一种单驱动双向自动矫平机

本发明涉及一种矫平机，具体为一种单驱动双向自动矫平机。

背景技术：

1、在机械制造业中涉及到很多板条形工件，这些板条形工件在经过加工后出现一定的弯曲和扭曲变形，不满足平整度要求，需要进行矫平。我国的自动矫平装备领域还是较为薄弱，以往工件的矫平很多采用手工方式，针对一些特定的板类材料也有采用自动矫平方式，但大都是固定运动矫平，无法自动调整，也就无法适应各种变形幅度的工件的自动矫平。

2、个别自动矫平装置采用伺服驱动，可实现运动自动调整，但都是采用一套驱动轴和相应传动机构进行一个方向的矫平运动，成本较高。本技术开发一种针对板条形工件，采用单驱动电机，通过集成创新设计，可以实现对板条形工件最为普遍存在的纵向弯曲和扭曲变形进行双向自动矫平运动，并可通过系统控制，根据不同的弯曲和扭曲变形幅度进行运动调整。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的不足，而提供一种单驱动双向自动矫平机，这种自动矫平机，能实现板条形工件纵向弯曲和扭曲两个方向的矫平运动，实现各种变形状况工件的精准矫平，可以方便地对装置相关部件位置进行调整，从而适应一定尺寸范围内的工件的矫平。

2、实现本发明目的的技术方案是：

3、一种单驱动双向自动矫平机，包括设有t形槽的基座和设在基座上可活动调整的主驱动部件、扭摆传动部件、头部夹持部件、第一送料部件、中部夹持部件、第二送料部件、尾部夹持部件、上下往复传动部件、第一限位和退料部件及第二限位和退料部件；

4、所述主驱动部件包括可活动调整的设在基座一端的驱动支座，驱动支座上设有伺服减速电机，伺服减速电机的电机轴穿出驱动支座朝向基座的另一端，伺服减速电机的输出轴上通过第一锥环和第一压盖套设有外花键套，第一压盖的端面上设有导向支承套，外花键套上套设有可滑动的内花键套，内花键套的端面上设有复合齿轮套，复合齿轮套不与内花键套连接的端部设有内齿轮和端面齿；驱动支座上还设有带输出轴的移动机构，移动机构的输出轴端部设有拔叉，拔叉的叉口与复合齿轮套外圆上设有的方槽滑动连接；

5、所述扭摆传动部件包括设在基座上可活动调整的第一轴承座，第一轴承座上设有上下间隔的下部水平孔和上部水平孔，下部水平孔和上部水平孔内分别设有穿过下部水平孔和上部水平孔的第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴靠近伺服减速电机的端部可转动地设有端齿主带轮，端齿主带轮的端头部与复合齿轮套的端头部正对；第二传动轴上设有被动带轮，端齿主带轮与被动带轮通过皮带连接；第一轴承座上表面设有垮过被动带轮的固定架，固定架外壁设有第一角度检测装置，第一角度检测装置的输出轴穿过固定架与第二传动轴连接；固定架上设有第一定向气缸，第一定向气缸的输出轴活动穿过固定架和第一轴承座的上方垂向孔与第二传动轴接触，第二传动轴上设有v形槽，当第一定向气缸输出轴伸出时插入第二传动轴的v形槽内；

6、第一传动轴朝向伺服减速电机的端头部设有齿轮套，齿轮套的端头嵌套在复合齿轮套内，第一传动轴的另一端外圆通过键固定套设有连接套；

7、所述上下往复传动部件包括设在基座上可活动调整的第二轴承座，第二轴承座上设有第三传动轴，第三传动轴的一端外圆活动套设在连接套内，连接套与第二轴承座之间的第三传动轴外圆上套设有平面槽轮，平面槽轮上设有弯曲的条状方槽，弯曲的条状方槽上可转动地设有与平面槽轮侧壁垂直安装的销轴，销轴朝外的端部设有连杆；第二轴承座的侧壁上设有第二定向气缸，第二定向气缸的输出轴活动穿过第二轴承座侧壁与第三传动轴接触，第三传动轴上设有v形槽，当第二定向气缸输出轴伸出时插入第三传动轴的v形槽内；第二轴承座远离连接套的端部设有用于对第三传动轴轴向固定的端盖，端盖上设有第二角度检测装置，第二角度检测装置的输出轴穿过端盖与第三传动轴连接；

8、所述头部夹持部件包括设置在第二传动轴端部的呈l状的扭摆架，扭摆架包括第一直板和与第一直板垂直的第二直板；第二传动轴远离第一角度检测装置的端头部与第一直板通过键和固定盖固定连接，第一直板上活动设有平衡块，第二直板内侧设有竖向的方槽，方槽上端部两侧分别设有竖向的第一导轨压板和第二导轨压板，第一导轨压板与第二导轨压板之间的槽口形成导轨，该导轨上设有活动的第一上滚轮组件，该导轨上表面设有输出轴朝下的可调限位的夹紧气缸，夹紧气缸的输出轴与第一上滚轮组件连接，方槽下端部设有第一下支承座，第一下支承座上设有与第一上滚轮组件正对的第一下滚轮组件；

9、所述中部夹持部件包括设在基座上可活动调整的带延展部的第一支座，第一支座延展部竖向设有导轨副，导轨副上由里往外依次设有连接板和开合装置，连接板下端部设有连接块，连接块与连杆连接；开合装置自带的上下移动块上分别设有正对的第二上滚轮组件和第二下滚轮组件；

10、所述尾部夹持部件包括设在基座上可活动调整的带延展部的第二支座，第二支座延展部设有竖向的方槽，第二支座延展部的方槽上间隔设有可活动调整的第二上支承座和第二下支承座，第二上支承座和第二下支承座上分别设有正对的第三上滚轮组件和第三下滚轮组件；

11、所述第一送料部件与第二送料部件规格相同，第一送料部件包括设置基座上可活动调整的第一支架，第一支架上端设有带安装板的水平放置的第一送料气缸，第一送料气缸输出轴前端的第一支架上设有放料平台；

12、所述第一限位和退料部件与第二限位和退料部件规格相同，第一限位和退料部件包括设在基座上可活动调整的带延展台的第二支架，第二支架延展台上设有带安装板的水平放置的第一气缸，第一气缸输出轴设有挡圈；

13、所述复合齿轮套的内孔与导向支承套外圆间隙配合。

14、所述移动机构推动拔叉带动复合齿轮套往左移动时，复合齿轮套的内齿轮与齿轮套的外齿啮合，移动机构推动拔叉带动复合齿轮套往右移动时，复合齿轮套的端面齿与端齿主带轮的端齿啮合。

15、所述第一上滚轮组件轴线、第一下滚轮组件轴线、第二上滚轮组件轴线、第二下滚轮组件轴线、第三上滚轮组件轴线、第三下滚轮组件轴线、第一送料部件和第二送料部件的第一送料气缸和第二送料气缸输出轴轴线、第一限位和退料部件与第二限位和退料部件第一气缸和第二气缸输出轴轴线相互平行，上述轴线方向均与第二传动轴轴线方向垂直。

16、所述第一下滚轮组件外圆上母线、第二下滚轮组件的外圆上母线和第一送料部件的平台面、第二送料部件的平台面在同一平面上。

17、当按工件厚度范围的平均厚度的工件进行安装时，所述第一上滚轮组件与第一下滚轮组件之间的中心点、第二上滚轮组件与第二下滚轮组件之间的中心点、第三上滚轮组件与第三下滚轮组件之间的中心点与第二传动轴轴线同轴，上述中心点与第一送料部件和第二送料部件的送料气缸输出轴轴线、第一限位和退料部件与第二限位和退料部件气缸输出轴轴线大致在同一平面上。

18、所述第一传动轴的轴线与第三传动轴轴线在同一直线上。

19、所述第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴均通过轴承和压盖分别固定在第一轴承座和第二轴承座上，以实现第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴的可回转运动和轴向固定。

20、所述第一送料部件和第二送料部件位于第一传动轴和第三传动轴的一侧，头部夹持部件、中部夹持部件、尾部夹持部件、第一限位和退料部件第二限位和退料部件位于第一传动轴和第三传动轴的另一侧。

21、所述移动机构位于伺服减速电机上方，或移动机构独立设置在基座上。

22、所述伺服减速电机、移动机构、第一角度检测装置、第二角度检测装置、第一定向气缸、第二定向气缸、限位气缸、开合装置、第一送料部件和第二送料部件的送料气缸及第一限位和退料部件与第二限位和退料部件的气缸均与控制系统连接。

23、所述移动机构还可以采用电磁阀、气缸或液压缸控制拔叉移动。

24、所述各气缸也可采用油缸形式。

25、所述伺服减速电机是由伺服电机和减速装置组合的驱动装置，或直接采用伺服电机。

26、工作运行原理：

27、（1）适应不同批次工件规格的位置调整

28、①根据该批次待矫平工件的长度规格，沿着基座的t形槽移动驱动支座、第一轴承座、第二轴承座、第一送料部件和第二送料部件中的第一支架、第一支座、第二支座、第一限位和退料部件与第二限位和退料部件中的第二支架至规定的位置，满足工件相应的长度要求，并重新锁紧；

29、②根据该批次待矫平工件的厚度规格，调整头部夹持部件的夹紧气缸连同第一上滚轮组件的位置、尾部夹持部件的第二上支承座连同第三上滚轮组件的位置，使第一上滚轮组件和第一下滚轮组件之间、第三上滚轮组件和第三下滚轮组件之间的间隔比工件厚度适当大一个规定值，便于矫平运动时工件在两端可与第一上滚轮组件和第一下滚轮组件的夹持滚轮及第三上滚轮组件和第三下滚轮组件的夹持滚轮有一定的相对移动，使矫平运动能正常进行；

30、③同时适当调整开合装置的上下位置，使得开合运动时，第二上滚轮组件和第二下滚轮组件能够相对于工件进行正常松开和夹紧；

31、④根据该批工件的宽度规格，调整第一送料部件的第一送料气缸、第二送料部件的第二送料气缸、第一限位和退料部件的第一气缸、第二限位和退料部件的第二气缸的前后位置，使得送料后工件正好与第二传动轴轴心线对齐，且限位和退料部件第一气缸、第二气缸输出轴上的挡圈正好与工件的侧边具有一个适当小间隙。

32、（2）送料和限位：开始矫平运行时，通过外部自动上下料装置将工件08放置在第一送料部件和第二送料部件的放料平台上，在控制系统的控制下：①通过第一送料气缸和第二送料气缸将工件推送至工作位置，即将工件推送至头部夹持部件的第一上滚轮组件与第一下滚轮组件之间和尾部夹持部件的第三上滚轮组件和第三下滚轮组件之间，工件通过第一下滚轮组件和第三下滚轮组件支承，并由第一限位和退料部件与第二限位和退料部件的气缸输出轴的挡圈进行限位；②第一送料气缸和第二送料气缸退回。

33、（3）弯曲矫平运动：在控制系统的控制下：①中部夹持部件的开合装置闭合，带动第二上滚轮组件和第二下滚轮组件在中部位置夹紧工件；②主驱动部件的伺服减速电机启动作往复旋转循环运动；③第二定向气缸退出；④移动机构推动拨叉带动复合齿轮套向左移动，复合齿轮套的内齿轮与齿轮套的外齿啮合，从而通过第一传动轴、连接套、第三传动轴带动平面槽轮往复摆动，由于平面槽轮中的条状方槽是弯曲的形状，通过销轴和连杆驱动中部夹持部件中的连接板沿着导轨副作上下往复运动，即推动第二上滚轮组件、第二下滚轮组件连同工件的中部作上下往复运动，由于工件的两端分别被头部夹持部件的第一上下滚轮组件、尾部夹持部件的第三上下滚轮组件夹持并有一定的间隙，使工件达到相应的自然弯曲，从而实现工件的弯曲矫平运动功能；由于导向支承套的延伸支承和导向作用，使得复合齿轮套的移动啮合稳定可靠；第二角度检测装置对上下往复传动部件的角度进行检测和反馈，确保上下往复传动部件的角度位置始终得到监控；⑤上下往复运动结束时，带动工件回到初始角度，第二定向气缸推出插入第三传动轴的v形槽，实现定向；⑥移动机构推动拨叉使复合齿轮套与齿轮套脱离啮合处于空挡位置，同时开合装置带动第二上滚轮组件、第二下滚轮组件张开解除对工件的夹持，弯曲矫平运动结束。

34、（4）扭曲矫平运动：在控制系统的控制下：①启动伺服减速电机作往复循环旋转运动；②夹紧气缸带动第一上滚轮组件压紧工件；③第一定向气缸退出；④移动机构推动拨叉带动复合齿轮套向右移动，复合齿轮套的端面齿与扭摆传动部件的端齿主带轮的端齿啮合，通过皮带、被动带轮、第二传动轴带动头部夹持部件中的扭摆架作摆动循环运动，驱动第一上滚轮组件、第一下滚轮组件带动工件作扭摆循环运动，由于工件的另一端被尾部夹持部件夹持不动，从而实现工件的扭曲矫平运动功能；第一角度检测装置对扭摆传动部件的角度进行检测和反馈，确保扭摆传动部件的角度位置始终得到监控；⑤扭摆运动结束时，带动工件回到初始角度，第一定向气缸推出插入第二传动轴的v形槽，实现定向；⑥移动机构推动拨叉使复合齿轮套端齿与端齿主动带轮端齿脱离啮合处于空挡位置，同时可调整限位夹紧气缸带动第二上滚轮组件上升，解除对工件的夹持，扭曲矫平运动结束。由于平衡块的设置，使得头部夹持部件的重力相对于旋转轴线平衡。

35、（5）退料：完成对工件的矫平后，在控制系统的控制下，第一限位和退料部件中的第一气缸及第二限位和退料部件中的第二气缸将工件推出，并推动工件退出工作位置进入第一送料部件和第二送料部件的放料平台上，由外部上下料装置取料。

36、（6）运动控制：由控制系统控制伺服减速电机和各个气缸执行矫平运动，并根据每个工件不同的弯曲、扭曲程度数据，输出不同的矫平运动形式（弯曲矫平运动、扭曲矫平运动）、幅度、频率和持续时间。

37、本技术方案具有以下功能特点：

38、（1）采用单轴伺服驱动，通过自动机械转换，分别实现板条形工件中部的上下循环运动和工件端头的扭转循环运动，从而分别实现工件纵向弯曲和扭曲两个方向的矫平运动。

39、（2）由于采用伺服控制，以及运动机构具有一定的运动范围设置，可以根据每个工件不同的变形幅度，通过控制系统控制实现不同的矫平运动幅度和频率调整，从而实现各种变形状况工件的精准矫平。

40、（3）可以方便地对装置相关部件位置进行调整，从而适应一定尺寸范围内的工件的矫平。