CN202951919U - 剪板机数控驱动装置 - Google Patents

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钟康民
钟以波
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Abstract

本实用新型公开了一种剪板机数控驱动装置，其包括数控***、电机、连接所述电机的传动机构、连接所述传动机构的增力机构，连接所述增力机构的滑块及动刀架，其特征在于：所述传动机构包括曲柄连杆机构、所述增力机构包括肘杆机构，所述滑块设置在滑槽中，所述滑块固定设置在所述动刀架上；所述肘杆机构一端连接机身另一端连接所述滑块；所述曲柄连杆机构的曲柄连接所述电机的转子，所述曲柄连杆机构的连杆连接所述肘杆机构的中部。本实用新型不仅能提高机械剪板机的剪切力、自动化控制水平，同时省略机械剪板机动刀架导向导轨，简化结构，提高剪板机剪切宽度和精度，提高其工作效率。

Description

剪板机数控驱动装置
技术领域
本实用新型涉及一种剪板机数控驱动装置，尤其涉及驱动机构为曲柄—连杆—肘杆剪板机数控驱动装置。 
背景技术
剪板机是根据尺寸要求对板材进行切断加工的剪切设备，是各工业部门使用最广泛的材料剪断设备，主要用于剪裁各种尺寸金属板材的直线边缘，在制造领域具有广泛应用。数控剪板机是指用数字、文字和符号组成的数字指令来指挥驱动机构实现一台剪板机或多台剪板机设备动作控制的技术。 
目前，剪板机主运动的驱动方式，主要有液压、气动和机械三种。其中，液压剪板机存在的主要技术问题是：1、油液泄露造成环境污染；2、传动效率低，造成较大的能源浪费；3、泵、阀等液压元件价格较昂贵，维护较困难；4、大型液压剪板机需要液压泵具有较大的流量，同时也需要油箱具有较大的容积，造成***体积庞大。气动剪板机存在的主要技术问题是：1、***压强低，只能用于剪切力较小的场合；2、气体具有可压缩性，无法像液压剪板机那样采用同步回路，因而不能用于剪切宽度较大的场合。传统机械剪板机存在的主要技术问题是：1、自动化控制水平低；2、必须采用导轨对动刀架直线运动进行导向，对于大型剪板机势必造成导轨宽度过大结构复杂制造，增加了制造难度，提高了制造成本，且无法保证剪切精度。 
发明内容
本实用新型的目的是提供曲柄—连杆—肘杆剪板机数控驱动装置，以提高机械剪板机的剪切力、自动化控制水平，同时省略机械剪板机动刀架导向导轨，简化结构，提高剪板机剪切宽度和精度，提高其工作效率。 
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：曲柄—连杆—肘杆剪板机数控驱动装置，包括数控***、电机、连接所述电机的传动机构、连接所述传动机构的增力机构、连接所述增力机构的上滑块及动刀架，所述传动机构包括曲柄连杆机构、所述增力机构包括肘杆机构，所述滑块设置在滑槽中，所述滑块固定设置在所述动刀架上；所述肘杆机构一端连接机身另一端连接所述滑块；所述曲柄连杆机构的曲柄连接所述电机的转子，所述曲柄连杆机构的连杆连接所述肘杆机构的中部。 
优选地，所述增力机构为肘杆机构包括第一肘杆、第二肘杆，所述第一肘杆一端连接机身另一端连接所述第二肘杆，所述第二肘杆另一端连接所述滑块。 
优选地，所述曲柄连杆机构包括所述曲柄、所述连杆，所述曲柄一端连接所述电机的转子另一端连接所述连杆，所述连杆另一端连接所述第一肘杆、第二肘杆连接处。 
优选地，所述电机和所述传动机构、增力机构对称设置有两组，所述数控***控制所述电机的同步转动。 
上述方案中，所述数控***为双轴联动数控***，可以同步向两个电机发出电子信号，所述电机为伺服电机，利用伺服电机同步驱动左右两组传动机构，这样可以保证左右两肘杆的压力角相同，就可以保证同步性，其中电机的转速不是恒转速的，在进入工作行程内时其速度要相应减小，当进入回程时，以较大的加速度回程。 
本实用新型工作原理是：首先，数控***发出指令，两个伺服电机同时同速转动，带动着曲柄连杆机构运动，压力角 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE001
变小，进行第一次力放大。同时，第一肘杆和第二肘杆受到连杆的推力作用，压力角
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE002
也变小，此时进行第二次力放大作用，传动机构进行两次力放大作用后，由滑块带动上动刀架向下剪切工件。当剪切完工件后，数控***向电机发出指令，带动曲柄连杆机构同时反转，拉动肘杆机构返程，同时由滑块带动上动刀架复位，完成一个工作过程。 
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点： 
1、由于本实用新型使用了数控***、伺服电机和曲柄-连杆-肘杆增力机构，不仅能高精度地使传动机构同步，而且输出力也放大许多倍，可以较好的完成剪切工作，工作效率高。
2、由于本实用新型的传动机构成轴对称分布，使得动刀架受力均匀，剪切精度高。 
3、由于本实用新型采用的二轴联动曲柄同步方法，简化了结构，同时保证了动刀架左右驱动同步。不仅可以省略传统剪板机动刀架导向导轨，而且可大大提高剪切宽度和精度，提高其工作效率。 
附图说明
附图1为本实用新型实施例的示意图。 
以上附图中：1、数控***；2、电机；3、曲柄；4、连杆；5、第一肘杆；6、第二肘杆；7、滑块；8、滑槽；9、动刀架。 
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述： 
实施例一：参见附图1所示。
曲柄—连杆—肘杆剪板机数控驱动装置，其包括数控***1、电机2、连接电机2的传动机构、连接传动机构的增力机构第一肘杆5、第二肘杆6，连接增力机构的滑块7，滑块7设置在滑槽8中，连接滑块的动刀架9，传动机构包括曲柄连杆机构，增力机构为肘杆机构包括，第一肘杆5、第二肘杆6，第一肘杆5一端连接机身另一端连接第二肘杆6，第二肘杆6另一端连接滑块7。 
曲柄连杆机构包括曲柄3、连杆4，曲柄一端连接电机2的转子另一端连接连杆4，连杆4另一端连接第一肘杆5、第二肘杆6连接处。 
电机2和传动机构对称设置有两组，数控***1控制电机2的同步转动；电机2为伺服电机；数控***1为双轴联动数控***。 
数控***1同步向两个伺服电机发出电子信号，伺服电机同步驱动左右两组传动机构，这样可以保证左右两肘杆的压力角
Figure DEST_PATH_702496DEST_PATH_IMAGE001
相同，当压力角
Figure DEST_PATH_885215DEST_PATH_IMAGE001
变小，进行第一次力放大，同时，第一肘杆5和第二肘杆6受到连杆4的推力作用，压力角
Figure DEST_PATH_196111DEST_PATH_IMAGE002
也变小，此时进行第二次力放大作用，传动机构进行两次力放大作用后，由滑块7带动动刀架9向下剪切工件。 
该传动机构的力理想放大系数为： 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE003
                      
实际增力系数为：
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE004
              
式中：
   
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE006
— 肘杆机构理论压力角；
   、
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE008
— 铰链副的当量摩擦角，计算公式为
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE009
（其中
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE010
为铰链轴半径，
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE011
为肘杆上两肘链孔的中心距，为肘杆铰链副的摩擦系数）。

Claims (6)

1.一种剪板机数控驱动装置，包括数控***、电机、连接所述电机的传动机构、连接所述传动机构的增力机构、连接所述增力机构的上滑块及动刀架，其特征在于：所述传动机构包括曲柄连杆机构、所述增力机构包括肘杆机构，所述滑块设置在滑槽中，所述滑块固定设置在所述动刀架上；所述肘杆机构一端连接机身另一端连接所述滑块；所述曲柄连杆机构的曲柄连接所述电机的转子，所述曲柄连杆机构的连杆连接所述肘杆机构的中部。
2.根据权利要求1所述的剪板机数控驱动装置，其特征在于：所述肘杆机构包括第一肘杆、第二肘杆，所述第一肘杆一端连接机身另一端连接所述第二肘杆，所述第二肘杆另一端连接所述滑块。
3.根据权利要求1所述的剪板机数控驱动装置，其特征在于：所述曲柄连杆机构包括所述曲柄、所述连杆，所述曲柄一端连接所述电机的转子另一端连接所述连杆，所述连杆另一端连接所述第一肘杆、第二肘杆连接处。
4.根据权利要求1所述的剪板机数控驱动装置，其特征在于：所述电机和所述传动机构对称设置有两组，所述数控***控制所述电机的同步转动。
5.根据权利要求1所述的剪板机数控驱动装置，其特征在于：所述电机为伺服电机。
6.根据权利要求1所述的剪板机数控驱动装置，其特征在于：所述数控***为双轴联动数控***。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102744452A (zh) * 2012-07-27 2012-10-24 苏州大学 曲柄—连杆—肘杆剪板机数控驱动装置
CN104162999A (zh) * 2014-05-16 2014-11-26 苏州工业职业技术学院 双工位数控冲压机

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