具有偏载保护功能的扭轴折弯机的制作方法

本发明涉及一种折弯机，尤其涉及一种具有偏载保护功能的扭轴折弯机，属于数控机床。

背景技术：

1、折弯机的滑块由整块钢板制作而成，两端与滑块油缸的活塞杆连接，油缸体固定在机架左右侧板上，通过对液压系统的顺序控制便可驱动油缸活塞杆带动滑块作上下运动。扭轴折弯机的滑块在做上下运动过程中，其左右油缸活塞杆的运动必须保持同步，通常采用平衡臂装置强迫实现同步。

2、在滑块下行过程中，由于系统压力较小，此时两活塞杆的位置偏差通过平衡臂装置很容易实现同步，此时将待加工的板料放在滑块中间折弯或两边油缸下面对称折弯不会发生偏载扭断平衡臂的故障。但是，当板料被放在滑块的一边折弯时，滑块向下运行至接触板料时，因板料折弯变形需要达到一定的压力，那么放有板料的这端油缸的活塞便不会继续下行，而另一端的油缸因没有板料可压，同时下模口又有一定的深度，在两端压力未达平衡时，该油缸中的活塞会继续下行，当偏载达到一定程度时便会造成平衡臂扭断的故障。

3、通常扭轴折弯机的滑块停于上限位，当发生平衡臂扭断的故障时，会导致滑块下滑现象的产生。一旦滑块脱离上限位行程开关，控制系统则会显示出报警信息，如继续操作机床，需先进行滑块回程动作，待滑块压住上限位行程开关后，再启动后挡料或滑块的定位工作。

4、又如采用多步折弯的工艺，滑块回程到上限位便下滑脱离上限位行程开关，将无法进行换步运行，所以解决滑块下滑是折弯机重中之重的课题，不要求做到百分之百不下滑，但要实现滑块中停5min，下滑量≤0.5mm。

5、综上所述，现有折弯机存在如下缺陷：1、滑块通过扭轴保证同步，出现操作失误时极易造成平衡臂断裂，维修服务量较大；

6、2、滑块停止于上限位时的下滑量过大，不但影响机床的运作，还存在一定的安全隐患；

7、3、后挡料架不好上下调整，对于一些连续折弯形成的异形件无法实现定位；

8、4、扭轴折弯机通常只有x/y轴控制，x/y轴定位采用点动电动机正反转控制，不但费时费工，还保证不了精度，需要多次手动校调。

9、公开号为cn 206139677u的中国实用新型专利，公开了一种扭轴折弯机变频器控制精度系统，包括驱动折弯机x轴后挡料的电动机ⅰ和驱动折弯机y轴滑块的电动机ⅱ，电动机ⅰ和电动机ⅱ由变频器控制，变频器连接有数控系统，电动机ⅰ和电动机ⅱ分别连接有检测x轴后挡料和y轴滑块的编码器ⅰ和编码器ⅱ，编码器ⅰ和编码器ⅱ分别与数控系统连接。该专利中描述“所述变频器的功率大于电动机ⅰ和电动机ⅱ两者功率之和”，一方面导致变频器的选型过大，另一方面因电动机ⅰ的功率远大于电动机ⅱ，变频器不能对电动机ⅱ起到过载保护作用。

10、公开号为cn 214366942u的中国实用新型专利，公开了一种防滑块跌落的折弯机液压系统，包括油箱、定量齿轮泵、控制阀块、主油缸、副油缸、压力表；定量齿轮泵吸油口与液压油箱相连，出油口与控制阀块的p口相连；控制阀块的t口和液压油箱相连、b口和油缸下腔相连、m口和压力表相连、a口和主油缸上腔相连、f口与充液阀控制口相连。滑块由快下转工进时“油缸下腔回油仅通过第三两位四通电磁换向阀10(yv1)、慢速截流阀9回油箱；因此油阻较大，油缸下腔的背压较高，从而使滑块下降速度变慢”。通过调节慢速截流阀9控制滑块的下降速度，一方面难以调节准确，另一方面即使调节准确后，受油温升高的影响，仍会产生变化。此外，该系统“卸荷时第五两位四通电磁换向阀14(yv5)失电，系统卸荷”，除yv5失电外，yv2/yv3/yv4电磁阀仍处于得电工作状态下，才能实现卸荷。如果遇到电磁阀卡顿或者设备掉电，则无法实现卸荷，高压油液被憋在油缸及油路中，对检修人员造成一定危险，且造成异响影响车间的正常运行。

11、公开号为cn 210196159u的中国实用新型专利，公开了一种扭轴折弯机，滑块油缸上腔通过充液阀与油箱相连，油泵出口与电磁换向阀一的p口相连，换向阀一的a口与滑块油缸上腔相连，换向阀一的b口与充液阀的液控口及电磁换向阀三的b口相连，换向阀三的b口通过节流口一与插装阀的入口相连，节流口一的出口还通过单向阀一及节流口五与滑块油缸下腔相连；插装阀入口通过节流口二与换向阀三的p口相连；插装阀的出口与滑块油缸下腔相连，插装阀的液控口与电磁换向阀四的a口相连，换向阀四的p口与插装阀出口相连，插装阀出口通过节流口四及调压阀三与油箱相连；滑块油缸上腔还与电磁换向阀五的b口相连，各换向阀的t口接油箱。该系统的上腔卸荷受控于电磁换向阀五yv5，电磁换向阀五yv5失电上腔卸荷，电磁阀动作毕竟有个中位和延时，响应速度慢。另外油泵的卸荷是依靠三位四通电磁阀的p口到t口来实现的，这样油泵的排量受限于三位四通电磁阀的通径。

12、还有折弯机液压系统使用中位机能为y型的三位四通电磁阀，即中位时，p口、b口、t口互通，b口接油缸上腔。当三位四通电磁阀处于中位时，油泵的出口通过三位四通电磁阀的p口到t口回油箱，当油泵的排量较大，三位四通电磁阀的通径偏小时或所连接管路的通径偏小时，t口来不及泄油，使b口产生意外的背压，油泵的部分出油会通过b口进入油缸上腔，造成滑块意外下滑。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种具有偏载保护功能的扭轴折弯机，当滑块出现偏载时可以阻止其继续下行，可满足异型件的折弯需求。

2、为解决以上技术问题，本发明的一种具有偏载保护功能的扭轴折弯机，包括机架、滑块和工作台，还包括：油缸，分别驱动滑块的左右两侧；上模，连接在滑块下端，压在板材上方，与下模配合使板材折弯；下模，位于板材下方，固定在所述工作台上；后挡料机构，用以对板材的后边沿进行限位；偏载保护机构，当滑块在左右方向出现倾斜时，触发停机并报警。

3、作为本发明的改进，所述偏载保护机构包括：撞块，固定于所述滑块的背面上部，且沿滑块的竖向轴线延伸；横向支架，固定在油箱的前侧壁上，向滑块的背面伸出；竖向支架，下端与所述横向支架的前端固连；偏载保护行程开关，在竖向支架的上下两端各固定一个，两偏载保护行程开关的触头分别贴合在撞块的侧壁上，当撞块倾斜触发任何一个偏载保护行程开关时，折弯机停机并报警。

4、作为本发明的进一步改进，两所述油缸(1a)的上腔分别通过充液阀(dz)与油箱相连，油泵(b1)的入口与油箱相连，油泵(b1)的出口与三位四通电磁阀的p口相连，三位四通电磁阀的t口与油箱相连，三位四通电磁阀的a口与两油缸(1a)的上腔相连；三位四通电磁阀的的a口还通过单向阀一(d1)及调节阀一(j1)与油泵(b1)的出口油路相连；

5、三位四通电磁阀的b口通过单向阀二(d2)与两油缸(1a)的下腔油路相连，三位四通电磁阀的b口还与充液阀(dz)的液控口及电磁球阀(yv3)的b口相连，电磁球阀(yv3)的a口通过调节阀三(j3)与两油缸(1a)的下腔油路相连；

6、两油缸(1a)的下腔油路还通过调节阀二(j2)及支撑阀(f4)与三位四通电磁阀的b口相连，所述三位四通电磁阀的中位机能为o型。

7、作为本发明的进一步改进，所述油泵(b1)的出口还与插装阀(c1)的入口相连，插装阀(c1)的出口连油箱，插装阀(c1)的液控口与两位四通电磁换向阀(yv4)的p口相连，两位四通电磁换向阀(yv4)的a口连油箱。

8、作为本发明的进一步改进，所述后挡料机构包括：x轴驱动机构，调整r轴驱动机构的前后位置；r轴驱动机构，调整后挡指的高度；后挡指，位于r轴机构上，且抵靠在板材的后边沿。

9、作为本发明的进一步改进，所述x轴驱动机构包括：x轴电机，通过x轴同步带驱动两x轴同步轮转动；x轴同步轮，分别安装在两x轴滚珠丝杠的轴端；x轴滚珠丝杠，对称位于机架的左右两侧且沿前后方向延伸；x轴丝杠螺母，分别旋接在两x轴滚珠丝杠上；x轴导向块，分别与两x轴丝杠螺母固连，且沿x轴导轨平移；x轴导轨，分别固定在机架的左右两侧；x轴滑板，与x轴导向块或x轴丝杠螺母固连，承载所述r轴驱动机构。

10、作为本发明的进一步改进，所述r轴驱动机构包括：r轴导向座，分别固定在所述x轴导向块上；r轴导轨，中段分别嵌于所述r轴导向座中，作升降运动；r轴支架，分别固连在r轴导轨上同步升降；r轴齿条，分别固定在r轴支架的前侧且同步升降；r轴齿轮，分别安装于r驱动轴上，驱动r轴齿条并带动r轴支架升降；r轴电机，通过r轴减速机及r轴同步杆驱动两r驱动轴同步转动；后挡料架，与两所述r轴支架的顶部相连构成龙门形；后挡指，固定在所述后挡料架的上部且对称设有两个。

11、作为本发明的进一步改进，控制系统包括：y轴电机，驱动行程调节螺杆转动，行程调节螺杆安置于所述油缸的活塞内与螺套相配合以控制滑块的升降行程，y轴电机的转子轴端安装有y轴编码器；x轴电机，其转子轴端安装有x轴编码器；变频器，向x轴电机和y轴电机供电并进行调速，且y轴电机的供电回路中串联有热过载继电器进行过载保护；控制器，其通讯接口通过modbus总线与变频器相连；x轴编码器及y轴编码器的输出端分别与控制器的编码器接口相连，换步、变速点、模式选择、主电机启动触点开关分别与控制器的动作信号输入端相连；所述热过载继电器的触点开关串联在控制器的故障信号输入端实现y轴电机的过载保护。

12、作为本发明的进一步改进，两所述偏载保护行程开关并联后接入所述控制器的故障信号输入端，所述变频器的信号输入端串联有滑块上、下限位行程开关的常闭触头，及挡指前、后限位行程开关的常闭触头。

13、作为本发明的进一步改进，所述x轴电机的供电回路中串联有主接触器km1的主触头，主接触器km1的线圈受控于继电器ka6的触点；

14、所述y轴电机的供电回路中串联有主接触器km2的主触头，主接触器km2的线圈受控于继电器ka7的触点；

15、继电器ka6的线圈与继电器ka7的常闭触头串联在所述控制器的某个输出端口，继电器ka7的线圈与继电器ka6的常闭触头串联在所述控制器的另一个输出端口。

16、作为本发明的进一步改进，工作步骤如下：

17、s1、油泵启动后，两位四通电磁换向阀yv4得电，油泵出口建压；

18、s2、滑块快下：三位四通电磁阀的右侧线圈yv2得电，压力油进入油缸的上腔，油缸的下腔油液一部分经调节阀二j2、支撑阀f4、三位四通电磁阀的t口回油箱；另一部分经调节阀三j3、电磁球阀yv3、三位四通电磁阀的t回油箱；

19、s3、滑块工进：当滑块快速下行到变速点时，电磁球阀yv3失电，关闭油缸下腔直接回油箱通道，油缸下腔的油液只能从支撑阀f4回油箱，滑块由快速下行转为慢速工进，直至使板料折弯成形；

20、s4、滑块保压；

21、s5、滑块卸压：所有电磁阀均失电；油缸上腔的压力油经单向阀一d1及调节阀一j1回油箱，实现快速内泄；

22、s6、滑块回程：三位四通电磁阀的左侧线圈yv1得电，压力油经电磁球阀yv3、调节阀三j3、单向阀二d2进入油缸下腔，油缸上腔的油液大部分经充液阀dz回油箱；少量油液经三位四通电磁阀的t口回油箱，滑块回程到上限位行程开关发讯，所有电磁阀失电。

23、作为本发明的进一步改进，当滑块发生倾斜时，其中一个偏载保护行程开关的常开触点闭合，控制器的输入开关量端口接收到信号，经光电耦合电路发送给cpu，cpu经计算后发出的停机信号，经光电隔离电路输出，控制器的开关量端口输出端使各继电器的线圈失电，使各液压系统的电磁阀失电；同时控制器的通讯端口通过modbus总线向变频器发出信号，使x轴电机及y轴电机停运。

24、相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：1、增加抗偏载行程开关，将撞块固定在滑块背面，支架与油箱进行固定，行程开关固定在支架上，当滑块出现偏载时会触动单侧的行程开关动作，开关触点信号串于控制电路中阻止滑块继续下行。

25、2、在油泵出油口处增加二位四通电磁阀yv4控制插装阀的开闭，同时将三位四通电磁阀yv1/yv2由原先的中位y型更换成o型阀，可避免油泵的油液经三位四通电磁阀中位进入油缸上腔造成下滑。

26、3、普通扭轴折弯机通常只有x/y轴控制，本折弯机对于一些异型件的操作增加进行后挡料架上下运行的r轴控制，可使折弯机的应用更广泛，另外升降机构改用齿轮齿条实现同步运行，可有效防止后挡料架的下滑，同时速度采用蜗轮蜗杆进行控制。

27、4、使用变频器提高定位精度及机器操作的方便性；采用一只变频器驱动折弯机x轴电机和驱动滑块的y轴电机，位置检测由x轴编码器和y轴编码器检测分别与控制系统连接。因x轴电机与y轴电机并不同时工作，又因y轴电机功率小于x轴电机功率，变频器的功率只需与x轴电机的功率相匹配即可，不需要加大配置。在y轴电机电路上设有热过载继电器，该热过载继电器的触点开关串联在y轴电机的控制电路上实现y轴电机的过载保护；x轴电机由变频器提供过载保护。

28、5、改变了常规高低速继电器触点控制变频器频率变化的方式，采用控制系统与变频器直接通讯连接，简化了控制线路，线路故障率低，同时简化电气元件且降低成本。