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开平机组生产线的伺服压力机研究现状及关键技术

伺服压力机是应用伺服电机驱动主传动油泵，减少控制阀回路，对压力机滑块进行控制的一种节能高效压力机，主要应用于大吨位精密锻压机组。与普通压力机比较，伺服压力机具有节能、噪音低、效率高、柔性好等优点，可以取代现有的大多数普通压力机，具有广泛的市场前景。
一、国内外研究现状
由于伺服压力机产品涉及机械、计算机、电气控制等多学科领域知识，需要集中力量进行研发，国内目前仅有少数企业开展此类产品的研究，主要关键技术尚未突破，还未形成成熟产品。

近10年来，在日、欧等工业发达国家兴起了交流伺服电动机直接驱动压力机的研究与开发，这种伺服压力机与上述传统机械压力机相比具有结构简单、生产效率高、产品质量好、滑块运动柔性好、降噪节能显著等优点，被誉为第三代压力机。目前，这类压力机已在日本逐步进入普及期，随着其在汽车零件、电子零件等高精度、难成形零件加工领域中的应用和其优良的节能性，已经显示出-压力机所无可比拟的优越性，成为世界冲压技术及装备发展的主要潮流之一。
近3年来，国际著名液压元件制造公司用交流伺服电机驱动改造液压传动系统，组成一种新的交流伺服电机控制液压系统，运用于折弯机、压力机，形成一种伺服压力机，取得了成功，并已形成产品。
开平机组生产线伺服压力机的主要发展趋势有：
1)柔性高
滑块运动曲线可根据不同生产工艺和模具要求(如冲裁、拉伸、板料挤压和级进模冲压等)进行优化设置，可设计特殊的工作特性曲线，进行高难度、高精度加工，实现滑块“自由运动”。滑块可以设置为自由工作模式，也可设定为下死点停留等功能模式，大大提高了压力机智能化程度和适用范围。
2)生产效率高
可以根据实际情况的需要，在较大范围内设定滑块行程次数，在很宽范围内调节滑块速度。此外，伺服压力机行程也可以方便地调整，能根据成形工艺需要，使压力机在必要的最小行程内工作，生产效率得以提高。
3)精度高
一方面，开平设备生产线伺服压力机的运动可以精确控制，一般均装有滑块位移检测装置，滑块的任意位置可以准确控制；另一方面，滑块运动特性可以优化，例如拉伸、弯曲及压印时，适当的滑块曲线可减少回弹，提高制件精度。通过闭环控制，滑块的重复定位精度高，保证了同批制件的精度。
4)噪声低
国家标准规定，锻压机械噪声声压级≤90dB(A)为合格品。但是对于整个冲压车间，由于压力机过于集中，时常会导致超过国家标准。伺服压力机无飞轮、离合器等零部件，简化了机械传动，大大降低了噪声。另外，通过设定滑块的低噪声运动曲线有助于降低冲裁噪声，与传统的冲裁相比，两步冲裁工艺(滑块在冲裁过程的中段停留一次，然后快速驱动完成冲裁过程，这样伺服冲床突然卸载时储存的弹性变形能就不至于过大)可降低噪声至少10dB。
5)节能效率高
开平机组生产线伺服压力机和机械压力机相比省去飞轮、离合器，采用直接传动，传动环节大大减少，润滑量减少，可维护性强。没有离合器结合能耗，滑块停止后，电机停转，也没有了电机、皮带轮空转，能耗显著降低。在普通机械压力机中，飞轮空转耗能约占总能耗的6%~30%，离合器(主要指摩擦离合器)耗能约占总能量的20%，伺服压力机没有飞轮和离合器，这部分能量得以节省。日本某公司曾进行过3000kN压力机连续工作功耗对比试验，结果证明伺服压力机节能32%~42%。
6)新材料成形性好
开平机组生产线伺服驱动压力机能很好地满足一些新材料的成形工艺要求。例如，用伺服驱动压力机，选用合适的滑块运动曲线，易于控制成形温度、防止工件表面氧化，并获得理想的高质量产品。
7)操作性更方便
因为采用了CNC数字化控制，人机界面友好，可以方便进行滑块曲线设定，滑块位置、速度的显示和记录，便于实现远程故障诊断，设备安全性更高。
伺服压力机可以应用于现有压力机使用的所有场合，由于伺服压力机控制精度高，比现有压力机的使用范围更广。如汽车、轻工、家电、石化、航空、航天、材料等制造行业，如可以应用于金属板件冲压成型、金属成型、等温锻造、粉末压制、塑料成型、橡胶硫化、纤维板热压、校直、压装、注塑等成形工艺。
二、伺服压力机和普通压力机的比较
(1)节能，解决压力机能耗大的问题
压力机广泛应用在汽车、轻工、家电、石化、航空、航天、材料等制造行业，用于制造各种金属或非金属零件。压力机的种类繁多，适合一切需要液压加工的场合。压力机属于耗电较大的设备，但有效压制工作能量只占到实际消耗能量的2%~10%，其余的能量大部分以热能的形式消耗掉了。伺服压力机与同类压力机比较，可节约电能10~40%。
(2)降低噪音，改善工作环境
目前压力机的噪音基本上在80~95dB，国内很多压力机使用场所车间的噪音都在90分贝以上，严重危害了操作人员的身体健康。伺服压力机在工作中能减少噪音3~10dB，在滑块静止时可减少噪音30dB以上，大大减少了对操作人员的危害。
(3)提高压力机的性能及控制的柔性
传统的压力机的液压、速度等参数都是通过手动调节。采用伺服阀和伺服泵控制的压力机可以实现液压、速度的数控，但也存在着调节范围窄，能量损失大，高精度控制困难等缺点。伺服压力机采用改变伺服电机的转速和方向，通过闭环控制压力机的液压、速度、位置等参数。由于伺服电机响应速度快，速度调节范围宽，可以得到更优的控制性能。
通过改变伺服电机的转速，实现压机液压、速度、位置的精确控制，结合控制系统实现液压、速度、位置的数控功能。
由于采用伺服电机控制滑块的快降和回程速度，因此可以精确控制滑块的加减速，避免滑块在速度转换时的冲击，同时也可提高滑块快降和回程速度，从而提高了压力机的效率。
(4)提高压力机的维修保养性
传统的压力机的液压控制回路复杂，维修保养非常不便。伺服压力机省去了液压系统中的调压回路、调速回路，甚至可以省去换向回路，液压系统变得很简单，提高了压力机的维修保养性。
泊头市旭明冷弯设备厂（http://www.btsxmlw.com）地处河北省泊头市，交通方便、快捷，集研发、生产、销售、安装、调试并提供压瓦机技术咨询为一体的现代化企业，是制造圆法兰设备、叶片设备、阀体机组、正压送风口设备等的专业厂家。我厂拥有较强的专业技术力量和生产能力。

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