普通折弯机设计的单轴数控挡料机构

普通折弯机设计的单轴数控挡料机构

折叠机在冲孔制造和加工中发挥着非常重要的作用。它的技术性能指标直接影响到加工的精度和生产能力，从而影响产品的质量和成本。目前折弯机品种规格较多。当产品要求较高时,一些有条件的企业一般选用数控折弯机。通常数控折弯机国产机型价格约为同规格普通折弯机的4倍,而进口折弯机价格则高达10倍以上。对于我国众多的中小型企业,目前由于受资金实力等的限制,多数还是以普通折弯机为主,其工作精度低,劳动强度大,生产效率低。若要适应日益激烈的市场竞争,这种状况亟待改变。1挡铁的调整方式普通折弯机的基本结构如图1所示。图中件6为折弯机自带的后挡铁架,可电动调整后挡铁5的位置;件1为前挡铁架,可用于手工设置并固定前挡铁2或作为工件支承。常见的钣金件折弯结构如图2所示。在普通折弯机上只能先按尺寸a调整好后挡铁位置后,折一批工件的第一道边,再按尺寸b重新调整挡铁位置折第二道边,这样工件需多次上下机床,且周围需有足够的空间放置在制工件。如果批量大,则要中途搬运,需提供更大的周转空间,从而增加大量的辅助工作,增加了劳动强度,降低了劳动生产率。另外,挡铁的调整一般采用卷尺、钢皮尺来测量,精度无法控制。即使采用较精密的量具测量,也会因缺乏理想的测量基准而难以达到较高的测量精度,加工精度仍难以保证。为了解决上述问题,同时考虑到众多中小型企业的经济状况,采用在现有普通折弯机的基础上进行经济型数控化改造的方案,经济有效地满足了实际生产的要求。2折弯机构运动控制图3所示为对某型号机型的普通折弯机设计的一种单轴数控挡料执行机构。该机构由步进电机7驱动,电机与滚珠丝杠9直连实现无间隙连接传动。步进电机步距角为0.9°,滚珠丝杠螺距为4mm,则步进脉冲当量为4×0.9/360=0.01mm。该最小运动设定量完全能满足一般的折弯要求。一般的折弯件结构其折弯弯边宽度都比较小,但折弯边长度可能会很大(如门板结构),所以本机构轴向运动行程相对来说较小,而对挡铁宽度范围则要求很大。比较好的方案是挡铁在折弯边长度的两端两点接触,从而减少或消除上道工序剪切边直线度的影响,使误差减至最小。图3中,挡铁12在挡铁座13上沿宽度方向可调,以适应不同弯边长度的需要(如图3中I)。从上述情况考虑,将折弯执行机构设计成一短宽体结构。从保证运动件精度和稳定性出发,配置运动导轨时导轨间须有一定的跨度。综合上述要求与折弯机自身状况,本执行机构整体采用框架式结构,以降低成本,且便于现场安装。由于上述结构较易变形扭曲,因此采用一圆一平导轨组合,以圆导轨10为主导轨,平导轨17作为辅助导轨,避免了框架因微量变形而造成的运动不畅,且这两种导轨均有较好的加工工艺性,便于制作,成本低。3机构参考点设置执行机构零点设于挡铁与折弯上模刀口直线刃重合位置,即折边宽度为零处,这样系统设置数值即为折边宽度值。由于挡铁回零须回到固定折弯模(下模)的上面,考虑到薄板折弯时挡铁与折弯模不允许留有太大的间隙,因而挡铁回零很可能因变形或脏物等嵌入,导致干涉而造成收稿日期:2001-10-08作者简介:张思弟(1964-),男,江苏常熟人,南京工程学院高级工程师,学士,主要从事数控机床、非标设备的开发研制工作。损坏。因此本机构在运动行程的中间设有参考点,该点与零点间距离固定,正常情况下只需回参考点即校验了零点位置。参考点设定由两个霍尔开关(即图3中件2,15)来实现,件2为到位粗定位开关,件15为精定位开关。开关15置于直径为d的圆周上(如图3中J所示),相当于一个丝杠螺距k放大为πd的圆周长,假定开关15能达到的检测精度为0.1mm,则在丝杠螺距等于4mm,直径d=40mm时,精定位开关15的轴向定位精度为0.1×k/(πd)=0.0032mm,足以与本机构相匹配。图3中件1,4为两行程极限开关,控制机构运行的最大行程范围,防止超程产生机械冲击而影响机构精度。超程开关起作用时,机构则无条件停止。从整体造价考虑,本装置步进电机控制不再另配数控装置,而由控制本装置运行的PLC实现其位置控制,这样电控硬件简单可靠,结构紧凑,很适合于工业现场,同时较大幅度地降低了整体成本。4基于螺钉安装基准面本装置与折弯机主机的安装连接采用侧装的方案。如图3所示,折弯机床身后面的A面是个加工面,原用于安装电动调整挡铁架,该面平整、光洁,无需补充加工便是较为理想的安装基准面。因此只需利用连接板6将本机构与其螺钉相连,便可以稳定可靠地保证轴向尺寸精度要求。安装时,高度方向的位置可通过底脚5进行调整。调整好以后在两侧连接板6与折弯机本体间打两定位锥销即可保持其位置不变。件11为调整垫,安装时修配其厚度可调整挡铁座13与模具刃口间的平行度,从而确保折边平行。5提高了工件的回用和降低生产利用本装置对普通折弯机进行改造,虽然经费投入不多,却能实现数控折弯机的基本功能,可对加工对象进行连续折边,从而减少了工件的上下搬动次数,工件一次连续折边完成后便可流向下道工序,避免了工件在机床边的大量堆积,简化了物流,提高了效率,大大减轻了工人工作量。控制系统可存储大量的折边工件程序,以供随时调用,免去了原来每次更换工件后重新调整挡铁的麻烦。由于挡铁位置精度高,折边精度必然相应地大幅度提高。实践证明,本装置的投入应用取得了较为理想的效果。6进行技术改造,提高中小企业的技术技能,进行市场技术改进。在现有设备的基础上进行技术改造,进行企业目前我国中小企业中拥有相当数量的同类