文/Markus Schaltegger·Feintool Technologie AG

伺服機械傳動優(yōu)化精沖工藝的動態(tài)性能

文/Markus Schaltegger·Feintool Technologie AG

隨著新技術的發(fā)展及在沖壓領域的應用，精沖加工工藝也在持續(xù)的改善和優(yōu)化。伺服控制技術在精沖壓力機設備上得到了廣泛的應用。新型伺服機械式精沖機由與偏載輪直接相聯(lián)的伺服馬達驅(qū)動，無離合器或飛輪。由于此新型結(jié)構和馬達速度完全可控，針對不同零件的沖壓工藝要求，設備可精確控制加工工藝過程中不同時刻的動作和壓力，精密調(diào)整滑塊行程曲線。與傳統(tǒng)的機械式精沖機和液壓精沖機相比，生產(chǎn)效率更高、零件質(zhì)量更好、模具使用壽命更長。

提高零件質(zhì)量的同時降低成本

Feintool在新機型的研發(fā)方面一直在努力，在保證加工零件質(zhì)量最優(yōu)的前提下，降低單件工件的制造成本，并且提高單位時間內(nèi)的零件產(chǎn)量和延長模具壽命。

最新推出的XFTspeed伺服機械式高速精沖機（圖1）與傳統(tǒng)精沖機相比，大大提高了零件質(zhì)量、生產(chǎn)效率及模具的使用壽命。通過與曲肘結(jié)構直接聯(lián)接的伺服控制扭矩電機的驅(qū)動，設備可在高速運行的狀態(tài)下為模具提供穩(wěn)定可靠的保護，這得益于伺服馬達出色的動態(tài)性能?；瑝K行程改變了傳統(tǒng)機械式精沖機一成不變的工作方式，可在各階段按生產(chǎn)需要進行編程控制。設備的伺服機械系統(tǒng)實現(xiàn)了速度無下限的設置，可編程降低成形加工所需的速度。因此，復雜的零件成形工序也可通過在操作屏編程設定各階段動態(tài)狀態(tài)來輕松實現(xiàn)。

圖1XFTspeed伺服機械式高速精沖機

伺服機械式精沖機兼具液壓精沖機工藝控制靈活與機械式精沖機運行高效的優(yōu)勢。傳統(tǒng)機械式精沖機與液壓精沖機的加工能力不同，雖然機械式精沖機加工速度很快，但由此造成的回程切換點和速度不可改變，使得零件成形加工受到極大的限制。而液壓精沖機在速度設置和工藝編程方面更具靈活性，但無法克服耗能大的缺點。相對比以上兩種精沖機，伺服機械式精沖機彌補了雙方的缺陷，既可進行滑塊行程的自由編程，增加了加工的靈活性，又實現(xiàn)了降低能耗的需求。

雖然設備運行的每個沖程均需很大的能量，但伺服機械式精沖機耗能遠低于采用其他設計的機型，如表1和圖2、3所示。在精沖成形的各個工藝步驟，設備僅消耗該工步所需能量，這是因為兩個高效工作的扭矩電機，采用獨創(chuàng)性設計的驅(qū)動系統(tǒng)，及電子蓄能裝置，大大降低了用戶工廠電網(wǎng)電流峰值造成的沖擊負載。另一個重要原因是，不再有傳統(tǒng)機械式精沖機的液壓離合制動器和飛輪組合造成的機械能量損失。

縮短停機時間并提高設備利用率

扭矩電機是一種特制的伺服馬達，其高扭矩、低公稱速度的特性使得機床一級齒輪傳動更小、動態(tài)性能和效率大大提高。伺服機械式高速精沖機沖程速度可設定為每分鐘5～140次。沖程最大高度為70mm，工作臺鎖緊面積為600mm×600mm，模具安裝高度可達386mm，充足的模具室空間適用于復雜零件加工和多工位模具的裝配，還可兼容現(xiàn)有模具的安裝、使用。為確保模具在高速運行設備上的工作壽命，設備機身的剛性和滑塊導向系統(tǒng)均進行了增強型改進。設備機身由兩部分鑄造結(jié)構組成，以適應設備工作狀態(tài)的最大應力和增加抗變形能力，并具備優(yōu)異的減振性能。高速精沖生產(chǎn)的可靠性來自于靈敏的模具安全保護裝置，這得益于機床最新設計的探測工作臺和伺服機械驅(qū)動機構的相互作用。設備靈敏的測量系統(tǒng)確保了機床瞬間停機的快速反應時間，有效防止了對模具及半沖零件的損害。

■表1不同型號機型對比

圖2傳統(tǒng)精沖機與伺服精沖機能耗對比

除了通過操作面板配置電子驅(qū)動參數(shù)來簡便地編程調(diào)整滑塊行程外，設備還具有其他縮短停機時間的特性，如帶有液壓鎖緊機構的模具快換系統(tǒng)、連體折疊換模支架。設備操作人員可在不停機的情況下，機外準備下一產(chǎn)品的模具。因此，在折疊換模支架、滾珠導軌和側(cè)導向系統(tǒng)的輔助下，僅需幾分鐘即可完成換模工作。換模板液壓鎖緊，上下工作臺特制的鎖緊缸使得換模工作迅速、便捷。大大縮短了停機時間，提高了設備利用率。驅(qū)動壓力板、齒圈壓力和附加液壓力的液壓系統(tǒng)采用高壓蓄能設計，以確保工件加工所需的壓力峰值，是設備高效的動力緩沖系統(tǒng)。

圖3傳統(tǒng)精沖機與伺服精沖機效率對比

模擬優(yōu)化時間/位移狀態(tài)

操作面板采用懸吊式平面觸屏顯示器，操作人員可編程設置滑塊沖程各階段的速度、壓力、行程距離和送料的各個參數(shù)。同時也可以設置瞬時峰值緩沖值以保證滑塊、壓力板和齒圈壓力的完全同步動作。設備為使用者提供了精密沖裁加工的高靈活性。編程輸入的數(shù)據(jù)由電腦系統(tǒng)計算、記錄并進行圖形模擬，操作者可在工件加工前確認輸入?yún)?shù)的正確性。將模具參數(shù)編程輸入后，操作者可在設備不運行的情況下，模擬驗證該零件的精沖成形工藝。設備除了顯示加工工藝外，控制系統(tǒng)還可存儲并顯示最近12天內(nèi)的故障信息和幫助信息。

伺服機械式精沖機配備了高性能的附屬裝置，如精密送料器、條料雙面潤滑系統(tǒng)和高動態(tài)性能的廢料切斷器。送料系統(tǒng)上下夾料輥由變頻交流伺服電機驅(qū)動。控制系統(tǒng)可便捷地編程輸入送料步距。當裝模和試模時，可使用手持式按鈕控制板以慢速或安全速度送料或退料。進料控制器、出料控制器和廢料切斷器實行電子監(jiān)控。綜上所述，伺服機械系統(tǒng)可在控制面板實現(xiàn)滑塊沖程各階段狀態(tài)的編程輸入，從而優(yōu)化了加工工藝的時間與位移狀態(tài)。而且，滑塊速度可無限制地進行調(diào)整設定，甚至可調(diào)至停頓狀態(tài)。

結(jié)束語

伺服機械式高速精沖機高效率、低耗能、強適應力等特點在今后的精沖生產(chǎn)中會得到更廣泛的應用。