伺服多工位壓力機應用優勢與前景

上海匯眾汽車制造有限公司 桂俊宏，哈磊

伺服多工位壓力機的結構優勢

伺服多工位壓力機機構（見圖1）與傳統壓力機（見圖2）相比，減少了飛輪、離合器等部件，直接以高動態性能力矩電機驅動，帶動滑塊運動，實現工作模式生產。傳統壓力機驅動是由飛輪傳遞能量給主軸。相比之下伺服多工位壓力機結構更加簡單，維護起來也更加容易。

伺服多工位壓力機的能耗優勢

在不做功情況下，伺服多工位壓力機力矩電機無需運行，其能耗幾乎為零，而傳統機械壓力機會產生一部分無用功耗。即使在加工同一工件時，傳統機械壓力機受機構局限，相應滑塊只能在最大行程作往復上下運動。但伺服多工位壓力機可根據工藝要求，柔性化編程改變運動曲線。

伺服多工位壓力機功能優勢

1.運動曲線對比

對于傳統機械壓力機，其運動曲線如圖3所示。

傳統機械壓力機特點是：行程速度不可調；行程長度往往固定。

但速度固定對所有幾何部件而言，都具有一樣的成形速度和運動曲線。對增加產量而言，傳統機械壓力機缺少生產靈活性。相比之下，伺服多工位壓力機運動曲線，如圖4所示，可以根據沖壓產品拉延深度調節合適的滑塊行程。

伺服多工位壓力機運動曲線的可變性功能，就為生產節拍的提高、產品品質的提升做出了技術保障，而其實時的動態扭矩也增加了產品輸出。

2.伺服多工位壓力機優勢展示

（1）單擺模式 單擺模式下對行程長度和曲線的改動和優化：單擺行程長度可實現自由編程，成形工藝得到優化，單擺模式還可以提高產量，如圖5所示。

通過對不同金屬材料設定最合適的滑塊運動模式（如單擺模式），可以使制造業中采用的高強鋼材料、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 可調的運動曲線，優化了模具調試時間，優化了落料或者成形速度，使過程可靠性與產品品質得到優化（見圖6）。

（3）試模特性 由手輪進行試模操作：安裝模具時滑塊速度可調，滑塊可進行反向運動控制，可從額定壓力開始調試，滑塊具備“快速提升”功能，滿足快速裝模調試生產需求（見圖7）。

伺服多工位壓力機還具有：提高材料成形極限、節省工序、減噪減震，并且具有很高的安全性等優勢。

圖1 伺服多工位壓力機構造

實例分析-安全氣囊鼓風裝置

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

通過實例分析可以看出，伺服壓力機比傳統的機械連桿壓力機具備完全的靈活性優勢：①高產量可靈活增加產量和速度。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費用。④可以靈活整合其他成形過程，優化生產工藝。⑤伺服壓力機由于生產節拍的提升，決定其有著良好的經濟性優勢。

圖2 傳統機械壓力機構造

圖3 傳統機械壓力機運動曲線

圖4 伺服多工位壓力機運動曲線與傳統機械壓力機曲線

圖5 單擺模式

圖6 伺服壓力機調模曲線

伺服多工位壓力機的應用前景

目前，伺服多工位壓力機主要用于拉深、沖裁、彎曲、冷鍛等生產線及試模，采用計算機對滑塊位置、速度和輸出壓力進行控制，從而使汽車制造中采用高強度鋼板、鋁合金板材大型覆蓋件成形成為可能。控制壓力機滑塊運動軌跡，不但使模具壽命提高數倍，且改善了壓力機工作環境，降低了噪聲、振動，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。

結語

從實際生產應用來看，伺服多工位壓力機比傳統壓力機節能30%以上，所產生噪聲也大幅降低，是一種安全節能環保壓力機。且由于其能實現柔性加工，無論拉深、沖裁、保壓等多種復雜工藝均能實現，根據不同材料，不同工藝可以設定合適的加工曲線，不僅應用廣泛，且在滑塊行程足夠的情況下還完全可以取代機械式壓力機。隨著新材料應用，工藝技術開發及全球對節能減排的重視，伺服多工位壓力機在這些方面優勢得天獨厚，必定會逐步取代傳統機械壓力機，得到廣泛應用。

圖7 手輪調試試制模具

圖8 安全氣囊鼓風裝置

圖9 伺服壓力機運動曲線