征在于，包括以下步驟 在所述伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下，當(dāng)所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副等速同向旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)所述第一齒條和所述第二齒條同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)；在所述第一齒條和所述第二齒條的帶動(dòng)下，推動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪沿滾珠絲杠副的軸線方向前進(jìn)或后退，從而帶動(dòng)所述彎曲機(jī)架與所述旋轉(zhuǎn)部件同步前進(jìn)或后退； 在所述伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下，當(dāng)所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副等速反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)所述第一齒條和所述第二齒條同時(shí)反向運(yùn)動(dòng)；在所述第一齒條和所述第二齒條的帶動(dòng)下，推動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述彎曲機(jī)架與所述旋轉(zhuǎn)部件隨著所述驅(qū)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)； 在所述伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩作用下，當(dāng)所述第一滾珠絲杠副和所述第二滾珠絲杠副不等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，推動(dòng)所述第一齒條和所述第二齒條差動(dòng)，從而推動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪沿滾珠絲桿副軸線方向發(fā)生移動(dòng)的同時(shí)繞所述旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)齒輪的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述彎曲機(jī)架移動(dòng)的同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供的雙齒條變曲率彎曲裝置及應(yīng)用該裝置的方法，通過各個(gè)部件的相互配合協(xié)作可以實(shí)現(xiàn)彎曲輥前后方向的直線運(yùn)動(dòng)和繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)第一彎曲輥和第二彎曲輥也在同步旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明能夠根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，通過雙齒條聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，在水平方向上實(shí)現(xiàn)型材的連續(xù)的變曲率彎曲，更好的滿足生產(chǎn)要求和提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B21C51/00GK102626730SQ201210107059
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者孫路平, 李強(qiáng), 王海波, 錢波, 閻昱 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)