CN103962423B - 一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机 - Google Patents

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Abstract

一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机，包括两个对称设置的动力部分，动力部分的输出采用行星滚柱丝杠机构并与折弯机的滑块连接，动力部分包括永磁电机部分、谐波减速部分和滚柱丝杠部分，当永磁电机上电后，其转子在磁场力作用下直接带动谐波发生器转动，从而使柔轮和刚轮之间产生错齿运动，实现减速增矩，柔轮输出的运动带动输出轴转动，输出轴前端有行星滚柱丝杠机构，从而带动滑块做下上运动，通过装在滑块上的模具对板料进行弯曲成形，本发明机电一体化设计，结构紧凑，设备可靠性高；谐波齿轮可实现较大的减速比，提供较大的成形力；通过计算机和伺服控制可***板料的回弹，实现对板材的精确弯曲成形。

Description

一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机
技术领域
本发明属于锻压冲剪设备类，具体涉及一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机。
背景技术
在对板材进行加工时，常需要对板材进行一定角度的折弯以满足实际应用场合的需求。目前主要的板料折弯设备分为机械型和液压型，机械折弯机通常是利用电机和一系列齿轮传动***来实现滑块的上下运动；液压折弯机则是利用液压缸和一系列复杂的油路控制元件来实现滑块的上下运动。折弯机在钢铁工业中起着重要的作用，尤其在大型钢铁企业中，往往需要折弯机连续并且高精度的运行，然而目前，由于传统机械折弯机传动***复杂，液压折弯机油路控制元件繁多，故障率高，限制了它的普及，仅仅经济实力雄厚的大型钢铁企业中才能见到折弯机。随着国民经济的快速发展，越来越多的小型企业需要生产一些折弯类制件，市场上迫切需求价格低廉，结构简单，工作可靠的数控折弯机。
在申请号为201110395280.7的中国专利中公开了一种小型折弯机，它通过安装在顶部的液压千斤顶使推动块在导轨中运动。这种折弯机结构简单，但是折弯精度差，自动化程度低，设备整体刚度差，可加工的板料局限性大，通用性差。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机，整个折弯机结构简单紧凑，精度高，设备通用性强。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机，包括两个对称设置的动力部分，动力部分的主体安装在顶腔上板17和顶腔下板37上，动力部分的输出通过行星滚柱丝杠机构实现，并且行星滚柱丝杠机构与折弯机的滑块30通过螺钉连接，滑块30和机身33连接，机身33连接在底座31上。
所述的动力部分包括永磁电机定子2，永磁电机定子2固定在电机外壳1的内圈凸台上；永磁电机转子3尾部通过后端轴承6支承在支撑轴8上，支撑轴8与电机后端盖5固定；永磁电机转子3和电机外壳1尾部分别装有用以提供反馈信号的旋转变压器定子4和旋转变压器转子10。
谐波发生器12固定在永磁电机转子3的前端，谐波发生器12内侧通过前端轴承18支承在输出轴23尾部，谐波发生器12为椭圆形状，柔性轴承14通过预变形安装在谐波发生器12外侧，柔性轴承14的内圈轴向通过上盖板13和下盖板40固定；柔性轴承14外侧与柔轮16内侧配合，由于谐波发生器12为刚性椭圆形状，因此会使得柔性轴承14和柔轮16也变为椭圆形状；刚轮15为带有内齿圈的刚性圆环，柔轮16和刚轮15通过齿形啮合，刚轮15通过卡扣与电机外壳1配合，电机后端盖5、电机外壳1和刚轮15通过均布的拉紧螺栓11压紧在顶腔上板17的凹台中，同时对刚轮15周向定位。
柔轮16安装在柔轮支座20上，柔轮支座20与输出轴23连接传递动力，柔轮支座20上部设有的套筒19用于支撑电机部分自重，输出轴23中部上安装有上圆锥滚子轴承22和下圆锥滚子轴承24，上圆锥滚子轴承22通过垫板21顶在运动反力平衡腔36上，下圆锥滚子轴承24外圈顶在平衡腔端盖25上，平衡腔端盖25连接在运动反力平衡腔36上，运动反力平衡腔36与焊接在顶腔下板37上的支承筒38连接。
所述的输出轴23前端做成螺杆，输出轴23螺杆部分与一圈行星滚柱27啮合，行星滚柱27两端支承在一对支撑环29上，行星滚柱27能够沿自身轴线周向转动，支撑环29分别支承在上支座35和下支座28上，整个丝杠螺母部分用丝杠上盖板34和丝杠下盖板32封装在丝杠外壳26中，丝杠外壳26与滑块30固定。
本发明的优点为：采用电力驱动，设备布置灵活；机电一体化设计，结构紧凑，设备可靠性高；谐波齿轮可实现较大的减速比，使本发明可以提供较大的成形力；通过计算机和伺服控制可***板料的回弹，实现对板材的精确弯曲成形。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明动力部分结构示意图。
图3是本发明及其附属电气模块连接示意框图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明作详细阐释。
参照图1和图2，一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机，包括两个对称设置的动力部分，动力部分的主体安装在顶腔上板17和顶腔下板37上，动力部分的输出通过行星滚柱丝杠机构实现，并且行星滚柱丝杠机构与折弯机的滑块30通过螺钉连接，滑块30和机身33连接，机身33连接在底座31上；
参照图2，所述的动力部分包括永磁电机定子2，永磁电机定子2通过厌氧胶或小螺钉固定在电机外壳1的内圈凸台上；永磁电机转子3尾部通过后端轴承6支承在支撑轴8上，支撑轴8通过双圆螺母7和平键9与电机后端盖5固定；永磁电机转子3和电机外壳1尾部分别装有用以提供反馈信号的旋转变压器定子4和旋转变压器转子10；
谐波发生器12通过螺钉和销钉固定在永磁电机转子3的前端，谐波发生器12内侧通过前端轴承18支承在输出轴23尾部，谐波发生器12为椭圆形状，柔性轴承14通过预变形安装在谐波发生器12外侧，柔性轴承14的内圈轴向通过上盖板13和下盖板40固定；柔性轴承14外侧与柔轮16内侧配合，由于谐波发生器12为刚性椭圆形状，因此会使得柔性轴承14和柔轮16也变为椭圆形状；刚轮15为带有内齿圈的刚性圆环，柔轮16和刚轮15通过齿形啮合，当谐波发生器12转动时，带动柔轮16发生可控的弹性变形，与刚轮15进行错齿运动，进行传动；刚轮15通过卡扣与电机外壳1配合，电机后端盖5、电机外壳1和刚轮15通过均布的六个拉紧螺栓11压紧在顶腔上板17的凹台中，同时通过销钉对刚轮15周向定位。
柔轮16通过螺栓和销钉安装在柔轮支座20上，柔轮支座20上开有键槽，通过平键39与输出轴23连接传递动力，柔轮支座20上部设有的套筒19用于支撑电机部分自重，输出轴23中部上安装有上圆锥滚子轴承22和下圆锥滚子轴承24，上圆锥滚子轴承22通过垫板21顶在运动反力平衡腔36上，下圆锥滚子轴承24外圈顶在平衡腔端盖25上，平衡腔端盖25通过螺栓连接在运动反力平衡腔36上，运动反力平衡腔36通过其上的法兰和螺栓与焊接在顶腔下板37上的支承筒38连接。
所述的输出轴23前端做成螺杆，输出轴23螺杆部分与一圈行星滚柱27啮合，行星滚柱27两端支承在一对支撑环29上，行星滚柱27能够沿自身轴线周向转动，支撑环29分别支承在上支座35和下支座28上，整个丝杠螺母部分用丝杠上盖板34和丝杠下盖板32封装在丝杠外壳26中，丝杠外壳26通过其上的法兰和螺栓与滑块30固定。
本发明的工作原理为：
参照图3，本发明的两个动力部分通过电缆与伺服驱动器连接，伺服驱动器与380V电源连接，伺服驱动器的控制端接控制器，控制器与工控机连接，两个动力部分的运动信号通过反馈到达控制器，以确保其工作的同步。
工控机通过控制器控制伺服驱动器，使动力部分上电。当动力部分上电后，永磁电机转子3在磁场力的作用下开始转动，同时带动与其连接的谐波发生器12转动，谐波发生器12通过柔性轴承14使柔轮16发生可控的弹性变形，这种可控的弹性变形进而使柔轮16和刚轮15之间产生错齿运动，从而柔轮16输出低转速大转矩；柔轮16的输出通过平键39带动输出轴23开始转动，输出轴23由于运动反力平衡腔36的固定，不能沿轴向方向移动，仅能沿自身轴线转动，因此其前端的螺纹将带动行星滚柱27和丝杠外壳26沿轴向移动，进而带动滑块30上下移动，对板料进行精确控制的折弯。

Claims (1)

1.一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机，包括两个对称设置的动力部分，其特征在于：动力部分的主体安装在顶腔上板（17）和顶腔下板（37）上，动力部分的输出通过行星滚柱丝杠机构实现，并且行星滚柱丝杠机构与折弯机的滑块（30）通过螺钉连接，滑块（30）和机身（33）连接，机身（33）连接在底座（31）上；
所述的动力部分包括永磁电机定子（2），永磁电机定子（2）固定在电机外壳（1）的内圈凸台上；永磁电机转子（3）尾部通过后端轴承（6）支承在支撑轴（8）上，支撑轴（8）通过双圆螺母（7）和平键（9）与电机后端盖（5）固定；永磁电机转子（3）和电机外壳（1）尾部分别装有用以提供反馈信号的旋转变压器定子（4）和旋转变压器转子（10）；
谐波发生器（12）固定在永磁电机转子（3）的前端，谐波发生器（12）内侧通过前端轴承（18）支承在输出轴（23）尾部，谐波发生器（12）为椭圆形状，柔性轴承（14）通过预变形安装在谐波发生器（12）外侧，柔性轴承（14）的内圈轴向通过上盖板（13）和下盖板（40）固定；柔性轴承（14）外侧与柔轮（16）内侧配合，由于谐波发生器（12）为刚性椭圆形状，因此会使得柔性轴承（14）和柔轮（16）也变为椭圆形状；刚轮（15）为带有内齿圈的刚性圆环，柔轮（16）和刚轮（15）通过齿形啮合，刚轮（15）通过卡扣与电机外壳（1）配合，电机后端盖（5）、电机外壳（1）和刚轮（15）通过均布的拉紧螺栓（11）压紧在顶腔上板（17）的凹台中，同时对刚轮（15）周向定位；
柔轮（16）安装在柔轮支座（20）上，开有键槽的柔轮支座（20）通过平键（39）与输出轴（23）连接传递动力，柔轮支座（20）上部设有的套筒（19）用于支撑电机部分自重，输出轴（23）中部上安装有上圆锥滚子轴承（22）和下圆锥滚子轴承（24），上圆锥滚子轴承（22）通过垫板（21）顶在运动反力平衡腔（36）上，下圆锥滚子轴承（24）外圈顶在平衡腔端盖（25）上，平衡腔端盖（25）连接在运动反力平衡腔（36）上，运动反力平衡腔（36）与焊接在顶腔下板（37）上的支承筒（38）连接；
所述的输出轴（23）前端做成螺杆，输出轴（23）螺杆部分与一圈行星滚柱（27）啮合，行星滚柱（27）两端支承在一对支撑环（29）上，行星滚柱（27）能够沿自身轴线周向转动，支撑环（29）分别支承在上支座（35）和下支座（28）上，整个丝杠螺母部分用丝杠上盖板（34）和丝杠下盖板（32）封装在丝杠外壳（26）中，丝杠外壳（26）与滑块（30）固定。
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