一种十轴数控折弯设备及折弯方法与流程

本发明涉及数控折弯设备技术领域,尤其是一种十轴数控折弯设备及折弯方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，自动化技术日益成熟，自动化设备凭借其高效、精度高、人力资源成本低等优点逐渐取代了人工作业；其中，现有的折弯作业常采用数控折弯设备进行折弯作业。

现有的数控折弯设备通常是一个夹持装置夹持工件后，由气缸或油缸驱动一个折弯冲头做直线运动将工件折弯；现有的这种数控折弯设备结构简单，仅适用于简单工件的折弯作业，折弯角度也不可调节。

因此，现有技术有待于改善和提高。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是针对上述现有技术中的问题,提供一种十轴数控折弯设备及折弯方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种技术方案如下：一种十轴数控折弯设备,包括安装板、x轴直线模组、两个四轴机构和工件治具；所述x轴直线模组安装在所述安装板上；所述x轴直线模组驱动两个所述四轴机构沿x轴方向运动组成十轴联动；每一所述四轴机构包括第一基座、第一旋转臂、第二旋转臂、第二基座和y轴直线模组；所述第一基座受所述x轴直线模组驱动；所述第一旋转臂的一端转动安装在所述第一基座上，并受所述第一基座上的第一电机驱动绕x轴旋转；所述第一旋转臂的另一端转动在第二旋转臂的一个端部上，并受所述第二旋转臂上设置的第二电机驱动绕x轴旋转；所述第二基座转动安装在所述第二旋转臂的另一个端部上，并受安装在所述第二旋转臂上的第三电机驱动绕x轴旋转；所述y轴直线模组安装在所述第二基座上，并驱动所述工件治具沿y轴方向运动。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,所述工件治具包括横板、第一吸嘴和定位块；八个所述第一吸嘴呈两行四列设置在所述横板上；两个所述定位块平行设置，其中一列所述第一吸嘴位于两个所述定位块之间。

在上述技术方案中,所述工件治具还包括底座、导轨、第一滑块、连接板、导向杆安装块、导向杆、复位块和复位弹簧；所述底座受所述y轴直线模组驱动；所述导轨沿y轴方向安装在所述底座的上部；所述第一滑块滑动安装在所述导轨上；所述连接板安装在所述第一滑块上，并与所述横板固定连接；所述导向杆安装块安装在所述连接板的底部；所述导向杆安装在所述导向杆安装块上，与所述导轨平行设置；所述复位块活动套装在所述导向杆上，固定于所述底座上；所述复位弹簧套装在所述导向杆上，其两端分别抵靠在所述导向杆安装块和所述复位块上；所述底座上还设有用于限制所述连接板滑动行程的限位块；靠近所述复位弹簧的所述限位块上安装有与所述连接板活动配合的限位开关。

在上述技术方案中,所述x轴直线模组为直线电机模组；所述直线电机模组驱动两个载物台沿x轴方向移动；两组所述四轴机构的第一基座分别安装在一个所述载物台上。

在上述技术方案中,还包括一组旋转机构；所述旋转机构包括有支架、旋转气缸、吸嘴安装板和第二吸嘴；所述支架安装在其中一个载物台上；所述旋转气缸安装在所述支架上，并驱动所述吸嘴安装板旋转；所述第二吸嘴安装在所述吸嘴安装板上。

在上述技术方案中,所述y轴直线模组包括机箱、电机座、第四电机、主动带轮、从动带轮、丝杆、同步带、丝杆螺母、第二滑块；所述机箱与所述第二基座固定连接；所述电机座安装在所述机箱的端部；所述第四电机安装在所述电机座上；所述主动带轮套装在所述第四电机的输出轴上；所述从动带轮装在所述丝杆上，并与所述主动带轮通过所述同步带传动；所述丝杆转动安装在所述机箱上；所述丝杆螺母螺纹旋接在所述丝杆上，并与所述第二滑块固定连接；所述第二滑块滑动安装在所述机箱上，并与所述底座固定连接。

在上述技术方案中，还包括有压紧装置和六轴机械手；所述压紧装置用于夹紧位于所述工件治具上的工件的一个端部；所述六轴机械手用于工件在外部的上下料区、所述工件治具和所述旋转机构之间的搬运。

根据本发明的第二方面,本发明采取的另一种技术方案如下:一种十轴数控折弯方法，包括如第一方面所述的一种十轴数控折弯设备，还包括如下步骤：

步骤一、所述x轴直线模组驱动两个所述四轴机构同步移动至折弯作业位置，由所述六轴机械手自外部的上下料区夹取一个工件并搬运至所述四轴机构，由两个所述工件治具分别吸紧工件的两个端部；

步骤二、首先，两个所述工件治具的y轴直线模组同步驱动两个所述工件治具移动，使得工件的端部伸入所述避空位内；然后，所述压紧装置夹紧工件的端部；

步骤三、两个所述四轴机构的第一电机驱动对应的所述第一旋转臂同步旋转，两个所述四轴机构的第二电机驱动对应的第二旋转臂驱动同步旋转，两个所述四轴机构的第三电机驱动对应的第二基座同步旋转；两组所述工件治具将工件被所述压紧装置夹持的端部与工件被两组所述工件治具吸紧的部分相对折弯得到一次折弯的工件；

步骤四、首先，所述六轴机械手将步骤三中进行一次折弯的工件转运至所述旋转机构上；然后，所述旋转机构的第二吸嘴吸紧工件，所述第二旋转机构的旋转气缸驱动工件旋转；最后，所述六轴机械手将旋转一定角度的工件转运至所述工件治具上并重复步骤三的折弯动作进行二次折弯；

步骤五、所述压紧装置与所述工件治具松开工件，所述六轴机械手将步骤四中完成二次折弯作业的工件转运至上下料区。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,于步骤一中所述六轴机械手自外部的上下料区夹取一个工件并搬运至所述四轴机构前，所述x轴直线模组驱动两个所述四轴机构相对运动。

在上述技术方案中,于步骤五中所述压紧装置松开工件后、所述工件治具松开工件前还包括如下步骤：首先，两个y轴直线模组工作将工件自所述避空位中移出；然后，两个所述四轴机构的第一电机驱动对应的所述第一旋转臂不同步旋转，两个所述四轴机构的第二电机驱动对应的第二旋转臂驱动不同步旋转，两个所述四轴机构的第三电机驱动对应的第二基座不同步旋转；工件被两个所述工件治具吸紧的部分相对扭弯。

本发明的有益效果在于:

本发明由x轴直线模组驱动两个四轴机构移动形成了十轴联动，在作业的过程中通过x轴直线模组和y轴直线模组扩大了其作业的范围；两组四轴机构的联动不仅使得工件的夹持更加稳定，还使得工件可折弯的角度范围多变，适用性能更好，同时还可以由两组四轴机构之间的异步作业实现工件被两个工件治具夹持的端部之间的扭弯，更适用于复杂工件的折弯成型作业。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明部分零件结构示意图；

图3是本发明的y轴直线模组的爆炸图；

图4是本发明的工件治具的部分零件的爆炸图。

图中各标号分别是：1、安装板；2、x轴直线模组；3、四轴机构；4、第一基座；5、第一旋转臂；6、第一电机；7、第二旋转臂；8、第二电机；9、第二基座；10、第三电机；11、y轴直线模组；12、工件治具；13、横板；14、第一吸嘴；15、定位块；16、底座；17、导轨；18、第一滑块；19、连接板；20、导向杆安装块；21、导向杆；22、复位块；23、复位弹簧；24、限位块；25、限位开关；26、载物台；27、旋转机构；28、机箱；29、电机座；30、第四电机；31、主动带轮；32、从动带轮；33、丝杆；34、同步带；35、丝杆螺母；36、第二滑块；37、压紧装置；38、机架；39、动组件；40、定组件；41、避空位；42、支架；43、旋转气缸；44、吸嘴安装板；45、第二吸嘴；46、六轴机械手。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

附图1-4实例了本发明所述一种十轴数控折弯设备的具体实施例,参考附图1-4,一种十轴数控折弯设备,包括安装板1、x轴直线模组2、两个四轴机构3和工件治具12。所述x轴直线模组2安装在所述安装板1上；所述x轴直线模组2驱动两个所述四轴机构3沿x轴方向运动组成十轴联动。每一所述四轴机构3包括第一基座4、第一旋转臂5、第二旋转臂7、第二基座9和y轴直线模组11。所述第一基座4受所述x轴直线模组2驱动；所述第一旋转臂5的一端转动安装在所述第一基座4上，并受所述第一基座4上的第一电机6驱动绕x轴旋转。所述第一旋转臂5的另一端转动在第二旋转臂7的一个端部上，并受所述第二旋转臂7上设置的第二电机8驱动绕x轴旋转；所述第二基座9转动安装在所述第二旋转臂7的另一个端部上，并受安装在所述第二旋转臂7上的第三电机10驱动绕x轴旋转；所述y轴直线模组11安装在所述第二基座9上，并驱动所述工件治具12沿y轴方向运动。

进一步的,所述工件治具12包括横板13、第一吸嘴14和定位块15。八个所述第一吸嘴14呈两行四列设置在所述横板13上，且均接于外部气源。两个所述定位块15平行设置，其中一列所述第一吸嘴14位于两个所述定位块15之间。所述工件治具12的工作原理为：首先，外部工件放置在所述横板13以后，两个所述定位块15与工件底部的定位部相互配合；然后，外部气源驱动所述第一吸嘴14吸紧工件。

较佳的,所述工件治具12还包括底座16、导轨17、第一滑块18、连接板19、导向杆安装块20、导向杆21、复位块22和复位弹簧23。所述底座16受所述y轴直线模组11驱动。所述导轨17沿y轴方向安装在所述底座16的上部。所述第一滑块18滑动安装在所述导轨17上；所述连接板19安装在所述第一滑块18上，并与所述横板13固定连接。所述导向杆安装块20安装在所述连接板19的底部；所述导向杆21安装在所述导向杆安装块20上，与所述导轨17平行设置；所述复位块22活动套装在所述导向杆21上，固定于所述底座16上；所述复位弹簧23套装在所述导向杆21上，其两端分别抵靠在所述导向杆安装块20和所述复位块22上；所述底座16上还设有用于限制所述连接板19滑动行程的限位块24；靠近所述复位弹簧23的所述限位块24上安装有与所述连接板19活动配合的限位开关25。在实际使用的过程中，本发明还需配合另一夹持装置进行作业，当所述y轴直线模组11驱动所述工件治具12将夹持的工件的一个待折弯端部推入另一夹持装置的夹持位置时，当工件触碰到该夹持装置上的限位零件后所述y轴直线模组11继续工作，所述复位弹簧23被压缩，所述连接板19朝所述复位块22方向在所述底座16上滑动，起到缓冲的作用，以防止工件被压伤；此外，所述y轴直线模组11驱动所述底座16移动的距离大于工件实际所需移动的距离还可避免由于所述y轴直线模组11行程误差导致工件未推入到位的问题，提高了本发明的精度。

进一步的,所述x轴直线模组2为直线电机模组，所述直线电机模组为现有技术中的标准配件，具有定位精度高、反应速度快、使用寿命长等优点。所述直线电机模组驱动两个载物台26沿x轴方向移动；两组所述四轴机构3的第一基座4分别安装在一个所述载物台26上。

进一步的,还包括一组旋转机构27；所述旋转机构27包括有支架42、旋转气缸43、吸嘴安装板44和第二吸嘴45。所述支架28安装在其中一个载物台26上；所述旋转气缸29安装在所述支架28上，并驱动所述吸嘴安装板30旋转；所述第二吸嘴31安装在所述吸嘴安装板30上。在使用的过程中，工件摆放至所述吸嘴安装板44上以后，所述第二吸嘴45受外部气源驱动吸紧工件，然后接于外部气源的所述旋转气缸43驱动所述吸嘴安装板44与工件同步旋转，完成工件的角度调节。

较佳的,所述y轴直线模组11包括机箱28、电机座29、第四电机30、主动带轮31、从动带轮32、丝杆33、同步带34、丝杆螺母35、第二滑块36。所述机箱28与所述第二基座9固定连接；所述电机座29安装在所述机箱28的端部；所述第四电机30安装在所述电机座29上；所述主动带轮31套装在所述第四电机30的输出轴上；所述从动带轮32装在所述丝杆33上，并与所述主动带轮31通过所述同步带31传动；所述丝杆33转动安装在所述机箱28上；所述丝杆螺母35螺纹旋接在所述丝杆33上，并与所述第一滑块18固定连接；所述第一滑块18滑动安装在所述机箱28上，并与所述底座16固定连接；进而当所述第四电机30受外部电源驱动开始作业时，所述第四电机30的输出轴通过同步带传动的方式驱动所述丝杆33转动，所述丝杆33转动的时候通过丝杆传动的方式驱动所述第二滑块36滑动。

较佳的,还包括有压紧装置37，用于夹紧位于所述工件治具12上的工件的一个端部。所述压紧装置37包括机架38、动力装置(图中未示出)、动组件39和定组件40。所述机架38的中部设有一个供工件运动的避空位41；所述定组件40安装在所述机架38上，位于所述避空位41的下壁端缘；所述动组件39滑动安装在所述机架1上；所述动力装置安装在所述机架1上，用于驱动所述动组件39朝所述定组件40方向做直线往复运动以夹紧或松开工件。所述安装板1安装在所述机架38上，位于所述避空位41的下侧。

较佳的,还包括有六轴机械手46，用于工件在外部的上下料区、所述工件治具12和所述旋转机构27之间的搬运。

本发明的工作原理为：由所述六轴机械手46机械手驱动工件搬运工件在外部的上下料区、所述工件治具12和所述旋转机构27之间移动；当工件摆放在所述工件治具12时，由所述y轴直线模组11将工件的一个端部推入所述压紧装置37的避空位41中，所述压紧装置37夹紧工件的该端部，最后，由所述四轴机构3驱动所述工件治具12将工件被所述工件治具12夹持的部分与工件被所述压紧装置37压紧的部分进行折弯作业。

实施例2

一种十轴数控折弯方法，包括如实施例1所述的一种十轴数控折弯设备，还包括如下步骤：

步骤一、所述x轴直线模组2驱动两个所述四轴机构3同步移动至折弯作业位置，由所述六轴机械手46自外部的上下料区夹取一个工件并搬运至所述四轴机构3，由两个所述工件治具12分别吸紧工件的两个端部。

步骤二、首先，两个所述工件治具12的y轴直线模组11同步驱动两个所述工件治具12移动，使得工件的端部伸入所述避空位41内；然后，所述压紧装置37夹紧工件的该端部。

步骤三、两个所述四轴机构3的第一电机6驱动对应的所述第一旋转臂5同步旋转，两个所述四轴机构3的第二电机8驱动对应的第二旋转臂7驱动同步旋转，两个所述四轴机构3的第三电机10驱动对应的第二基座9同步旋转；两组所述工件治具12将工件被所述压紧装置37夹持的端部与工件被两组所述工件治具12吸紧的部分相对折弯得到一次折弯的工件。

步骤四、首先，所述六轴机械手46将步骤三中进行一次折弯的工件转运至所述旋转机构27上；然后，所述旋转机构27的第二吸嘴45吸紧工件，所述第二旋转机构27的旋转气缸43驱动工件旋转；最后，所述六轴机械手46将旋转一定角度的工件转运至所述工件治具12上并重复步骤三的折弯动作进行二次折弯。

步骤五、所述压紧装置37与所述工件治具12松开工件，所述六轴机械手46将步骤四中完成二次折弯作业的工件转运至上下料区。

较佳的，于步骤一中所述六轴机械手46自外部的上下料区夹取一个工件并搬运至所述四轴机构3前，所述x轴直线模组2驱动两个所述四轴机构3相对运动，以根据工件的大小做出适应性调整。

进一步的，于步骤五中所述压紧装置37松开工件后、所述工件治具12松开工件前还包括如下步骤：首先，两个y轴直线模组11工作将工件自所述避空位41中移出；然后，两个所述四轴机构3的第一电机6驱动对应的所述第一旋转臂5不同步旋转，两个所述四轴机构3的第二电机8驱动对应的第二旋转臂7驱动不同步旋转，两个所述四轴机构3的第三电机10驱动对应的第二基座9不同步旋转；工件分别被两个所述工件治具12吸紧的部分相对扭弯；于工件被两个所述工件治具12吸紧的部分相对扭弯时，所述x轴直线模组2驱动两个所述四轴机构3发生相对运动。

本发明由x轴直线模组2驱动两个四轴机构3移动形成了十轴联动，在作业的过程中通过x轴直线模组2和y轴直线模组11扩大了其作业的范围；两组四轴机构3的联动不仅使得工件的夹持更加稳定，还使得工件可折弯的角度范围多变，适用性能更好，同时还可以由两组四轴机构3之间的异步作业实现工件被两个工件治具12夹持的端部之间的扭弯，更适用于复杂工件的全自动折弯成型作业。

以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。