数控直角剪板机主传动方式的分析

刘立涛+李学明

摘 要：直角剪板机较普通剪板机材料利用率高，生产效率高，具有很好的推广价值。直角剪板机的核心部件即主传动，经历了几代技术的发展，由液压式向伺服式发展，节能环保，效率高。分析了几种数控直角剪板机伺服主传动的优缺点，指明了今后数控直角剪板机主传动方式的发展方向。

关键词：剪板机；主传动；生产率；直角；伺服

Abstract： the right Angle plate shears than ordinary plate shears high material utilization， high production efficiency， has the very good promotion value. Orthogonal shearing machine core components of main drive， has experienced several generations of technology development， from hydraulic to servo type development， energy conservation， environmental protection， high efficiency. Analyzed the advantages and disadvantages of several CNC orthogonal shearing machine servo main drive， pointed out the future development direction of nc right-angle shears the main transmission way.

Keywords： shearing machine； main drive； productivity； right Angle； servo

数控直角剪板机是通过相互垂直的两个刀片，通过一次剪切，可剪出一定范围内的长方形板料，其加工效率高，特别适合长方形板料的下料加工。

数控直角剪板机的主传动方式主要有以下几种

1.液压传动式。

液压油缸的缸体固定在机身上，液压油缸的活塞杆与上刀架相连。液压油缸工作时，可驱动上刀架向下运动，上刀片和下刀片协同工作，将板料冲切成直角。其不足之处在于：该装置需要设置液压油的冷却系统，液压油的泄漏及废油处理会造成一定的环境污染，此外，工作时，液压泵站中的油泵是连续工作的，会产生大量的热能损耗，剪板机不剪切时也在耗电，不利于节能。

2.离合器式。

电机输出轴与离合器一端连接，离合器另一端驱动摆式剪板机的摆臂运动，对板料进行剪切加工。其明显不足之处在于：该结构中电机也始终处于工作状态，能耗也很高。此外，剪板机的剪切行程需要现场调整，调整方式为机械式调整，调整速度慢，且精度不易保证。

3.伺服电机驱动主传动方式。

3.1 丝杠直驱式。

丝杠直驱式结构图如图1。伺服电机4、同步带5、同步带轮6、轴8组成的驱动系统驱动螺母9转动，螺母9的旋转运动变为丝杆10的直线运动，丝杆10带动球头座13上下运动。

伺服电机根据加工程序而转动，支撑杆带动滚珠丝杠运动副中的螺母转动，螺母转动时，丝杆相对于螺母移动，实现剪切或退回。该装置可以定量控制剪板机的剪切行程，其运动精度高，剪切速度快，能耗低。

3.2 四点压力伺服主传动机构

四点压力伺服主传动机构如图2。伺服电机4带动滚珠丝杠5同步转动，滚珠丝杠5将旋转运动通过丝杆螺母转换成主传动楔块6和从动楔块8的前后直线运动。当主传动楔块6和从动楔块8向前运动时，就会推动承压滚轮10向下运动，进而推动上刀架2向下运动，实现剪切过程。

通过采用两个伺服电机控制着四个受力点精确的同步运行，剪切过程中产生的侧向力不再完全由上刀架侧面的滚珠直线导轨承受，同时还有三个驱动点处于剪切负载的正上方，可以承担大部分的剪切负载，基本抵消了剪切负载对于上刀架中心产生的倾斜力矩，上刀架的运行因工作负载导致滚珠直线导轨受力变形的影响极大的降低了，运行更平稳，剪切精度也会更高；同时所有传动结构均采用了滚动摩擦的形式，能量损耗更低。

4.总结

随着现今社会环保节能的意识逐步提高，液压主传动已基本淘汰，丝杠直驱式和四点压力式由于节能及精度高而被广泛的应用。丝杠直驱式结构简单，生产装配和使用维护方便，由于是直接驱动效率较高。四点压力式结构复杂，有两套伺服驱动，且不是直驱方式，效率相对较低，但是受力状况好，加工精度高。

参考文献

[1] 直角剪板机 朱乃燔 《锻压机械》 1979年06期.

[2] 液压摆式直角剪板机设计 张正兵、陈道宝、陈斌斌 《锻压装备与制造技术》2015，49（04）：31-32.

[3] 杨青建. 剪板机液压系统改造[J]. 液压气动与密封. 2011（02）.