伺服多工位压力机应用优势与前景

上海汇众汽车制造有限公司 桂俊宏，哈磊

伺服多工位压力机的结构优势

伺服多工位压力机机构（见图1）与传统压力机（见图2）相比，减少了飞轮、离合器等部件，直接以高动态性能力矩电机驱动，带动滑块运动，实现工作模式生产。传统压力机驱动是由飞轮传递能量给主轴。相比之下伺服多工位压力机结构更加简单，维护起来也更加容易。

伺服多工位压力机的能耗优势

在不做功情况下，伺服多工位压力机力矩电机无需运行，其能耗几乎为零，而传统机械压力机会产生一部分无用功耗。即使在加工同一工件时，传统机械压力机受机构局限，相应滑块只能在最大行程作往复上下运动。但伺服多工位压力机可根据工艺要求，柔性化编程改变运动曲线。

伺服多工位压力机功能优势

1.运动曲线对比

对于传统机械压力机，其运动曲线如图3所示。

传统机械压力机特点是：行程速度不可调；行程长度往往固定。

但速度固定对所有几何部件而言，都具有一样的成形速度和运动曲线。对增加产量而言，传统机械压力机缺少生产灵活性。相比之下，伺服多工位压力机运动曲线，如图4所示，可以根据冲压产品拉延深度调节合适的滑块行程。

伺服多工位压力机运动曲线的可变性功能，就为生产节拍的提高、产品品质的提升做出了技术保障，而其实时的动态扭矩也增加了产品输出。

2.伺服多工位压力机优势展示

（1）单摆模式 单摆模式下对行程长度和曲线的改动和优化：单摆行程长度可实现自由编程，成形工艺得到优化，单摆模式还可以提高产量，如图5所示。

通过对不同金属材料设定最合适的滑块运动模式（如单摆模式），可以使制造业中采用的高强钢材料、铝合金及钛合金等难加工材料的冲压成形成为可能。

（2）开模阶段速度可调 可调的运动曲线，优化了模具调试时间，优化了落料或者成形速度，使过程可靠性与产品品质得到优化（见图6）。

（3）试模特性 由手轮进行试模操作：安装模具时滑块速度可调，滑块可进行反向运动控制，可从额定压力开始调试，滑块具备“快速提升”功能，满足快速装模调试生产需求（见图7）。

伺服多工位压力机还具有：提高材料成形极限、节省工序、减噪减震，并且具有很高的安全性等优势。

图1 伺服多工位压力机构造

实例分析-安全气囊鼓风装置

如图8所示，使用伺服压力机，其运动曲线如图9所示，其生产效率提高了60%，降低了模具接触速度。另外，还降低了成形速度稳定工艺，减少了模具损耗，也改善了产能受限与送料的速度。

通过实例分析可以看出，伺服压力机比传统的机械连杆压力机具备完全的灵活性优势：①高产量可灵活增加产量和速度。②可控要素增加改善拉深过程。③减少模具磨损和降低模具维护费用。④可以灵活整合其他成形过程，优化生产工艺。⑤伺服压力机由于生产节拍的提升，决定其有着良好的经济性优势。

图2 传统机械压力机构造

图3 传统机械压力机运动曲线

图4 伺服多工位压力机运动曲线与传统机械压力机曲线

图5 单摆模式

图6 伺服压力机调模曲线

伺服多工位压力机的应用前景

目前，伺服多工位压力机主要用于拉深、冲裁、弯曲、冷锻等生产线及试模，采用计算机对滑块位置、速度和输出压力进行控制，从而使汽车制造中采用高强度钢板、铝合金板材大型覆盖件成形成为可能。控制压力机滑块运动轨迹，不但使模具寿命提高数倍，且改善了压力机工作环境，降低了噪声、振动，为拓宽新的金属成形加工工艺与模具制造方法提供了广阔前景。

结语

从实际生产应用来看，伺服多工位压力机比传统压力机节能30%以上，所产生噪声也大幅降低，是一种安全节能环保压力机。且由于其能实现柔性加工，无论拉深、冲裁、保压等多种复杂工艺均能实现，根据不同材料，不同工艺可以设定合适的加工曲线，不仅应用广泛，且在滑块行程足够的情况下还完全可以取代机械式压力机。随着新材料应用，工艺技术开发及全球对节能减排的重视，伺服多工位压力机在这些方面优势得天独厚，必定会逐步取代传统机械压力机，得到广泛应用。

图7 手轮调试试制模具

图8 安全气囊鼓风装置

图9 伺服压力机运动曲线