自由度折弯模具关键尺寸精密检测机械臂设计

张勇

摘要：折弯模具刀口夹角、对称度以及中心距离安装面的距离的精度检测也是确保折弯模具互换性能的关键因素，本文就在对折弯磨具关键尺寸的特点进行了分析研究的基础上，设计了一种自由度串联臂来进行模具关键尺寸的精密检测，并具备有良好的稳定性以及较高的测量精准度。

关键词：自由度折弯模具；关键尺寸；机械臂

随着我国制造行业的不断发展，对于数控折弯模具的使用质量以及使用寿命也提出了更高的要求。而数控折弯模具其刀口夹角、对称度以及中心距离安装面的距离作为影响该折弯模具其互换性能的关键因素，也就需要进一步加强折弯模具关键尺寸的测量精度。你本文提出了一种数控折弯模具关键尺寸的精度检测仪器，该检测仪器可以对数控折弯模具的关键尺寸进行有效的检测，其检测结果也具备有良好的精准度。

一、方案设计

我国现阶段的数控折弯模具一般都是由上模与下模两部分构成，如图1所示，其上模的关键尺寸包含有刀尖点与模具水平基准度的距离、两侧刀面的夹角、刀尖点距离模具垂直基准面的水平距离以及夹角对垂直平面的对称度这些要素。就图2进行分析，可以看出下模其关键尺寸包含有刀尖点距离基准面对称平面的水平尺寸、左右刀口的开口家督以及夹角与垂直中心平面的对称度等要素。

就图1与图2进行分析，可以将数控折弯模具自身的关键尺寸分为长度尺寸以及角度尺寸两个部门，在对数控折弯模具关键尺寸的特点进行充分分析的基础上，可以在检测机械臂设计的过程中应用到一个3自由度串联机械臂，并要求该机械臂可以拥有水平与垂直两个方面的移动自由度，并需要在机械臂的末端测头处设定一定的转动自由度。在该3自由度串联机械臂中，有两个移动自由度的位移检测工作可以通过直线光栅来进行，并能够通过码盘检测的方式来对测头转动的自由度来进行检测。借助于这两个检测方式所得到的信息数据，在经过一定的处理之后就可以直接计算出该数控折弯模具的关键尺寸，然后可以借助于显示器来实时输出这些尺寸，从而取得一个良好的数控模具关键尺寸检测效果。本文所设计出的数控折弯模具关键尺寸精密度检测机械臂的检测原理图如图3所示。

二、装置组成以及检测原理分析

借助于数控折弯模具关键尺寸的检测装置，其能够对数控模具的关键尺寸起到一定的检测结果，并能够为该模具的校准工作提供一定的依据。本文所设计的关键尺寸检测机械臂其主要由检测工作台、顶紧装置、光栅、侧头、导轨、控制器以及显示器等多个部分构成，并可以对数控模具的上模与下模进行有效的测量。

在对数控模具的上模进行测量的过程中，首先需要通过顶紧装置与定位块来进行上模的固定处理，然后进行侧头的手动移动，对编码器进行旋转调节，保持侧头的凹端能够直接对准上模刀面。在具体的测量过程中，还需要侧头凹面上的一个侧面能够与上模的刀面保持足够的接触，在此基础上借助于2个直线移动光栅以及码盘来对该上模的关键尺寸信息进行测样。运用同样的方式也能够对上模的另一个侧面进行关键尺寸的数据采样工作。在完成数据的采样工作之后，通过相关软件来对这些采集到的数据进行计算分析，就可以直接在显示屏上显示出该数据折弯模具其上模的各种关键尺寸。

在对下模进行测量的过程中，其依旧需要借助于定位块以及顶紧装置来进行下模的固定处理，然后进行编码器的手动旋转调节。移动侧头的凸面，使该凸面与下模的一个开口对齐，该过程中还需要保持侧头的凸面能够与下模上的一个相应刀面保持足够的接触。进行侧头的移动，来让该侧头凸面的一个顶点与其它侧面保持可靠的接触。这样就可以通过2直线光栅以及一个码盘来进行下模关键数据的采样工作。根据同样的工作原理也能够进行下模另一个侧面的测量以及数据采样工作。如果在测量的过程中发现该下模具备有多个开口，其只需要重复上述操作，也就能够对下模各个开口处的关键尺寸进行有效的测量，在经过适当处理之后，也就能够得到折弯模具下模的关键尺寸。

结束语

在进行折弯模具关键尺寸的测量过程中，其上下模以及刀口开口角度的检测精准程度与码盘的精度以及侧头的标定精度有着非常密切的联系，这也就需要在具体的检测工作之前对其直线光栅与码盘的使用性能进行检测，并在确保其检测精度之后再进行后续关键尺寸的测量工作，只有这样才能够确保整个折弯模具关键尺寸的检测精准程度。本文就针对数控模具关键尺寸的测量特点，设计出了一种基于自由度的精密检测机械臂，其能够在一定程度上提升整个检测工作的效率以及精准程度，并能够进一步促进我国折弯模具生产行业的发展。

参考文献：

[1]丁涛，江勇，汪永明等.3自由度折弯模具关键尺寸精密检测机械臂设计[J].机械设计，2012，29（5）：63-66.

[2]朱世奇，汪德魁.新型冰箱门体成型模具的设计与研究[J].中小企业管理与科技，2015，（24）：168.

[3]李海波，李占贤.数控折弯模具尺寸检测装置的研制[J].时代教育（教育教学版），2011，（9）：200-201.