一种交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料的制造方法
【专利摘要】一种交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料机，采用周向对称式布置沿周向均布三套相同的端面凸轮锻打机构，每个锻打机构包括一个装于主机身上的交流伺服同步电机，交流伺服同步电机通过减速器与凸轮的上轴相连接，凸轮的下端面与推杆的顶端相配合，推杆的中部与主机身之间装有复位弹簧，推杆的下端通过导向条与调模螺母相连接，调模螺母通过螺纹内接锤头，锤头上装有下料模具，三个下料模具之间设置待加工的棒管料，同时调模螺母通过调模套外接调模蜗轮，调模蜗轮与蜗杆配合，蜗杆由装于主机身上的小伺服电机提供动力；凸轮和推杆组成端面凸轮，本发明可实现近净下料的目的，下料断面质量高，节省材料，降低能耗，生产效率高。
【专利说明】—种交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料机
【技术领域】
[0001]本发明属于材料加工机械【技术领域】，具体涉及一种交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料机。
【背景技术】
[0002]金属棒管料的下料问题广泛存在于工业实际中，传统的大都是采用车床、带锯、热切割机、冲裁机等机器进行下料，用车床、带锯、热切割进行下料存在生产效率低，浪费原材料等缺点。用冲裁机进行剪切下料，其下料力大、能耗大，所下的棒料断面呈现明显的马蹄形，对后续加工影响较大，而且对于管料其下料过程中需要加额外的芯棒进行辅助下料，工序比较复杂而且易使管料发生变形。即应用现有的普通下料机进行下料时都存在断面质量差、浪费材料和生产效率低等问题。
【发明内容】
[0003]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交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料机，能够实现金属棒管料的精密下料。
[0004]为了实现上述目的，本发明以下列技术方案来实现:
[0005]一种交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料机，包括周向对称式布置的三套相同的端面凸轮锻打机构，每个锻打机构包括一个装于主机身10上的交流伺服同步电机9，交流伺服同步电机9通过减速器与凸轮8的上轴相连接，凸轮8的下端面与推杆7的顶端相配合，推杆7的中部与主机身10之间装有复位弹簧12，推杆7的下端通过导向条3与调模螺母4相连接，调模螺母4通过螺纹内接锤头2，锤头2上装有下料模具1，三个模具I之间设置待加工的棒管料15，同时调模螺母4通过调模套6外接调模蜗轮5，调模蜗轮5与蜗杆11配合，蜗杆11由装于主机身10上的小伺服电机13提供动力；
[0006]凸轮8和推杆7组成端面凸轮，推杆7上装有三个相对于推杆7位置固定的滚子14，推杆7的工作行程由凸轮8通过三个滚子14推动实现。
[0007]初始工作前先转动三个凸轮8使得三套下料模具I都处于各自的上死点位置，装好棒管料15之后，首先分别控制三个交流伺服同步电机9带动三个凸轮8转动一定角度，使一号交流伺服同步电机9带动一号凸轮8旋转60° ,此时一号模具I处于其下死点位置，对棒管料15施加的作用力最大；使二号交流伺服同步电机9带动二号凸轮8旋转140°，此时二号模具I刚好越过其上死点位置即将往下死点运动；使三号交流伺服同步电机9带动三号凸轮8旋转100°，此时三号模具I已越过其下死点正往上死点运动，调好三个凸轮8的初始角度后，让三个交流伺服同步电机9同步同速运转。
[0008]本发明具有以下优点:本发明可实现近净下料的目的，下料断面质量高，节省材料，降低能耗，生产效率高；比起普通凸轮结构，采用端面凸轮使得整个结构受力均用，不存在偏载，且有三个受力点可承受较大载荷。
[0009]由于三个主动力电机使用的是交流伺服同步电机，这种电机带有编码器可以精确的控制电机的旋转角度，用其通过减速器直接带动凸轮旋转可以精确的控制凸轮转动的相位角，所以整个下料系统有较高的控制精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的正面剖视图。
[0011]图2是图1的A-A剖视图。
[0012]图3是图1的B-B剖视图。
[0013]图4是图2的C-C剖视图。
[0014]图5是图1的D处局部剖视图。
[0015]图6是初始装料时整个机构的运动示意图。
[0016]图7是三个交流伺服同步电机初始相位调整后整个机构的运动示意图。
具体实施方案
[0017]下面结合附图对本发明做详细描述。
[0018]如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料机，包括周向对称式布置三套相同的端面凸轮锻打机构，用以实现快速精密下料，每个锻打机构包括一个装于主机身10上的交流伺服同步电机9，交流伺服同步电机9通过减速器与凸轮8的上轴相连接，凸轮8的下端面与推杆7的顶端相配合，推杆7的中部与主机身10之间装有复位弹簧12，推杆7的下端通过导向条3与调模螺母4相连接，调模螺母4通过螺纹内接锤头2，锤头2上装有下料模具1，三个模具I之间设置待加工的棒管料15，同时调模螺母4通过调模套6外接调模蜗轮5，调模蜗轮5与蜗杆11配合，蜗杆11由装于主机身10上的小伺服电机13提供动力；
[0019]凸轮8和推杆7组成端面凸轮，推杆7上装有三个相对于推杆7位置固定的滚子14，推杆7的工作行程由凸轮8通过三个滚子14推动实现，由于推杆7受其导向面的约束只能做轴向运动，以此实现旋转运动到直线运动的转换。
[0020]如图6和图7所示，为了方便说明问题，将凸轮8沿其母线展开为平面图形，由于所设计凸轮曲线为周向对称结构，取其一半进行分析说明，初始工作前先转动三个凸轮8使得三套模具I都处于各自的上死点位置，装好料之后，首先分别控制三个交流伺服同步电机9带动三个凸轮8转动一定角度，使一号交流伺服同步电机9带动一号凸轮8旋转60°，此时一号模具I处于其下死点位置，对棒管料15施加的作用力最大；使二号交流伺服同步电机9带动二号凸轮8旋转140°，此时二号模具I刚好越过其上死点位置即将往下死点运动；使三号交流伺服同步电机9带动三号凸轮8旋转100°，此时三号模具I已越过其下死点正往上死点运动，调好三个凸轮8的初始角度后，让三个交流伺服同步电机9同步同速运转。
[0021]本发明的工作原理为:
[0022]安装在主机身10上的交流伺服同步电机9带动凸轮8转动，凸轮8的转动通过推杆7和调模螺母4转化为锤头2的轴向运动从而带动下料模具I做轴向进给运动，以实现对棒管料15径向锻打的目的，锤头2的回程是靠复位弹簧12给推杆7施加反作用力，推动推杆7向反向运动从而带动模具I返回到其上死点。[0023]安装在主机身10上的小伺服电机13通过蜗杆11带动调模蜗轮5转动，由于导向条3约束使得调模蜗轮5和调模螺母4之间只有轴向自由度而没有周向自由度，从而使得调模蜗轮5带动调模螺母4转动，调模螺母4通过螺纹与锤头2相连，从而使得锤头2上下运动，从而达到调节模具高度的目的。
[0024]初始工作前先将三个凸轮8转到零相位处使得三套下料模具I都处于各自的上死点位置，这样三套模具I中间的区域也相对较大，利于装卡棒管料15。装好料之后，首先分别控制三个交流伺服同步电机9带动三个凸轮8转动一定角度，使一号交流伺服同步电机9带动一号凸轮8旋转60°，此时一号模具I处于其下死点位置，对棒管料15施加的作用力最大；使二号交流伺服同步电机9带动二号凸轮8旋转140°，此时二号模具I刚好越过其上死点位置即将往下死点运动；使三号交流伺服同步电机9带动三号凸轮8旋转100°，此时三号模具I已越过其下死点正往上死点运动，调好三个凸轮8的初始角度后，让三个交流伺服同步电机9同步同速运转，这样三个锤头2就分别顺次给棒管料15施加一定的弯矩，从而实现对棒管料15的轴向顺次打击达到精密下料的目的。
【权利要求】
1.一种交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料机，其特征在于:包括周向对称式布置三套相同的端面凸轮锻打机构，每个锻打机构包括一个装于主机身(10)上的交流伺服同步电机(9)，交流伺服同步电机(9)通过减速器与凸轮(8)的上轴相连接，凸轮(8)的下端面与推杆(7)的顶端相配合，推杆(7)的中部与主机身(10)之间装有复位弹簧(12)，推杆(7)的下端通过导向条(3)与调模螺母(4)相连接，调模螺母(4)通过螺纹内接锤头(2)，锤头(2)上装有下料模具(1)，三个模具(I)之间设置待加工的棒管料(15)，同时调模螺母(40)通过调模套(6)外接调模蜗轮(5)，调模蜗轮(5)与蜗杆(11)配合，蜗杆(11)由装于主机身(10)上的小伺服电机(13)提供动力； 凸轮(8)和推杆(7)组成端面凸轮，推杆(7)上装有三个相对于推杆(7)位置固定的滚子(14)，推杆(7)的工作行程由凸轮(8)通过三个滚子(14)推动实现。
2.根据权利要求1所述的一种交流伺服电机驱动端面凸轮的棒管料下料机，其特征在于:初始工作前先转动三个凸轮(8)使得三套下料模具(I)都处于各自的上死点位置，装好棒管料(15)之后，首先分别控制三个交流伺服同步电机(9)带动三个凸轮(8)转动一定角度，使一号交流伺服同步电机(9)带动一号凸轮(8)旋转60° ,此时一号模具(I)处于其下死点位置，对棒管料(15)施加的作用力最大；使二号交流伺服同步电机(9)带动二号凸轮(8)旋转140°，此时二号模具(I)刚好越过其上死点位置即将往下死点运动；使三号交流伺服同步电机(9)带动三号凸轮(80)旋转100°，此时三号模具(I)已越过其下死点正往上死点运动，调好三个凸轮(8)的初始角度后，让三个交流伺服同步电机(9)同步同速运转。
【文档编号】B21J7/32GK103990752SQ201410216193
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】赵升吨, 景飞, 宋涛, 李雪, 皮波, 于扬惠文 申请人:西安交通大学