一种控制张力的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种控制张力的装置，属于机械控制装置技术领域。
【背景技术】
[0002] 弯曲是成形工艺中较为复杂的工艺之一，常受材料性能、模具形状、加载路径等因 素影响。尤其是截面复杂的型材在弯曲中往往处于一个十分复杂的应力状态。应力中性层 内移、外侧破裂，内侧起皱，残余应力与回弹都是影响成形件性能和精度的原因。张力的预 拉与控制都能有效地制约以上因素对弯曲件成形精度的影响。
[0003]目前，已有的弯管机，包括拉弯机等用于加工弯曲件的设备中都没有控制张力的 装置，又或者其控制张力的装置不能有效，精确控制张力（力）或拉伸量(位移)，导致有些薄 壁多筋的型材无法成形或则难以成形。本发明基于以上设备中的不足，提出了由PLC控制、 梯形梳状卡具夹持、滚珠丝杆线性移动平台（以下简称线性模组）驱动的张力控制装置，解 决了以往绕弯机中不能有效施加张力这一缺陷，并具有装夹速度快，通用性强，控制精度高 等优点，同时具备控制力和位移两种控制方式，可为试验和生产带来更多选择。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决绕弯机、拉弯机等弯曲设备上张力不能精确控制，从而 导致弯曲件成形精度低等问题，提供一种控制张力的装置。本发明通过以下技术方案实现。
[0005]-种控制张力的装置，包括伺服马达6,PLC，线性模组支架7、滚珠丝杆8、模组滑 块9组成的线性模组，传感器10,动板支座11、四杆机构固定支座12、杆I13、螺杆插销 I14、杆II15、动板16、杆III17、螺杆18、螺杆插销II19、杆IV20、四杆机构移动支座21、左 夹块22、右夹块23组成的夹持机构，马达6、传感器10与PLC连接，PLC控制伺服马达6转 动，马达6带动滚珠丝杆8转动，从而带动模组滑块9做直线运动进而使夹持机构进行直线 运动； 所述线性模组中线性模组支架7连接绕弯机，线性模组支架7分为板架架身和尾部凸 起的框架，板架架身一端连接接绕弯机，板架架身安装滑动的模组滑块9,凸起的框架内部 设有滚珠丝杆8,滚珠丝杆8横穿线性模组支架7并穿过模组滑块9的螺纹孔，滚珠丝杆8 连接伺服马达6 ; 所述模组滑块9顶部连接夹持机构中动板支座11，动板支座11设有滑槽与动板16滑 动连接，动板16顶面设有四杆机构固定支座12和相对动板16滑动的四杆机构移动支座 21，四杆机构固定支座12,动板16顶端设有侧八字限位平板组成的滑槽，侧八字限位平板 组成的滑槽内部安装左夹块22和右夹块23(八字限位平板组成的滑槽用于左夹块22和右 夹块23的合模)，动板16末端与传感器10连接，传感器10另一端与动板支座11的凸起台 连接，四杆机构固定支座12通过螺栓连接杆I13和杆III17,四杆机构移动支座21通过螺 栓连接杆II15和杆IV20,杆I13和杆II15、杆II15和杆IV20分别通过螺杆插销I14、螺 杆插销II19连接，螺杆插销I14设有螺纹孔，螺杆插销II19设有光孔，螺纹孔和光孔之间 设有螺杆18。
[0006] 所述侧八字限位平板组成的滑槽形成的设为68°~75°。
[0007] PLC控制方式为两个模块：其一为"力"控制，方式是通过传感器10测得张力的大 小输入PLC控制器中，与设定的力比较，如果不相等则命令伺服马达6调节模组滑块9与模 组7的相对位置，以求在运动的过程中达到所设定力的大小；其二是"位移"控制，方式为根 据滑块的运动速度控制伺服马达的转速使滑块达到既定的运动轨迹。滑块的运动速度计算 公式如下：
式中：贫为模组滑块的移动速度，单位mm/s 为型材/管材的弯曲中性层半径，单位 mm;M:为弯曲时的角速度；单位rad/s;..ε:为预拉伸量，单位％。控制伺服马达6的转速使滑 块达到既定的运动轨迹。
[0008] 该控制张力的装置的使用原理为： (1) 夹持型材：本实例中的型材为ΑΖ31Β镁合金，对通过快速感应加热到170°C的镁合 金型材端部从载台1处伸入进行快速的定位和夹紧，使用如图1绕弯机时，将镁合金型材在 固定端夹持2、滑块夹持3、张力控制端夹持4依次夹紧(镁合金型材一端伸入到八字限位平 板组成的滑槽中，手动将左夹块22和右夹块23夹住型材)，张力控制端夹持4的夹紧通过 手动旋转螺杆18使四杆伸长推动四杆机构移动支座21顶紧左夹块22和右夹块23夹紧； (2) 施加张力：根据预先在PLC系统中设定张力F为25N，对镁合金型材进行预拉，这里 预拉伸比例为1. 1%，拉伸量为4. 95mm，PLC控制伺服马达6转动，马达6带动滚珠丝杆8转 动，从而带动模组滑块9做直线运动进而使夹持机构进行向右直线运动； (3) 张力保持：通过本发明通过传感器10对拉力F的实时检测，并根据输出力的大小反 馈控制系统，调节伺服马达6的旋转来控制弯曲过程中张力保持不变，通过控制模组滑块9 相对于模组的前后位置来实现； (4) 施加补拉力：在绕弯过程结束时，通过PLC事先设定的补拉力25N对镁合金型材的 一端再一次拉伸，此次拉伸比例为1%，方式与步骤（2)相同，拉伸量为4. 9_; (5) 卸载：完成以上步骤之后，依次松开4、3、2处夹持，电机回转，将各部回退到初始位 置。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明可以有效、精确的控制型材/管材的拉力和拉伸量； 本发明结构简单，通用性强，经济效益好。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明用于绕弯机时的三维结构图； 图2是本发明主视结构示意图； 图3是本发明俯视结构示意图。
[0011] 图中：1_载台，2-固定端夹持装置，3-滑块装置，4-张力控制装置，5-转轴，6伺服 马达，7-线性模组支架，8-滚珠丝杆，9-模组滑块，10-传感器，11-动板支座，12-四杆机构 固定支座，13-杆I，14-螺杆插销I，15-杆II，16-动板，17-杆III，18-螺杆，19-螺杆插销 II，20-杆IV，21-四杆机构移动支座，22-左夹块，23-右夹块。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0013] 实施例1 如图1至3所示，该控制张力的装置，包括伺服马达6,PLC，线性模组支架7、滚珠丝杆 8、模组滑块9组成的线性模组，传感器10,动板支座11、四杆机构固定支座12、杆I13、螺 杆插销I14、杆II15、动板16、杆III17、螺杆18、螺杆插销II19、杆IV20、四杆机构移动支 座21、左夹块22、右夹块23组成的夹持机构，马达6、传感器10与PLC连接，PLC控制伺服 马达6转动，马达6带动滚珠丝杆8转动，从而带动模组滑块9做直线运动进而使夹持机构 进行直线运动； 所述线性模组中线性模组支架7连接绕弯机，线性模组支架7分为板架架身和尾部凸 起的框架，板架架身一端连接接绕弯机，板架架身安装滑动的模组滑块9,凸起的框架内部 设有滚珠丝杆8,滚珠丝杆8横穿线性模组支架7并穿过模组滑块9的螺纹孔，滚珠丝杆8 连接伺服马达6 ; 所述模组滑块9顶部连接夹持机构中动板支座11，动板支座11设有滑槽与动板16滑 动连接，动板16顶面设有四杆机构固定支座12和相对动板16滑动的四杆机构移动支座 21，四杆机构固定支座12,动板16顶端设有侧八字限位平板组成的滑槽，侧八字限位平板 组成的滑槽内部安装左夹块22和右夹块23(八字限位平板组成的滑槽用于左夹块22和右 夹块23的合模)，动板16末端与传感器10连接，传感器10