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1、868伺服压力机的研究及其发展前景阮卫平,李建平,李振石(广东锻压机床厂有限公司,广东顺德528300)摘要:交流伺服电机驱动是目前成形装备发展的一个新方向。文本介绍了伺服压力机所具有的复合性、高效性、高精度、高柔性、低噪声、节能环保等优点,充分体现了锻压机床的未来发展趋势。作者重点介绍了伺服压力机的传动方式、工作原理、国内研发情况及其应用过程中的主要特点,并对伺服压力机的发展前景进行了展望。关键词:伺服压力机,传动方式,复合驱动增力机构,应用特点,发展前景Theresearchanddevelopmentoftheservopr
2、essWeipingRuan,JianpingLi,ZhenshiLi(Guangdongmetal-formingmachineworksCo.,LTD,ShundeGuangdong,528300)AbstractAc-servomotordriveisbecominganewdirectionofforming-equipment`sdevelopment.Theauthorintroducestheadvantagesofservopressincludingcompound,highefficiency,highprec
3、ision,highflexibility,lownoise,energysavingandenvironmentfriendly,andfullyembodiesthefuturedevelopmenttrendofmetal-formingmachines.Thenmainlyintroducesservopress`drivingmode,workingprinciple,domesticR&Dsituationanditsmaincharacteristicsofapplication.Finallytheprocesso
4、fservopresswasprospected.Keywords:Servopress,Drivingmode,Compositedrivingforce,Applicationcharacteristics,Prospectsofdevelopment1前言机械压力机是电子信息、电器机械、汽车、仪器、办公设备等行业中最主要的工艺装备之一。具有价格低廉、结构简单、生产效率高等优点,应用十分广泛。但传统压力机行程固定,压力不易控制,尤其是滑块运动特性固定不变,对工艺的适应性差。同时,它采用了飞轮、离合器、制动器等一系列耗能机构,不
5、但降低了压力机的可控性,而且大大增加了能耗。近年来,随着科技的发展、新型材料的出现以及产品形状复杂化,开发出高精度、高效率、能加工复合材料和难加工材料、具有复合加工功能的智能化、柔性化新型压力机迫在眉睫。由于AC伺服电机具有一系列优点,在数控机床上得到了广泛应用。近年来,由于低速大扭矩AC伺服电机的成功研发,电力电子、计算机控制技术等的快速发展,液压增力机构与肘杆机构等在压力机上的应用,具有复合加工功能的智能化、柔性化新型压力机―伺服压力机(ServoPress)便应运869而生。它推动了汽车制造业大型钣金冲压、拉伸工艺的伺服压力
6、机和精锻、精压工艺的伺服压力机以及多工位伺服压力机等的迅速发展,形成了一股伺服化的潮流。国外将这类伺服压力机称之为“第三代智能化压力机”。目前只有日本、德国等少数发达国家能够批量制造,国内正处于起步阶段,不少厂家最近也开始了这一技术研究与产品开发。2、伺服压力机的传动方式、工作原理伺服压力机的传动方式主要有以下几种:2.1、直线伺服电机直接驱动滑块直线伺服电机直接将电能转变为直线运动动能,推动滑块工作,实现“零传动”,具有最短的传动链,因而此类伺服压力机结构简单、传动效率高、精度高、节能效果好。由于受到直线伺服电机输出扭矩等的限制
7、,此类结构主要应用在小型短行程压力机上。如日本AIDA公司的L-SF-300S系列产品,最大扭矩10kN,行程100mm,最大工作频率200SPM。2.2、直线伺服电机直接驱动曲轴伺服电机通过齿轮副直接与曲轴联接,伺服电机的旋转运动通过齿轮副、连杆机构转换为滑块的直线运动(如图1),滑块的运动速度和位置可以被精准地控制。此结构比传统的压力机结构简单,但由于受到伺服电机扭矩的限制,压力机吨位不大,主要应用在中小型压力1-伺服电机1-工作台板2-齿轮副2-床身3-曲柄3-滑块4-连杆4-伺服电机5-滑块5-同步带或齿轮副6-滚珠丝杆副
8、图1伺服电机直接与小齿轮联接结构图2滚珠丝杆副传动方式结构机上,目前最大吨位为2500kN。如日本AIDA公司的NS1-D和NS2-D系列产品,广东锻压机床厂有限公司的GPS系列产品。2.3、伺服电机间接驱动滑块-Ⅰ伺服电机的旋转运动通过同步带(或