專利名稱：一種便于數(shù)控的板材冷彎?rùn)C(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼質(zhì)板材自動(dòng)成形加工機(jī)械，特別是涉及造船、航空、鍋爐、化工、汽車制造等行業(yè)中鋼質(zhì)板材的自動(dòng)成形加工機(jī)械。
背景技術(shù)：
鋼質(zhì)板材板料成形加工一直是造船、航空、鍋爐、化工、汽車制造等行業(yè)中生產(chǎn)流程的瓶頸，從而引起關(guān)注。
以造船業(yè)為例，由于板材加工所要求的曲度復(fù)雜程度的不同，所用的加工方法也有所不同，主要方式有板材火彎和板材冷彎。其中板材冷彎又有滾彎、壓彎等。
隨著造船技術(shù)的發(fā)展以及造船行業(yè)的飛速發(fā)展，迫切要求加快造船進(jìn)度，盡快實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而對(duì)復(fù)雜曲面的板材加工正是造船行業(yè)中自動(dòng)化程度最低，所以目前國(guó)內(nèi)對(duì)水火彎板的研究較多，主要有上海交通大學(xué)和大連理工大學(xué)，但是還沒有取得很大進(jìn)展，要實(shí)現(xiàn)水火彎板的自動(dòng)化實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。對(duì)水火彎板的研究主要集中在以下幾個(gè)方面(一)水火彎板時(shí)的成型要素分析，建立板材受熱變形的數(shù)據(jù)庫，并由此入手來研究水火彎板機(jī)器人，以此來代替目前的純手工操作。
(二)板材受熱曲面的數(shù)學(xué)模型研究，將復(fù)雜的曲面用數(shù)學(xué)方程式來表示，進(jìn)而來研究數(shù)控水火彎板機(jī)，實(shí)現(xiàn)水火彎板的自動(dòng)化。
板材冷加工由于變形回彈等問題沒有得到較好地解決，故目前加工時(shí)仍采用對(duì)樣加工的方法，實(shí)現(xiàn)彎板工藝過程自動(dòng)控制，是船體板材成形加工自動(dòng)化的必然趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)目前主要集中在板材滾彎加工的研究，而投入實(shí)際使用的也主要是三輥彎板機(jī)，另外還有四輥彎板機(jī)，它們存在的缺點(diǎn)主要是只能彎曲單曲面板，不能加工復(fù)雜曲面。進(jìn)行這方面研究的主要是武漢理工大學(xué)和一些船廠。研究主要集中在兩個(gè)方面(一) 對(duì)現(xiàn)有滾彎?rùn)C(jī)的改進(jìn)措施。主要是研究輥升降值與板材彎曲值的關(guān)系，建立自動(dòng)控制模型以及運(yùn)用有限元來分析板材彎曲機(jī)理。
(二)將智能化與彎板機(jī)相結(jié)合，引進(jìn)神經(jīng)元模糊控制理論，以此來實(shí)現(xiàn)板材自動(dòng)加工。
目前已經(jīng)投入使用的主要是三輥彎板機(jī)，使用液壓驅(qū)動(dòng)。日本天田公司(Amada)最近開發(fā)出了一種速度接近200mm/s，型號(hào)為HDSn8025NT的高速?gòu)澃鍣C(jī)，該機(jī)采用AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能進(jìn)行油量調(diào)整的混合型傳動(dòng)方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種便于數(shù)控的板材冷彎?rùn)C(jī)，能代替人工水火和冷壓頂彎制作，實(shí)現(xiàn)鋼質(zhì)板材加工成雙曲面板過程自動(dòng)化。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它是一種固定的懸臂式三支點(diǎn)液壓板材冷彎?rùn)C(jī)(其中三支點(diǎn)滾彎裝置可在XY平面90°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn))。包括滾動(dòng)的三支點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)及其電子同步回轉(zhuǎn)體和懸臂式機(jī)身與機(jī)座。
三支點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)由一對(duì)上、下滾輪組成。上滾輪是帶有伸縮液壓缸的從動(dòng)輪，可上下升降對(duì)工件形成施力點(diǎn)(三支點(diǎn)中一點(diǎn))；下滾輪是由液壓馬達(dá)經(jīng)減速傳動(dòng)的主動(dòng)輪，其U型槽是構(gòu)成兩支點(diǎn)支撐鋼板的下模。鋼板在凸形的上滾輪和凹形的下滾輪之間受到滾壓。電子同步回轉(zhuǎn)體分上下兩部分，上回轉(zhuǎn)體裝在懸臂式機(jī)身的懸臂下，實(shí)現(xiàn)帶伸縮液壓缸的從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)；下回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)座上，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪電子同步回轉(zhuǎn)。
上滾輪通過其支持體1連接到液壓油缸的活塞下桿，活塞上桿裝有回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪，與其配對(duì)的回轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪通過連桿由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，它們一起構(gòu)成上回轉(zhuǎn)體。上回轉(zhuǎn)體裝在懸臂式機(jī)身上，回轉(zhuǎn)角由安裝在回轉(zhuǎn)軸上的角度傳感器檢測(cè)。
下滾輪靠軸承座支撐，軸承座安裝在帶外齒回轉(zhuǎn)支承上，它由帶齒輪副的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角靠安裝在回轉(zhuǎn)軸上的角度傳感器檢測(cè)。它們構(gòu)成的下回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)座上。下滾輪通過花鍵與液壓馬達(dá)連接，作為板材滾彎驅(qū)動(dòng)輪。
板料加載在上滾輪和下滾輪之間，板料經(jīng)施加的液壓力，在驅(qū)動(dòng)輪(下滾輪)驅(qū)動(dòng)下完成鋼板的滾彎。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可直接彎制單向曲度和復(fù)雜曲度的板，還適合加工折角形外板，成型效果好，加工效率高，污染小。冷壓滾彎成形與線加熱方法相比，無加溫方式及參數(shù)、冷卻方式及參數(shù)等因素影響，成形工藝簡(jiǎn)單；冷壓滾彎相對(duì)水火彎無接觸檢測(cè)，環(huán)境條件要好，無煙霧對(duì)傳感器的影響，自動(dòng)成型容易實(shí)現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意中1.支持體、2.液壓油缸、3.油缸活塞下桿、4.回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪、5.油缸活塞上桿、6.上回轉(zhuǎn)馬達(dá)、7.上回轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪、8.上滾輪、9.板材、10.懸臂式機(jī)身、11.下回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)、12.下滾輪、13.下回轉(zhuǎn)齒輪副、14.下回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)、15.機(jī)座、16.回轉(zhuǎn)支承、17.回轉(zhuǎn)支承外齒、18.軸承座、19a.上回轉(zhuǎn)角度傳感器、19b.下回轉(zhuǎn)角度傳感器具體實(shí)施方式
包括滾動(dòng)的三支點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)及其電子同步回轉(zhuǎn)體和懸臂式機(jī)身10與機(jī)座15。
三支點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)由一對(duì)上滾輪8、下滾輪12組成。上滾輪8是帶有伸縮液壓缸的從動(dòng)輪；下滾輪12是由液壓馬達(dá)經(jīng)減速傳動(dòng)的主動(dòng)輪，其U型槽是構(gòu)成兩支點(diǎn)支撐鋼板的下模。電子同步回轉(zhuǎn)體分上下兩部分，上回轉(zhuǎn)體裝在懸臂式機(jī)身10的懸臂下；下回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)座15上。
上滾輪8通過其支持體1連接到液壓油缸2的活塞下桿3，活塞上桿5裝有回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪4，與其配對(duì)的回轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪7通過連桿由回轉(zhuǎn)馬達(dá)6驅(qū)動(dòng)，它們一起構(gòu)成上回轉(zhuǎn)體。上回轉(zhuǎn)體裝在懸臂式機(jī)身10上，回轉(zhuǎn)角由安裝在回轉(zhuǎn)軸上的角度傳感器19a檢測(cè)。
下滾輪12靠軸承座18支撐，軸承座18安裝在帶外齒17回轉(zhuǎn)支承16上，它由帶齒輪副13的液壓馬達(dá)14驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角靠安裝在回轉(zhuǎn)軸上的角度傳感器19b檢測(cè)。它們構(gòu)成的下回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)座15上。下滾輪通過花鍵與液壓馬達(dá)11連接，作為板材9滾彎驅(qū)動(dòng)輪。
權(quán)利要求
1.一種便于數(shù)控的板材冷彎?rùn)C(jī)，包括懸臂式機(jī)身(10)和機(jī)座(15)，其特征是還包括滾動(dòng)的三支點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)及其電子同步回轉(zhuǎn)體；三支點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)由一對(duì)上滾輪(8)、下滾輪(12)組成；上滾輪(8)是帶有伸縮液壓缸的從動(dòng)輪；下滾輪(12)是由液壓馬達(dá)經(jīng)減速傳動(dòng)的主動(dòng)輪，其U型槽是構(gòu)成兩支點(diǎn)支撐鋼板的下模；電子同步回轉(zhuǎn)體分上下兩部分，上回轉(zhuǎn)體裝在懸臂式機(jī)身(10)的懸臂下；下回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)座(15)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于數(shù)控的板材冷彎?rùn)C(jī)，其特征在于所述的上電子同步回轉(zhuǎn)體的上滾輪(8)通過其支持體(1)連接到液壓油缸(2)的活塞下桿(3)，活塞上桿(5)裝有回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪(4)，與其配對(duì)的回轉(zhuǎn)主動(dòng)齒輪(7)通過連桿由回轉(zhuǎn)馬達(dá)(6)驅(qū)動(dòng)，它們一起構(gòu)成上回轉(zhuǎn)體；上回轉(zhuǎn)體裝在懸臂式機(jī)身(10)上，回轉(zhuǎn)角由安裝在回轉(zhuǎn)軸上的角度傳感器(19a)檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便于數(shù)控的板材冷彎?rùn)C(jī)，其特征在于所述的下回轉(zhuǎn)體的下滾輪(12)由軸承座(18)支撐，軸承座(18)安裝在帶外齒(17)回轉(zhuǎn)支承(16)上，它由帶齒輪副(13)的液壓馬達(dá)(14)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角靠安裝在回轉(zhuǎn)軸上的角度傳感器(19b)檢測(cè)，由它們構(gòu)成的下回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)座(15)上；下滾輪(12)通過花鍵與液壓馬達(dá)(11)連接，作為板材(9)滾彎驅(qū)動(dòng)輪。
全文摘要
一種便于數(shù)控的板材冷彎?rùn)C(jī)，包括滾動(dòng)的三支點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)及其電子同步回轉(zhuǎn)體、懸臂式機(jī)身與機(jī)座。三支點(diǎn)工作機(jī)構(gòu)由一對(duì)上、下滾輪組成。上滾輪是帶有伸縮液壓缸的從動(dòng)輪，下滾輪是由液壓馬達(dá)經(jīng)減速傳動(dòng)的主動(dòng)輪，其U型槽是構(gòu)成兩支點(diǎn)支撐鋼板的下模。電子同步回轉(zhuǎn)體分上下兩部分，上回轉(zhuǎn)體裝在懸臂式機(jī)身的懸臂下，實(shí)現(xiàn)帶伸縮液壓缸的從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)；下回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)座上，通過角度傳感器檢測(cè)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪電子同步回轉(zhuǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是可直接彎制單向曲度和復(fù)雜曲度的板，還適合加工折角形外板。成型效果好，加工效率高，污染小。與線加熱方法相比，無加溫方式及參數(shù)、冷卻方式及參數(shù)等因素影響，成形工藝簡(jiǎn)單；相對(duì)水火彎無接觸檢測(cè)，環(huán)境條件好，無煙霧對(duì)傳感器的影響，自動(dòng)成型容易實(shí)現(xiàn)。適用于造船、航空、鍋爐、化工、汽車制造等行業(yè)中鋼質(zhì)板材的自動(dòng)成形加工。
文檔編號(hào)B21D5/08GK1994609SQ20061012544
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者鄭紹春 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)