專利名稱：三維數(shù)控矯直方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維數(shù)控矯直方法及其裝置，屬于輥彎成形技術(shù)及設備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
輥彎成形是通過順序配置的多道次成形軋輥，把卷材、帶材等金屬板帶逐漸地進行橫向彎曲，以制成特定斷面的型材。與熱軋型鋼相比，具有能源與材料消耗小、輥彎型材產(chǎn)品表面質(zhì)量好、尺寸精度高、相對剛度與強度大的優(yōu)點，是一種用途非常廣泛的經(jīng)濟型斷面型材，在建筑、交通、機械、家電等各行各業(yè)有著非常廣泛的應用。目前，我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，輥彎型材市場需求日趨增多，應用范圍不斷擴大，市場前景十分廣闊。在其應用領(lǐng)域，輥彎型材的優(yōu)點越來越被用戶認識，它屬于經(jīng)濟斷面高效型材，與同類熱軋型材相比較可節(jié)約金屬15 30%，而且投資少，生產(chǎn)靈活，能滿足用戶的各種要求，在個性化市場發(fā)展中更顯示出它獨特的優(yōu)越性，廣泛采用輥彎型材取代熱軋型材和其他品種，已成為不可阻擋的趨勢。對于輥彎成型過程，矯直是一道非常重要的工序。然而，在彎曲變形過程中產(chǎn)生的應力與板帶的應力相結(jié)合，經(jīng)常使板帶偏離成型線。根據(jù)偏離程度的不同會分別產(chǎn)生側(cè)彎、翹曲、扭曲。為了消除這些偏差就需要在最后道次安裝矯直頭組件。目前的矯直頭都只是針對一個方向進行矯直，或者不是通過數(shù)控來進行調(diào)整的，這些類型的矯直裝置已無法滿足目前的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種三維數(shù)控矯直方法及其裝置以矯直型材在成形過程中因殘余應力而產(chǎn)生的缺陷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種三維數(shù)控矯直方法，其特征在于，首先處于矯直裝置前端的傳感器將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理，然后再將指令發(fā)送給相連的伺服電機，接著在伺服電機的帶動下，通過三種傳動方式精確地調(diào)整矯直頭的位置，進而對型材進行矯直。在豎直方向上采用絲杠傳動，絲杠在電機帶動下旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機構(gòu)，將這種旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，使得箱體在滑桿上上下運動。在水平方向上也采用絲杠傳動，絲杠在電機帶動下旋轉(zhuǎn)，進而使得機架在滑軌上左右運動。為了使箱體能旋轉(zhuǎn)，就采用了蝸輪蝸桿傳動，將蝸桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為與其交錯90°的旋轉(zhuǎn)。根據(jù)上述方法實現(xiàn)的一種三維數(shù)控矯直裝置，包括計算機系統(tǒng)、機座、連接在機座上的伺服電機、使矯直模具水平運動的驅(qū)動機構(gòu)、豎直運動的驅(qū)動機構(gòu)及沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，所述計算機系統(tǒng)包括CPU、連接線路，CPU通過連接線路與三個伺服電機相連；所述機座底部設有滑板，滑板支撐在導軌上，滑板下面裝有與滾珠絲杠I連接的法蘭螺母I，滾珠絲杠I與法蘭螺母I形成螺紋副，伺服電機I與滾珠絲杠I連接；所述連接在機座上的伺服電機包括安裝在機座底部的伺服電機I，安裝在機座上部的伺服電機II以及安裝在機座側(cè)面的伺服電機III ;所述的使矯直模具水平運動的驅(qū)動機構(gòu)包括套接在一起的滾珠絲杠I與法蘭螺母I;所述的使矯直模具豎直運動的驅(qū)動機構(gòu)包括套接在一起的滾珠絲杠II與法蘭螺母II;所述的使矯直模具沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)包括蝸輪蝸桿、支撐輪。所述機座上安裝有滑桿，滑桿端面帶有螺紋孔，機座上部帶有通孔，螺釘通過機座上部的通孔擰入滑桿上端的螺紋孔中，滑桿下端通過螺紋孔擰入機座底部，滑桿通過滑桿套上下移動，滑桿套連接在大箱體上，從而大箱體能夠在滑桿上上下移動。所述的使矯直模具繞豎直方向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)前端設有法蘭式箱體，法蘭式箱體上帶有通孔，機座側(cè)面帶有螺紋孔，螺釘通過法蘭式箱體上的通孔擰入機座的螺紋孔中，從而使法蘭式箱體固定在機座側(cè)面，法蘭式箱體內(nèi)裝有伺服電機III以驅(qū)動蝸輪蝸桿。所述支撐輪由蝸輪蝸桿驅(qū)動，支撐輪端面有螺紋孔，矯直模具上有通孔，螺釘通過矯直模具上的通孔擰入支撐輪上的螺紋孔中，因此支撐輪能帶動矯直模具沿圓周方向旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明具有如下有益的技術(shù)效果:1、由于本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)型材三個方向的精確矯直，因此，經(jīng)過矯直的型材具有更高的精度，更能達到預期的效果；2、由于本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)計算機自動控制，因此，本發(fā)明可控制性和可調(diào)性好，操作使用方便，節(jié)省了工作時間，提高了工作效率；3、本發(fā)明提高了產(chǎn)品質(zhì)量，設計合理，設備結(jié)構(gòu)簡單，自動化程度較高，操作方便，矯直方法簡單而易掌握。


圖1是本發(fā)明主視圖；圖2是本發(fā)明俯視圖；圖3是本發(fā)明左視圖；圖4是矯直模具剖視圖。圖中:1-大箱體、2-滑桿套、3-機座、4-滑桿、5-螺紋孔、6-通孔、7_螺釘、8_伺服電機I1、9-軸承座、10-滾珠絲杠I1、11 -螺紋孔、12-通孔、13-螺釘、14-伺服電機II1、15-法蘭式箱體、16-蝸桿、17-蝸輪、18-型材、19-螺紋孔、20-滾珠絲杠1、21_螺母支座、22-法蘭螺母I1、23-支撐輪、24-矯直模具、25-螺釘、26-通孔、27-螺紋孔、28-法蘭螺母
1、29-滑板、30-導軌、31-伺服電機1、32-蝸輪軸
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明給予進一步說明。如圖1、2所示，滑桿4端面帶有螺紋孔5，機座3上部帶有通孔6，螺釘7通過機座3上部的通孔6擰入滑桿4上端的螺紋孔5中，滑桿4下端通過螺紋孔19擰入機座3底部?；瑮U4通過滑桿套2上下移動，滑桿套2連接在大箱體I上，從而大箱體I能夠在滑桿4上上下移動。機座3上安裝有滾珠絲杠1110，法蘭螺母1122通過螺母支座21固定在大箱體I上，滾珠絲杠IIlO與法蘭螺母1122構(gòu)成絲杠螺母副，滾珠絲杠IIlO兩端通過軸承座9固定在機座3上。伺服電機118驅(qū)動滾珠絲杠1110，滾珠絲杠IIlO與法蘭螺母1122構(gòu)成螺旋傳動，從而能夠使大箱體I實現(xiàn)上下運動。如圖1、2所示，機座3側(cè)面帶有螺紋孔11，法蘭式箱體15上帶有通孔12，螺釘13通過法蘭式箱體15上的通孔12擰入機座3的螺紋孔11中，從而使法蘭式箱體15固定在機座3側(cè)面，法蘭式箱體15內(nèi)裝有伺服電機11114，大箱體I內(nèi)裝有蝸輪17，蝸桿16，同時裝有支撐輪23，矯直模具24通過螺釘25固定在支撐輪23上，伺服電機II114驅(qū)動蝸桿16轉(zhuǎn)動，蝸桿16與蝸輪17進行嚙合，由于蝸桿軸與蝸輪軸交錯角為E = 90°，從而可以將蝸桿16的水平轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為渦輪軸32的旋轉(zhuǎn)，蝸輪軸32帶動支撐輪23轉(zhuǎn)動，進而帶動矯直模具24旋轉(zhuǎn)。如圖2、3所示機座3底部帶有滑板29，滑板29支撐在導軌30上，滑板29下面裝有與滾珠絲杠120套接的法蘭螺母128，滾珠絲杠120與法蘭螺母128構(gòu)成使機座3移動的螺旋傳動，移動驅(qū)動機構(gòu)通過滾珠絲杠120、法蘭螺母128驅(qū)動機座3水平移動。實施例:采用三維數(shù)控矯直裝置，型材及矯直模具如圖4所示。成形截面高度為200mm，截面寬度為70mm,卷邊寬度為20mm,厚度為2mm的C型鋼,成形速度為50mm/s,設定伺服電機I的功率為lkw，轉(zhuǎn)速為1000r/min，伺服電機II的功率為lkw，轉(zhuǎn)速為1000r/min，伺服電機III的功率為2kw，轉(zhuǎn)速為1500r/min，設C型鋼在成型過程中因殘余應力而產(chǎn)生側(cè)彎，當其從輥彎成型機組末端進入三維速控矯直裝置前端時，此處的傳感器將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理，然后再將指令發(fā)送給相連的伺服電機，接著在伺服電機的帶動下，通過調(diào)整矯直模具水平、豎直、及沿圓周方向旋轉(zhuǎn)角度，將矯直模具移動到適當?shù)奈恢?，當型材通過矯直模具后就能消除側(cè)彎。綜上所述，本發(fā)明所述的一種三維數(shù)控矯直方法及其裝置，在矯直過程中通過矯直模具的豎直運動，水平運動以及繞豎直方向的旋轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)對型材三個方向的精確矯直。本發(fā)明的設計合理，操作使用方便，可控制性好。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種三維數(shù)控矯直方法，其特征在于，所述的計算機系統(tǒng)控制所述的伺服電機，所述矯直裝置前端的傳感器將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理，然后再將指令發(fā)送給相連的伺服電機，接著在伺服電機的帶動下精確地調(diào)整矯直裝置的位置，進而對型材進行矯直。
2.采用如權(quán)利要求1所述方法的一種三維數(shù)控矯直裝置，包括計算機系統(tǒng)、機座、連接在機座上的伺服電機、使矯直模具水平運動的驅(qū)動機構(gòu)、豎直運動的驅(qū)動機構(gòu)及沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，所述計算機系統(tǒng)包括CPU、連接線路，CPU通過連接線路與三個伺服電機相連；所述機座底部設有滑板(29)，滑板(29)支撐在導軌(30)上，滑板(29)下面裝有與滾珠絲杠1(20)連接的法蘭螺母I (28)，滾珠絲杠1(20)與法蘭螺母1(28)形成螺紋副，伺服電機1(31)與滾珠絲杠1(20)連接；所述連接在機座上的伺服電機包括安裝在機座底部的伺服電機I (31)，安裝在機座上部的伺服電機11(8)以及安裝在機座側(cè)面的伺服電機111(14);所述的使矯直模具水平移動的驅(qū)動機構(gòu)包括套接在一起的滾珠絲杠1(20)與法蘭螺母I (28);所述的使矯直模具上下運動的驅(qū)動機構(gòu)包括套接在一起的滾珠絲杠II (10)與法蘭螺母II (22);所述的使矯直模具沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)包括蝸桿(16)、蝸輪(17)和支撐輪(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維數(shù)控矯直裝置，其特征在于，所述機座(3)上安裝有滑桿(4)，滑桿(4)端面帶有螺紋孔(5)，機座(3)上部帶有通孔￠)，螺釘(7)通過機座(3)上部的通孔(6)擰入滑桿(4)上端的螺紋孔(5)中，滑桿(4)下端通過螺紋孔(19)擰入機座(3)底部?；瑮U(4)通過滑桿套(2)上下移動，滑桿套(2)連接在大箱體(I)上，從而大箱體(I)能夠在滑桿(4)上上下移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維數(shù)控矯直裝置，其特征在于，所述的使矯直模具繞豎直方向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)前端設有法蘭式箱體(15)，法蘭式箱體(15)上帶有通孔(12)，機座(3)側(cè)面帶有螺紋孔(11)，螺釘(13)通過法蘭式箱體(15)上的通孔(12)擰入機座(3)的螺紋孔(11)中，從而使法蘭式箱體(15)固定在機座(3)側(cè)0，法蘭式箱體(15)內(nèi)裝有伺服電機III (14)以驅(qū)動蝸輪蝸桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維數(shù)控矯直裝置，其特征在于，所述支撐輪(23)由蝸輪蝸桿驅(qū)動，支撐輪(23)端面有螺紋孔(27)，矯直模具(24)上有通孔(26)，螺釘(25)通過矯直模具(24)上的通孔(26)擰入支撐輪(23)上的螺紋孔(27)中，因此支撐輪(23)能帶動矯直模具(24)沿圓周方向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維數(shù)控矯直方法，屬于輥彎成形技術(shù)及設備領(lǐng)域，以解決型材在成形過程中因殘余應力而產(chǎn)生的缺陷。其特征在于，計算機系統(tǒng)控制所述的伺服電機，矯直裝置前端的傳感器將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理，然后再將指令發(fā)送給伺服電機，接著在伺服電機的帶動下，精確地調(diào)整矯直裝置的位置，進而對型材進行矯直。本發(fā)明根據(jù)上述方法還提供了一種三維數(shù)控矯直裝置，包括計算機系統(tǒng)、機座、連接在機座上的伺服電機、使矯直模具水平運動的驅(qū)動機構(gòu)、豎直運動的驅(qū)動機構(gòu)及沿圓周方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機構(gòu)。本發(fā)明提高了產(chǎn)品質(zhì)量，自動化程度較高，操作方便，矯直方法簡單而易掌握。
文檔編號B21D3/00GK103157699SQ20111041824
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者韓飛, 祁宏偉 申請人:北方工業(yè)大學