CN112570593A - 一种小型3d折线机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型3D折线机，包括机架；送料机构，装置于所述机架上，用于对铁丝原料进行输送；导向管，转动安装于所述机架上，所述导向管的进料端正对所述送料机构的出料端，导向管的出料端一侧向外延伸至机架的外侧，且导向管的出料端处装配有一相应的折弯模头，所述折弯模头上设有用于铁线原料经过的导向孔；垂直旋转机构，用于驱动所述导向管产生转动；折弯机构，装置于所述导向管的出料端处，用于对输出的铁丝原料进行折弯；电控制器，用于对所述送料机构、垂直旋转机构和折弯机构的工作进程进行控制。本发明只通过一套折弯机构，便可有效应对不同平面的折弯要求，且能够于折弯过程中，实时调整折弯角度和折弯量。

Description

一种小型3D折线机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种小型3D折线机及其控制方法，其主要用于对铁丝或铝丝原料进行3D折线作业。

背景技术

铁丝和铝丝易于加工折弯，生活中有许多由铁丝或者铝丝折弯加工而来的日用品或者工艺品。在生活中经常可以看到由铁丝折弯加工而成的日用品，比如晾衣架、钢线漏勺、不锈钢蒸煮架等，在精品店里也能看到很多铁丝或者铝丝弯折而成的工艺品。

传统的铁丝和铝丝的折弯加工主要是依靠于人工，人工进行铁丝、铝丝折弯作业时，不仅效率低，且受人为因素影响严重，很难有效高精度批量产出产品。后来，半自动折弯机和自动折弯机逐步被研究开发，并投入使用。现有的折弯机，不管是半自动折弯机、还是自动折弯机，在使用过程中均存在一个极大的限制就是其折弯平面无法产生变化，为了适应不同平面的折弯，目前的做法绝大部分都是针对产品的具体折弯平面要求，进行折弯机构增设，不仅极大增加了生产成本，且一定程度上降低了折弯效率。最主要的是适应性依旧不足，于一些折弯平面复杂的产品来说，有限的空间明显增设不了那么多的折弯机构。

因此，研发一款只通过一套折弯机构，便可有效应对所有不同平面的折弯要求，且能够于折弯过程中，实时调整折弯角度和折弯量，从而实现操作简便、体积小巧、重量轻、功能强，且成本低的小型3D折线机是本发明的研究目的。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明在于提供一种小型3D折线机及其控制方法，该小型3D折线机及其控制方法能够有效解决上述现有技术存在的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种小型3D折线机，包括

机架；

送料机构，装置于所述机架上，用于对铁丝原料进行输送；

导向管，转动安装于所述机架上，所述导向管的进料端正对所述送料机构的出料端，导向管的出料端一侧向外延伸至机架的外侧，且导向管的出料端处装配有一相应的折弯模头，所述折弯模头上设有用于铁线原料经过的导向孔；

垂直旋转机构，用于驱动所述导向管产生转动；

折弯机构，装置于所述导向管的出料端处，用于对输出的铁丝原料进行折弯，所述折弯机构包含固定装置于所述导向管上的折弯平台，所述折弯平台的外侧转动安装有一相应的驱动盘，所述驱动盘由相应的折弯电机进行驱动，驱动盘上装置有一用于对铁丝原料进行导向折弯的折弯管；

电控制器，用于将所述送料机构、垂直旋转机构和折弯机构连接到电源模块上，并对所述送料机构、垂直旋转机构和折弯机构的工作进程进行控制。

还包括导直机构，设置于所述送料机构的进料端一侧，所述导直机构包含至少五个交错设置的导线轮，所述导向轮分别转动安装于所述机架上。

所述送料机构包含转动安装于所述机架上压力轮和送料滚轴，所述送料滚轴由相应的送料电机进行驱动，所述送料电机连接到所述电控制器上，送料滚轴和压力轮相对的一侧分别夹紧铁丝原料，用于对铁丝原料进行夹送。

所述垂直旋转机构包含固接于所述导向管上的从动旋转齿轮，所述从动旋转齿轮由相应的旋转驱动电机进行驱动，所述旋转驱动电机连接到所述电控制器上，且旋转驱动电机的输出轴端固接有用于驱动所述从动旋转齿轮的主动旋转齿轮。

所述驱动盘设置成齿轮状，所述折弯电机连接到所述电控制器上，且折弯电机的输出轴端固接有用于驱动所述驱动盘的折弯驱动齿轮；所述折弯平台上固接有一组相应的固定块，所述固定块上设有套接孔，固定块通过所述套接孔套接于所述导向管上，并通过相应的是固定螺栓进行锁紧。

所述折弯电机、旋转驱动电机和送料电机均采用步进电机。

所述驱动盘在与所述折弯管相对应的位置上设置有一相应的安装孔，所述安装孔内可移动安装有固定轴，所述固定轴的底部设置成齿条状，所述折弯管固定套接于所述固定轴的顶部；所述驱动盘的端部一体化成型向下设置有安装板，所述安装板上固定装置有升降控制舵机，所述升降控制舵机连接到所述电控制器上，且升降控制舵机的输出轴端固接有用于驱动所述固定轴的升降驱动齿轮。

所述机架在与所述导向管相对应的位置上固接有两个相应的轴承座，所述轴承座上分别固接有相应的安装轴承，所述导向管固接于所述安装轴承的内圈上。

所述导向管和折弯管均采用铜管制成。

一种小型3D折线机的控制方法，包括以下具体步骤，

1)铁丝原料经过导直机构进行导直；

2)判断折弯模式是否为手动控制模式，并生成一条折弯指令；是，手动输入一条指令，否，从内存数据中读取一条指令；

3)判断是否要改变折弯的平面，是，把折弯平台旋转到目标平面；

4)送料电机按照折弯指令的送料长度数据进行送料；

5)折弯电机按照折弯指令的旋转角度数据进行折弯；

6)进行下一步的折弯，直到所有的折弯步骤都执行完毕。

本发明的优点：

1)本发明改变传统的折弯导向模式，通过导向管的设置有效通过导向管的管孔对铁丝原料进行导向输出，再通过折弯模头的导向孔的设置，有效对铁丝原料的输出形成限位，并通过折弯机构的折弯管于折弯模头的出料端处进行摆动，在折弯管与导向孔的角度偏差下，有效对输出的铁丝原料进行实时的折弯作业，且可通过折弯管的摆动角度调整来有效实时调整折弯角度(形状)。

2)为了有效应对不同平面的折弯要求，本发明首先将导向管可转动安装于机架上，其次通过垂直旋转机构的设置有效对导向管的角度位置进行控制和调整。尔后，本发明通过折弯平台的设置有效将折弯机构整体固定装置于导向管上。如此一来，当需要改变折弯的平面时，可通过垂直旋转机构控制导向管旋转过一定角度，从而带动折弯平台，即带动整个折弯平台上的驱动盘和折弯管旋转过一定角度，从而有效对折弯平面进行实时调整，实现只通过一套折弯机构，便可有效应对所有不同平面的折弯要求，且能够于折弯过程中，实时调整折弯角度和折弯量。

3)由于平面调整过程中，折弯管极易对折好的部分产生误触碰，进而导致折弯产生误差，因此需要在折弯平面调整前预先对折弯管进行回缩，从而有效形成让位，防止产生误触碰。由于折弯平台的面积、以及折弯管的承载能力均较为有限，因此折弯管的伸缩驱动机构的设置，必须是在结构紧凑化的前提下方可实用。本发明于驱动盘上设置有安装孔，并于安装孔内可移动安装有固定轴，将折弯管固定套接于所述固定轴的顶部，并将固定轴的底部设置成齿条状；同时于驱动盘的端部一体化成型向下设置有安装板，通过安装板上的升降控制舵机的输出轴端的升降驱动齿轮便可直接驱动固定轴完成升降，从而在结构紧凑的条件下，完成折弯管的伸缩控制，有效确保本发明的实用效果。

4)本发明还具有操作简便、体积小巧、重量轻、功能强，且成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明于倾斜平面进行铁线折弯作业时的使用状态图。

图3为本发明于垂直平面进行铁线折弯作业时的使用状态图。

图4为安装板、固定轴、升降控制舵机的结构示意图。

图5为送料机构的结构示意图。

图6为送料机构的使用状态图。

图7为本发明的控制方法原理图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：

参考图1-6，一种小型3D折线机，包括

机架1；

送料机构2，装置于所述机架1上，用于对铁丝原料3进行输送；

导向管4，转动安装于所述机架1上，所述导向管4的进料端正对所述送料机构2的出料端，导向管4的出料端一侧向外延伸至机架1的外侧，且导向管4的出料端处装配有一相应的折弯模头5，所述折弯模头5上设有用于铁线原料经过的导向孔；

垂直旋转机构6，用于驱动所述导向管4产生转动；

折弯机构7，装置于所述导向管4的出料端处，用于对输出的铁丝原料3进行折弯，所述折弯机构7包含固定装置于所述导向管4上的折弯平台701，所述折弯平台701的外侧转动安装有一相应的驱动盘702，所述驱动盘702由相应的折弯电机703进行驱动，驱动盘702上装置有一用于对铁丝原料进行导向折弯的折弯管704；

电控制器8，用于将所述送料机构2、垂直旋转机构6和折弯机构7连接到电源模块上，并对所述送料机构2、垂直旋转机构6和折弯机构7的工作进程进行控制。本实施例中的电源模块为一个额定电压12V，容量为9000毫安时的锂电池，负责给整个***供电，电控制器采用具有Arduino Nano控制板、步进电机驱动板的控制主板。

还包括导直机构9，设置于所述送料机构2的进料端一侧，所述导直机构9包含五个交错设置的导线轮，所述导向轮分别转动安装于所述机架1上。

所述送料机构2包含转动安装于所述机架1上压力轮201和送料滚轴202，所述送料滚轴202由相应的送料电机203进行驱动，所述送料电机203连接到所述电控制器8上，送料滚轴202和压力轮201相对的一侧分别夹紧铁丝原料，用于对铁丝原料进行夹送。

所述压力轮201转动安装于相应的固定块19上，所述固定块19未安装压力轮201的一端铰接于所述机架1上，所述机架1于所述固定块19的外侧固接有一相应的安装块20，所述安装块20上通过螺纹连接方式连接有一抵接在所述固定块19上的限位螺栓；所述送料滚轴202固接于所述送料电机203的输出轴端，送料滚轴202的下方设有一圈相应的凸沿21，所述凸沿21的边缘处一体化成型向上设有至少一个相应的突块22，送料滚轴202上套接有相应的滚轴套23，所述套筒23的底部设有套接于所述凸块22上的缺口。当铁丝原料3的规格发生变化时，如从原来直径3mm的铁丝原料3要改用2mm的铁丝原料时，可通过限位螺栓的旋紧将固定块19，即将压力轮201向内调整0.5mm，同时卸下滚轴套23，并改用外径增加0.5mm的滚轴套23，即可有效在不影响铁丝原料3的正常输送的情况下，有效确保送料机构2能够对各种规格的原料进行稳定地输送。

所述垂直旋转机构6包含固接于所述导向管4上的从动旋转齿轮601，所述从动旋转齿轮601由相应的旋转驱动电机602进行驱动，所述旋转驱动电机602连接到所述电控制器8上，且旋转驱动电机602的输出轴端固接有用于驱动所述从动旋转齿轮601的主动旋转齿轮603。

所述驱动盘702设置成齿轮状，所述折弯电机703连接到所述电控制器8上，且折弯电机703的输出轴端固接有用于驱动所述驱动盘702的折弯驱动齿轮705；所述折弯平台701上固接有一组相应的固定块10，所述固定块10上设有套接孔，固定块10通过所述套接孔套接于所述导向管4上，并通过相应的是固定螺栓11进行锁紧。

所述折弯电机703、旋转驱动电机602和送料电机203均采用步进电机。

所述驱动盘702在与所述折弯管4相对应的位置上设置有一相应的安装孔12，所述安装孔12内可移动安装有固定轴13，所述固定轴13的底部设置成齿条状，所述折弯管704固定套接于所述固定轴13的顶部；所述驱动盘702的端部一体化成型向下设置有安装板14，所述安装板14上固定装置有升降控制舵机15，所述升降控制舵机15连接到所述电控制器8上，且升降控制舵机15的输出轴端固接有用于驱动所述固定轴13的升降驱动齿轮16。

所述机架1在与所述导向管4相对应的位置上固接有两个相应的轴承座17，所述轴承座17上分别固接有相应的安装轴承18，所述导向管4固接于所述安装轴承18的内圈上。

所述导向管4和折弯管704均采用铜管制成。

折弯时，通过折弯电机703控制驱动盘702，即控制折弯管704于折弯模头5的出料端处进行摆动，在折弯管704与导向孔的角度偏差下，有效对输出的铁丝原料3进行实时的折弯作业，且可通过折弯管704的摆动角度调整来有效实时调整折弯角度。当需要改变折弯的平面时，可通过垂直旋转机构6控制导向管4旋转过一定角度，从而带动折弯平台701，即带动整个折弯平台701上的驱动盘702和折弯管704旋转过一定角度，从而有效对折弯平面进行实时调整，实现只通过一套折弯机构7，便可有效应对所有不同平面的折弯要求，且能够于折弯过程中，实时调整折弯角度和折弯量。

参考图7，一种小型3D折线机的控制方法，包括以下具体步骤，

1)铁丝原料3经过导直机构9进行导直；

2)判断折弯模式是否为手动控制模式，并生成一条折弯指令；是，手动输入一条指令，否，从内存数据中读取一条指令；

3)判断是否要改变折弯的平面，是，把折弯平台701旋转到目标平面；

4)送料电机203按照折弯指令的送料长度数据进行送料；

5)折弯电机703按照折弯指令的旋转角度数据进行折弯；

6)进行下一步的折弯，直到所有的折弯步骤都执行完毕。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种小型3D折线机，其特征在于：包括

机架(1)；

送料机构(2)，装置于所述机架(1)上，用于对铁丝原料(3)进行输送；

导向管(4)，转动安装于所述机架(1)上，所述导向管(4)的进料端正对所述送料机构(2)的出料端，导向管(4)的出料端一侧向外延伸至机架(1)的外侧，且导向管(4)的出料端处装配有一相应的折弯模头(5)，所述折弯模头(5)上设有用于铁线原料经过的导向孔；

垂直旋转机构(6)，用于驱动所述导向管(4)产生转动；

折弯机构(7)，装置于所述导向管(4)的出料端处，用于对输出的铁丝原料(3)进行折弯，所述折弯机构(7)包含固定装置于所述导向管(4)上的折弯平台(701)，所述折弯平台(701)的外侧转动安装有一相应的驱动盘(702)，所述驱动盘(702)由相应的折弯电机(703)进行驱动，驱动盘(702)上装置有一用于对铁丝原料进行导向折弯的折弯管(704)；

电控制器(8)，用于将所述送料机构(2)、垂直旋转机构(6)和折弯机构(7)连接到电源模块上，并对所述送料机构(2)、垂直旋转机构(6)和折弯机构(7)的工作进程进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种小型3D折线机，其特征在于：还包括导直机构(9)，设置于所述送料机构(2)的进料端一侧，所述导直机构(9)包含至少五个交错设置的导线轮，所述导向轮分别转动安装于所述机架(1)上。

3.根据权利要求2所述的一种小型3D折线机，其特征在于：所述送料机构(2)包含转动安装于所述机架(1)上压力轮(201)和送料滚轴(202)，所述送料滚轴(202)由相应的送料电机(203)进行驱动，所述送料电机(203)连接到所述电控制器(8)上，送料滚轴(202)和压力轮(201)相对的一侧分别夹紧铁丝原料(3)，用于对铁丝原料(3)进行夹送。

4.根据权利要求3所述的一种小型3D折线机，其特征在于：所述垂直旋转机构(6)包含固接于所述导向管(4)上的从动旋转齿轮(601)，所述从动旋转齿轮(601)由相应的旋转驱动电机(602)进行驱动，所述旋转驱动电机(602)连接到所述电控制器(8)上，且旋转驱动电机(602)的输出轴端固接有用于驱动所述从动旋转齿轮(601)的主动旋转齿轮(603)。

5.根据权利要求4所述的一种小型3D折线机，其特征在于：所述驱动盘(702)设置成齿轮状，所述折弯电机(703)连接到所述电控制器(8)上，且折弯电机(703)的输出轴端固接有用于驱动所述驱动盘(702)的折弯驱动齿轮(705)；所述折弯平台(701)上固接有一组相应的固定块(10)，所述固定块(10)上设有套接孔，固定块(10)通过所述套接孔套接于所述导向管(4)上，并通过相应的是固定螺栓(11)进行锁紧。

6.根据权利要求5所述的一种小型3D折线机，其特征在于：所述折弯电机(703)、旋转驱动电机(602)和送料电机(203)均采用步进电机。

7.根据权利要求1所述的一种小型3D折线机，其特征在于：所述驱动盘(702)在与所述折弯管(4)相对应的位置上设置有一相应的安装孔(12)，所述安装孔(12)内可移动安装有固定轴(13)，所述固定轴(13)的底部设置成齿条状，所述折弯管(704)固定套接于所述固定轴(13)的顶部；所述驱动盘(702)的端部一体化成型向下设置有安装板(14)，所述安装板(14)上固定装置有升降控制舵机(15)，所述升降控制舵机(15)连接到所述电控制器(8)上，且升降控制舵机(15)的输出轴端固接有用于驱动所述固定轴(13)的升降驱动齿轮(16)。

8.根据权利要求1所述的一种小型3D折线机，其特征在于：所述机架(1)在与所述导向管(4)相对应的位置上固接有两个相应的轴承座(17)，所述轴承座(17)上分别固接有相应的安装轴承(18)，所述导向管(4)固接于所述安装轴承(18)的内圈上。

9.根据权利要求1所述的一种小型3D折线机，其特征在于：所述导向管(4)和折弯管(704)均采用铜管制成。

10.如权利要求2所述的一种小型3D折线机的控制方法，其特征在于：包括以下具体步骤，

1)铁丝原料(3)经过导直机构(9)进行导直；

2)判断折弯模式是否为手动控制模式，并生成一条折弯指令；是，手动输入一条指令，否，从内存数据中读取一条指令；

3)判断是否要改变折弯的平面，是，把折弯平台(701)旋转到目标平面；

4)送料电机(203)按照折弯指令的送料长度数据进行送料；

5)折弯电机(703)按照折弯指令的旋转角度数据进行折弯；

6)进行下一步的折弯，直到所有的折弯步骤都执行完毕。

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