[发明专利]一种多角度可偏转工具头及包括该工具头的加工装置

说明书

本发明公开了一种多角度可偏转工具头及包括该工具头的加工装置，包括第一偏转控制机构、第二偏转控制机构、第一摇杆、第二摇杆、球铰支座、伸缩杆、连杆和工具头；第一摇杆、第二摇杆下端与球铰支座的两端相连，第一摇杆、第二摇杆上端与连杆两端转动连接，在连杆的中部设有通孔，伸缩杆的尾部连接第一通孔金属球，第一通孔金属球与所述通孔间隙配合；伸缩杆的中部固定有第二通孔金属球，第二通孔金属球与球铰支座中部的通孔相切配合；伸缩杆的头部连接工具头；第一偏转控制机构控制第一摇杆、第二摇杆带动伸缩杆、工具头在第一平面内转动；第二偏转控制机构控制第一摇杆、第二摇杆带动伸缩杆、工具头在与第一平面垂直的第二平面内转动。

技术领域

本发明涉及板材加工领域，尤其涉及一种多角度可偏转工具头及包括该工具头的加工装置。

技术背景

近年来，随着加工技术的不断提高以及社会生产力的快速发展，金属板材成形件在航空航天、船舶海洋等高技术领域得到更为广泛的应用。

为了适应高性能、定制化板材加工的需要，新兴的渐进成形技术和装备得到了一定的发展，渐进成形是一种柔性板料成形技术，其引入快速成形技术的“分层制造”思想，在成形工具头压力的作用下，板材逐次塑性变形，进而累积产生整体的变形，开发时间及经济成本要大大低于传统冲压技术，尤其在小批量生产中具有巨大优势，极大的丰富了板材成形手段。然而，现有的渐进成形装置只能实现工具头的平动，无法实现工具头偏转，当在加工过程中遇到目标零件成形角度较大的加工需求时，待加工区域的板材会对成形工具头的运动造成遮挡和干扰，导致工具头无法到达加工板材的理想位置，从而无法完成加工任务。现代化生产实践中，此类情况下的零件无法实现一次性成形，必须进行重复装夹和二次加工。这不仅严重影响加工效率和精度，同时二次加工过程也会造成原加工板材一定的损害，使得加工质量有所下降，情况严重时无法保证产品的正常使用，造成一定的资源浪费、成本提高、严重影响生产经济性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多角度可偏转工具头及包括该工具头的加工装置，增大了工具头相对于板材的可偏转角度，实现了上述多角度加工板材的目的，同时提高了板材成形质量和加工效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明公开了一种多角度可偏转工具头，包括第一偏转控制机构、第二偏转控制机构、第一摇杆、第二摇杆、球铰支座、伸缩杆、连杆和工具头；

第一摇杆、第二摇杆下端分别通过连接件与球铰支座的两端相连，第一摇杆、第二摇杆上端与连杆两端转动连接，在连杆的中部设有通孔，伸缩杆的尾部有球形凸起，所述的球形凸起与所述通孔间隙配合；伸缩杆的中部固定有通孔金属球，通孔金属球与球铰支座中部的通孔相切配合，伸缩杆的头部连接工具头；

第一偏转控制机构控制第一摇杆、第二摇杆带动伸缩杆、工具头在第一平面内转动；第二偏转控制机构控制第一摇杆、第二摇杆带动伸缩杆、工具头在与第一平面垂直的第二平面内转动。

作为进一步的技术方案，所述的球铰支座包括两部分，两部分通过连接件连接在一起后形成中部为通孔，一端为第一实心轴，另一端为第二实心轴的结构。

作为进一步的技术方案，所述的第一偏转控制机构包括第一伺服电机、主动锥齿轮、被动锥齿轮、第一异形轴套；第一伺服电机固定在第一摇杆下端的一侧，第一伺服电机与主动锥齿轮连接，主动锥齿轮与被动锥齿轮啮合；第一异形轴套包括轴线垂直且连接在一起的轴和套，所述轴套装在第一摇杆底部，轴与被动齿轮相连；所述的套套装在球铰支座的第一实心轴上，且套相对于第一实心轴可转动。

作为进一步的技术方案，所述的第二偏转控制机构包括第二伺服电机、主动齿轮、被动齿轮、第二异形轴套；第二伺服电机固定在球铰支座上，第二伺服电机与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮啮合；第二异形轴套包括轴线垂直且连接在一起的轴和套，被动齿轮固定在所述套上，轴套装在第二摇杆的底部；所述的套套装在球铰支座的第二实心轴上，且套相对于第二实心轴可转动。