數控伺服多工位成形液壓機的研發
發布時間:2022-03-31T22:08:07更新時間:2022-03-31T22:08:47 瀏覽量:464目前,大多數國內工廠生產沖壓部件,材料片需要通過串聯壓縮機線,通過多個壓縮機和多個模具才能成為成品。串聯壓縮機線的布置方式為水平線或前后線,操作人員多,整條線占地面積大。半成品必須通過轉移和處理進入下一個過程,存在中間成本。落后的設備和生產模式限制了大規模生產的發展過程。市場迫切需要數控多站成型壓力機,通過壓縮機滑塊完成多個成型,成型過程包括材料、深度、沖孔邊緣、彎曲、整形手術等。
用戶主要有兩種選擇:機械壓力機和數控伺服液壓機。毫無疑問,機械壓力機的高效率;數控伺服多站液壓機與模具和自動送料機構完美結合,提高了生產效率和操作安全性。具體來說,數控伺服液壓機具有以下特點。
⑴易于實現公稱力和工作行程,對超大型零件、長行程成形具備不可替代的優勢。
⑵滑塊行程可根據模具高度進行任意調整,行程范圍內的任何位置都可以達到最大壓力,可以設力保護時間可設置在任何位置,下限位置具有長期壓力保護功能。
⑶電氣自動化技術、智能人機界面、操作人員簡單快捷,加入物聯網模塊,可以簡單實現遠程維護和工廠智能管理。
⑷數控伺服技術簡單調節滑塊速度,調節精度高,沖擊振動小,噪音低,節能降耗,改善操作環境。
⑸液壓系統配有安全閥,具有安全調壓和限壓功能,有效保護模具。
⑹結構相對簡單,元件標準化,系列化,制造周期短,成本低。
總體設計方案這種液壓機具有特殊的成型工藝?;瑝K在沖壓過程中壓制同一部件的不同工位部件,相鄰工位部件的傳輸由自動給料機構完成,最終成件的目的。根據市場需求,湖州機床廠有限公司形成了一系列產品,數控伺服多站成型液壓機是集機械、電氣、液壓控制和數字檢測技術為一體的專用機械成型設備,與自動給料機構無縫連接,智能控制,確保穩定高效的生產,滿足廠家的生產能力要求。
生產線整機布局如圖1 所示,主要包括:線首給料單元→多工位自動機械手(三維或二維)→多工位成型液壓機→線尾成品帶式輸送機布局合理,生產有序。
圖1 生產線整機布局
由于多工位一次壓制成型的特點,不同工位壓制產生的偏載不可避免,滑塊偏載會傾斜。在一定程度上,壓力工件會報廢和損壞模具,嚴重影響液壓設備的使用壽命。因此,多工位成型液壓機對設備和控制系統提出了更高的要求。
數控伺服多工位成形技術方案
液壓機機身采用分體拉桿組合式框架,焊接大件經三維有限元分析優化,上梁、下梁和四根支柱通過拉桿和螺母緊固,經液壓螺母超壓預緊,形成剛性機架,結合面設置方便,提高抗偏能力。配置前后移工作臺,驅動方式采用減速電機加變頻器,方便更換模具。上、下工作臺面由高精數控加工機床確保平面度和平行度公差。
根據產品工藝要求,按順序排列多個模具,每個模具的閉合高度必須相同,確定工位數、工位步距、工作臺尺寸、側給料窗等主要參數,確定機械手運動參數。
滑塊由氣缸驅動,通過安裝在支柱上的斜楔形四角形八面導軌上下移動。滑塊的動態平行度是保證產品質量、保護模具和設備的關鍵?;瑝K行程檢測采用進口高分辨率位移傳感器,實時檢測滑塊左右方向的壓制位移偏差,作為系統判斷是否平整的基礎。位移傳感器確保精度高,誤差小。
全閉環伺服驅動泵控制液壓系統由伺服電機、伺服驅動器、運動控制器、油泵、壓力傳感器和位移傳感器組成,可進行壓力閉環和位移閉環控制。該系統響應迅速,減少了動作切換時間,加快了節奏。在閉環控制模式下,壓力傳感器或位移傳感器收集相關信號并傳輸給運動控制器,然后控制伺服驅動器改變伺服電機的速度,將實際值與設定值進行比較,直到達到目標值,系統性能穩定,過小。在滿足產品抑制工藝要求的前提下,系統有效降低能耗、噪聲,改善工作環境。液壓系統閥組采用結構緊湊、動作靈敏、工作可靠的二通插入閥系統。
采用電氣控制PLC 可編程控制器配備工業控制器或觸摸工業顯示屏作為人機界面,顯示和設置滑塊壓力、行程等抑制參數??刂葡到y是滑塊動態偏差調平的核心部分(圖2),通過編程軟件控制執行器動作,以確?;瑝K動態平行。液壓機配備物聯網模塊,模塊支持WIFI、4G、支持遠程協助的以太網連接。用戶可以通過終端,如PC、手機可以隨時查看設備的運行狀態、產量、能耗狀態等信息,并將數據與用戶聯系起來MES 系統進行交換,形成智能化工廠模式。
圖2 調平系統閉環控制原理圖
多站自動化技術方案多工位自動化技術方案包括線首給料單元、多工位機械手、線尾成品帶式輸送機、自動化控制系統。具體內容如下。
⑴線首給料單元。本方案提到,料片為堆料給料方式 ,卷料暫時不論。堆垛車上料?!欧謴垺C械手或機器人拆卸(雙料檢測)→磁帶機輸送→料片定位(零位等待)。
⑵以三維為例,多工位機械手采用3 個可編程軸(X 軸、Y 軸、Z 軸)由三三個伺服電機驅動,獨立控制,獨立運動,三軸行程可根據產品定制。伺服電機和驅動選擇日本三菱品牌,桿采用鋁合金高強度型材,提高穩定性,提高節拍,自然節拍約12 ~20 次/分,1 油壓機工作周期的時間≤4 秒(包括平緊、提升、平移、下降、松開全套動作)。更換產品后,只需更換相應的爪或端拾器即可。
⑶線尾成品帶式輸送機由機架、電機減速器、傳送帶、滾筒等組成。
⑷集成中央控制系統采用自動控制系統CPU控制結構,選擇三菱CPU,控制系統具有存儲999 套模具相應參數的功能。PLC 與壓機PLC 之間的互鎖信號通過Profibus/Devicenet/CC-LINK 連接總線,通過總線進行數據交換。同時,機械手控制系統配置標準的以太網口供監控系統使用。沒有總線連接的特殊設備將通過硬接線實現信息交換和聯鎖控制,整線安全聯鎖將通過硬接線實現信息交換。
結束語多工位自動化與數控伺服多工位成型液壓機相互配合,滿足多工位模具偏載工藝的生產要求,實現自動化、智能化、遠程控制,同步控制精度高,響應頻率快;生產效率遠遠超過多條生產線的工作效率,降低操作人員;降低綜合能耗,縮短制造周期;減少輔助時間和場地;我們的產品在客戶生產線上運行穩定,得到了客戶的一致認可。
作者簡介工程師沈銀華主要從事方案設計和新產品開發,根據客戶需求制定具體技術方案和預算,進行現場技術溝通和技術支持;設計圖紙具體方案評審;標準化工作評審。獲得砂輪壓制液壓機等多項發明專利和科技成果。
—— 來源:2019年第18期鍛造沖壓
本文地址:http://www.gzwfj.cn/meitibaodao/2279.html
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