[发明专利]双伺服电机并联驱动多连杆压力机

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种锻压机械技术领域的装置，具体是一种双伺服电机并联驱动多连杆压力机。

背景技术

压力机是金属成形加工领域中广泛使用的锻压设备，品种和数量繁多，其中以机械压力机应用最为广泛。现代制造技术的发展要求压力机不仅能够高速度、高精度、大负载运转，而且应具有更大的柔性，能迅速、方便地改变输出运动规律。传统的机械压力机运动特性单一、工艺适用性差。近年来随着交流伺服电机驱动成形装备技术的逐步发展，出现了滑块运动曲线可调的各种交流伺服驱动压力机，使得压力机的工作性能和工艺适用性大大提高，设备朝着柔性化、智能化的方向发展。

普通机械压力机一般采用各种不同的机械传动机构获得工艺所需的滑块运动规律，以满足不同的工艺要求。传统的机械压力机通过选择适当的执行机构及其构件的尺寸，得到一些满足冲压工艺要求的典型运动规律，但一种结构方案无法满足多种典型运动规律的要求。虽然采用偏置曲柄滑块机构、多连杆机构和非圆齿轮机构等能够部分改变某种驱动机构的滑块运动规律，但当各杆件的尺寸参数确定后，滑块的运动特性也随之确定，因而不具有柔性，难以用于不同的冲压工艺。将交流伺服电动机应用于机械压力机的研究始于上世纪90年代美国俄亥俄州立大学工程研究中心，该中心S.Yossifon and R.Shivpuri提出了由交流伺服电动机驱动滚珠丝杠或曲柄，通过多杆机构将运动转化为滑块所需的运动它能极方便地改变滑块的运动曲线，获得不同的工件变形速度，适用于不同的冲压工艺，保证冲压件的质量。之后，交流伺服电动机应用于机械压力机的研究迅速发展，日本、加拿大等国均进行了深入的研究，日本小松和会田等公司分别开发了各自的交流伺服电动机驱动型压力机。其中，日本著名的压力机生产厂商komatsu公司将其称为具有“free motion”的压力机，通过编制不同的程序实现工艺所需的各种运动曲线，已研发出3代不同的产品：1998年的HCP3000，2001年的H2F、H4F系列和2002年的H1F系列。交流伺服电机驱动压力机是成形装备发展的新动向，是设备可控化发展的必然趋势。

由于交流伺服电机驱动压力机没有飞轮储蓄能量克服锻压工件时需要的成形压力，为达到所需的公称压力值，往往通过多连杆机构等传动机构能够实现一定的增力作用。

经过对现有技术文献的检索发现，美国专利公开号US 2006/0156933A1，名称为：servopress with elbow lever drive(一种由肘杆驱动的伺服压力机)，该发明是一种伺服电动机驱动肘杆机构实现增力效果的伺服压力机。

中国专利号ZL200820030517.5，名称为“肘杆式压力机”的专利，以及中国专利号ZL200720042169.9，名称为“肘杆式高速精密压力机”的专利，两项专利均将肘杆机构应用于压力机中，虽然肘杆机构具有大的增力比，但难以构建大吨位的压力机。

美国专利号US5,832,816，名称为：Ram driving device and press machine using same(一种用于压力机的冲压滑块驱动装置)，该发明提出用两个伺服电机同步驱动一个水平放置的转动轴，该发明利用连杆机构、滚珠丝杆机构或凸轮机构等传动机构将转动轴的水平运动转化成冲压滑块的垂直运动。

现有的伺服压力机驱动机构从机构学的角度来看，压力机的传动机构都为单自由度的机构，伺服电机以旋转曲柄或移动滚珠丝杠方式直接或通过多连杆机构驱动冲压滑块。单自由度机构实现确定运动的原则是应用一台伺服电动机驱动。当采用两个伺服电机冗余驱动，这两个伺服电机必须保证时时同步，以避免输入不同步造成的运动干涉。这样虽然能够增加输入功率，增大压机的成形压力，却增加了控制策略的难度，并且控制的稳定性变差，任一个输入误差都会造成驱动机构无法正常工作甚至发生损坏。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种双伺服电机并联驱动多连杆压力机，该装置结构简单、控制容易，能够提供比现有伺服电机更大的功率及输出扭矩，能够构建大吨位的伺服压力机。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：机架和并联机构，其中：机架设置于并联机构的外侧。

所述的并联机构包括：两支输入运动支链、动平台、输出运动支链和冲压滑块，其中：两支输入运动支链镜像对称布置且分别与动平台铰接，输出运动支链分别与机架、动平台和冲压滑块铰接，且所有铰链的轴线均互相平行。