[发明专利]基于复合驱动的随动托料装置及其运动学反解方法

说明书

本发明公开了一种基于复合驱动的随动托料装置及其运动学反解方法，包括固定底座、倾斜设置在固定底座上的固定轨道、可沿固定轨道来回移动的升降架以及与升降架一端相铰接用于承托板材的翻转台板；在升降架与翻转台板铰接处的连接轴上固连有连接板，连接板的一端依次连接有第一连杆和第一曲柄，连接板的另一端依次连接有第二连杆和第二曲柄，第一曲柄和第二曲柄均与固定底座相铰接；驱动第一曲柄和第二曲柄可实现翻转台板上下运动的同时进行翻转运动。本发明利用二自由度的曲柄连杆机构协调驱动移动副和转动副动作，翻转台板承托板材跟随板材运动；本发明的运动学反解方法可实现了运动学逆解，使得随动轨迹精确，随动效果好，适合重载折弯过程。

技术领域

本发明涉及板材折弯领域的托料装置，尤其涉及一种基于复合驱动的随动托料装置及其运动学反解方法。

背景技术

数控板材折弯是制造业里面很重要的工艺方法，所占比重很高。而在进行大尺寸板料折弯时，加工难度大，存在以下问题：1、板料自身重力下垂会对加工精度产生不良影响；2、翻转速度较快，板材重量较大的时候需要多人跟随板材折弯进行辅助作业，劳动强度大；3、存在安全隐患。

目前市场上的现有技术中公开的托料装置，存在如下缺陷：1、结构过于复杂，占地面积大，体积笨重；2、响应速度较慢，满足不了高速折弯加工的需求；3、没能实现机构的运动学逆解，随动轨迹偏差较大，随动效果欠佳；4、随动的翻转角度较小。

另外，在金属板材折弯加工行业，近年来采用机器人进行辅助折弯，虽然自动化程度较高，但是仍然存在如下问题：1、结构复杂，成本较高；2、需要示教编程，针对大批量单一品种的零件加工尚可，但是对于小批量、多品种加工模式完全不适用，示教编程效率太低；3、仅仅适用于重量较小的应用场合。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种可实现运动学逆解，随动轨迹精确，随动效果好，响应速度快且翻转角度大的基于复合驱动的随动托料装置。

本发明的第二目的是提供该基于复合驱动的随动托料装置的运动学反解方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种基于复合驱动的随动托料装置，包括固定底座、倾斜设置在固定底座上的固定轨道、可沿固定轨道来回移动的升降架以及与升降架一端相铰接用于承托板材的翻转台板；其中在升降架与翻转台板铰接处的连接轴上固连有连接板，该连接板的一端依次连接有第一连杆和第一曲柄，连接板的另一端依次连接有第二连杆和第二曲柄，第一曲柄和第一曲柄均与固定底座相铰接；驱动第一曲柄和第二曲柄可实现翻转台板上下运动的同时进行翻转运动。

其中，所述翻转台板在非工作状态下呈水平设置。

优选的，所述固定轨道与固定底座的倾角为γ，升降架沿固定轨道来回移动构成移动副，该移动副的斜率为tan(γ)。

再者，所述连接板的中心处与升降架与翻转台板铰接处的连接轴相固连。

本发明一种基于复合驱动的随动托料装置的运动学反解方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、升降架沿固定轨道来回移动构成移动副，翻转台板与升降架铰接构成转动副；非工作状态下，翻转台板呈水平设置状态，工作状态下，折弯机的上模具向下运动，板材完全折弯变形，协调驱动移动副和转动副动作，翻转台面承托板材跟随板材运动；

(2)、首先建立坐标系XOY，原点O为非工作状态下翻转台板上表面与折弯机模具中心位置的交点；竖直向下的方向为Y轴正向；水平且指向随动托料装置的方向为X 轴；