[发明专利]一种凸轮联动的管件自由弯曲成形装置

说明书

本发明公开了一种凸轮联动的管件自由弯曲成形装置，包括控制驱动机构、棘轮机构、弯模机构；控制驱动机构包括控制底座、齿轮盘、外侧驱动装置，通过外侧驱动装置的主动齿轮控制齿轮盘旋转，使得齿轮盘上固定的伺服电机输出轴上的驱动齿轮与螺杆下端固定的螺杆齿轮啮合，从而带动螺杆上凸轮旋转对分节弯模挤压从而使得管件弯曲成形；每根螺杆上的凸轮高度各不相同分别对应每一单弯模，凸轮两两成固定角度排列在弯模周围可实现精确灵活控制，实现管件的各个方向的弯曲成形。

技术领域

本发明属于管材自由弯曲成形领域，特别涉及一种凸轮联动的管件自由弯曲成形装置。

背景技术

管件的弯曲成形过程中会出现多种曲率，而人工调节弯模曲率会使得加工效率低，并且人工调节弯模曲率会因主观性而使得弯模曲率无法保证自由变动，现有的三维自由弯曲成形装备多为三轴、五轴、六轴构型，或基于、并联机器人的三维自由弯曲成形装备。基于多轴的自由弯曲成形装备结构简单但只能通过球面轴承在管件的一端进行旋转使其弯曲成形，无法避免管件的回弹现象，而基于机器人的成形装备则结构复杂。但凸轮联动的管件自由弯曲成形装置能够尽可能的减少管件的回弹且相较于基于机器人的成形装备结构简单。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出了一种凸轮联动的管件自由弯曲成形装置，本发明通过驱动装置控制齿轮盘旋转使得齿轮盘上固定的伺服电机输出轴上的驱动齿轮与螺杆下端固定的螺杆齿轮啮合，从而带动螺杆上凸轮旋转对分节弯模挤压从而使得管件弯曲成形。凸轮高度各不相同分别对应每一弯节，凸轮两两成固定角度排列在弯模周围可实现精确灵活控制，实现管件的各个方向的弯曲成形，提高了加工效率。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种凸轮联动的管件自由弯曲成形装置

包括控制驱动机构、棘轮机构、弯模机构；控制驱动机构包括控制底座、齿轮盘、外侧驱动装置，控制底座内设置有齿轮盘，外侧驱动装置由主动齿轮和带动主动齿轮转动的步进电机组成，主动齿轮与齿轮盘通过啮合连接，在齿轮盘的偏心位置处安装有伺服电机和与伺服电机输出轴连接的驱动齿轮；

棘轮机构包括棘爪、棘爪固定轴、螺杆、棘轮、圆盘和凸轮，控制底座上表面靠近边缘处沿周向等间隔设置有多根垂直布置的棘爪固定轴，控制底座上表面中间安装有法兰盘，在每根棘爪固定轴的径向方向上对应设置有一根安装于法兰盘上的螺杆；每根棘爪固定轴上固定有棘爪，每根螺杆上安装有圆盘和凸轮，圆盘和凸轮之间连接有棘轮，每根棘爪固定轴上的棘爪与对应螺杆上的棘轮相啮合；螺杆上安装的圆盘和凸轮通过上下安装螺母进行限位；

每根螺杆底部由上至下依次穿过法兰盘和控制底座，螺杆穿过法兰盘的部分未设有螺纹，螺杆与法兰盘之间通过间隙配合，螺杆螺纹段的直径大于未设有螺纹段的直径，且螺杆螺纹段无法穿过法兰盘；每根螺杆底部安装有螺杆齿轮，螺杆与螺杆齿轮之间过盈配合，并通过螺杆齿轮底部旋有的螺母对螺杆齿轮进行限位，螺杆齿轮与齿轮盘上的驱动齿轮位于同一高度；在法兰盘和螺杆齿轮之间的螺杆上安装有止推轴承，止推轴承承受轴向力，使得螺杆转动更加灵活；多根螺杆沿周向等间隔设置于法兰盘上；

弯模机构包括分节弯模和球节滑槽，球节滑槽通过底部设置的固定轴固定于法兰盘中心；球节滑槽上开有环形槽，分节弯模底部两侧设置有嵌入球节滑槽环形槽内的球节；

分节弯模由多节单弯模上下对接组成，每节单弯模的上端面和下端面两侧分别对称设置有上连接件和下连接件；上连接件上端开口，开口两端设置有楔形块，上连接件中间开有圆形孔，圆形孔与开口相通；下连接件两侧开有扇形槽，扇形槽下方连接有与圆形孔形状适配的圆形滑块；每节单弯模的上连接件与上一节单弯模的下连接件配合连接，每节单弯模的下连接件与下一节单弯模的上连接件配合连接，上连接件两侧的楔形块分别装入下连接件两侧的扇形槽内，下连接件的圆形滑块与上连接件的圆形孔通过间隙配合；

球节滑槽、法兰盘、控制底座和齿轮盘中间同轴开有用于穿过待弯曲管件的通孔。