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伺服沖壓技術(shù)在數控轉塔沖床中的應用

發(fā)布日期:2022/9/18 13:33:42

數控轉塔沖床是20世紀30年代從美國興起的一種技術(shù),F代制造業(yè)的進(jìn)步,使得沖壓動(dòng)力源的主傳動(dòng)系統不斷發(fā)展改進(jìn),液壓型主傳動(dòng)系統替代傳統的機械型,伺服電機驅動(dòng)型替代液壓型成為趨勢。數控伺服型與機械或液壓轉塔沖床相比。擁有高柔性、高精度、高效性、節能、易于維護、低噪環(huán)保性、穩定性好等優(yōu)點(diǎn),這是因為數控轉塔沖床主驅動(dòng)應用交流伺服控制技術(shù)。采用此技術(shù)可以精確掌握滑塊行程,進(jìn)一步實(shí)現淺拉深和壓窩工藝,操作便捷,效率高,性?xún)r(jià)比高,質(zhì)量?jì)?yōu)秀。目前,國內每年大約需要3000臺數控轉塔沖床,而其中兩成為伺服電機驅動(dòng)主傳動(dòng)式高性能機型,這種趨勢還在不斷發(fā)展。目前具有創(chuàng )新和應用較好的為我國山東省濟南自主研制的sP型數控伺服轉塔沖床,以及德國研制的使用DECV閥技術(shù)的HDM型伺服液壓系統,其目前仍是主流機型的數控液壓轉塔沖床,這種技術(shù)也使數控液壓轉塔沖床也快速步人新的伺服化發(fā)展階段。

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SVR可變連桿專(zhuān)利技術(shù)的伺服主傳動(dòng)系統

簡(jiǎn)述

眾所周知,改進(jìn)伺服主傳動(dòng)技術(shù)可以提高數控伺服轉塔沖床的技術(shù)。我國山東濟南機械研究所在伺服電機驅動(dòng)主傳動(dòng)系統技術(shù)方面,進(jìn)行了持續深入的研究。通過(guò)多年的研究,認為采用連桿長(cháng)度可變曲柄連桿傳動(dòng)機構能提高伺服主傳動(dòng)技術(shù),由此創(chuàng )新性地提出了數控轉塔沖床主傳動(dòng)系統,這種傳動(dòng)系統與國外已有技術(shù)的主傳動(dòng)模式不同,形成了擁有自主權的伺服主傳動(dòng)技術(shù)。此技術(shù)用小功率高速伺服電機就達到高效率、低能耗,優(yōu)于以往的大扭矩伺服電機。

工作原理

SVR伺服電機驅動(dòng)主傳動(dòng)技術(shù)達到了國際先進(jìn)伺服主傳動(dòng)技術(shù)水平,擁有明顯技術(shù)性能方面的優(yōu)勢。這種優(yōu)勢有兩種:一是單伺服電機主傳動(dòng)系統,曲柄肘桿機構有增力特性,利用此特性,曲柄肘桿機構與伺服電機通過(guò)絲杠傳動(dòng)副連接,此主傳動(dòng)系統技術(shù)獨特性為使用單臺通用伺服電機直驅曲柄連桿機構,通過(guò)改變連桿的長(cháng)度,小慣量低扭矩伺服電機高效節能,伺服電機的特性和數控轉塔沖床的特點(diǎn)結合在一起,具有高效節能和柔性化等優(yōu)點(diǎn)。二是雙伺服電機主傳動(dòng)系統,此系統的工作原理為主傳動(dòng)系統同時(shí)控制兩臺伺服電機,分別與曲軸的兩端連接。此結構的缺陷是為達到目標沖壓速度和公稱(chēng)壓力,需使用雙力矩伺服電機,這種電機功率高,節能性差。

應用該技術(shù)實(shí)現了以下創(chuàng )新:

(1)新型內外連桿嵌套。螺絲把氣缸固定在外連接桿上,具有導氣作用,氣缸的活塞桿固定在墊塊上;墊塊可以自由滑動(dòng),內連桿和墊塊分別連接在墊塊兩側的連接板;內、外連桿之間安裝壓縮彈簧,壓縮彈簧產(chǎn)生力支撐內部結構的重量,調節連桿的長(cháng)度使用擺桿式機械結構,此結構一個(gè)氣缸就可以調節初始位置和打擊位置所需長(cháng)度。

(2)采用高轉速、低扭矩的通用伺服電機直接與曲軸相連接。使用專(zhuān)用數控系統軟件,連桿結構為內外連桿組合嵌入,曲柄連桿傳動(dòng)機構通過(guò)改變驅動(dòng)連桿的長(cháng)度,控制運行送進(jìn)軸與沖壓的聯(lián)動(dòng)。合理控制連桿長(cháng)度與減小的曲軸偏心距,精確算出數控轉塔沖床的換模與沖壓時(shí)所需的兩種滑塊行程,降低公稱(chēng)力矩,進(jìn)一步減小其伺服電機的額定力矩和功率。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

(1)可變連桿和小偏心距曲軸的應用,電機驅動(dòng)力矩同時(shí)成倍減小,具有極高的效率并能夠很大成度地節能。

(2)數控轉塔沖床較高的換位行程和提升模具,通過(guò)使用高速低扭矩伺服電機輕易實(shí)現,還可以用較小的加工行程滿(mǎn)足快速步?jīng)_、滿(mǎn)載荷沖壓。

應用DECV閥技術(shù)的HDM型伺服液壓系統

概述

數控轉塔沖床的發(fā)展在過(guò)去的30多年里一直受液壓主傳動(dòng)技術(shù)主導。目前,高性能機型中,伺服電機直接驅動(dòng)的主傳動(dòng)系統以 陜速高效及節能降耗的優(yōu)點(diǎn),已有逐漸替代液壓系統的趨勢。目前,液壓型的轉塔沖床依然主導著(zhù)數控轉塔沖床,其液壓主傳動(dòng)系統技術(shù)也通過(guò)不斷創(chuàng )新,變得更加快速、節能易維護,精度更高,滿(mǎn)足目前企業(yè)的要求。擁有沖壓速度快、噪聲控制優(yōu)、過(guò)載保護強、大噸位性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),伺服電機驅動(dòng)型液壓系統技術(shù)使進(jìn)一步體現應用液壓技術(shù)的優(yōu)勢。當前伺服沖壓新技術(shù)也朝著(zhù)這方面發(fā)展。

工作原理和技術(shù)特點(diǎn)

德國公司最新研制的HDM型液壓系統,采用了DECV伺服電機直驅主閥型系統技術(shù),該技術(shù)使液壓主傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展上了一個(gè)新臺階。該系統提升了沖壓效率及精度、技術(shù)性能與可靠性等,在系統成本、能源效率和市場(chǎng)競爭力等方面優(yōu)勢明顯。

HDM型液壓系統的結構主要為:閥體油缸、液壓站與電子控制器。這種液壓系統有兩點(diǎn)技術(shù)創(chuàng )新:一是采用DECV主控制閥,避免了高壓泵的高壓和流速干擾控制閥,這種技術(shù)是主控制閥的關(guān)鍵?刂崎y在德國公司機械拷貝閥基礎上,不同于普通的,一般的伺服閥由電磁線(xiàn)圈控制,而此控制閥直接有專(zhuān)門(mén)研制的伺服電機驅動(dòng),磁電路得到優(yōu)化,還有動(dòng)態(tài)特性、特有的機械結構。二是HS4型電子控制器,此電子控制器不僅提升了以往版本的電子控制器,且兼容以往版本的電子控制器。

結語(yǔ)

數控轉塔沖床采用伺服沖壓主傳動(dòng)技術(shù),擁有順應高速節能化加工發(fā)展方向的核心技術(shù),技術(shù)先進(jìn)、精度高及沖壓速度快。這種數控轉塔沖床工藝適應性好,功率低,節能環(huán)保,且加工范圍廣,SVR伺服電機驅動(dòng)主傳動(dòng)專(zhuān)利技術(shù)和DECV閥技術(shù)的伺服液壓系統,使高性能設備滿(mǎn)足了急速發(fā)展金屬板材加工行業(yè)的需求,提升了本行業(yè)領(lǐng)域技術(shù)水平,積極促進(jìn)了國產(chǎn)數控板材沖壓設備的發(fā)展,為國家的建設做出了極高的貢獻。