[发明专利]一种凸轮式变曲率管子弯曲系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于变曲率管子弯曲方法，具体涉及一种凸轮式变曲率管子弯曲系统及方法。

背景技术

在工业生产中，经常会遇到要把管子弯曲成一段曲率不同的圆弧，即要进行变曲率弯曲管子，其中有小型手扶拖拉机手柄管子变曲率圆弧的弯曲，客车车厢的骨架部分矩形管变曲率圆弧的弯曲，变曲率管子圆弧的弯曲按常规的弯管方法较难实现，若采用冲压的方法则需要制作大量的模具，既耗材又费时；采用手工弯管的方法则效率低质量差。

发明内容

本发明的目的在于解决变曲率弯管的技术难题，提供一种能较方便的实现变曲率弯管的凸轮式变曲率管子弯曲系统及方法。

为达到上述目的，本发明的系统包括平台以及安装在平台上的第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端与安装管子的丝杠推动机构相连，在平台下端位于管子运行轨迹的一侧安装有电机支架，另一侧的平台上端安装有弯管轮，所述的电机支架上安装有相互连接的伺服电机和涡轮减速器，涡轮减速器的输出端安装有穿过平台的中心通孔的主轴，在主轴上套装有凸轮，在平台上还安装有与凸轮相对应的凸轮从动件及导向块，凸轮从动件一端用凸轮驱动，一端连接有弯曲管子时把凸轮的作用力施加于管子上的可自转的施力辊子。

所述的平台上还安装有与丝杠推动机构相配合的垫板。

所述的管子的运行路线上还安装有一对导向轮。

所述的第一、第二伺服电机分别与PLC相连。

所述的凸轮基圆的周长等于管子圆弧部分总长度。

本发明的方法如下：

1）首先，把待弯曲的管子放置在垫板的初始位置，即使管子的中心线与两个导向轮中间位置中线重合，再将管子的一端定位在丝杠推动机构上；

2）然后，PLC控制第一伺服电机带动丝杠推动机构推动管子沿两个导向轮中间位置中线在两导向轮之间前行，当管子的移动距离达到开始弯管设定值后，即管子的开始弯曲点运行到了弯管轮处，PLC控制带动涡轮减速器的第二伺服电机工作，带动主轴和凸轮恒速旋转，凸轮基园上的线速度同管子运行的速度相同，凸轮驱动凸轮从动件沿导向块滑动，连接在凸轮从动件端部的施力辊子施压力于管子上，实现管子的弯曲；

当主轴带动凸轮运转一周，主轴和凸轮停止运行，凸轮从动件带动施力辊子随凸轮恢复到初始状态，管子圆弧部分弯曲完成，此时PLC控制第一伺服电机带动丝杠推动机构继续运行一段距离后再返回到初始位置，人工取出管子。

本发明的优点是：

第一，不需要模具，通过一次弯曲即可基本实现变曲率管子弯曲；

第二，弯曲时管子与施力滚子表面间无滑动，噪音小；

第三，如果管子弯曲曲率改变了，只要重新设计加工凸轮，改变凸轮从动件的长度，重新编写PLC控制程序，无需改变弯管机结构，也无需设计加工模具，调整、安装很方便。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视示意图；

图2是图1的俯视示意图；

图3是弯曲时相应凸轮压力点处的移动量示意图。

其中：平台1，伺服电机2，丝杠推动机构3，管子4，垫板5，导向轮6，主轴9，凸轮10，涡轮减速,11，电机支架12，伺服电机13，PLC14，弯管轮15，施力辊子16，导向块17，凸轮从动件18.

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，2，本发明包括平台1以及安装在平台1上的第一伺服电机2，所述第一伺服电机2的输出端与安装管子4的丝杠推动机构3相连，平台1上还安装有与丝杠推动机构3相配合的垫板5，管子4运行路线上还安装有一对导向轮6，在平台1下端位于管子4运行轨迹的一侧安装有电机支架12，另一侧的平台1上端且位于导向轮6的后端安装有弯管轮15，所述的电机支架12上安装有相互连接的伺服电机13和涡轮减速器11，涡轮减速器11的输出端安装有穿过平台1的中心通孔的主轴9，在主轴9上套装有凸轮10，在平台上还安装有与凸轮10相对应的凸轮从动件18及导向块17，凸轮从动件18一端用凸轮10驱动，一端连接有弯曲管子时把凸轮10的作用力施加于管子上的可自转的施力辊子16，所述的第一、第二伺服电机分别与PLC14相连。

本发明凸轮设计参数的获取方法：

取凸轮10基圆的周长等于管子圆弧部分总长度，计算出凸轮基圆半径r；

参见图3，把管子圆弧部分按长度等分取多个点，并在其各点处做曲线的切线，现以b点为例说明其切线的绘制及其它参数的获得方法。