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1、(10)申请公布号 CN 103962423 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103962423 A (21)申请号 201410140761.7 (22)申请日 2014.04.09 B21D 5/00(2006.01) B30B 1/18(2006.01) B30B 15/14(2006.01) (71)申请人 西安交通大学 地址 710049 陕西省西安市咸宁路 28 号 (72)发明人 赵升吨 崔敏超 李靖祥 陈超 朱骏 (74)专利代理机构 西安智大知识产权代理事务 所 61215 代理人 贺建斌 (54) 发明名称 一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机 (57) 摘。
2、要 一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机， 包括 两个对称设置的动力部分， 动力部分的输出采用 行星滚柱丝杠机构并与折弯机的滑块连接， 动力 部分包括永磁电机部分、 谐波减速部分和滚柱丝 杠部分， 当永磁电机上电后， 其转子在磁场力作用 下直接带动谐波发生器转动， 从而使柔轮和刚轮 之间产生错齿运动， 实现减速增矩， 柔轮输出的运 动带动输出轴转动， 输出轴前端有行星滚柱丝杠 机构， 从而带动滑块做下上运动， 通过装在滑块上 的模具对板料进行弯曲成形， 本发明机电一体化 设计， 结构紧凑， 设备可靠性高 ； 谐波齿轮可实现 较大的减速比， 提供较大的成形力 ； 通过计算机 和伺服控制可提前预测板料。
3、的回弹， 实现对板材 的精确弯曲成形。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103962423 A CN 103962423 A 1/1 页 2 1. 一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机， 包括两个对称设置的动力部分， 其特征在于 ： 动力部分的主体安装在顶腔上板 （17） 和顶腔下板 （37） 上， 动力部分的输出为行星滚柱丝 杠机构与折弯机的滑块 （30） 螺纹连接， 滑块 （30） 和机身 （33） 连接， 机身 （33） 连接在。
4、底座 （31） 上 ； 所述的动力部分包括永磁电机定子 （2） ， 永磁电机定子 （2） 固定在电机外壳 （1） 的内圈 凸台上 ； 永磁电机转子 （3） 尾部通过后端轴承 （6） 支承在支撑轴 （8） 上， 支撑轴 （8） 与电机 后端盖 （5） 固定 ； 永磁电机转子 （3） 和电机外壳 （1） 尾部分别装有用以提供反馈信号的旋转 变压器定子 （4） 和旋转变压器转子 （10） ； 谐波发生器 （12） 固定在永磁电机转子 （3） 的前端， 谐波发生器 （12） 内侧通过前端轴承 （18） 支承在输出轴 （23） 尾部， 谐波发生器 （12） 为椭圆形状， 柔性轴承 （14） 通过预变形安。
5、 装在谐波发生器 （12） 外侧， 轴向通过上盖板 （13） 和下盖板 （40） 固定 ； 柔性轴承 （14） 外侧 与柔轮 （16） 内侧配合， 由于谐波发生器 （12） 为刚性椭圆形状， 因此会使得柔性轴承 （14） 和 柔轮 （16） 也变为椭圆形状 ； 刚轮 （15） 为带有内齿圈的刚性圆环， 柔轮 （16） 和刚轮 （15） 通 过齿形啮合， 刚轮 （15） 通过卡扣与电机外壳 （1） 配合， 电机后端盖 （5） 、 电机外壳 （1） 和刚 轮 （15） 通过均布的拉紧螺栓 （11） 压紧在顶腔上板 （17） 的凹台中， 同时对刚轮 （15） 周向定 位 ； 柔轮 （16） 安装在柔。
6、轮支座 （20） 上， 柔轮支座 （20） 与输出轴 （23） 连接传递动力， 柔轮 支座 （20） 上部设有的套筒 （19） 用于支撑电机部分自重， 输出轴 （23） 中部上安装有上圆锥 滚子轴承 （22） 和下圆锥滚子轴承 （24） ， 上圆锥滚子轴承 （22） 通过垫板 （21） 顶在运动反力 平衡腔 （36） 上， 下圆锥滚子轴承 （24） 外圈顶在平衡腔端盖 （25） 上， 平衡腔端盖 （25） 连接 在运动反力平衡腔 （36） 上， 运动反力平衡腔 （36） 与焊接在顶腔下板 （37） 上的支承筒 （38） 连接 ； 所述的输出轴 （23） 前端做成螺杆， 输出轴 （23） 螺杆部。
7、分与一圈行星滚柱 （27） 啮合， 行 星滚柱 （27） 两端支承在一对支撑环 （29） 上， 行星滚柱 （27） 能够沿自身轴线周向转动， 支撑 环 （29） 分别支承在上支座 （35） 和下支座 （28） 上， 整个丝杠螺母部分用丝杠上盖板 （34） 和 丝杠下盖板 （32） 封装在丝杠外壳 （26） 中， 丝杠外壳 （26） 与滑块 （30） 固定。 权 利 要 求 书 CN 103962423 A 2 1/3 页 3 一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机 技术领域 0001 本发明属于锻压冲剪设备类， 具体涉及一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机。 背景技术 0002 在对板材进行加工时， 常。
8、需要对板材进行一定角度的折弯以满足实际应用场合的 需求。目前主要的板料折弯设备分为机械型和液压型， 机械折弯机通常是利用电机和一系 列齿轮传动系统来实现滑块的上下运动 ； 液压折弯机则是利用液压缸和一系列复杂的油路 控制元件来实现滑块的上下运动。折弯机在钢铁工业中起着重要的作用， 尤其在大型钢铁 企业中， 往往需要折弯机连续并且高精度的运行， 然而目前， 由于传统机械折弯机传动系统 复杂， 液压折弯机油路控制元件繁多， 故障率高， 限制了它的普及， 仅仅经济实力雄厚的大 型钢铁企业中才能见到折弯机。随着国民经济的快速发展， 越来越多的小型企业需要生产 一些折弯类制件， 市场上迫切需求价格低廉，。
9、 结构简单， 工作可靠的数控折弯机。 0003 在申请号为 201110395280.7 的中国专利中公开了一种小型折弯机， 它通过安装 在顶部的液压千斤顶使推动块在导轨中运动。 这种折弯机结构简单， 但是折弯精度差， 自动 化程度低， 设备整体刚度差， 可加工的板料局限性大， 通用性差。 发明内容 0004 为了克服上述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种伺服直驱型谐波传动 螺旋折弯机， 整个折弯机结构简单紧凑， 精度高， 设备通用性强。 0005 为了达到上述目的， 本发明采取的技术方案为 ： 0006 一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机， 包括两个对称设置的动力部分， 动力部分 的主。
10、体安装在顶腔上板 17 和顶腔下板 37 上， 动力部分的输出为行星滚柱丝杠机构与折弯 机的滑块 30 螺纹连接， 滑块 30 和机身 33 连接， 机身 33 连接在底座 31 上。 0007 所述的动力部分包括永磁电机定子2， 永磁电机定子2固定在电机外壳1的内圈凸 台上 ； 永磁电机转子 3 尾部通过后端轴承 6 支承在支撑轴 8 上， 支撑轴 8 与电机后端盖 5 固 定 ； 永磁电机转子 3 和电机外壳 1 尾部分别装有用以提供反馈信号的旋转变压器定子 4 和 旋转变压器转子 10。 0008 谐波发生器 12 固定在永磁电机转子 3 的前端， 谐波发生器 12 内侧通过前端轴承 1。
11、8 支承在输出轴 23 尾部， 谐波发生器 12 为椭圆形状， 柔性轴承 14 通过预变形安装在谐波 发生器 12 外侧， 轴向通过上盖板 13 和下盖板 40 固定 ； 柔性轴承 14 外侧与柔轮 16 内侧配 合， 由于谐波发生器 12 为刚性椭圆形状， 因此会使得柔性轴承 14 和柔轮 16 也变为椭圆形 状 ； 刚轮 15 为带有内齿圈的刚性圆环， 柔轮 16 和刚轮 15 通过齿形啮合， 刚轮 15 通过卡扣 与电机外壳 1 配合， 电机后端盖 5、 电机外壳 1 和刚轮 15 通过均布的拉紧螺栓 11 压紧在顶 腔上板 17 的凹台中， 同时对刚轮 15 周向定位。 0009 柔轮。
12、 16 安装在柔轮支座 20 上， 柔轮支座 20 与输出轴 23 连接传递动力， 柔轮支座 20 上部设有的套筒 19 用于支撑电机部分自重， 输出轴 23 中部上安装有上圆锥滚子轴承 22 说 明 书 CN 103962423 A 3 2/3 页 4 和下圆锥滚子轴承 24， 上圆锥滚子轴承 22 通过垫板 21 顶在运动反力平衡腔 36 上， 下圆锥 滚子轴承 24 外圈顶在平衡腔端盖 25 上， 平衡腔端盖 25 连接在运动反力平衡腔 36 上， 运动 反力平衡腔 36 与焊接在顶腔下板 37 上的支承筒 38 连接。 0010 所述的输出轴 23 前端做成螺杆， 输出轴 23 螺杆部。
13、分与一圈行星滚柱 27 啮合， 行 星滚柱 27 两端支承在一对支撑环 29 上， 行星滚柱 27 能够沿自身轴线周向转动， 支撑环 29 分别支承在上支座35和下支座28上， 整个丝杠螺母部分用丝杠上盖板34和丝杠下盖板32 封装在丝杠外壳 26 中， 丝杠外壳 26 与滑块 30 固定。 0011 本发明的优点为 ： 采用电力驱动， 设备布置灵活 ； 机电一体化设计， 结构紧凑， 设 备可靠性高 ； 谐波齿轮可实现较大的减速比， 使本发明可以提供较大的成形力 ； 通过计算 机和伺服控制可提前预测板料的回弹， 实现对板材的精确弯曲成形。 附图说明 0012 图 1 是本发明的结构示意图。 0。
14、013 图 2 是本发明动力部分结构示意图。 0014 图 3 是本发明及其附属电气模块连接示意框图。 具体实施方式 0015 下面参照附图对本发明作详细阐释。 0016 参照图 1 和图 2， 一种伺服直驱型谐波传动螺旋折弯机， 包括两个对称设置的动力 部分， 动力部分的主体安装在顶腔上板17和顶腔下板37上， 动力部分的输出为行星滚柱丝 杠机构与折弯机的滑块 30 螺纹连接， 滑块 30 和机身 33 连接， 机身 33 连接在底座 31 上 ； 0017 参照图 2， 所述的动力部分包括永磁电机定子 2， 永磁电机定子 2 通过厌氧胶或小 螺钉固定在电机外壳 1 的内圈凸台上 ； 永磁电。
15、机转子 3 尾部通过后端轴承 6 支承在支撑轴 8 上， 支撑轴 8 通过双圆螺母 7 和平键 9 与电机后端盖 5 固定 ； 永磁电机转子 3 和电机外壳 1 尾部分别装有用以提供反馈信号的旋转变压器定子 4 和旋转变压器转子 10 ； 0018 谐波发生器 12 通过螺钉和销钉固定在永磁电机转子 3 的前端， 谐波发生器 12 内 侧通过前端轴承 18 支承在输出轴 23 尾部， 谐波发生器 12 为椭圆形状， 柔性轴承 14 通过预 变形安装在谐波发生器 12 外侧， 轴向通过上盖板 13 和下盖板 40 固定 ； 柔性轴承 14 外侧与 柔轮 16 内侧配合， 由于谐波发生器 12 为。
16、刚性椭圆形状， 因此会使得柔性轴承 14 和柔轮 16 也变为椭圆形状 ； 刚轮 15 为带有内齿圈的刚性圆环， 柔轮 16 和刚轮 15 通过齿形啮合， 当 谐波发生器 12 转动时， 带动柔轮 16 发生可控的弹性变形， 与刚轮 15 进行错齿运动， 进行传 动 ； 刚轮 15 通过卡扣与电机外壳 1 配合， 电机后端盖 5、 电机外壳 1 和刚轮 15 通过均布的 六个拉紧螺栓 11 压紧在顶腔上板 17 的凹台中， 同时通过销钉对刚轮 15 周向定位。 0019 柔轮 16 通过螺栓和销钉安装在柔轮支座 20 上， 柔轮支座 20 上开有键槽， 通过平 键 39 和输出轴 23 上的台。
17、肩与输出轴 23 连接传递动力， 柔轮支座 20 上部设有的套筒 19 用 于支撑电机部分自重， 输出轴23中部上安装有上圆锥滚子轴承22和下圆锥滚子轴承24， 上 圆锥滚子轴承 22 通过垫板 21 顶在运动反力平衡腔 36 上， 下圆锥滚子轴承 24 外圈顶在平 衡腔端盖 25 上， 平衡腔端盖 25 通过螺栓连接在运动反力平衡腔 36 上， 运动反力平衡腔 36 通过其上的法兰和螺栓与焊接在顶腔下板 37 上的支承筒 38 连接。 说 明 书 CN 103962423 A 4 3/3 页 5 0020 所述的输出轴 23 前端做成螺杆， 输出轴 23 螺杆部分与一圈行星滚柱 27 啮合，。
18、 行 星滚柱 27 两端支承在一对支撑环 29 上， 行星滚柱 27 能够沿自身轴线周向转动， 支撑环 29 分别支承在上支座35和下支座28上， 整个丝杠螺母部分用丝杠上盖板34和丝杠下盖板32 封装在丝杠外壳 26 中， 丝杠外壳 26 通过其上的法兰和螺栓与滑块 30 固定。 0021 本发明的工作原理为 ： 0022 参照图 3， 本发明的两个动力部分通过电缆与伺服驱动器连接， 伺服驱动器与 380V 电源连接， 伺服驱动器的控制端接控制器， 控制器与工控机连接， 两个动力部分的运动 信号通过反馈到达控制器， 以确保其工作的同步。 0023 工控机通过控制器控制伺服驱动器， 使动力部分。
19、上电。 当动力部分上电后， 永磁电 机转子 3 在磁场力的作用下开始转动， 同时带动与其连接的谐波发生器 12 转动， 谐波发生 器12通过柔性轴承14使柔轮16发生可控的弹性变形， 这种可控的弹性变形进而使柔轮16 和刚轮 15 之间产生错齿运动， 从而柔轮 16 输出低转速大转矩 ； 柔轮 16 的输出通过平键 39 带动输出轴 23 开始转动， 输出轴 23 由于运动反力平衡腔 36 的固定， 不能沿轴向方向移动， 仅能沿自身轴线转动， 因此其前端的螺纹将带动行星滚柱27和丝杠外壳26沿轴向移动， 进 而带动滑块 30 上下移动， 对板料进行精确控制的折弯。 说 明 书 CN 103962423 A 5 1/3 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103962423 A 6 2/3 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103962423 A 7 3/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103962423 A 8 。