一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī),包括伺服直線電機(jī)、鉸桿機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)和壓頭,伺服直線電機(jī)包括直線電機(jī)初級(jí)繞組和直線電機(jī)次級(jí)繞組,鉸桿機(jī)構(gòu)包括第一鉸桿機(jī)構(gòu)和第二鉸桿機(jī)構(gòu),且第一鉸桿機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)、第二鉸桿機(jī)構(gòu)順序連通形成一體傳動(dòng)機(jī)構(gòu),而一體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成有兩組,對(duì)稱設(shè)置于伺服直線電機(jī)的左右兩側(cè),同時(shí),直線電機(jī)次級(jí)繞組與第一鉸桿機(jī)構(gòu)的尾端連通,而第二鉸桿機(jī)構(gòu)則與位于伺服直線電機(jī)下部的壓頭尾部的連接板連接。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位精度高,自動(dòng)化與智能化程度高、生產(chǎn)效率高、大大降低噪聲,有效提高工作環(huán)境的舒適度。
【專利說(shuō)明】—種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種沖壓機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu),及沖壓力的產(chǎn)生過(guò)程,尤其是涉及一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī),屬于機(jī)械制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前在機(jī)械制造業(yè)中,液壓傳動(dòng)沖壓機(jī)和氣壓傳動(dòng)沖壓機(jī)應(yīng)用非常廣泛。液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是輸出力很大,缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低,而且液壓傳動(dòng)以液壓油為工作介質(zhì),會(huì)出現(xiàn)油液揮發(fā)和泄露的現(xiàn)象,會(huì)對(duì)環(huán)境及產(chǎn)品造成較大污染,同時(shí)液壓泵始終處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中,由此造成較大的噪聲和無(wú)謂的能量消耗。氣壓傳動(dòng)動(dòng)作平穩(wěn)、成本較低,且采用無(wú)污染的空氣作為工作介質(zhì),所以不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,但是氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是噪聲大,工作壓力比較低,一般為0.5Mpa左右,在一些要求輸出力較大的場(chǎng)合,會(huì)造成裝置的體積和成本的增大。隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展,人們對(duì)沖壓機(jī)的技術(shù)提出了更高的要求,目前工業(yè)領(lǐng)域中使用的沖壓機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置一般都采用不可調(diào)速的交流異步電動(dòng)機(jī),具有結(jié)構(gòu)平衡性差、體積笨重、變速難度大、震動(dòng)噪聲大、加工精度低等突出缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位精度高、噪聲低的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī)。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī),其特征在于:包括伺服直線電機(jī)、鉸桿機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)和壓頭,所述的伺服直線電機(jī)包括直線電機(jī)初級(jí)繞組和直線電機(jī)次級(jí)繞組,所述的鉸桿機(jī)構(gòu)包括第一鉸桿機(jī)構(gòu)和第二鉸桿機(jī)構(gòu),且第一鉸桿機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)、第二鉸桿機(jī)構(gòu)順序連通形成一體傳動(dòng)機(jī)構(gòu),而所述的一體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成有兩組,對(duì)稱設(shè)置于伺服直線電機(jī)的左右兩側(cè),同時(shí),直線電機(jī)次級(jí)繞組與第一鉸桿機(jī)構(gòu)的尾端連通,而第二鉸桿機(jī)構(gòu)則與位于伺服直線電機(jī)下部的壓頭尾部的連接板連接。
[0006]進(jìn)一步,杠桿機(jī)構(gòu)的支點(diǎn)位于近第二鉸桿機(jī)構(gòu)端。
[0007]且所述的鉸桿機(jī)構(gòu)為可重構(gòu)toggle增力機(jī)構(gòu)。
[0008]而所述的壓頭可以設(shè)置為多個(gè),均布在連接板的下部。具體壓頭的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的要求來(lái)進(jìn)行設(shè)定,其中,單工位的沖壓機(jī)可以沖壓受力較大的工件,而多工位的沖壓機(jī)則可以顯著提高生產(chǎn)效率。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型利用桿件可重構(gòu)的理念,以及利用伺服直線電機(jī)與可重構(gòu)toggle增力機(jī)構(gòu)及杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合即可構(gòu)成滿足不同要求的沖壓機(jī),且本實(shí)用新型中采用伺服直線電機(jī)驅(qū)動(dòng),而伺服直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的動(dòng)力裝置,具有反復(fù)過(guò)載的功能,可以形成“電子飛輪”效應(yīng),因而相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械沖壓機(jī),省去了結(jié)構(gòu)復(fù)雜而笨重的機(jī)械飛輪,因此具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位精度高、噪聲低等優(yōu)點(diǎn),伺服直線電機(jī)尤其適合應(yīng)用于需要頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)、具有適當(dāng)推力、合適的運(yùn)動(dòng)速度以及適當(dāng)?shù)亩ㄎ痪鹊膱?chǎng)合。此外,本實(shí)用新型還具有傳統(tǒng)機(jī)械沖壓機(jī)中的肘桿機(jī)構(gòu),能夠在沖壓工作過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)力放大;也能夠在壓頭返回時(shí),實(shí)現(xiàn)行程放大。另外,還可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況,方便的更改壓頭的數(shù)量,滿足生產(chǎn)效率與沖壓力不同的需求,且更具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化與智能化程度高、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于電子、電器、通信器材等產(chǎn)品的制造設(shè)備中。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0011]圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中主要附圖標(biāo)記含義如下:
[0013]1、直線電機(jī)初級(jí)繞組2、直線電機(jī)次級(jí)繞組3、第一鉸桿機(jī)構(gòu)
[0014]4、杠桿機(jī)構(gòu) 5、第二鉸桿機(jī)構(gòu)6、壓頭7、連接板。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做具體的介紹。
[0016]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]如圖1所示:直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī),包括伺服直線電機(jī)、鉸桿機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)4和壓頭6,所述的伺服直線電機(jī)包括直線電機(jī)初級(jí)繞組I和直線電機(jī)次級(jí)繞組2,所述的鉸桿機(jī)構(gòu)包括第一鉸桿機(jī)構(gòu)3和第二鉸桿機(jī)構(gòu)5,且第一鉸桿機(jī)構(gòu)3、杠桿機(jī)構(gòu)4、第二鉸桿機(jī)構(gòu)5順序連通形成一體傳動(dòng)機(jī)構(gòu),而所述的一體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成有兩組,對(duì)稱設(shè)置于伺服直線電機(jī)的左右兩側(cè),同時(shí),直線電機(jī)次級(jí)繞組2與第一鉸桿機(jī)構(gòu)3的尾端連通,而第二鉸桿機(jī)構(gòu)5則與位于伺服直線電機(jī)下部的壓頭6尾部的連接板7連接。
[0018]此外,所述的鉸桿機(jī)構(gòu)為可重構(gòu)toggle增力機(jī)構(gòu),所述的杠桿機(jī)構(gòu)4的支點(diǎn)位于近第二鉸桿機(jī)構(gòu)5端,即杠桿機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)臂的長(zhǎng)度L1長(zhǎng)于杠桿機(jī)構(gòu)4的被動(dòng)臂的長(zhǎng)度I1,而所述的壓頭6則可以設(shè)置為多個(gè),均布在連接板的下部。具體壓頭的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的要求來(lái)進(jìn)行設(shè)定。
[0019]圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]如圖2所示:所述的壓頭6的數(shù)量為兩個(gè),即形成了一種雙工位輸出的沖壓機(jī)。圖1和圖2所不的兩個(gè)實(shí)施例的沖壓機(jī)的工作原理相同,僅僅在輸出形式上有所不同。
[0021]本實(shí)用新型的具體傳動(dòng)過(guò)程為:
[0022]當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)控制伺服直線電機(jī)的直線電機(jī)次級(jí)繞組2向下運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生第一輸出力,第一輸出力通過(guò)第一鉸桿機(jī)構(gòu)3的角度效應(yīng)帶動(dòng)杠桿機(jī)構(gòu)4、杠桿機(jī)構(gòu)4運(yùn)動(dòng)將第一輸出力放大,被放大的第一輸出力通過(guò)第二鉸桿機(jī)構(gòu)5傳遞到壓頭6上,然后由壓頭6將放大的第一輸出力施加到工件上。待沖壓結(jié)束后在數(shù)控系統(tǒng)的控制下,直線電機(jī)次級(jí)繞組2向上運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生第二輸出力,第二輸出力用于將壓頭8從工件上拉回到原來(lái)位置,更換工件,進(jìn)行下一個(gè)沖壓過(guò)程。
[0023]本實(shí)用新型在傳動(dòng)過(guò)程中的力學(xué)計(jì)算步驟為:
[0024]圖1中所示本實(shí)用新型所述的壓頭6的輸出力I的計(jì)算公式為.Pfs =.....-1-+ 1)
■tan tan
[0025]式中Fi 一直線電機(jī)次級(jí)繞組產(chǎn)生的第一輸出力;
[0026]一第一鉸桿機(jī)構(gòu)的理論壓力角;
[0027]一第二鉸桿機(jī)構(gòu)的理論壓力角;
[0028]η μ —機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率;
[0029]一杠桿機(jī)構(gòu)主動(dòng)臂的長(zhǎng)度;
[0030]I1 一杠桿機(jī)構(gòu)被動(dòng)臂的長(zhǎng)度。
[0031]本實(shí)用新型還可根據(jù)桿件可重構(gòu)的原理,僅僅改變?cè)隽C(jī)構(gòu)的連接方式,就可重構(gòu)出不同結(jié)構(gòu)與尺寸的沖壓機(jī),滿足生產(chǎn)過(guò)程中沖壓工位的要求。
[0032]本實(shí)用新型由于采用了完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)壓頭6,因此,壓頭6所受到的橫向力理論上為零,相對(duì)于傳統(tǒng)的基于非對(duì)稱機(jī)構(gòu)的沖壓機(jī),壓頭6使用壽命大大增加,且由于機(jī)床采用對(duì)稱布局,壓頭6的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的要求來(lái)進(jìn)行設(shè),單工位的沖壓機(jī)可以沖壓受力較大的工件,而多工位的沖壓機(jī)則可以顯著提高生產(chǎn)效率。此外,還可在機(jī)床兩側(cè)設(shè)置自動(dòng)送料的步進(jìn)裝置,能夠形成高效率、自動(dòng)化的沖壓機(jī)床。
[0033]本實(shí)用新型按照上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明應(yīng)當(dāng)理解,上述實(shí)施例不以任何形式限定本實(shí)用新型,凡采用等同替換或等效變換方式所獲得的技術(shù)方案,均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī),其特征在于:包括伺服直線電機(jī)、鉸桿機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)和壓頭,所述的伺服直線電機(jī)包括直線電機(jī)初級(jí)繞組和直線電機(jī)次級(jí)繞組,所述的鉸桿機(jī)構(gòu)包括第一鉸桿機(jī)構(gòu)和第二鉸桿機(jī)構(gòu),且第一鉸桿機(jī)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)、第二鉸桿機(jī)構(gòu)順序連通形成一體傳動(dòng)機(jī)構(gòu),而所述的一體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成有兩組,對(duì)稱設(shè)置于伺服直線電機(jī)的左右兩側(cè),同時(shí),直線電機(jī)次級(jí)繞組與第一鉸桿機(jī)構(gòu)的尾端連通,而第二鉸桿機(jī)構(gòu)則與位于伺服直線電機(jī)下部的壓頭尾部的連接板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī),其特征在于,杠桿機(jī)構(gòu)的支點(diǎn)位于近第二鉸桿機(jī)構(gòu)端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī),其特征在于,所述的鉸桿機(jī)構(gòu)為可重構(gòu)toggle增力機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的數(shù)控沖壓機(jī),其特征在于,所述的壓頭設(shè)置為多個(gè),均布在連接板的下部。
【文檔編號(hào)】B30B15/26GK203957380SQ201420244555
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】秦培亮, 王洋 申請(qǐng)人:蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院