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高速伺服转塔冲床的变化和发展

2021-09-22 10:05:10

高速伺服转塔冲床起初的机械式主传动部件由电机、飞轮、离合器与制动器、曲轴、连杆和滑块等组成。滑块垂直上下运动,将模具的冲头压入金属板料中。连杆连接曲轴和滑块,将曲轴的旋转运动转变为滑块的直线运动。飞轮通过皮带与一直转动的电机相连,并储存一定的能量。冲压时,离合器闭合,飞轮能量通过曲轴连杆机构传递到冲头上。冲压结束时,离合器在冲头向上运动时脱开,从而解除飞轮对曲轴的扭矩传递,同时制动器开始制动,使曲轴转动至上死点时停止。机械式主传动部件中,离合器与制动器的性能很重要,直接影响到主传动部件的工作效率和使用寿命。

20世纪90年代以来,液压式主传动部件被越来越多地采用,至今已成为数控转塔冲床的主流配置。与机械式主传动相比,油缸取代了曲轴连杆等机械结构,液压站提供动力,两者由主液压阀块连接,通过专门的电子卡程序化控制整个系统的动作,并由连接于油缸活塞杆上的电子传感器适时测量和反馈,最终实现对冲头位置、行程及速度的准确控制。

伺服电机驱动式主传动,不仅保留了机械式主传动结构成熟可靠的优点,而且具备了液压主传动的诸多特性,其特点主要有:


高速伺服转塔冲床


⑴节省能源

传统的机械式主传动由电机带动飞轮旋转并积聚一定的能量,工作过程中,飞轮能量冲压时消耗,并在返回上死点时重新积累。而对于伺服电机驱动式主传动,能量无需存储,伺服电机也不需要一直旋转,仅在冲压时启动并提供所需能量。另外,由于取消了飞轮及离合器与制动器,使结构简化,因此电能消耗大大降低。上述两种数控转塔冲床,与各自传统机型相比,节能分别达到60%和30%,非常显著。

⑵降低噪音

滑块冲压模具穿透板料时,会受冲压反力作用产生振动和冲击,由此带来的噪音也会随滑块速度和冲压力的增加而增大。机械式主传动冲床通常通过加强床身和提高吨位来减少噪音。而伺服电机驱动式主传动冲床却能够在行程的每时每刻对滑块的速度进行控制和调节,因此可以在冲压中段控制冲头使其停顿,并降低其进入板料时的速度,从而达到减少噪音的目的,通常降噪效果可达10db左右。另外,通过这种方式,在减少噪音的同时,还能减轻冲头进入板料时的冲击,进而延长模具的使用寿命。

⑶提高效率

伺服电机驱动式主传动的滑块行程和速度能够任意调整,可以选择冲压所需的最短行程,同时设定合适的速度,使其与送料同步,从而有效地提高生产效率。

⑷优化工艺

通过准确设定滑块停止位置尤其是下死点,能够提高成形模具的加工精度。按照冲压工艺和模具类型,通过优化程序来控制滑块以适应各种冲压模式,如压印、冲孔、成形等。以下列举出几种典型的工作模式:

1)高速冲。伺服电机间歇运转,根据板料厚度、冲孔大小,控制冲头以最短的行程和最快的速度进行冲压。

2)步冲。伺服电机连续运转,按照一定的送料速度和步距,以合适的频率连续冲压。

3)成形。准确设定冲头下死点位置及停止时间,使成形模保证材料充分的变形与流动,提高其成形精度。

4)静音加工。通过程序控制冲头打击速度,采用两段式冲压,减少振动和噪音,延长模具寿命。

5)模具校准。通过监测伺服电机的输出扭矩来检测上下模具的对中性。该模式下,控制滑块缓缓下降至设定位置,并监测当冲头接触下模时伺服电机的扭矩,当其超过平稳进入时的预设数值,冲头会停止运动并报警。


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