变截面回弹控制自适应装置及方法与流程

技术特征：
1.一种变截面回弹控制自适应装置，其特征在于，包括：成形轧辊系统(1)、X向运动调节系统(2)、Z向运动调节系统(3)、X向自适应调节系统(4)以及XZ平面中的旋转调节系统(5)；其中，所述X向自适应调节系统(4)包括：X向运动底板(40)、弹簧座(41)、X方向弹簧(42)、弹簧芯轴(43)、X向自适应机架(44)以及X向自适应导轨副；X向自适应导轨副包括X向自适应导轨(45)以及X向自适应滑块；所述X向运动底板(40)的左端上表面固定安装所述弹簧座(41)，所述X向运动底板(40)的中部以及右端上表面沿X向设置X向自适应导轨(45)；所述X向自适应机架(44)包括上滑块底板(44-1)、外侧立板(44-2)、左侧立板(44-3)和右侧立板；其中，所述外侧立板(44-2)沿Y方向固定设置于所述上滑块底板(44-1)的外侧；所述左侧立板(44-3)和所述右侧立板沿X方向固定设置于所述上滑块底板(44-1)的左右两侧；所述上滑块底板(44-1)的底面安装所述X向自适应滑块，进而使所述X向自适应机架(44)与所述X向运动底板(40)的上表面沿X方向可滑动连接；所述X方向弹簧(42)通过弹簧芯轴(43)设置于所述弹簧座(41)和所述外侧立板(44-2)之间，在所述弹簧芯轴(43)的外端部安装有X向预紧力调节螺母(46)，进而使所述X向自适应机架(44)沿X向自适应导轨(45)移动时，需压缩所述X方向弹簧(42)；所述成形轧辊系统(1)包括轧辊(10)、用于驱动所述轧辊(10)沿Z向运动的Z向运动调节系统以及轧辊安装架(15)；所述XZ平面中的旋转调节系统(5)包括摆动芯轴(50)以及倾角自适应结构(51)；在所述轧辊安装架的底板和所述X向自适应机架(44)之间沿Y向安装所述摆动芯轴(50)，使所述成形轧辊系统设置在所述X向自适应机架(44)上，并可绕所述摆动芯轴(50)在XZ平面内转动；在所述轧辊安装架(15)和所述X向自适应机架(44)之间还安装所述倾角自适应结构(51)，通过所述倾角自适应结构(51)，使所述成形轧辊系统绕所述摆动芯轴(50)摆动时，所述成形轧辊系统的倾角进行自适应；另外，X向运动调节系统用于驱动所述X向运动底板(40)进行X方向运动，进而带动所述成形轧辊系统进行X方向运动。2.根据权利要求1所述的变截面回弹控制自适应装置，其特征在于，所述X向运动调节系统(2)包括X方向运动驱动机构、X方向滚珠丝杠副(21)以及丝杠箱(22)；其中，所述X方向滚珠丝杠副(21)位于所述丝杠箱(22)的内腔，所述X方向滚珠丝杠副(21)包括X方向滚珠丝杠和与所述X方向滚珠丝杠通过滚珠滚动连接的X方向螺母副；所述X方向滚珠丝杠的一端与所述X方向运动驱动机构连接并由所述X方向运动驱动机构驱动；所述X方向螺母副固定在所述X向运动底板(40)上；另外，所述丝杠箱(22)的上表面开设有X向导轨(23)，该X向导轨(23)与设置于所述X向运动底板(40)下表面的滑块形成X向导轨副；因此，在所述X方向运动驱动机构驱动下，带动所述X向运动底板(40)沿所述X向导轨(23)进行X方向运动。3.根据权利要求2所述的变截面回弹控制自适应装置，其特征在于，所述X方向运动驱动机构包括X向伺服电机(24)以及X向减速器(25)；所述X向减速器(25)的一端与所述X向伺服电机(24)连接，所述X向减速器(25)的另一端与所述X方向滚珠丝杠副(21)连接。4.根据权利要求1所述的变截面回弹控制自适应装置，其特征在于，所述成形轧辊系统(1)还包括：大齿轮(11)、小齿轮(12)、旋转轴Ⅰ(13)以及旋转轴Ⅱ(14)；所述轧辊(10)通过所述旋转轴Ⅰ(13)与所述大齿轮(11)同轴连接；所述小齿轮(12)与所述大齿轮(11)啮合，并且，所述小齿轮(12)同轴安装所述旋转轴Ⅱ(14)，所述旋转轴Ⅱ(14)安装到所述轧辊安装架(15)上；并且，所述旋转轴Ⅱ(14)与所述Z向运动调节系统(3)驱动，通过所述Z向运动调节系统(3)，驱动所述小齿轮(12)旋转，进而带动所述大齿轮(11)旋转，最终带动所述轧辊(10)旋转。5.根据权利要求4所述的变截面回弹控制自适应装置，其特征在于，所述轧辊安装架包括：左内侧立板、右内侧立板、转动电机安装板、轧辊底板和立板加强块；所述左内侧立板和所述右内侧立板沿Y方向分布于轧辊底板的左右两侧并与轧辊底板固定连接；所述立板加强块分别与所述左内侧立板、所述右内侧立板及所述轧辊底板固定连接；所述转动电机安装板分别与所述左内侧立板和所述右内侧立板固定连接；所述左内侧立板和所述右内侧立板与所述倾角自适应结构(51)连接；所述转动电机安装板与所述旋转轴Ⅰ(13)的一端连接，所述轧辊底板与所述旋转轴Ⅰ(13)的另一端连接；所述旋转轴Ⅱ(14)与所述转动电机安装板连接，所述转动电机安装板与所述Z向运动调节系统(3)连接，所述旋转轴Ⅱ(14)与转动电机安装板连接的一端与所述Z向运动调节系统(3)连接并且由Z向运动调节系统(3)驱动。6.根据权利要求5所述的变截面回弹控制自适应装置，其特征在于，所述Z向运动调节系统(3)包括：Z向伺服电机(31)以及Z向减速器(32)；所述Z向减速器(32)的一端与所述Z向伺服电机(31)连接，所述Z向减速器(32)的另一端与所述旋转轴Ⅱ(14)驱动连接。7.根据权利要求1所述的变截面回弹控制自适应装置，其特征在于，所述倾角自适应结构(51)包括：摆动弹簧(51-1)、摆动弹簧动作筒(51-2)、摆动弹簧Z向调节螺母(51-3)、摆动弹簧下压板(51-4)、摆动弹簧活塞(51-7)、摆动弧形板(51-5)、摆动压杆(51-6)以及燕尾槽挡块；其中，所述摆动弹簧动作筒(51-2)的底板固定设置于所述X向自适应机架(44)的底板；在所述摆动弹簧动作筒(51-2)内部腔体的底部安装所述摆动弹簧Z向调节螺母(51-3)，在所述摆动弹簧动作筒(51-2)内部腔体的顶部安装所述摆动弹簧活塞，在所述摆动弹簧Z向调节螺母(51-3)和所述摆动弹簧活塞之间设置所述摆动弹簧(51-1)；通过调节所述摆动弹簧Z向调节螺母(51-3)，调节所述摆动弹簧(51-1)的预紧力；在所述摆动弹簧活塞的上面，左右对称分别设置一个摆动弹簧下压板(51-4)；每个摆动弹簧下压板(51-4)均配合安装一个摆动机架移动转动组合副；其中，对于任意的摆动机架移动转动组合副，均包括：摆动弧形板(51-5)、摆动压杆(51-6)以及燕尾槽挡块；所述摆动弧形板(51-5)开设有燕尾槽；所述摆动压杆(51-6)包括圆柱杆以及与所述圆柱杆一体成形的燕尾形滑块；该圆柱杆与成形轧辊部件的内侧立板连接，该燕尾形滑块置于所述燕尾槽中；所述燕尾槽挡块沿X方向对称设置在所述摆动弧形板(51-5)的左右两侧，用于限制所述燕尾形滑块的过量位移。8.一种应用权利要求1所述变截面回弹控制自适应装置的变截面回弹控制自适应方法，其特征在于，所述变截面回弹控制自适应装置用于变截面辊弯成形方法中定模动辊靠模变截面辊弯成形的最后一个道次，对于U形型材的产品，所述变截面回弹控制自适应装置用于成形U形型材的最后直角弯曲，变截面回弹控制自适应方法包括以下步骤：步骤1，驱动X方向运动驱动机构，进而使成形轧辊系统(1)中的轧辊向定模及板材方向运动，使轧辊接触定模及板材；步骤2，驱动Z向运动调节系统(3)，通过齿轮啮合驱动轧辊转动，在定模配合下，轧辊辊轧板材；其中，在轧辊与定模配合时，X向自适应调节系统(4)中的X方向弹簧(42)向轧辊提供X方向的柔性压紧力；在成形U形型材的直角时，若定模与轧辊的接触面均与初始板材平面垂直，则成形后板材会出现回弹，通过旋转调节系统(5)，释放成形过程中板材的弹性变形。9.根据权利要求8所述的变截面回弹控制自适应方法，其特征在于，X方向弹簧(42)向轧辊提供X方向的柔性压紧力，具体为：在轧辊与定模配合时，轧辊受到来自定模的反向推力时，装配有轧辊的成形轧辊系统受到来自定模的反向推力，然后，成形轧辊系统沿X向自适应导轨(45)进行X负方向运动，进而挤压X方向弹簧(42)，而当X方向弹簧(42)受到挤压时，又向轧辊施加反向推力，进而向轧辊提供X方向的柔性压紧力。10.根据权利要求8所述的变截面回弹控制自适应方法，其特征在于，旋转调节系统(5)释放成形过程中板材的弹性变形，具体为：板材存在回弹力作用于轧辊上，成形轧辊系统(1)由于板材回弹力绕摆动芯轴(50)向板材相反的方向摆动，在摆动过程中，带动倾角自适应结构(51)和成形轧辊系统(1)组成的整体在XZ平面内倾斜，在倾斜过程中，摆动压杆(51-6)需要完成沿Z轴负方向运动和沿X轴负方向运动的合成运动，即所述摆动压杆(51-6)绕所述摆动芯轴(50)进行定轴转动；所述成形轧辊系统(1)的内侧立板绕所述摆动芯轴(50)摆动，该内侧立板带动所述摆动压杆(51-6)摆动，所述摆动压杆(51-6)的燕尾形滑块沿摆动弧形板(51-5)的燕尾槽进行X轴负方向运动，同时，所述摆动压杆(51-6)沿Z轴负方向下拉所述摆动弧形板(51-5)，所述摆动弧形板(51-5)带动摆动弹簧下压板(51-4)，所述摆动弹簧下压板(51-4)下压摆动弹簧活塞，进而使摆动弹簧(51-1)沿Z轴向下运动，摆动弹簧(51-1)和X方向弹簧分别提供Z方向和X方向的柔性支撑力，所述成形轧辊系统(1)绕所述摆动芯轴(50)的摆动，实现回弹控制的自适应。