[發明專利]雙曲柄驅動雙點伺服壓力機

有效

• 申請號: 201210396236.2
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN103057142A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 王隆太;項余建
• 申請（專利權）人: 江蘇省（揚州）數控機床研究院;王隆太
• 主分類號: B30B1/26
• 分類號: B30B1/26
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 李海燕

技術領域

本發明涉及一種雙曲柄驅動雙點伺服壓力機，特別涉及雙曲柄驅動結構形式的雙點伺服壓力機，屬于機械壓力機技術領域。

背景技術

由于伺服壓力機具有成形性能好、結構簡化、節能環保、易于操作等特點，自上世紀90年代問世以來得到快速地發展，日本、歐美等國伺服壓力機所占壓力機比例已達25-40%。近年來，國內在伺服壓力機開發研制方面加大了投資力度，推出了不同規格、不同傳動形式的伺服壓力機。但國內伺服壓力機研發的市場化進程較慢，至今尚未見批量推入市場的報道。究其原因，除了在技術上尚需繼續成熟之外，還由于伺服壓力機是依靠伺服電機的瞬時扭矩提供壓制力的，需比普通壓力機電機功率大得多的伺服電機，大功率伺服電機的性能和價格是制約我國伺服壓力機市場化的關鍵因素。因此，如何減小伺服電機的功率需求，降低制造成本和市場價格，這是國內伺服壓力機開發首要考慮的問題。

提高伺服壓力機噸位與伺服電機容量之比，以小功率伺服電機獲取大噸位壓制力,其常用手段是采用增力機構。現有伺服壓力機傳動系統多采用肘桿式增力機構，如國家知識產權局已授權專利有：“伺服控制閉式雙點精密壓力機（Zl200720053508.3）；?“肘節復合驅動式伺服壓力機（ZL200920000238.9）”；“可用于伺服壓力機的結點偏置式曲柄肘桿機構（ZL201020692648.7）”；“伺服壓力機傳動系統（Zl201120293348.6）”等，這類肘桿式伺服壓力機傳動機構具有優良的下死點成形曲線，較大的急回特性，明顯的增力效果。但由于系統桿系較多，存在結構復雜、綜合間隙大、制造裝配工藝性差的不足。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供了一種雙曲柄驅動雙點伺服壓力機。

本發明的技術方案是：包括機身、滑塊和兩套獨立的由雙曲柄機構構成的傳動系統組成，兩套雙曲柄傳動系統對稱設置在機身上橫梁內，傳動系統輸出連桿通過銷軸與設置在滑塊上的導柱鉸接；所述的雙曲柄機構包括大齒輪、銷軸、小連桿、輸出桿以及偏心座等，銷軸固設在大齒輪輪緣上，小連桿一端與銷軸鉸接而另一端與輸出桿鉸接，輸出桿一端與小連桿鉸接而另一端與活動支承在偏心座上的曲柄軸固聯，銷軸中心至大齒輪旋轉中心臂長L3、小連桿L2、輸出桿L1以及輸出桿轉動中心至大齒輪旋轉中心的偏心距L4構成雙曲柄四連桿機構。

所述傳動系統包括伺服電機、減速機構、雙曲柄機構以及曲柄連桿機構組成，其中伺服電機固設在機身上，伺服電機輸出軸與減速機構聯接；減速機構可為一級或兩級減速齒輪，也可為一級減速同步帶輪和一級減速齒輪，減速機構的末級大齒輪套裝在固設于機身的偏心座上；曲柄連桿機構中的曲柄軸為曲軸、曲拐軸、偏心軸以及偏心套結構；雙曲柄機構的輸出桿與曲柄軸固聯。

壓力機機身包括下橫梁、上橫梁、工作臺和四立柱組成，機身結構左右對稱，前后立柱相對于工作臺中心也呈前后對稱布置。

在機身上橫梁底部固設有兩導套，設置在滑塊上的兩導柱與該導套為滑動連接。

在減速機構齒輪軸上設置兩只制動器，制動器外殼與機身固聯。

本發明的優化模型為：

設計變量：????????????????????????????????????????????????，分別為雙曲柄機構的桿長L1、L2、L3、L4以及桿L1與曲柄軸的相位角Ф；

目標函數：，根據沖壓工藝要求可進行單目標優化或多目標優化，這里僅以滑塊位于公稱力行程處作用在雙曲柄機構輸入桿轉矩最小為目標函數為例進行優化，即

式中，Q為作用在滑塊上公稱沖壓力；為公稱力行程處滑塊速度；為輸入桿L3角速度。

約束條件：①雙曲柄機構存在條件；

②最小傳動角條件；

③滑塊急回特性條件；

④滑塊最高速度限制條件；

⑤滑塊最高加速度限制條件；

⑥桿系參數上下限條件；

⑦與其他機構幾何干涉條件。

針對上述優化模型，應用遺傳算法求解優化設計變量。

借用VC或其它語言工具編寫雙曲柄桿系參數優化數學模型以及相應遺傳算法功能模塊，設置優化設計遺傳算法初始種群數（80-200）、交叉概率（0.8-0.9）、變異概率（0.05-0.1）、遺傳代數（50-120）等優化過程參數，根據沖壓工藝要求設置約束條件參數，進行雙曲柄機構結構參數優化，即求得不同約束條件下滿足目標函數的全局最優雙曲柄機構桿系L1、L2、L3、L4以及Ф參數。