一種控制張力的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種控制張力的裝置，屬于機械控制裝置技術領域。該控制張力的裝置，包括伺服馬達，PLC，線性模組支架、滾珠絲桿、模組滑塊組成的線性模組，傳感器，動板支座、四桿機構固定支座、桿Ⅰ、螺桿插銷Ⅰ、桿Ⅱ、動板、桿Ⅲ、螺桿、螺桿插銷Ⅱ、桿Ⅳ、四桿機構移動支座、左夾塊、右夾塊組成的夾持機構，馬達、傳感器與PLC連接，PLC控制伺服馬達轉動，馬達帶動滾珠絲桿轉動，從而帶動模組滑塊做直線運動進而使夾持機構進行直線運動。本實用新型的目的是為了解決繞彎機、拉彎機等彎曲設備上張力不能精確控制，從而導致彎曲件成形精度低等問題。
【專利說明】
一種控制張力的裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種控制張力的裝置，屬于機械控制裝置技術領域。
【背景技術】
[0002] 彎曲是成形工藝中較為復雜的工藝之一，常受材料性能、模具形狀、加載路徑等因 素影響。尤其是截面復雜的型材在彎曲中往往處于一個十分復雜的應力狀態。應力中性層 內移、外側破裂，內側起皺，殘余應力與回彈都是影響成形件性能和精度的原因。張力的預 拉與控制都能有效地制約以上因素對彎曲件成形精度的影響。
[0003] 目前，已有的彎管機，包括拉彎機等用于加工彎曲件的設備中都沒有控制張力的 裝置，又或者其控制張力的裝置不能有效，精確控制張力（力)或拉伸量(位移），導致有些薄 壁多筋的型材無法成形或則難以成形。本實用新型基于以上設備中的不足，提出了由PLC控 制、梯形梳狀卡具夾持、滾珠絲桿線性移動平臺（以下簡稱線性模組)驅動的張力控制裝置， 解決了以往繞彎機中不能有效施加張力這一缺陷，并具有裝夾速度快，通用性強，控制精度 高等優點，同時具備控制力和位移兩種控制方式，可為試驗和生產帶來更多選擇。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的目的是為了解決繞彎機、拉彎機等彎曲設備上張力不能精確控制， 從而導致彎曲件成形精度低等問題，提供一種控制張力的裝置。本實用新型通過以下技術 方案實現。
[0005] -種控制張力的裝置，包括伺服馬達6，PLC，線性模組支架7、滾珠絲桿8、模組滑塊 9組成的線性模組，傳感器10,動板支座11、四桿機構固定支座12、桿113、螺桿插銷114、桿Π 15、動板16、桿ΙΠ 17、螺桿18、螺桿插銷Π 19、桿IV20、四桿機構移動支座21、左夾塊22、右夾 塊23組成的夾持機構，馬達6、傳感器10與PLC連接，PLC控制伺服馬達6轉動，馬達6帶動滾珠 絲桿8轉動，從而帶動模組滑塊9做直線運動進而使夾持機構進行直線運動；
[0006]所述線性模組中線性模組支架7連接繞彎機，線性模組支架7分為板架架身和尾部 凸起的框架，板架架身連接繞彎機，板架架身安裝滑動的模組滑塊9，凸起的框架內部設有 滾珠絲桿8,滾珠絲桿8橫穿線性模組支架7并穿過模組滑塊9的螺紋孔，滾珠絲桿8連接伺服 馬達6;
[0007] 所述模組滑塊9頂部連接夾持機構中動板支座11，動板支座11設有滑槽與動板16 滑動連接，動板16頂面設有四桿機構固定支座12和相對動板16滑動的四桿機構移動支座 21，動板16頂端設有側八字限位平板組成的滑槽，側八字限位平板組成的滑槽內部安裝左 夾塊22和右夾塊23,動板16末端與傳感器10連接，傳感器10另一端與動板支座11的凸起臺 連接，四桿機構固定支座12通過螺栓連接桿113和桿ΙΠ 17，四桿機構移動支座21通過螺栓連 接桿Π 15和桿IV20,桿113和桿Π 15、桿Π 15和桿IV20分別通過螺桿插銷114、螺桿插銷Π 19 連接，螺桿插銷114設有螺紋孔，螺桿插銷Π 19設有光孔，螺紋孔和光孔之間設有螺桿18。
[0008] 所述側八字限位平板組成的滑槽形成的f為68°~75°。
[0009] PLC控制方式為兩個模塊:其一為"力"控制，方式是通過傳感器10測得張力的大小 輸入PLC控制器中，與設定的力比較，如果不相等則命令伺服馬達6調節模組滑塊9與模組7 的相對位置，以求在運動的過程中達到所設定力的大小;其二是"位移"控制，方式為根據滑 塊的運動速度控制伺服馬達的轉速使滑塊達到既定的運動軌跡。滑塊的運動速度計算公式 如下：
[0010]
[0011] 式中：r為模組滑塊的移動速度，單位mm/s; Γ為型材/管材的彎曲中性層半徑，單 位mm;樹為彎曲時的角速度;單位rad/s;忘為預拉伸量，單位％。控制伺服馬達6的轉速使滑 塊達到既定的運動軌跡。
[0012] 該控制張力的裝置的使用原理為：
[0013] (1)夾持型材:本實例中的型材為AZ31B鎂合金，對通過快速感應加熱到170 °C的鎂 合金型材端部從載臺1處伸入進行快速的定位和夾緊，使用如圖1繞彎機時，將鎂合金型材 在固定端夾持2、滑塊夾持3、張力控制端夾持4依次夾緊(鎂合金型材一端伸入到八字限位 平板組成的滑槽中，手動將左夾塊22和右夾塊23夾住型材），張力控制端夾持4的夾緊通過 手動旋轉螺桿18使四桿伸長推動四桿機構移動支座21頂緊左夾塊22和右夾塊23夾緊； [0014] (2)施加張力:根據預先在PLC系統中設定張力F為25N，對鎂合金型材進行預拉，這 里預拉伸比例為1.1%，拉伸量為4.95mm，PLC控制伺服馬達6轉動，馬達6帶動滾珠絲桿8轉 動，從而帶動模組滑塊9做直線運動進而使夾持機構進行向右直線運動；
[0015] (3)張力保持:通過本實用新型通過傳感器10對拉力F的實時檢測，并根據輸出力 的大小反饋控制系統，調節伺服馬達6的旋轉來控制彎曲過程中張力保持不變，通過控制模 組滑塊9相對于模組的前后位置來實現；
[0016] (4)施加補拉力:在繞彎過程結束時，通過PLC事先設定的補拉力25N對鎂合金型材 的一端再一次拉伸，此次拉伸比例為1%，方式與步驟(2)相同，拉伸量為4.9mm;
[0017] (5)卸載:完成以上步驟之后，依次松開4、3、2處夾持，電機回轉，將各部回退到初 始位置。
[0018] 本實用新型的有益效果是:本實用新型可以有效、精確的控制型材/管材的拉力和 拉伸量;本實用新型結構簡單，通用性強，經濟效益好。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本實用新型用于繞彎機時的三維結構圖；
[0020] 圖2是本實用新型主視結構不意圖；
[0021]圖3是本實用新型俯視結構不意圖。
[0022] 圖中：1-載臺，2-固定端夾持裝置，3-滑塊裝置，4-張力控制裝置，5-轉軸，6伺服馬 達，7-線性模組支架，8-滾珠絲桿，9-模組滑塊，10-傳感器，11-動板支座，12-四桿機構固定 支座，13-桿I，14-螺桿插銷I，15-桿Π ，16-動板，17-桿ΙΠ ，18-螺桿，19-螺桿插銷Π ，20-桿 IV，21-四桿機構移動支座，22-左夾塊，23-右夾塊。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型作進一步說明。
[0024] 實施例1
[0025] 如圖1至3所示，該控制張力的裝置，包括伺服馬達6，PLC，線性模組支架7、滾珠絲 桿8、模組滑塊9組成的線性模組，傳感器10,動板支座11、四桿機構固定支座12、桿113、螺桿 插銷114、桿Π 15、動板16、桿ΙΠ 17、螺桿18、螺桿插銷Π 19、桿IV20、四桿機構移動支座21、左 夾塊22、右夾塊23組成的夾持機構，馬達6、傳感器10與PLC連接，PLC控制伺服馬達6轉動，馬 達6帶動滾珠絲桿8轉動，從而帶動模組滑塊9做直線運動進而使夾持機構進行直線運動；
[0026] 所述線性模組中線性模組支架7連接繞彎機，線性模組支架7分為板架架身和尾部 凸起的框架，板架架身連接繞彎機，板架架身安裝滑動的模組滑塊9，凸起的框架內部設有 滾珠絲桿8,滾珠絲桿8橫穿線性模組支架7并穿過模組滑塊9的螺紋孔，滾珠絲桿8連接伺服 馬達6;
[0027] 所述模組滑塊9頂部連接夾持機構中動板支座11，動板支座11設有滑槽與動板16 滑動連接，動板16頂面設有四桿機構固定支座12和相對動板16滑動的四桿機構移動支座 21，動板16頂端設有側八字限位平板組成的滑槽，側八字限位平板組成的滑槽內部安裝左 夾塊22和右夾塊23,動板16末端與傳感器10連接，傳感器10另一端與動板支座11的凸起臺 連接，四桿機構固定支座12通過螺栓連接桿113和桿ΙΠ 17，四桿機構移動支座21通過螺栓連 接桿Π 15和桿IV20,桿113和桿Π 15、桿Π 15和桿IV20分別通過螺桿插銷114、螺桿插銷Π 19 連接，螺桿插銷114設有螺紋孔，螺桿插銷Π 19設有光孔，螺紋孔和光孔之間設有螺桿18。
[0028] 其中側八字限位平板組成的滑槽形成的f為68°。
[0029] 實施例2
[0030] 如圖1至3所示，該控制張力的裝置，包括伺服馬達6，PLC，線性模組支架7、滾珠絲 桿8、模組滑塊9組成的線性模組，傳感器10,動板支座11、四桿機構固定支座12、桿113、螺桿 插銷114、桿Π 15、動板16、桿ΙΠ 17、螺桿18、螺桿插銷Π 19、桿IV20、四桿機構移動支座21、左 夾塊22、右夾塊23組成的夾持機構，馬達6、傳感器10與PLC連接，PLC控制伺服馬達6轉動，馬 達6帶動滾珠絲桿8轉動，從而帶動模組滑塊9做直線運動進而使夾持機構進行直線運動；
[0031] 所述線性模組中線性模組支架7連接繞彎機，線性模組支架7分為板架架身和尾部 凸起的框架，板架架身連接繞彎機，板架架身安裝滑動的模組滑塊9，凸起的框架內部設有 滾珠絲桿8,滾珠絲桿8橫穿線性模組支架7并穿過模組滑塊9的螺紋孔，滾珠絲桿8連接伺服 馬達6;
[0032] 所述模組滑塊9頂部連接夾持機構中動板支座11，動板支座11設有滑槽與動板16 滑動連接，動板16頂面設有四桿機構固定支座12和相對動板16滑動的四桿機構移動支座 21，動板16頂端設有側八字限位平板組成的滑槽，側八字限位平板組成的滑槽內部安裝左 夾塊22和右夾塊23,動板16末端與傳感器10連接，傳感器10另一端與動板支座11的凸起臺 連接，四桿機構固定支座12通過螺栓連接桿113和桿ΙΠ 17，四桿機構移動支座21通過螺栓連 接桿Π 15和桿IV20,桿113和桿Π 15、桿Π 15和桿IV20分別通過螺桿插銷114、螺桿插銷Π 19 連接，螺桿插銷114設有螺紋孔，螺桿插銷Π 19設有光孔，螺紋孔和光孔之間設有螺桿18。
[0033] 其中側八字限位平板組成的滑槽形成的g為75°。
[0034] 實施例3
[0035] 如圖1至3所示，該控制張力的裝置，包括伺服馬達6，PLC，線性模組支架7、滾珠絲 桿8、模組滑塊9組成的線性模組，傳感器10,動板支座11、四桿機構固定支座12、桿113、螺桿 插銷114、桿Π 15、動板16、桿m 17、螺桿18、螺桿插銷Π 19、桿IV20、四桿機構移動支座21、左 夾塊22、右夾塊23組成的夾持機構，馬達6、傳感器10與PLC連接，PLC控制伺服馬達6轉動，馬 達6帶動滾珠絲桿8轉動，從而帶動模組滑塊9做直線運動進而使夾持機構進行直線運動；
[0036] 所述線性模組中線性模組支架7連接繞彎機，線性模組支架7分為板架架身和尾部 凸起的框架，板架架身連接繞彎機，板架架身安裝滑動的模組滑塊9，凸起的框架內部設有 滾珠絲桿8,滾珠絲桿8橫穿線性模組支架7并穿過模組滑塊9的螺紋孔，滾珠絲桿8連接伺服 馬達6;
[0037] 所述模組滑塊9頂部連接夾持機構中動板支座11，動板支座11設有滑槽與動板16 滑動連接，動板16頂面設有四桿機構固定支座12和相對動板16滑動的四桿機構移動支座 21，動板16頂端設有側八字限位平板組成的滑槽，側八字限位平板組成的滑槽內部安裝左 夾塊22和右夾塊23,動板16末端與傳感器10連接，傳感器10另一端與動板支座11的凸起臺 連接，四桿機構固定支座12通過螺栓連接桿113和桿ΙΠ 17，四桿機構移動支座21通過螺栓連 接桿Π 15和桿IV20,桿113和桿Π 15、桿Π 15和桿IV20分別通過螺桿插銷114、螺桿插銷Π 19 連接，螺桿插銷114設有螺紋孔，螺桿插銷Π 19設有光孔，螺紋孔和光孔之間設有螺桿18。
[0038] 其中側八字限位平板組成的滑槽形成的|為70°。
[0039]以上結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本實用新型并不 限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用 新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1. 一種控制張力的裝置，其特征在于:包括伺服馬達(6)，PLC，線性模組支架(7)、滾珠 絲桿（8)、模組滑塊(9)組成的線性模組，傳感器（10)，動板支座（11)、四桿機構固定支座 (12)、桿1( 13)、螺桿插銷I (14)、桿Π (15)、動板（16)、桿ΙΠ( 17)、螺桿（18)、螺桿插銷Π (19)、桿IV(20)、四桿機構移動支座（21)、左夾塊(22)、右夾塊(23)組成的夾持機構，馬達 (6)、傳感器（10)與PLC連接，PLC控制伺服馬達(6)轉動，馬達(6)帶動滾珠絲桿(8)轉動，從 而帶動模組滑塊(9)做直線運動進而使夾持機構進行直線運動； 所述線性模組中線性模組支架(7)連接繞彎機，線性模組支架(7)分為板架架身和尾部 凸起的框架，板架架身連接繞彎機，板架架身安裝滑動的模組滑塊(9)，凸起的框架內部設 有滾珠絲桿(8 )，滾珠絲桿(8 )橫穿線性模組支架(7 )并穿過模組滑塊(9 )的螺紋孔，滾珠絲 桿(8)連接伺服馬達(6); 所述模組滑塊(9)頂部連接夾持機構中動板支座（11)，動板支座（11)設有滑槽與動板 (16) 滑動連接，動板（16)頂面設有四桿機構固定支座（12)和相對動板（16)滑動的四桿機構 移動支座(21)，動板（16)頂端設有側八字限位平板組成的滑槽，側八字限位平板組成的滑 槽內部安裝左夾塊(22)和右夾塊(23)，動板（16)末端與傳感器（10)連接，傳感器（10)另一 端與動板支座（11)的凸起臺連接，四桿機構固定支座（12 )通過螺栓連接桿I (13 )和桿m (17) ，四桿機構移動支座(21)通過螺栓連接桿Π (15)和桿IV(20)，桿I (13)和桿Π (15)、桿 Π (15)和桿IV(20)分別通過螺桿插銷1(14)、螺桿插銷Π (19)連接，螺桿插銷1(14)設有螺 紋孔，螺桿插銷Π (19)設有光孔，螺紋孔和光孔之間設有螺桿(18)。2. 根據權利要求1所述的控制張力的裝置，其特征在于:所述側八字限位平板組成的滑 槽形成的#為68°~75°。
【文檔編號】B21D7/025GK205587476SQ201521051006
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年12月16日
【發明人】肖寒, 吳國華, 周慧子, 程明
【申請人】昆明理工大學