一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，包括床身、設(shè)置在床身上端的動(dòng)力裝置、設(shè)置在動(dòng)力裝置的下端并能夠在動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的模架、設(shè)置在模架下端的沖頭、以及設(shè)置在床身下端上表面的工作臺(tái)，所述工作臺(tái)位于沖頭的下方，所述動(dòng)力裝置采用直線(xiàn)電機(jī)，所述模架與直線(xiàn)電機(jī)的次級(jí)相連，并且模架能夠在直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)的驅(qū)動(dòng)下作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。沖床采用立式結(jié)構(gòu)，由直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，取代了傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+曲柄連桿”的驅(qū)動(dòng)形式，簡(jiǎn)化了機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于無(wú)中間運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，因此噪音小，傳遞效率高，有助于提高機(jī)床的加工效率，沖壓頻率可達(dá)到200次/min，另外還具有節(jié)能環(huán)保、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種沖壓機(jī)床，特別是涉及一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床。

【背景技術(shù)】
[0002]沖床廣泛應(yīng)用于電子、通訊、交通工具(汽車(chē)、摩托車(chē)、自行車(chē))、五金零部件等成型沖壓工序。目前，我國(guó)傳統(tǒng)的沖壓機(jī)床的動(dòng)力來(lái)自旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，它需要一系列轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，為了獲得足夠大的沖壓力，還需配備一只儲(chǔ)能大飛輪，因此中間部件多，傳遞效率低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積笨重，噪聲大且易產(chǎn)生故障。而利用直線(xiàn)電機(jī)技術(shù)，將電能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的沖壓機(jī)床，不需要任何的中間轉(zhuǎn)換部件就能夠?qū)崿F(xiàn)沖頭的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，避免了因中間傳動(dòng)而造成的能量損失和磨損，提高了傳遞效率。利用直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的沖壓機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，噪聲小，耗能少，生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，有助于提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)是機(jī)床的使用大國(guó)，也是制造大國(guó)，機(jī)電產(chǎn)品的出口每年都在增長(zhǎng)，隨著世界機(jī)床業(yè)加工技術(shù)的不斷發(fā)展，直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)將是機(jī)床發(fā)展的一個(gè)方向，作為一個(gè)機(jī)床使用大國(guó)和制造大國(guó)，設(shè)計(jì)具有先進(jìn)水平的直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的沖壓機(jī)床具有重要意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)床因中間部件多而引起的傳遞效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積笨重、噪聲大、易產(chǎn)生故障等缺陷。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案:
[0005]一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，包括床身、設(shè)置在床身上端的動(dòng)力裝置、設(shè)置在動(dòng)力裝置的下端并能夠在動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的模架、設(shè)置在模架下端的沖頭、以及設(shè)置在床身下端上表面的工作臺(tái)，所述工作臺(tái)位于沖頭的下方，其特征在于，所述動(dòng)力裝置采用直線(xiàn)電機(jī)，所述模架與直線(xiàn)電機(jī)的次級(jí)相連，并且模架能夠在直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)的驅(qū)動(dòng)下作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0006]進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括初級(jí)定位座，所述床身上具有呈水平設(shè)置的中間安裝板，所述初級(jí)定位座固定在中間安裝板的中心位置，所述直線(xiàn)電機(jī)的初級(jí)定位設(shè)置于初級(jí)定位座內(nèi)。
[0007]進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述中間安裝板的兩端各設(shè)置有一個(gè)鎖緊滑塊，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌，兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌分別安裝在兩個(gè)位于中間安裝板兩端的鎖緊滑塊內(nèi)，兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌的下端固定連接在模架上。
[0008]進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括緩沖機(jī)構(gòu)，所述緩沖機(jī)構(gòu)包括碟形彈簧和彈簧安裝座，所述直線(xiàn)電機(jī)的次級(jí)通過(guò)彈簧安裝座與模架相連接，所述碟形彈簧設(shè)置在彈簧安裝座與模架之間。
[0009]進(jìn)一步，所述工作臺(tái)的兩端各設(shè)置有一個(gè)限位支架，兩個(gè)限位支架分別與模架的兩端相配合，用于限制模架的下行程。
[0010]優(yōu)選地，所述限位支架的上表面設(shè)置有橡膠墊。
[0011]進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括電器控制柜以及與電器控制柜連接的數(shù)控操作面板、位置傳感器和光柵，電器控制柜內(nèi)設(shè)置有PLC，位置傳感器用于檢測(cè)模架的行程，當(dāng)模架超出極限行程時(shí)，位置傳感器反饋信號(hào)給PLC，PLC控制直線(xiàn)電機(jī)斷電，同時(shí)鎖緊滑塊的鎖緊機(jī)構(gòu)將圓柱形滾珠導(dǎo)軌鎖死；光柵用于檢測(cè)沖頭的位置，當(dāng)光柵檢測(cè)到?jīng)_頭向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)設(shè)定位置時(shí)，光柵反饋信號(hào)給PLC，PLC控制直線(xiàn)電機(jī)斷電并使其相序發(fā)生變化，直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)反向向上運(yùn)動(dòng)。
[0012]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的由直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的沖壓機(jī)床與傳統(tǒng)沖床相比，具有如下優(yōu)占.V.
[0013]1、本實(shí)用新型的沖床采用立式結(jié)構(gòu)，由直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，取代了傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+曲柄連桿”的驅(qū)動(dòng)形式，簡(jiǎn)化了機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于無(wú)中間運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，因此傳遞效率尚，提尚了機(jī)床的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，也有助于提尚機(jī)床的加工效率，經(jīng)檢驗(yàn)，本實(shí)用新型的機(jī)床沖壓頻率可達(dá)到200次/min。
[0014]2、本實(shí)用新型由于采用直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，直線(xiàn)電機(jī)的初級(jí)和次級(jí)之間有氣隙，初級(jí)和次級(jí)之間無(wú)接觸，幾乎沒(méi)有機(jī)械磨損。
[0015]3、本實(shí)用新型由于無(wú)傳統(tǒng)的中間運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，因此工作時(shí)噪聲很小。
[0016]4、本實(shí)用新型由于不需要任何中間運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，因此能量利用率較高，降低了機(jī)床的能耗，節(jié)能環(huán)保。
[0017]5、本實(shí)用新型采用數(shù)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的自動(dòng)化控制，操作方便可靠，自動(dòng)化程度高，同時(shí)沖壓行程可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，另外由于增加了光柵和數(shù)控閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此直線(xiàn)電機(jī)的動(dòng)子運(yùn)動(dòng)精度高。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，I一床身，2—限位支架，3—橡膠墊，4一工作臺(tái)，5—模架，6—碟形彈簧，7—彈簧安裝座，8—初級(jí)定位座，9 一鎖緊滑塊，10—圓柱形滾珠導(dǎo)軌，11 一直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)，12-初級(jí)安裝座，13—直線(xiàn)電機(jī)初級(jí)，14 一數(shù)控操作面板，15—光柵。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]參見(jiàn)附圖，一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，包括床身1、動(dòng)力裝置、模架5、沖頭和工作臺(tái)4，其中，動(dòng)力裝置采用圓筒形直線(xiàn)電機(jī)，直線(xiàn)電機(jī)的初級(jí)安裝座12固定設(shè)置于床身I頂部的正中間，直線(xiàn)電機(jī)初級(jí)13和直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11位于床身I內(nèi)部，直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11安裝在直線(xiàn)電機(jī)初級(jí)13內(nèi)；床身I的頂部下方具有一塊水平設(shè)置的中間安裝板，中間安裝板的中心位置設(shè)置有初級(jí)定位座8，初級(jí)定位座8呈圓筒形，直線(xiàn)電機(jī)初級(jí)13安裝在初級(jí)定位座8內(nèi)；模架5與直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11的下端相連，并且模架5能夠在直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11的驅(qū)動(dòng)下作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；沖頭設(shè)置在模架的下端，工作臺(tái)4設(shè)置在床身I下半部分的上表面上，并且工作臺(tái)4位于沖頭的下方。
[0022]直線(xiàn)電機(jī)初級(jí)13固定在機(jī)床上，當(dāng)直線(xiàn)電機(jī)接通電源后，電機(jī)產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，氣隙磁場(chǎng)會(huì)隨著時(shí)間變化而沿著直線(xiàn)方向移動(dòng)，在移動(dòng)的磁場(chǎng)作用下，直線(xiàn)電機(jī)初級(jí)13產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，在感應(yīng)電流和氣隙磁場(chǎng)的作用下，電磁推力推動(dòng)直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11帶著模架5向下運(yùn)動(dòng)，模架5下端的沖頭對(duì)工作臺(tái)4上的工件進(jìn)行沖壓；當(dāng)沖頭到位后，直線(xiàn)電機(jī)斷電并使直線(xiàn)電機(jī)的相序發(fā)生變化，產(chǎn)生向上的電磁推力，由直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11帶動(dòng)模架5向上先加速再減速至初始位置，完成一次沖壓。
[0023]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，中間安裝板的兩端各設(shè)置有一個(gè)鎖緊滑塊9，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌10，兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌10分別安裝在兩個(gè)位于中間安裝板兩端的鎖緊滑塊9內(nèi)，兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌10的下端連接在模架5上。在模架5向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，模架5兩端通過(guò)圓柱形滾珠導(dǎo)軌10進(jìn)行導(dǎo)向，從而保證模架具有較高的運(yùn)動(dòng)精度；當(dāng)工作過(guò)程出現(xiàn)緊急信號(hào)、直線(xiàn)電機(jī)斷電或模架行程超出極限行程范圍時(shí)，鎖緊滑塊9的鎖緊機(jī)構(gòu)將圓柱形滾珠導(dǎo)軌10鎖死，防止事故發(fā)生。需要說(shuō)明的是，在導(dǎo)軌的豎直方向安裝鎖緊滑塊，使之?dāng)嚯姇r(shí)鎖死導(dǎo)軌，屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0024]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型還包括緩沖機(jī)構(gòu)，緩沖機(jī)構(gòu)包括碟形彈簧6和彈簧安裝座7，直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11通過(guò)彈簧安裝座7與模架5相連接，碟形彈簧6設(shè)置在彈簧安裝座7與模架5之間。沖壓工件時(shí)，蝶形彈簧6對(duì)直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11進(jìn)行緩沖，防止直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11受力變形而使電機(jī)失效，起到保護(hù)次級(jí)的作用。
[0025]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，工作臺(tái)4的兩端各設(shè)置有一個(gè)限位支架2，當(dāng)模架5向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)極限行程時(shí)，模架5的兩端分別與兩個(gè)限位支架2的頂部接觸，即模架5的兩端受到限位支架2的阻擋而停止向下運(yùn)動(dòng)，這樣就限制了模架5的極限行程。當(dāng)然，為了起到減震和緩沖的作用，還可以在限位支架2的上表面設(shè)置橡膠墊3。
[0026]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括電器控制柜以及與電器控制柜連接的數(shù)控操作面板14、位置傳感器和光柵15，電器控制柜內(nèi)設(shè)置有PLC，位置傳感器用于檢測(cè)模架5的行程，當(dāng)模架5超出極限行程時(shí)，位置傳感器反饋信號(hào)給PLC，PLC控制直線(xiàn)電機(jī)斷電，同時(shí)鎖緊滑塊9的鎖緊機(jī)構(gòu)將圓柱形滾珠導(dǎo)軌10鎖死；光柵15用于檢測(cè)沖頭的位置，當(dāng)光柵15檢測(cè)到?jīng)_頭向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)設(shè)定位置時(shí)，光柵15反饋信號(hào)給PLC，PLC控制直線(xiàn)電機(jī)斷電并使其相序發(fā)生變化，直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11反向向上運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，按下數(shù)控操作面板14上的啟動(dòng)按鈕，PLC控制直線(xiàn)電機(jī)通電，直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11驅(qū)動(dòng)模架5下行，當(dāng)光柵15檢測(cè)到?jīng)_頭到位后，光柵15反饋信號(hào)給PLC，PLC控制直線(xiàn)電機(jī)斷電并使其相序發(fā)生變化，產(chǎn)生向上的電磁推力，由直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)11帶動(dòng)模架5向上先加速再減速至初始位置。
[0027]最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，盡管 申請(qǐng)人:參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，包括床身、設(shè)置在床身上端的動(dòng)力裝置、設(shè)置在動(dòng)力裝置的下端并能夠在動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的模架、設(shè)置在模架下端的沖頭、以及設(shè)置在床身下端上表面的工作臺(tái)，所述工作臺(tái)位于沖頭的下方，其特征在于，所述動(dòng)力裝置采用直線(xiàn)電機(jī)，所述模架與直線(xiàn)電機(jī)的次級(jí)相連，并且模架能夠在直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)的驅(qū)動(dòng)下作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，其特征在于，還包括初級(jí)定位座，所述床身上具有呈水平設(shè)置的中間安裝板，所述初級(jí)定位座固定在中間安裝板的中心位置，所述直線(xiàn)電機(jī)的初級(jí)定位設(shè)置于初級(jí)定位座內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，其特征在于，還包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述中間安裝板的兩端各設(shè)置有一個(gè)鎖緊滑塊，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌，兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌分別安裝在兩個(gè)位于中間安裝板兩端的鎖緊滑塊內(nèi)，兩個(gè)圓柱形滾珠導(dǎo)軌的下端固定連接在模架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，其特征在于，還包括緩沖機(jī)構(gòu)，所述緩沖機(jī)構(gòu)包括蝶形彈簧和彈簧安裝座，所述直線(xiàn)電機(jī)的次級(jí)通過(guò)彈簧安裝座與模架相連接，所述碟形彈簧設(shè)置在彈簧安裝座與模架之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，其特征在于，所述工作臺(tái)的兩端各設(shè)置有一個(gè)限位支架，兩個(gè)限位支架分別與模架的兩端相配合，用于限制模架的下行程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，其特征在于，所述限位支架的上表面設(shè)置有橡膠墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種直線(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控沖壓機(jī)床，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括電器控制柜以及與電器控制柜連接的數(shù)控操作面板、位置傳感器和光柵，電器控制柜內(nèi)設(shè)置有PLC，位置傳感器用于檢測(cè)模架的行程，當(dāng)模架超出極限行程時(shí)，位置傳感器反饋信號(hào)給PLC，PLC控制直線(xiàn)電機(jī)斷電，同時(shí)鎖緊滑塊的鎖緊機(jī)構(gòu)將圓柱形滾珠導(dǎo)軌鎖死；光柵用于檢測(cè)沖頭的位置，當(dāng)光柵檢測(cè)到?jīng)_頭向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)設(shè)定位置時(shí)，光柵反饋信號(hào)給PLC，PLC控制直線(xiàn)電機(jī)斷電并使其相序發(fā)生變化，直線(xiàn)電機(jī)次級(jí)反向向上運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B30B1/00GK204172384SQ201420601783
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】羅靜, 肖鐵忠, 黃娟 申請(qǐng)人:重慶理工大學(xué)