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                    伺服轉塔沖床的發展歷程及優勢

                    發布時間:2022-04-19

                    伺服轉塔沖床是一種適應時代發展的復合型鈑金加工機器,在鈑金行業占據著不可替代的重要地位。目前,雖然激光切割機高速發展,以至于占據了一定的市場份額,但是由于其自身的局限性,并沒有取代伺服轉塔沖床的地位,伺服轉塔沖床在鈑金加工中仍然具有諸多優勢。
                    伺服轉塔沖床的發展歷程
                    沖床有著悠久的發展歷史,發展到今天,一般有三種類型:機械沖床、液壓沖床、伺服沖床。機械沖床經過長期的市場驗證,曲軸結構是主力軍。液壓沖床利用高壓液壓油作用在活塞上,推動活塞往復運動,形成沖壓動作,沖壓力利用液壓油的壓力實現調節。伺服沖床在機械沖床的基礎上,各種機械傳動結構都存在過,如曲軸結構、連桿結構等,或者不是單純的一種結構,而是多種結構同時存在的復合結構。
                    曲軸結構沖床,中間曲軸部分結構簡單,易于加工,這是優點,但是缺點也很明顯,就是有一個公稱力行程,在公稱力行程范圍內才能達到設計沖壓力,在公稱力行程范圍外,曲軸無法發力,就無法滿足使用條件,導致沖不透鐵板,會產生憋車現象,憋車之后,很難處理。憋車會對機械穩定性產生不可逆轉的破壞。
                    連桿機構應用在沖床上,改變了人們對沖床的傳統認識,革新了人們的觀念。連桿機構設計比較靈活,配件布局可以更合理。最簡單的一個方面,它可以設定力臂的長短,從而改變沖壓力的大小,發揮杠桿的優勢,“給我一個支點,我可以撬動地球”就是這個道理。對于同系列內不同噸位的沖床來說,設計方面的數據調整也是比較方便的,這個優點是曲軸結構無法比擬的。
                    液壓系統應用在沖床上,在它出現之初是對沖床具有革命性改變的,液壓沖頭在全行程范圍內壓力恒定,不會出現曲軸結構沖床的公稱力行程問題,這樣可以沖壓一些厚板、大孔以及對厚板進行拉深,因為沖壓這些厚板需要很大的沖壓力。液壓沖床的這個優點,也是其他類型沖床無法比擬的。有人還停留在早期對液壓的固有概念上,認為液壓沖床慢,那是大型液壓專機的特點,現在30t左右的液壓沖床采用伺服比例閥等高質量的液壓閥件,配備高質量的控制器,沖壓頻次可以達到1000次/分鐘以上,可以大大滿足鈑金生產需要,但是液壓系統的最大弊病就是油污污染讓人不能接受。
                    隨著制造業的深入發展,鈑金行業需要進行精細分工,比如厚板和薄板分開、鐵板和有色金屬板分開、平孔和拉深孔分開等。分開之后,分別使用不同的機器設備來加工,質量和效率大大提高。在這種形勢下,伺服轉塔沖床應運而生。
                    伺服轉塔沖床的優勢
                    高速、高精度和潔凈是伺服轉塔沖床的最大優點。
                    在動能產生的源頭上,機械沖床使用普通電機帶動大飛輪一直不停地轉動,通過離合器帶動曲軸轉動,形成往復運動,從而實現沖壓,沖壓力來自于高速轉動的高質量飛輪產生的慣性力。離合器主要有液壓離合器和氣動離合器。曲軸式伺服沖床,原理上取消了機械沖床的普通電機和飛輪、離合器,將大扭矩伺服電機安裝在機身上,直接帶動曲軸轉動,形成往復運動,實現沖壓。伺服電機其實不是一個方向連續轉動,而是在下死點附近左右位置間歇換向高速擺動,不必返回到上死點浪費時間,直接從比較低的位置開始沖壓,從而實現高頻次沖壓,沖壓力由伺服電機的扭矩決定。有時為了降低成本和減小安裝尺寸,會使用小扭矩伺服電機,這時為了達到要求的沖壓力,需要再配置一個減速機以增加扭矩,這樣,沖壓速度就會有所降低。
                    銅套作為一種滑動軸承在沖床上大量應用,每個旋轉關節基本都用到銅套。銅套能起到很好的支撐作用,因為它是面接觸,受力方式為面受力,優點是受力面大,承載力大,正常使用情況下不易損壞,壽命長。缺點當然也有,就是有一定的摩擦,會損耗很小一部分動力。為了適應高速沖床的發展,在一些沖床旋轉關節部位,使用軸承代替銅套,優點是減小了摩擦力,降低了動力損耗。但是缺點也很明顯,軸承受到沖擊力時,是點或線受力,即鋼珠或滾柱直接沖擊軸承內外環,容易造成損壞,所以,不可能承受大沖壓力。但是為了高速,就肯定有一定的取舍。對于伺服轉塔沖床來說,就是專為薄板設計的沖床,多數在30t以下,軸承的使用基本不會對沖床產生不利影響。
                    青島盛通機械科技有限公司生產的伺服轉塔沖床利用最新的RISC-CPU和全數碼的控制器,可以獲得高速采樣(小于1ms)和±0.01mm重復性的高制動精度,如圖1所示??衫脙戎糜谪摵蓡卧爸梅糯笃髦械墓ぞ逫D系統,實現高質量和高精度的壓力操作。通過伺服電機直接控制壓力機的速度,提高生產效率。設置儲存在永久性閃存上的多達32個參數,可以實現編程控制多個部件。它是高新技術(信息技術、自動控制、現代電工、新材料)與傳統的機械技術結合的產物。
                    圖1 伺服轉塔沖床
                    伺服壓力機利用伺服電機的動力,具有變速與執行等多種功能,以及轉速有良好可控性的特點,直接驅動沖壓機構,采用自適應扭矩控制技術、計算機控制技術、數字技術以及反饋控制技術,控制伺服電機的運轉,可以準確地控制沖壓頭相對于電機轉角的位置,用沖壓機構實現多種沖壓工藝。通過編制不同的程序,實現工藝所需的各種沖壓運動曲線,獲得不同的工件變形速度,保證了工件質量,提高了模具的使用壽命,是一種環保節能型壓力機,實現了壓力機的數字控制,使壓力機真正跨入了數字化時代。
                    與傳統壓力機相比,伺服壓力機的特征如下:
                    ⑴能有效提高生產效率,其行程長度可以設定為鈑金加工要求的最小值,可實現與加工內容相適應的成形速度。
                    ⑵產品加工精度高,能始終保持下死點的精度,避免產品出現毛邊,防止產生不良產品。
                    ⑶設備噪聲低,模具使用壽命長。機器設備設有降低噪聲裝置,沖壓柔和,大大減小了噪聲污染;同時控制模具與板材的沖壓距離,盡量減小模具的工作行程,從而延長了模具的使用壽命,大幅度降低了使用成本。
                    ⑷沖頭運動可控,使用者可利用此特點編制出適合于鈑金加工要求的壓力頭運動方式,有效提高零件加工精度和產品質量穩定性,提高模具使用壽命及生產率,而且還可以實現靜音沖裁,甚至可以擴大加工范圍,適于沖裁、拉深、壓印和彎曲等工藝,以及不同材料的特性曲線。如可將沖壓頭運行停止保壓,實現滾筋、滾臺制作工藝,同時大大提高鈑金制件的成形質量。
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