多連桿撓度自適應補償數控折彎的制造方法
【專利摘要】多連桿撓度自適應補償數控折彎機。提供了一種結構精巧、使用方法簡單易行且適用范圍廣，可有效避免滑塊變形，進而從源頭上避免工件折彎時產生撓度變形的多連桿自補償式折彎機。用于折彎沿Y向進出的工件，所述折彎機包括沿Z向設置的機架、沿X向設置的工作臺和沿X向設置的滑塊，所述工作臺固定連接在機架中部，所述滑塊通過一對驅動裝置連接在工作臺上方、且在一對驅動裝置的驅動下做Z向的往復運動。本實用新型中通過增設的補償組件對滑塊可能產生的變形進行補償，從而從源頭上解決了工件折彎時易產生撓度變形的問題。同時一方面節省了單獨的動力源，另一方面能夠實現不同工作載荷撓度的自適應補償。
【專利說明】多連桿撓度自適應補償數控折彎機
【技術領域】
[0001]本實用新型折彎機應用領域，尤其涉及撓度自補償式的折彎機的改進。
【背景技術】
[0002]現有技術中，折彎機通常由機架、工作臺和滑塊組成。工作時，先將工件送入工作臺和滑塊之間，再通過下壓滑塊對工件進行折彎。然而，受工作臺和機器的自身剛度影響，工件的折彎處常出現折彎不均勻的現象，其根本原因就在于工作臺或(和)滑塊出現了彈性變形。
[0003]具體的說，如圖9-12所示，在大噸位折彎機中，由于設備自身剛度的原因，常出現工件7的加工折彎處直線度、角度不均勻的現象(表現為工件兩端折痕較深，而工件中部由于滑塊或工作臺變形的原因造成折痕過淺)，從而不能有效的符合工件的加工要求。
[0004]對此，現有技術中提出了很多具有補償結構的折彎機，如國家局于2013年7月31日公告了一份名為“工作臺開槽式補償結構”、申請號為“201320027044.4”的文獻，以及國家局于2010年6月2日公告的一份名為“一種數控折彎機的抗撓度裝置”、申請號為“200710192336.2” 的文獻等。
[0005]然而，現有技術中的補償結構大多具有結構簡單、適用范圍小、使用效果差等缺陷。僅能在滿載時，按照既定的補償曲線對滑塊或工作臺進行補償，一旦改變工作壓力，將由于折彎機上既定的補償曲線無法改變而造成工件再次產生撓度變形；同時，現有技術中的補償結構也無法有效的適用于偏載或半載的加工情況。
實用新型內容
[0006]本實用新型針對以上問題，提供了一種結構精巧、使用方法簡單易行且適用范圍廣，可有效避免滑塊變形，進而從源頭上避免工件折彎時產生撓度變形的多連桿自補償式折彎機。
[0007]本實用新型的技術方案是:用于折彎沿Y向進出的工件，所述折彎機包括沿Z向設置的機架、沿X向設置的工作臺和沿X向設置的滑塊，所述工作臺固定連接在機架中部，所述滑塊通過一對驅動裝置連接在工作臺上方、且在一對驅動裝置的驅動下做Z向的往復運動；
[0008]所述滑塊和一對驅動裝置之間通過補償組件連接；
[0009]所述補償組件包括沿X向設置的補償梁和一對沿滑塊中心對稱設置的連桿組件，所述補償梁具有一對側底腳，一對所述側底腳鉸接在滑塊的頂邊上、且補償梁的中部的底邊與滑塊的頂邊之間具有縫隙；
[0010]所述連桿組件包括連桿一、連桿二、連桿三和連桿四，所述連桿一的頂端鉸接在補償梁底部，所述連桿二的底端鉸接在滑塊頂部，所述連桿一的底端與所述連桿二的頂端通過鉸軸一鉸接，所述連桿三的頂端通過鉸軸二鉸接在驅動裝置底端、且連桿三的底端鉸接在鉸軸一上，所述連桿四的頂端鉸接在鉸軸二上、且連桿四的底端鉸接在滑塊的側頂角上。[0011]所述連桿一的頂端與所述連桿二的底端的間距小于連桿一和連桿二的長度之和、且所述連桿一遠離連桿四的端面與所述連桿二遠離連桿四的端面的夾角小于180°。
[0012]所述補償梁的一對側底腳分別鉸接在一對連桿組件中的鉸軸二上。
[0013]所述工作臺和機架之間通過補償組件a連接；
[0014]所述補償組件a包括沿X向設置的補償梁a和一對沿工作臺中心對稱設置的連桿組件a，所述補償梁a具有一對側底腳a，一對所述側底腳a鉸接在工作臺的底邊上、且補償梁a的中部的頂邊與工作臺的底邊之間具有縫隙a ；
[0015]所述連桿組件a包括連桿一 a、連桿二 a、連桿三a和連桿四a，所述連桿一 a的底端鉸接在補償梁a的頂部，所述連桿二 a的頂端鉸接在工作臺的底部，所述連桿一 a的頂端與所述連桿二 a的底端通過鉸軸一 a鉸接，所述連桿三a的底端通過鉸軸二 a鉸接在機架的中部、且連桿三a的頂端鉸接在鉸軸一 a上，所述連桿四a的底端鉸接在鉸軸二 a上、且連桿四a的頂端鉸接在工作臺的側頂角上。
[0016]所述連桿一 a的底端與所述連桿二 a的頂端的間距小于連桿一 a和連桿二 a的長度之和、且所述連桿一 a遠離連桿四a的端面與所述連桿二 a遠離連桿四a的端面的夾角小于180。。
[0017]所述補償梁a的一對側底腳a分別鉸接在一對連桿組件a中的鉸軸二 a上。
[0018]本實用新型中通過增設的補償組件對滑塊可能產生的變形進行補償，從而從源頭上解決了工件折彎時易產生撓度變形的問題。
[0019]其滿載時的工作原理為:
[0020]首先對整體(滑塊、補償組件和驅動裝置)進行受力分析，在均布的折彎載荷q的作用下，驅動裝置的頂端的連接點產生支反力F1，與q是一對作用力與反作用力。則Fl=MXq(其中M是有工件的長度決定的常數)。
[0021]然后對連桿組件進行受力分析，如圖6所示，連桿一、二、三和四構成一個平衡力系，在Fl (矢量，有大小、方向和作用點)、F2、F3、F4的共同作用下，桿系保持受力平衡，由于桿長和相對位置已知，可以根據Fl的大小，求解處F2、F3、F4的大小。
[0022]再將滑塊和補償量視為一整體進行受力分析，如圖7所示，則該整體在q、一對-F2、一對-F3和一對-F4的作用下，構成平衡力系，滑塊即可在一對-F3和一對-F4在豎直方向的分力的作用下，將由q引起的向上的彈性變形頂回，達到了繞度補償的效果。
[0023]上述中，補償力量的大小為:F3=K3XF1、F4=K4XF1 (其中K3、K4是由機構的的桿長和位置決定的常數)；這樣，當折彎機面對不同剛度的工件時，即工作壓力改變時，工件“反饋”的載荷q隨之變化，此時M、K不變，從而使得F3和F4可隨著q的改變而成比例改變，即使得補償力和根據負載的大小自行調整，有效的實現了面對不同工作載荷時撓度可進行自適應補償的目的。
[0024]其偏載時的工作原理為:
[0025]假定一對驅動裝置頂端分別受支反力FlA和F1B，其中FlA與偏載后載荷中點的間距為LI，FlB與偏載后載荷中點的間距為L2，載荷換算后為F，則:
[0026]F1A+F1B=F、且 F1A*L1=F2A*L2 ;
[0027]得:
[0028]F1A=FXL2/(L1+L2) ；F1B=FXLI/(L1+L2)；[0029]補償力為:
[0030]F3A=K3 X FI =K3 X F X L2/ (LI +L2)，F4A=K4 X FI =K4 X F X L2/ (LI +L2)；
[0031 ] F3B=K3XF2=K3X FX LI/(L1+L2)，F4B=K4XF2=K4X FX LI/(L1+L2)；
[0032]結合上述公式可得:越靠近偏載后載荷的中點的支反力產生的補償力越大，這樣，可使得補償力的大小始終隨著偏載的載荷的中點的位置的改變而改變，從而使得本案也可有效適用于偏載或半載的加工情況。
[0033]這樣，本案與現有技術的區別可表現為:
[0034]
【權利要求】
1.多連桿撓度自適應補償數控折彎機，用于折彎沿Y向進出的工件，所述折彎機包括沿Z向設置的機架、沿X向設置的工作臺和沿X向設置的滑塊，所述工作臺固定連接在機架中部，所述滑塊通過一對驅動裝置連接在工作臺上方、且在一對驅動裝置的驅動下做Z向的往復運動； 其特征在于:所述滑塊和一對驅動裝置之間通過補償組件連接； 所述補償組件包括沿X向設置的補償梁和一對沿滑塊中心對稱設置的連桿組件，所述補償梁具有一對側底腳，一對所述側底腳鉸接在滑塊的頂邊上、且補償梁的中部的底邊與滑塊的頂邊之間具有縫隙； 所述連桿組件包括連桿一、連桿二、連桿三和連桿四，所述連桿一的頂端鉸接在補償梁底部，所述連桿二的底端鉸接在滑塊頂部，所述連桿一的底端與所述連桿二的頂端通過鉸軸一鉸接，所述連桿三的頂端通過鉸軸二鉸接在驅動裝置底端、且連桿三的底端鉸接在鉸軸一上，所述連桿四的頂端鉸接在鉸軸二上、且連桿四的底端鉸接在滑塊的側頂角上。
2.根據權利要求1所述的多連桿撓度自適應補償數控折彎機，其特征在于，所述連桿一的頂端與所述連桿二的底端的間距小于連桿一和連桿二的長度之和、且所述連桿一遠離連桿四的端面與所述連桿二遠離連桿四的端面的夾角小于180°。
3.根據權利要求1所述的多連桿撓度自適應補償數控折彎機，其特征在于，所述補償梁的一對側底腳分別鉸接在一對連桿組件中的鉸軸二上。
4.根據權利要求1所述的多連桿撓度自適應補償數控折彎機，其特征在于，所述工作臺和機架之間通過補償組件a連接； 所述補償組件a包括沿X向設置的補償梁a和一對沿工作臺中心對稱設置的連桿組件a，所述補償梁a具有一對側底腳a，一對所述側底腳a鉸接在工作臺的底邊上、且補償梁a的中部的頂邊與工作臺的底邊之間具有縫隙a ； 所述連桿組件a包括連桿一 a、連桿二 a、連桿三a和連桿四a，所述連桿一 a的底端鉸接在補償梁a的頂部，所述連桿二 a的頂端鉸接在工作臺的底部，所述連桿一 a的頂端與所述連桿二 a的底端通過鉸軸一 a鉸接,所述連桿三a的底端通過鉸軸二 a鉸接在機架的中部、且連桿三a的頂端鉸接在鉸軸一 a上，所述連桿四a的底端鉸接在鉸軸二 a上、且連桿四a的頂端鉸接在工作臺的側頂角上。
5.根據權利要求4所述的多連桿撓度自適應補償數控折彎機，其特征在于，所述連桿一 a的底端與所述連桿二 a的頂端的間距小于連桿一 a和連桿二 a的長度之和、且所述連桿一 a遠離連桿四a的端面與所述連桿二 a遠離連桿四a的端面的夾角小于180°。
6.根據權利要求4所述的多連桿撓度自適應補償數控折彎機，其特征在于，所述補償梁a的一對側底腳a分別鉸接在一對連桿組件a中的鉸軸二 a上。
【文檔編號】B21D11/22GK203508698SQ201320691017
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】胡金龍, 佘健, 夏鵬 申請人:江蘇揚力數控機床有限公司