折弯机随动托料机构原理分析

毛志强，刘 冲

（江苏亚威机床股份有限公司，江苏江都225200）

折弯机随动托料机构原理分析

毛志强，刘 冲

（江苏亚威机床股份有限公司，江苏江都225200）

随动托料机构是折弯机上的一种较为复杂的运动机构。在板料折弯过程中，该机构必须能够始终托住不断上翻的板料，以免板料因重力下垂，影响折弯质量。文章分析了随动托料机构的结构和原理，对于改进托料效果、提高折弯机的整体水平十分有益。

机械制造；随动托料机构；折弯机；连杆

1 引言

板料折弯机是一种广泛使用的弯曲设备。随着科技的发展，折弯机已进入了数控化时代。人们对折弯精度的要求越来越高，折弯机的功能部件越来越丰富多样。有实力的公司越来越注重开发各种极具特色的功能部件，努力提高机床的自动化程度。随动托料机构就是其中一种较为复杂的功能部件。该机构的复杂性在于其托料板的运动轨迹必须与工件在折弯过程上翻的运动轨迹完全一致，这其中运动速度还需保持一致。除了两者的运动轨迹和运动速度必须保持一致外，由于在折弯不同厚度板料时，模具的高度及模具的开口均不一样，这就使得板料上翻时的起点位置及旋转弯曲的支点都发生了变化（图1）。所有这些不确定因素都为随动托料机构的运动轨迹、速度控制及位置调整提出更高的要求。

图1 折弯不同板厚时的位置变化

图2 折弯过程示意图

要想设计合乎要求的随动托料，必须了解板料在折弯过程中上翻时的运动原理及运动轨迹。下面就简单分析一下板料在折弯过程中的运动特征。如图2所示，板料在折弯过程中，随着折弯角度的不断变化，板料不断上翻。但板料在向上翻转过程中，板料的圆心始终在中心线上，并且板料始终与V形槽口圆弧相切。因此，在设计时，随动托料机构的运动轨迹要尽量与板料上翻的轨迹一致。这样才能保证托料机构始终与板料接触，并有效地托住板料，防止板料因重力下垂而弯曲。

在托料机构的设计中，应着重考虑两点：①托料机构的运动轨迹。随动托料机构的运动轨迹必须与板料上翻的轨迹基本保持一致，只有这样才能做到真正的“随动”，才能紧贴板料，防止板料的下垂。②托料机构的调整范围。托料机构必须有较大的适用范围。必须能适用不同机器长度，不同模具高度，不同板料尺寸。这就需要随动托料机构必须能够在各个方向具有一定的调整范围。

2 结构及工作过程

下面介绍一种新型适用的随动托料机构。该机构主要有动力控制系统、传动装置、执行机构等组成。

随动托料机构的结构如图3所示。其中，托料板应保证与模具上平面相平，在使用不同高度的模具时，可以通过齿轮齿条传动机构3，调整随动托料机构的高度。在加工不同长度的板料时，可以通过直线导轨2调整机构的左右位置。如果下模开口不同，需要进行调整，可以通过丝杆传动机构5，调整托料机构的前后位置。由于该随动托料机构具有上下、左右、前后的调整功能，所以具有更广泛的适应性，可用于不同高度下模、不同宽度、不同厚度板料的加工。

图3 结构示意图

现在简要说明随动托料机构的工作过程即工作原理。如图4所示。此随动托料机构采用全闭环电液伺服控制技术，托料升起的角度位置由角度传感器反馈给数控系统，再由数控系统控制比例伺服阀的开口大小，调节油缸的进油量的多少，从而控制托料（T1左托料，T2右托料)同步运行，始终保持对板料折弯过程中完全托住。整个托料装置通过直线导轨与折弯机机架固定，一般成对使用。两托料机构可沿直线导轨左右移动，以调整两托料机构之间的距离，适应不同长度板料的折弯需求。随动托料机构有两套手轮调节装置。调节手轮1可以控制托料架的高度，以适合不同高度下模的需要。调节手轮2可以调整托料架的前后距离，以适合下模不同V形模口的需要。

折弯机工作时，当滑块位置到达折弯夹紧点时，托料油缸开始进油，托料架随被折工件同步升起。数控系统根据板料折弯速度自动计算托料翻转的角速度，使板料在折弯过程中完全被托料机构托住。滑块回程时，托料机构可以慢速回程，使板料不会突然下落而损坏板料。在随动托料的整个工作过程中，最重要的一点就是托料翻转的速度必须与折弯工件的翻转速度保持一致。这就要求检测系统与控制系统能够快速响应，并迅速传递给执行机构。同时，执行机构的运动轨迹必须与工件的翻转轨迹相吻合，只有这样才能保证始终托住工件。

如图5所示为托料机构的运动轨迹图。图中，A、B、C为固定绞支点，E、F、D是单件连杆。由图可看出在油缸推动下各连杆机构的运动轨迹。托料板DG的运动轨迹始终围绕圆心D向上翻转，实现了与工件向上翻转运动轨迹的吻合（参见图6）。随动托料机构的连杆机构较为复杂，绞支点多，可以通过CAD或三维模拟绘出托料机构的运动轨迹。通过对轨迹图的分析，可以对设计方案进行评价和改进。

图5 托料机构运动过程轨迹图

图6 托板运动轨迹

3 结语

随动托料机构运动和控制较为复杂。从运动轨迹的吻合程度到控制系统的实时调整，都需要仔细分析研究。只有各个过程均有效而精确地运行，才能保证随动托料机构满足实际使用要求。

[1] 曲续方，安子军，曲志刚.机械创新原理[M].北京：科学出版社，2001.

[2]朱起悦，吴鹏.伺服系统仿真技术[J].电讯技术，1994,（06）.

[3] 自动随动、自动随动系统[J].电子科技文摘，2006，（04）.

[4] 德国博世力士乐股份公司.板材折弯机的液压控制系统（续）.锻压设备与制造技术，2004，39（4）.

[5] 尹 亮.折弯机液压系统的改进.锻压设备与制造技术，2011，46（1）.

Principle analysis of follow-up supporting mechanism in press brake

MAO Zhiqiang,LIU Chong
（Jiangsu Yawei Machine Tool Co.,Ltd.,Jiangdu 225200,Jiangsu China）

The structure and principle of the follow-up mechanism in press brake have been analyzed in the text,which improves the supporting effect and bending quality of whole machine.

Follow-up supporting mechanism;Press brake;Connecting rod

TG315.5+4

B

1672－0121（2012）02－0033－02

2011-11-25

毛志强（1970-），男，工程师，从事折弯机、剪板机设计研究