專利名稱：一種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于板材成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置。
背景技術(shù)：
可重構(gòu)模具采用的是“離散化”思想，即將傳統(tǒng)的整體模具離散成矩陣排列的小沖頭，用戶可以通過手動或者計算機自動控制，迅速調(diào)整沖頭的相對位置，從而構(gòu)成任意所需的三維曲面，用于制造出目標(biāo)零件?？芍貥?gòu)模具的出現(xiàn)不但為三維曲面板材的柔性化設(shè)計和加工提供了方便，而且還降低了模具開發(fā)的成本，提高了模具開發(fā)的效率。結(jié)合可重構(gòu)模具的特點，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用于船舶、航天航空、汽車制造、建筑、能源動力等領(lǐng)域板材加工。 既然是可重構(gòu)模具，就必然需要有調(diào)形裝置來完成重構(gòu)這個功能。作為可重構(gòu)模具的關(guān)鍵性技術(shù)，可重構(gòu)模具調(diào)形方式成為了研究的熱點之一。伴隨著可重構(gòu)模具的誕生和不斷發(fā)展，其三維曲面形狀的各種調(diào)節(jié)方式應(yīng)運而生。據(jù)文獻(xiàn)記載，1863年美國Cochrane就申請了第一個可重構(gòu)模具的專利，在接下來的一個半世紀(jì)時間里，可重構(gòu)模具取得了許多突破性的成果，隨著新技術(shù)的不斷引入，可重構(gòu)模具的調(diào)形方式也取得了許多新的飛躍。概括起來，可重構(gòu)模具調(diào)形方式主要有螺桿調(diào)形，墊片調(diào)形，液壓調(diào)形，三軸聯(lián)動平臺調(diào)形。而螺桿調(diào)形又根據(jù)不同的驅(qū)動方式分為手動式，齒輪傳動式，渦輪蝸桿傳動式，直驅(qū)式等。當(dāng)然，這些調(diào)形方式也可以組合起來實現(xiàn)可重構(gòu)模具的調(diào)形但是當(dāng)前使用的調(diào)型裝置都還普遍存在一些問題調(diào)形時間長；控制精度不高，而且控制難度大；自動化程度不高；設(shè)備成本高等。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供了一種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置，顯著的縮短了調(diào)形時間，提高了調(diào)形精度，降低了調(diào)形設(shè)備的成本，并實現(xiàn)了自動化調(diào)形。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為—種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置，包括調(diào)形模塊3，調(diào)形模塊3安裝在XY軸聯(lián)動平臺2上，XY軸聯(lián)動平臺2安裝在調(diào)形安裝板I上，調(diào)形安裝板I安裝在螺桿安裝板6的上方，兩個以上螺桿5安裝在螺桿安裝板6上，每個螺桿5對應(yīng)與一個沖頭8通過自鎖螺紋連接，相鄰的沖頭8限制了各自的轉(zhuǎn)動，在螺桿安裝板6下方、沖頭8上方設(shè)有位移傳感器7，XY軸聯(lián)動平臺2、調(diào)形模塊3、位移傳感器7和控制柜4電路連接。所述的調(diào)形模塊3包括伺服電機9，伺服電機9的輸出軸通過電機聯(lián)軸套筒26與驅(qū)動軸16的上端連接，驅(qū)動軸16的下端與調(diào)形驅(qū)動軸20的上端連接，調(diào)形主動輪23安裝在調(diào)形驅(qū)動軸20上，四個周向均布的調(diào)形從動輪17與調(diào)形主動輪23嚙合，調(diào)形從動輪17安裝在調(diào)形傳動軸18上，調(diào)形傳動軸18的下端通過調(diào)形離合器22與調(diào)形桿19的上端連接，調(diào)形傳動軸18上端通過齒輪箱蓋板24定位,調(diào)形桿19通過齒輪箱21定位,齒輪箱21通過齒輪箱蓋板24固定在平動支架12上，平動主動輪25安裝在驅(qū)動軸16上，平動從動輪14與平動主動輪25嚙合，平動從動輪14安裝在平動傳動軸15上，平動傳動軸15下端定位在平動支架12上，平動傳動軸15上端通過絲杠離合器13與滾珠絲杠10的下端連接，螺母11通過絲杠螺母副與滾珠絲杠10連接，螺母11安裝在支架28上，滾珠絲杠10下端的臺階與平動支架12連接，平動支架12安裝在銅滑板27的滑槽上，銅滑板27安裝在支架28上。本發(fā)明的優(yōu)點為I、本發(fā)明取代了現(xiàn)有一個沖頭由一個電機驅(qū)動的調(diào)形方式，降低了調(diào)形設(shè)備的成本；2、本發(fā)明Z方向平動以及調(diào)形驅(qū)動使用一個電機，進(jìn)一步降低了設(shè)備的成本；3、本發(fā)明能夠同時調(diào)節(jié)多個沖頭的位置，縮短了調(diào)形的時間；

4、本發(fā)明采用自動控制系統(tǒng)實時監(jiān)控伺服電機9、絲杠離合器13、調(diào)形離合器22和位移傳感器7的狀態(tài)，實現(xiàn)了自動化調(diào)形，提高了調(diào)形精度。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明調(diào)形模塊3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的工作原理示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。參照圖1，一種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置，包括調(diào)形模塊3，調(diào)形模塊3安裝在XY軸聯(lián)動平臺2上，調(diào)形模塊3可以通過XY軸聯(lián)動平臺2定位到任意四個螺桿5的上方，XY軸聯(lián)動平臺2安裝在調(diào)形安裝板I上，調(diào)形安裝板I安裝在的螺桿安裝板6的上方，兩個以上螺桿5安裝在螺桿安裝板6上，每個螺桿5對應(yīng)與一個沖頭8通過自鎖螺紋連接，相鄰的沖頭8限制了各自的轉(zhuǎn)動，在螺桿安裝板6下方、沖頭8上方設(shè)有位移傳感器7，XY軸聯(lián)動平臺2、調(diào)形模塊3、位移傳感器7和控制柜4電路連接，以實現(xiàn)對各部分的控制和狀態(tài)反饋。參照圖2，一種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置，所述的調(diào)形模塊3包括伺服電機9，伺服電機9的輸出軸通過電機聯(lián)軸套筒26與驅(qū)動軸16的上端連接，驅(qū)動軸16的下端與調(diào)形驅(qū)動軸20的上端連接，調(diào)形主動輪23安裝在調(diào)形驅(qū)動軸20上，四個周向均布的調(diào)形從動輪17與調(diào)形主動輪23嚙合,調(diào)形從動輪17安裝在調(diào)形傳動軸18上,調(diào)形傳動軸18的下端通過調(diào)形離合器22與調(diào)形桿19的上端連接，調(diào)形桿19通過齒輪箱21定位，齒輪箱21通過齒輪箱蓋板24固定在平動支架12上，平動主動輪25安裝在驅(qū)動軸16上，平動從動輪14與平動主動輪25嚙合，平動從動輪14安裝在平動傳動軸15上，平動傳動軸15上端通過絲杠離合器13與滾珠絲杠10的下端連接，螺母11通過絲杠螺母副與滾珠絲杠10連接，螺母11安裝在支架28上，滾珠絲杠10下端的臺階與平動支架12連接，平動支架12安裝在銅滑板27的滑槽上，銅滑板27安裝在支架28上。本發(fā)明的工作原理為參照圖I、圖2和圖3，先啟動XY軸聯(lián)動平臺2，將調(diào)形模塊3定位到指定四個螺桿5的上方，接著啟動伺服電機9,伺服電機9的輸出軸通過電機聯(lián)軸套筒26帶動驅(qū)動軸16轉(zhuǎn)動，一方面，平動主動輪25安裝在驅(qū)動軸16上，通過齒輪嚙合傳動，平動主動輪25帶動安裝有平動從動輪14的平動傳動軸15轉(zhuǎn)動；另一方面；驅(qū)動軸16的下端與調(diào)形驅(qū)動軸20的上端連接，進(jìn)而帶動調(diào)形驅(qū)動軸20轉(zhuǎn)動，調(diào)形主動輪23安裝在調(diào)形驅(qū)動軸20上，四個周向均布的調(diào)形從動輪17與調(diào)形主動輪23嚙合，進(jìn)而帶動安裝有調(diào)形從動輪17的調(diào)形傳動軸18轉(zhuǎn)動。啟動伺服電機9的同時，需要控制調(diào)形離合器22分離，絲杠離合器13閉合，這時平動傳動軸15上端通過絲杠離合器13與滾珠絲杠10的下端連接，帶動滾珠絲杠10轉(zhuǎn)動，螺母11通過絲杠螺母副與滾珠絲杠10連接，由于螺母11安裝在支架28上固定不動，而滾珠絲杠10下端的臺階又與平動支架12連接，并且平動支架12安裝在銅滑板27的滑槽上，銅滑板27安裝在支架28上，因此滾珠絲杠10將帶動平動支架12及安裝在其上面的零部件一起上下移動，當(dāng)調(diào)形桿19與螺桿5通過卡槽連接上時，控制絲杠離合器13分離。接著閉合調(diào)形離合器22，這時調(diào)形傳動軸18的下端通過調(diào)形離合器22與調(diào)形桿19的上端連接，帶動調(diào)形桿19轉(zhuǎn)動，調(diào)形桿19又帶動螺桿5轉(zhuǎn)動，螺桿5固定在螺桿安裝板6上，由于螺桿5與沖頭8為自鎖螺紋連接，而相鄰的沖頭8又限制了各自的轉(zhuǎn)動，因此 螺桿5轉(zhuǎn)動時將帶動沖頭8上下運動進(jìn)行調(diào)形。調(diào)形中先采集位移傳感器7的信號，確定沖頭8所在的位置，若四個沖頭8調(diào)形方向不一樣，需要先調(diào)整一個方向的沖頭8的位置，再切換伺服電機的轉(zhuǎn)向調(diào)整剩余沖頭8的位置；位移傳感器7實時反饋沖頭8的位置信息，當(dāng)四個沖頭8有一個或多個提前調(diào)到預(yù)定位置時，需要控制對應(yīng)調(diào)形離合器22分離；當(dāng)采集位移傳感器7的信號，四個沖頭8有一個或多個開始就不需要調(diào)形時，開始就不閉合對應(yīng)的調(diào)形離合器22。調(diào)節(jié)好四個沖頭位置后，需要控制調(diào)形離合器22分離，絲杠離合器13閉合，控制調(diào)形桿19與螺桿5分離，然后控制XY軸聯(lián)動平臺2將調(diào)形模塊3定位到下一個指定的四個螺桿5上方進(jìn)行調(diào)形。調(diào)形完畢，需要控制調(diào)形離合器22分離，絲杠離合器13閉合，控制調(diào)形桿19與螺桿5分離，再控制絲杠離合器13分離，關(guān)閉調(diào)形裝置電源，調(diào)形結(jié)束。上述各操作都是由控制柜4中的控制系統(tǒng)自動完成，控制系統(tǒng)將實時監(jiān)XY軸聯(lián)動平臺2、調(diào)形模塊3、位移傳感器7的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置，包括調(diào)形模塊(3)，其特征在于調(diào)形模塊(3)安裝在XY軸聯(lián)動平臺(2)上，XY軸聯(lián)動平臺(2)安裝在調(diào)形安裝板(I)上，調(diào)形安裝板(I)安裝在的螺桿安裝板(6)的上方，兩個以上螺桿(5)安裝在螺桿安裝板(6)上，每個螺桿(5)對應(yīng)與一個沖頭(8)通過自鎖螺紋連接，相鄰的沖頭(8)限制了各自的轉(zhuǎn)動，在螺桿安裝板(6)下方、沖頭(8)上方設(shè)有位移傳感器(7)，XY軸聯(lián)動平臺(2)、調(diào)形模塊(3)、位移傳感器(7)和控制柜(4)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置，其特征在于所述的調(diào)形模塊(3)包括伺服電機(9)，伺服電機(9)的輸出軸通過電機聯(lián)軸套筒(26)與驅(qū)動軸(16)的上端連接，驅(qū)動軸(16)的下端與調(diào)形驅(qū)動軸(20)的上端連接，調(diào)形主動輪(23)安裝在調(diào)形驅(qū)動軸(20)上，四個周向均布的調(diào)形從動輪(17)與調(diào)形主動輪(23)嚙合，調(diào)形從動輪(17)安裝在調(diào)形傳動軸(18)上，調(diào)形傳動軸(18)的下端通過調(diào)形離合器(22)與調(diào)形桿(19)的上端連接，調(diào)形傳動軸(18)上端通過齒輪箱蓋板(24)定位，調(diào)形桿(19)通過齒輪箱(21)定位，齒輪箱(21)通過齒輪箱蓋板(24)固定在平動支架(12)上，平動主動輪(25)安裝在驅(qū)動軸(16)上，平動從動輪(14)與平動主動輪(25)嚙合，平動從動輪(14)安裝在平動傳動軸(15)上，平動傳動軸(15)下端定位在平動支架(12)上,平動傳動軸(15)上端通過絲杠離合器(13)與滾珠絲杠(10)的下端連接，螺母(11)通過絲杠螺母副與滾珠絲杠(10)連接，螺母(11)安裝在支架(28)上，滾珠絲杠(10)下端的臺階與平動支架(12)連接，平動支架(12)安裝在銅滑板(27)的滑槽上，銅滑板(27)安裝在支架(28)上，控制柜(4)通過電路連接到伺服電機(9)、絲杠離合器(13)和調(diào)形離合器(22)的電路輸入輸出端。
全文摘要
一種可重構(gòu)模具的調(diào)形裝置，包括調(diào)形模塊，調(diào)形模塊安裝在XY軸聯(lián)動平臺上，XY軸聯(lián)動平臺安裝在調(diào)形安裝板上，調(diào)形安裝板安裝在的螺桿安裝板的上方，螺桿固定在螺桿安裝板上，螺桿與兩個以上的沖頭自鎖螺紋連接，相鄰的沖頭限制了各自的轉(zhuǎn)動，在靠近螺桿和沖頭連接處的螺桿上設(shè)有位移傳感器，XY軸聯(lián)動平臺、調(diào)形模塊、位移傳感器和控制柜電路連接，通過齒輪傳動和絲杠螺母傳動，實現(xiàn)Z方向的平動，從而實現(xiàn)與指定沖頭的離合，調(diào)形模塊通過定軸輪系，實現(xiàn)四個沖頭同時進(jìn)行調(diào)形，從而更快的調(diào)節(jié)出可重構(gòu)模具的型面，本發(fā)明縮短可重構(gòu)模具的調(diào)形時間，提高調(diào)形的精度，降低可重構(gòu)模具成形設(shè)備的成本，實現(xiàn)自動化調(diào)形。
文檔編號B21D37/12GK102699214SQ20121015639
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者張琦, 李磊, 林文捷, 王君峰, 趙升噸, 趙承偉 申請人:西安交通大學(xué)