改变了弯管动模驱动结构的弯管机的制作方法

本发明涉及一种弯管机，特别涉及一种改变了弯管动模驱动结构的弯管机。所述弯管机用于把直管材整形成折弯状，折弯角度可以为45°、60°或90°等。

背景技术：

传统的弯管操作是通过手工完成的，产品加工效率、加工精度都非常差。随着工业的发展，行业内出现了能够自动对管材进行折弯操作的弯管机。弯管机包括能够绕主轴旋转的弯管臂，设置在所述弯管臂上的弯管动模单元以及驱动所述弯管臂旋转的驱动装置。工作时，驱动装置驱动所述主轴带着所述弯管臂绕所述主轴旋转，此时所述弯管动模单元夹持管材的一端让其相对另一端旋转而折弯。为了能够自如的控制所述主轴正转和反转，目前常用的方案是在所述主轴上设置齿轮，在所述驱动装置上设置与所述齿轮啮合传动的齿条，当所述驱动装置所述齿条伸缩移动时，驱动所述齿轮自转。而所述驱动装置一般为油缸，但通过油缸并不能精准地控制所述弯管动模单元的旋转范围。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出一种改变了弯管动模驱动结构的弯管机，包括机架、安装在所述机架上的主轴、设置在所述主轴上的主轴齿轮、与所述主轴齿轮啮合传动的齿条及能够驱动所述齿条前后移动的齿条驱动机构，所述主轴上还安装有弯管动模单元，在所述齿条驱动下所述弯管动模单元与所述主轴齿轮能够同轴旋转从而在所述弯管动模单元旋转时能够弯曲被弯管材；其特征在于，所述齿条驱动机构包括伺服电机、与所述伺服电机信号连接的伺服电机控制器、被所述伺服电机驱动旋转的丝杆及与所述丝杆传动连接的过渡传动件，所述过渡传动件连接所述齿条，所述伺服电机控制器利用所述伺服电机和所述丝杆控制所述弯管动模单元的旋转范围。

其中，所述机架是所述弯管机的基架，支撑定位所述主轴、主轴齿轮、齿条、齿条驱动机构等功能构件。

其中，所述弯管动模单元是能够在旋转的过程中折弯被弯管材的整形单元。

其中，在所述齿条驱动下所述弯管动模单元与所述主轴齿轮能够同轴旋转，该特征定义了所述弯管动模单元的旋转轴和所述主轴齿轮的旋转轴重叠。这样便于通过控制所述主轴齿轮的旋转范围内控制所述弯管动模单元的旋转范围。

其中，所述伺服电机控制器是能够控制所述伺服电机的输出端的旋转范围及转动速度的控制单元，例如编码器。

其中，所述过渡传动件是所述丝杆和所述齿条之间的动力传递件。

其中，所述过渡传动件连接所述齿条，这样当所述过渡传动件直线运动时能够带动所述齿条直线运动。

其中，所述伺服电机控制器利用所述伺服电机和所述丝杆控制所述弯管动模单元的旋转范围。该特征定义了利用所述伺服电机控制器控制所述弯管动模单元的旋转范围的结构及方法，由于所述伺服电机和所述丝杆动作行程的精度比较高，特别是所述丝杆耐磨损的能力比较高而且运动平稳，从而大大提高了整个弯管机弯管质量的稳定性和机械寿命；其次由于所述伺服电机的旋转行程能够被所述控制器控制和精确地调整，为此还能利用所述伺服电机控制器非常便利地对因磨损等原因导致的机械误差、折弯误差予以调整修复。现对于现有技术中的油缸驱动结构，不仅精度调整方便而且调整精度大大提高，使被弯管材的折弯角度的一致性大大提高。

进一步的技术方案还可以是，还包括支撑模块，所述过渡传动件轴向滑动地设置在所述支撑模块上，所述支撑模块定位在所述机架上。这样，通过所述支撑模块为轴向滑动过程中的所述过渡传动件提供滑动支撑，避免或减少所述过渡传动件由于悬空设置而出现下坠进而影响到所述齿条与所述主轴齿轮之间啮合传动的顺畅性和传动精度。

进一步的技术方案还可以是，所述支撑模块具有中央通道，所述过渡传动件轴向滑动地设置在所述中央通道中。这样所述支撑模块不仅可以防止或减少所述过渡传动件下坠，还可以防止或减少轴向滑动过程中的所述过渡传动件在径向方向上出现径向漂移而影响到所述齿条与所述主轴齿轮之间啮合传动的顺畅性和传动精度。

进一步的技术方案还可以是，所述支撑模块的轴向延伸长度与所述过渡传动件的轴向延伸长度相当，所述过渡传动件滑动时能够伸出所述支撑模块。其中，所述支撑模块的轴向延伸长度与所述过渡传动件的轴向延伸长度相当是指，所述支撑模块与所述过渡传动件在轴向上不存在巨大的长度差，例如，如果所述支撑模块的轴向延伸长度为50cm时，所述过渡传动件的轴向延伸长度可以为60cm或40cm，但不会是100cm或10cm。这样，可以延长所述支撑模块在所述过渡传动件轴向移动的行程中对所述过渡传动件给予支撑的距离，在轴向移动的行程中，所述过渡传动件得到所述支撑模块的支撑的行程得到延长，有利于进一步提高所述过渡传动件轴向滑动的平稳度。

为了减少所述丝杆、过渡传动件和支撑模块的外露而减少外部污染物的污染，也为了提高机器的安全性，进一步的技术方案还可以是，在所述机架上设置有齿条驱动机构容纳腔，所述主轴、所述弯管动模单元位于所述齿条驱动机构容纳腔的旁边位置，至少所述丝杆、过渡传动件和支撑模块容纳在所述齿条驱动机构容纳腔内；还包括设置在所述齿条驱动机构容纳腔的腔壁上并连通所述齿条驱动机构容纳腔的通道，所述通道用于避让所述过渡传动件从而让所述过渡传动件能够借助于所述通道伸出或缩回所述齿条驱动机构容纳腔。其中，所述主轴、所述弯管动模单元位于所述齿条驱动机构容纳腔的旁边位置，该特征定义了所述主轴、所述弯管动模单元位于所述齿条驱动机构容纳腔之外，至于它们之间远近按照实际设计需要而定。另外，通过所述齿条驱动机构容纳腔收容所述丝杆、过渡传动件和支撑模块，可以减少所述丝杆、过渡传动件和支撑模块的外露，避免所述丝杆、过渡传动件和支撑模块被外物碰撞而损坏。

进一步的技术方案还可以是，所述齿条驱动机构容纳腔具有朝上的敞口部位，还包括盖子，所述盖子结合在所述齿条驱动机构容纳腔的腔壁上并封盖住所述齿条驱动机构容纳腔的敞口部位。这样借助所述敞口部位可以便捷地把所述丝杆、过渡传动件和支撑模块安装到所述齿条驱动机构容纳腔内。

进一步的技术方案还可以是，在所述过渡传动件与所述支撑模块之间设置有轴向移动导向件，所述轴向移动导向件用于阻止所述过渡传动件出现旋转或径向漂移。

至于所述轴向移动导向件进一步的可以采用如下的技术方案，所述轴向移动导向件包括轴向导槽和能够伸入到所述轴向导槽中的引导块，所述轴向导槽、引导块分置在所述过渡传动件、所述支撑模块上。其中，所述轴向导槽、引导块分置在所述过渡传动件、所述支撑模块上是指，当所述轴向导槽设置在所述过渡传动件上时，所述引导块设置在所述支撑模块上。相反，当所述引导块设置在所述过渡传动件上时，所述轴向导槽设置在所述支撑模块上。

进一步的技术方案还可以是，所述伺服电机的轴端与所述丝杆的轴端分别设置有同步皮带轮，所述伺服电机与所述丝杆之间通过同步皮带传动连接。这样，通过所述同步皮带轮将所述伺服电机的动能传递到所述丝杆上，并且通过所述同步皮带轮提高所述伺服电机和所述丝杆之间的传动精度。

进一步的技术方案还可以是，所述丝杆是滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的杆体传动连接所述伺服电机，所述滚珠丝杆的外圈连接所述过渡传动件。

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到弯管机中。

附图说明

图1是应用本发明技术方案的弯管机100的立体结构示意图；

图2是所述机头模块的立体结构示意图，图中省略了所述盖子17；

图3是所述机头模块的俯视方向的结构示意图，图中省略了所述盖子17；

图4是图3中A-A方向的剖视结构示意图；

图5是图3中B-B方向的剖视结构示意图；

图6是所述主轴4定位结构在剖视状态的分解结构示意图，亦是图5所示结构的分解结构示意图；

图7是所述主轴4定位结构的分解结构示意图；

图8是应用本发明技术方案的弯管机100的另一个视图方向的立体结构示意图，图中为了清楚显示所述顶靠装置9，图中省略了弯管臂12；

图9是所述顶靠装置9的分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的弯管机的结构作进一步的说明。

如图1至图4所示，一种改变了弯管动模驱动结构的弯管机100，包括机架1、安装在所述机架1上的主轴4、设置在所述主轴4上的主轴齿轮41、与所述主轴齿轮41啮合传动的齿条3及能够驱动所述齿条3前后移动的齿条驱动机构2，所述主轴4上还安装有弯管动模单元121，在所述齿条3驱动下所述弯管动模单元121与所述主轴齿轮41能够同轴旋转从而在所述弯管动模单元121旋转时能够弯曲被弯管材。其中，所述机架1是所述弯管机100的基架，支撑定位所述主轴4、主轴齿轮41等功能构件。在所述机架1上设置有机头模块，所述机头模块包括机头壳体和设置在所述机头壳体内的齿条驱动机构2等功能构件。所述机头壳体包括固定臂11、具有齿条驱动机构容纳腔130的齿条驱动机构壳体13和具有主轴安装腔14的主轴安装壳15，所述固定臂11、驱动器壳体13和主轴安装壳15一体成形。所述主轴4、所述弯管动模单元121位于所述齿条驱动机构壳体13的旁边位置。在所述固定臂11上设置有用于夹持被弯管材尾端的夹持器111。在所述固定臂11的侧旁设置有可绕所述主轴4旋转的弯管臂12，所述弯管动模单元121设置在所述弯管臂12上。

如图4所示，在所述齿条驱动机构容纳腔130内容置有所述齿条驱动机构2，所述齿条驱动机构2包括伺服电机21、与所述伺服电机21信号连接的伺服电机控制器（图中未画出）、被所述伺服电机21驱动旋转的丝杆22及与所述丝杆22传动连接的过渡传动件23，所述过渡传动件23连接所述齿条3，所述伺服电机控制器利用所述伺服电机21和所述丝杆22控制所述弯管动模单元121的旋转范围。其中，所述过渡传动件23包括呈筒状的传动筒231和设置在所述传动筒231端部的连接盖232。所述丝杆22是滚珠丝杆22，所述滚珠丝杆22的杆体传动连接所述伺服电机21，所述滚珠丝杆22的外圈221连接所述过渡传动件23的传动筒231，在所述连接盖232与所述齿条3的尾端之间通过转动轴31连接一起。

在所述齿条驱动机构容纳腔130内还容置有支撑模块24，所述支撑模块24定位在所述齿条驱动机构容纳腔130内，即定位在所述机架1上。所述支撑模块24的轴向延伸长度与所述过渡传动件23的轴向延伸长度相当。所述支撑模块24具有中央通道240，所述过渡传动件23轴向滑动地设置在所述中央通道240中，所述过渡传动件23滑动时能够伸出所述支撑模块24。通过所述支撑模块24为轴向滑动过程中的所述过渡传动件23提供滑动支撑，避免或减少所述过渡传动件23由于悬空设置而出现下坠进而影响到所述齿条3与所述主轴齿轮41之间啮合传动的顺畅性和传动精度。除此之外，所述支撑模块24还可以防止或减少轴向滑动过程中的所述过渡传动件23在径向方向上出现径向漂移而影响到所述齿条3与所述主轴齿轮41之间啮合传动的顺畅性和传动精度。另外，所述支撑模块24的轴向延伸长度与所述过渡传动件23的轴向延伸长度相当，这样，可以延长所述支撑模块24在所述过渡传动件23轴向移动的行程中对所述过渡传动件23给予支撑的距离，在轴向移动的行程中，所述过渡传动件23得到所述支撑模块24的支撑的行程得到延长，有利于进一步提高所述过渡传动件23轴向滑动的平稳度。在所述齿条驱动机构容纳腔130的腔壁上还设置有连通所述齿条驱动机构容纳腔130的通道16，所述通道16用于避让所述过渡传动件23从而让所述过渡传动件23能够借助于所述通道16伸出或缩回所述齿条驱动机构容纳腔130。

在所述过渡传动件23与所述支撑模块24之间设置有轴向移动导向件，所述轴向移动导向件用于阻止所述过渡传动件23出现旋转或径向漂移。所述轴向移动导向件包括轴向导槽230和能够伸入到所述轴向导槽230中的引导块25，所述轴向导槽230设置在所述过渡传动件23上，所述引导块25设置在所述支撑模块24上。当然在其他的实施方式中，所述轴向导槽230、引导块25可互换位置，即所述引导块25设置在所述过渡传动件23上，所述轴向导槽230设置在所述支撑模块24上。

进一步的，所述伺服电机21的轴端与所述丝杆22的轴端分别设置有同步皮带轮(26、26a) ，所述伺服电机21与所述丝杆22之间通过同步皮带28传动连接。这样，通过所述同步皮带轮(26、26a) 将所述伺服电机21的动能传递到所述丝杆22上，并且通过所述同步皮带轮(26、26a) 提高所述伺服电机21和所述丝杆22之间的传动精度。

如图2、图4和图7所示，所述齿条驱动机构容纳腔130具有朝上的敞口部位130a，还包括盖子17，所述盖子17结合在所述齿条驱动机构容纳腔130的腔壁上并封盖住所述齿条驱动机构容纳腔130的敞口部位130a。这样借助所述敞口部位130a可以便捷地把所述丝杆22、过渡传动件23和支撑模块24安装到所述齿条驱动机构容纳腔130内。

在所述机架上还设置顶靠装置9，所述齿条3的头部3a位于所述顶靠装置9与所述主轴齿轮41之间，所述顶靠装置9包括设置在所述机架1上的顶压安装座和顶压块93，在所述顶压安装座上设置有横向延伸的隧道910，所述顶压块93可横向滑动地设置在所述隧道910内，还包括横向布置并螺纹连接在所述顶压安装座上的调节螺栓94，通过旋转所述调节螺栓94能够微调所述顶压块93在横向方向上的位置，所述调节螺栓94能够通过所述顶压块93推动所述齿条3绕所述转动轴31向所述主轴齿轮41方向旋转从而防止所述齿条3脱离所述主轴齿轮41。根据上述技术方案可以发现，首先，由于所述齿条3的尾部与所述齿条驱动机构2的输出轴之间通过转动轴31连接一起。这样，当所述顶压块93顶压所述齿条3时，所述齿条3能够绕所述转动轴31旋转一定的角度，减少所述齿条3所承受的径向扭矩，有效延长所述齿条3的使用寿命。另外由于当旋转所述调节螺栓94时，所述调节螺栓94借助与所述顶压安装座之间的螺纹连接关系横向移动，从而能够调整所述顶压块93的横向位置。所述调节螺栓94与所述顶压块93都可以在横向方向上移动，在它们之间并不需要设置类似专利200420027261.4中的调整斜块来转化移动方向结构简单，安装也非常便捷。

进一步的，所述顶压安装座包括分体设置的第一座体91和第二座体92，所述第一座体91设置在所述齿条3与所述第二座体92之间，所述隧道910设置在所述第一座体91上，所述调节螺栓94螺纹旋接在所述第二座体92上。这样可以根据机架1的结构灵活地调整所述第一座体91和第二座体92之间的位置关系从而使所述隧道910的中心轴线与安装到所述第二座体92上的所述调节螺栓94的中心轴线基本重叠并水平布置。

如图5、图6和图7所示，所述主轴安装腔14上下贯通包括上部腔体141和下部腔体142。所述上部腔体141和下部腔体142相互连通。在本实施方式中，所述上部腔体141和下部腔体142都是所述主轴安装壳15上的腔体。而在其他的实施方式中，所述上部腔体141和下部腔体142亦可以是不同构件所形成，例如所述上部腔体141是所述主轴安装壳15上的腔体，而所述下部腔体142是另一个分立构件上所存在的腔体。所述朝上敞口部1401的内径尺寸大于所述主轴齿轮41的外径，这样所述朝上敞口部1401成为所述主轴齿轮41进入到所述上部腔体141内的通道，所述主轴齿轮41可以从上往下穿过所述朝上敞口部1401进入到所述上部腔体141内，并且所述主轴齿轮41在所述上部腔体141内旋转时不会碰撞到所述上部腔体141的腔壁上。而所述下部腔体142的内径尺寸介于所述主轴齿轮41的外径与所述主轴4的下部轴颈402的外径之间，即所述下部腔体142的内径尺寸大于所述下部轴颈402的外径，而小于所述主轴齿轮41的外径。这样，所述主轴4的下部轴颈402可以延伸到所述下部腔体142中，而所述主轴齿轮41不可以延伸到所述下部腔体142中，更不能穿过所述下部腔体142脱离所述主轴安装腔14，相反在安装所述主轴齿轮41时可以利用所述上部腔体141的腔底壁成为搁置所述主轴齿轮41的支撑平台从而便利于安装所述主轴齿轮41。所述主轴齿轮41位于所述上部腔体141内，所述主轴4与主轴齿轮41一体化设置，所述主轴4的上部轴颈401位于所述主轴齿轮41的上面而所述下部轴颈402位于所述主轴齿轮41的下面。所述上部腔体141的腔侧壁上设置有侧部开口部143。所述齿条3伸入到所述侧部开口部143啮合所述主轴齿轮41。

还包括有上部法兰盘5，所述上部法兰盘5通过止口定位于所述上部腔体141的腔壁上并通过螺丝52收紧在所述上部腔体141的腔壁上，所述主轴4的上部轴颈401上套装有上轴承6，所述上轴承6定位在所述上部法兰盘5的上法兰中心孔50中从而通过所述上轴承6和所述上部法兰盘5定位所述主轴4的上部轴颈401。

在所述上部腔体141内还设置有下部法兰盘7，所述下部法兰盘7具有让所述下部轴颈402穿过的下法兰中心孔70，所述下部法兰盘7通过止口定位在所述上部腔体141的腔底壁上并通过螺丝72收紧在所述上部腔体141的腔底壁上。所述主轴4的下部轴颈402穿过所述下法兰中心孔70后延伸到所述下部腔体142中。在所述下部轴颈402上套装有下轴承(61、62) 并且所述下轴承(61、62) 定位在所述下部腔体142中从而通过所述下轴承(61、62) 定位所述下部轴颈402。在所述下轴承61和所述下轴承62之间设置有隔离片63。在所述下轴承(61、62) 的下方还设置有下定位装置，所述下轴承(61、62)和隔离片63 被轴向限定在所述下部法兰盘7的下法兰中心孔70内缘边与所述下定位装置之间。在本实施方式中，所述下定位装置为旋接在所述下部轴颈402上的下紧固螺母8并通过所述下紧固螺母8锁定所述下轴承(61、62)的内圈。这样在把所述主轴4安装到机架1上之前，可选择将所述下部法兰盘7、所述下轴承(61、62) 、隔离片63甚至包括所述下紧固螺母8预先定位在所述下部轴颈402上，然后再把所述下部轴颈402和套装在所述下部轴颈402上的下轴承(61、62) 和隔离片63 从上往下方向安装到所述下部腔体142中。所述下紧固螺母8不仅可以限定所述下轴承(61、62) ，还可以与所述上部法兰盘5、所述下轴承(61、62) 、下部法兰盘7协同限定所述主轴4的最上极限位置，防止所述主轴4自转时上下蹿动。当然在其他的实施方式中 ，所述下定位装置还可以是从所述下部腔体142的腔壁上向所述下部腔体142径向延伸出的径向凸出边，并通过所述径向凸出边锁定所述下轴承(61、62)的外圈；在该设置为所述径向凸出边的结构中，所述下部法兰盘7、下轴承(61、62)也可以预先套装在所述下部轴颈402上后从上往下方向安装到所述下部腔体142中。亦可选择预先通过所述下部法兰盘7和所述径向凸出边把所述下轴承(61、62) 和隔离片63 定位在所述机架1上，然后再把所述主轴4的下部轴颈402从上往下套装到所述下轴承(61、62) 和隔离片63中。

根据上述技术方案可以发现：由于所述朝上敞口部1401内径尺寸大于所述主轴齿轮41的外径，这样，利用所述朝上敞口部1401可以非常便捷地把所述主轴齿轮41沿轴向从上往下安装到所述上部腔体141中，所述朝上敞口部1401成为所述主轴齿轮41安装到所述上部腔体141中的通道。另外，所述主轴4的上部轴颈401可以通过所述上轴承6和所述上部法兰盘5进行定位，这样大尺寸的朝上敞口部1401的设置对所述上部轴颈401的定位并不会形成不良影响。

如图5所示，所述主轴4的上部轴颈401在轴向上延伸出所述上轴承6从而具有上部延伸段401a，所述弯管动模单元121通过所述连接耳连接到所述主轴4的上部延伸段401a。当然在其他的实施方式中还可以是，所述主轴4的下部轴颈402在轴向上还延伸出所述下轴承(61、62) 从而具有下部延伸段402a，所述弯管动模单元121包括有连接耳，所述弯管动模单元121通过所述连接耳同时也连接到下部延伸段402a上。这样，当所述主轴4自转时能够带动所述弯管动模单元121与所述主轴4同轴旋转。