伺服多工位壓力機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與前景

上海匯眾汽車制造有限公司 桂俊宏，哈磊

伺服多工位壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)

伺服多工位壓力機(jī)機(jī)構(gòu)（見圖1）與傳統(tǒng)壓力機(jī)（見圖2）相比，減少了飛輪、離合器等部件，直接以高動(dòng)態(tài)性能力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作模式生產(chǎn)。傳統(tǒng)壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)是由飛輪傳遞能量給主軸。相比之下伺服多工位壓力機(jī)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，維護(hù)起來也更加容易。

伺服多工位壓力機(jī)的能耗優(yōu)勢(shì)

在不做功情況下，伺服多工位壓力機(jī)力矩電機(jī)無需運(yùn)行，其能耗幾乎為零，而傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)會(huì)產(chǎn)生一部分無用功耗。即使在加工同一工件時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)受機(jī)構(gòu)局限，相應(yīng)滑塊只能在最大行程作往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)。但伺服多工位壓力機(jī)可根據(jù)工藝要求，柔性化編程改變運(yùn)動(dòng)曲線。

伺服多工位壓力機(jī)功能優(yōu)勢(shì)

1.運(yùn)動(dòng)曲線對(duì)比

對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)，其運(yùn)動(dòng)曲線如圖3所示。

傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)特點(diǎn)是：行程速度不可調(diào)；行程長(zhǎng)度往往固定。

但速度固定對(duì)所有幾何部件而言，都具有一樣的成形速度和運(yùn)動(dòng)曲線。對(duì)增加產(chǎn)量而言，傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)缺少生產(chǎn)靈活性。相比之下，伺服多工位壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)曲線，如圖4所示，可以根據(jù)沖壓產(chǎn)品拉延深度調(diào)節(jié)合適的滑塊行程。

伺服多工位壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)曲線的可變性功能，就為生產(chǎn)節(jié)拍的提高、產(chǎn)品品質(zhì)的提升做出了技術(shù)保障，而其實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)扭矩也增加了產(chǎn)品輸出。

2.伺服多工位壓力機(jī)優(yōu)勢(shì)展示

（1）單擺模式 單擺模式下對(duì)行程長(zhǎng)度和曲線的改動(dòng)和優(yōu)化：?jiǎn)螖[行程長(zhǎng)度可實(shí)現(xiàn)自由編程，成形工藝得到優(yōu)化，單擺模式還可以提高產(chǎn)量，如圖5所示。

通過對(duì)不同金屬材料設(shè)定最合適的滑塊運(yùn)動(dòng)模式（如單擺模式），可以使制造業(yè)中采用的高強(qiáng)鋼材料、鋁合金及鈦合金等難加工材料的沖壓成形成為可能。

（2）開模階段速度可調(diào) 可調(diào)的運(yùn)動(dòng)曲線，優(yōu)化了模具調(diào)試時(shí)間，優(yōu)化了落料或者成形速度，使過程可靠性與產(chǎn)品品質(zhì)得到優(yōu)化（見圖6）。

（3）試模特性 由手輪進(jìn)行試模操作：安裝模具時(shí)滑塊速度可調(diào)，滑塊可進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)控制，可從額定壓力開始調(diào)試，滑塊具備“快速提升”功能，滿足快速裝模調(diào)試生產(chǎn)需求（見圖7）。

伺服多工位壓力機(jī)還具有：提高材料成形極限、節(jié)省工序、減噪減震，并且具有很高的安全性等優(yōu)勢(shì)。

圖1 伺服多工位壓力機(jī)構(gòu)造

實(shí)例分析-安全氣囊鼓風(fēng)裝置

如圖8所示，使用伺服壓力機(jī)，其運(yùn)動(dòng)曲線如圖9所示，其生產(chǎn)效率提高了60%，降低了模具接觸速度。另外，還降低了成形速度穩(wěn)定工藝，減少了模具損耗，也改善了產(chǎn)能受限與送料的速度。

通過實(shí)例分析可以看出，伺服壓力機(jī)比傳統(tǒng)的機(jī)械連桿壓力機(jī)具備完全的靈活性優(yōu)勢(shì)：①高產(chǎn)量可靈活增加產(chǎn)量和速度。②可控要素增加改善拉深過程。③減少模具磨損和降低模具維護(hù)費(fèi)用。④可以靈活整合其他成形過程，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。⑤伺服壓力機(jī)由于生產(chǎn)節(jié)拍的提升，決定其有著良好的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。

圖2 傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)構(gòu)造

圖3 傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)曲線

圖4 伺服多工位壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)曲線與傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)曲線

圖5 單擺模式

圖6 伺服壓力機(jī)調(diào)模曲線

伺服多工位壓力機(jī)的應(yīng)用前景

目前，伺服多工位壓力機(jī)主要用于拉深、沖裁、彎曲、冷鍛等生產(chǎn)線及試模，采用計(jì)算機(jī)對(duì)滑塊位置、速度和輸出壓力進(jìn)行控制，從而使汽車制造中采用高強(qiáng)度鋼板、鋁合金板材大型覆蓋件成形成為可能。控制壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡，不但使模具壽命提高數(shù)倍，且改善了壓力機(jī)工作環(huán)境，降低了噪聲、振動(dòng)，為拓寬新的金屬成形加工工藝與模具制造方法提供了廣闊前景。

結(jié)語

從實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用來看，伺服多工位壓力機(jī)比傳統(tǒng)壓力機(jī)節(jié)能30%以上，所產(chǎn)生噪聲也大幅降低，是一種安全節(jié)能環(huán)保壓力機(jī)。且由于其能實(shí)現(xiàn)柔性加工，無論拉深、沖裁、保壓等多種復(fù)雜工藝均能實(shí)現(xiàn)，根據(jù)不同材料，不同工藝可以設(shè)定合適的加工曲線，不僅應(yīng)用廣泛，且在滑塊行程足夠的情況下還完全可以取代機(jī)械式壓力機(jī)。隨著新材料應(yīng)用，工藝技術(shù)開發(fā)及全球?qū)?jié)能減排的重視，伺服多工位壓力機(jī)在這些方面優(yōu)勢(shì)得天獨(dú)厚，必定會(huì)逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)，得到廣泛應(yīng)用。

圖7 手輪調(diào)試試制模具

圖8 安全氣囊鼓風(fēng)裝置

圖9 伺服壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)曲線