L'industrie de l'emboutissage a vu l'émergence d'une nouvelle génération de presses qui s'attaquent aux limites des presses mécaniques traditionnelles. La solution réside dans l'utilisation de servomoteurs comme source d'énergie directe pour les presses, ce qui permet d'obtenir un mouvement de curseur très précis et facile à contrôler. La presse servo offre plusieurs avantages tels que le contrôle [...]
L'industrie de l'emboutissage a vu l'émergence d'une nouvelle génération de presses qui s'attaquent aux limites des presses mécaniques traditionnelles.
La solution réside dans l'utilisation de servomoteurs comme source d'énergie directe pour les presses, ce qui permet d'obtenir un mouvement de curseur très précis et facile à contrôler.
La servopresse offre plusieurs avantages tels que le contrôle de la vitesse du coulisseau, la polyvalence, l'efficacité énergétique et le respect de l'environnement. Elle est considérée comme le poinçon de troisième génération et la tendance actuelle du développement de l'industrie de l'emboutissage.
Les capacités de contrôle programmable du servomoteur permettent un contrôle de précision avancé, y compris le contrôle de la position du curseur de la presse.
Les poinçons asservis sont utilisés dans les lignes de production telles que l'étirage, le découpage, le pliage, le forgeage à froid, le gaufrage et le contrôle des matrices.
La technologie de l'entraînement par servomoteur à courant alternatif est un axe de recherche dans les équipements de forgeage avancés et une nouvelle direction de développement pour les presses internationales.
La servopresse à courant alternatif offre plusieurs avantages, notamment une productivité élevée, la flexibilité, la précision, l'efficacité énergétique et la durabilité environnementale, reflétant ainsi la tendance future de l'industrie de la construction. machine de forgeage le développement d'outils.
Les industries telles que la sidérurgie, la métallurgie des métaux non ferreux, l'aérospatiale, les chemins de fer à grande vitesse, le transport maritime, l'énergie nucléaire, l'énergie éolienne et l'armée exigeant des pièces plus performantes, le besoin d'équipements d'emboutissage avancés se fait de plus en plus sentir.
Presses mécaniques ont des limites telles qu'une course fixe, la difficulté de contrôler la pression et une faible adaptabilité aux processus en raison des caractéristiques de mouvement fixes du curseur.
La servopresse relève ces défis en offrant une presse flexible qui répond aux exigences des industries modernes.
Le terme "servo" désigne un système de commande par rétroaction pour le déplacement mécanique et l'accélération, dont la fonction principale est de suivre avec précision le déplacement d'entrée ou le déplacement angulaire avec le déplacement mécanique de sortie. La technologie d'estampage servo fait référence à un système de contrôle en retour/système de suivi utilisé pour suivre avec précision le processus d'estampage.
Une servopresse est un type de presse alimentée et contrôlée par un servomoteur. Le servomoteur entraîne l'engrenage excentrique, ce qui permet de déplacer le coulisseau.
Grâce à l'utilisation d'une commande d'électrification avancée, la servopresse peut être programmée pour contrôler avec précision la course, la vitesse et la pression du coulisseau. Cela permet d'atteindre le tonnage nominal de la presse à faible vitesse.
La structure d'une servopresse à courant alternatif se compose d'un système d'entraînement principal, d'un actionneur et d'un mécanisme auxiliaire. Le système d'entraînement principal transfère l'énergie du servomoteur à l'actionneur et peut être réalisé par différents modes de transmission tels que la transmission par engrenage, la transmission par courroie, la transmission par vis ou la transmission par câble. transmission hydraulique.
L'actionneur entraîne le mouvement alternatif du coulisseau pour achever le processus de forgeage et peut prendre la forme d'un mécanisme de coulisseau à manivelle ou d'un mécanisme de coin à manivelle.
Le mécanisme auxiliaire renforce la fiabilité de la servopresse à courant alternatif et élargit ses applications, avec des composants communs tels que des cylindres d'équilibrage, des freins, des dispositifs de levage et des dispositifs de détection de position.
Le système d'entraînement principal de la servopresse peut être divisé en deux types en fonction du mode d'entraînement du servomoteur : l'entraînement direct et l'entraînement avec un réducteur. L'entraînement direct utilise un servomoteur à faible vitesse et à couple élevé directement connecté à l'actionneur, ce qui se traduit par une structure simple, une efficacité de transmission élevée et un faible niveau de bruit.
Cependant, son couple limité restreint son utilisation aux servopresses de faible tonnage.
Le système d'entraînement principal largement utilisé dans les servopresses commerciales emploie un mécanisme de décélération et un mécanisme d'augmentation de la force, qui peuvent prendre trois structures de transmission différentes : la bielle de la manivelle de décélération du moteur, la tige coudée de la manivelle de décélération du moteur et la tige coudée de la vis de décélération du moteur.
Cette approche permet à un servomoteur à grande vitesse et à faible couple d'entraîner des presses de grand tonnage, ce qui en fait la tendance actuelle dans le développement des servopresses.
Tableau 1 Comparaison des paramètres du projet
| Projet | Ligne automatique robotisée | Ligne automatique de manipulateur à bras unique | Ligne à grande vitesse avec transmission à double bras par barre transversale | Ligne de production multiposte à coulisseau unique | |
|---|---|---|---|---|---|
| Unique automatisation des lignes coût | Environ 12 millions de yuans | Environ 20 millions de yuans | Environ 30 millions de yuans | Environ 15 millions de yuans | |
| Vitesse de la ligne / SPM | 5~10 | 6~12 | 10~15 | 12~25 | |
| Applicabilité à la production | Multiples variétés et petits lots | Variété multiple, lot moyen | Variétés multiples et grandes quantités | Variété, masse | |
| Flexibilité de la production | élevé | communément | communément | faible | |
| Stabilité de la production | faible | communément | élevé | ||
| Temps de changement de moule/min | 15 | 15 | 5 | ５ | |
| Exigences pour la presse | Mode de fonctionnement | Temps unique | Temps unique | Unique, continu | continuité |
| Espacement de la presse / M | 6.5~8 | 6~9 | 4.5~7 | ／ | |
| Course du curseur | Petit | plus | important | important | |
| Hauteur du moule | Petit | plus | important | important | |
Comme le montre le tableau 1, le rythme de la ligne à grande vitesse de transmission à double bras est compris entre 10 et 15 coups par minute (SPM). L'utilisation d'une servopresse permet d'augmenter la cadence de la ligne à grande vitesse jusqu'à un maximum de 18 coups par minute.
Comme l'illustre la figure 1, la servopresse a la capacité de définir différentes courbes en fonction de la situation spécifique.
Fig. 1 La servopresse peut régler différentes courbes
La figure 2 montre le flux d'énergie pendant les phases d'accélération et de décélération.
Fig. 2 Direction du flux de courant du servomoteur pendant le fonctionnement
Comme le montre la figure 3, la faible vitesse d'étirage réduit l'impact sur la matrice, ce qui permet d'améliorer la durée de vie de la matrice et d'en réduire le coût.
Fig. 3 Schéma de la vitesse de dessin
La réduction de la taille des équipements permet de diminuer les investissements dans les usines, les infrastructures et les autres installations. Comme le montre la figure 4, en prenant l'exemple de la presse à quatre séquences, une ligne de production de presse mécanique traditionnelle se compose d'une presse multi-link et de trois presses excentriques, ce qui nécessite des fondations d'une longueur d'environ 25 mètres. En comparaison, une ligne de production composée de quatre servopresses ne nécessiterait qu'une longueur de fondation d'environ 16 mètres.
Fig. 4 Comparaison entre la presse mécanique traditionnelle et la servopresse
Les longueur de la course peut être réglée au minimum requis pour la production, et la vitesse de formage appropriée pour le contenu du traitement peut être maintenue.
1) Mode course complète → la précision du point mort bas peut atteindre ± 0,02 mm.
2) Mode demi-course (mode pendulaire) → la précision du point mort bas peut atteindre ± 0,02 mm, ce qui améliore le SPM.
3) Mode inversé → précision du point mort inférieur jusqu'à ± 001 mm.
Le contrôle en boucle fermée assure la précision du point mort bas, réduisant la formation de bavures dans le produit et empêchant la génération de produits défectueux.
Fonction unique de correction automatique de la hauteur de la matrice :
Le changement de position du curseur peut être mesuré et corrigé à ±0,01 mm de la valeur prédéfinie à l'aide d'un réseau linéaire à chaque course, ce qui garantit une grande précision au point mort bas.
Position de la règle du réseau linéaire ↓
Le point mort bas servo est doté d'une fonction de correction automatique qui garantit la précision du point mort bas à ±0,01 mm même après une production prolongée, assurant ainsi un rendement élevé des produits.
Le mode "low noise", qui réduit la vitesse de contact entre le curseur et le tôleLe bruit est considérablement réduit par rapport à une presse mécanique traditionnelle.
En outre, la matrice subit peu de vibrations, ce qui prolonge sa durée de vie.
Les utilisateurs peuvent utiliser cette fonction pour créer un mode de déplacement du curseur personnalisé qui convient à leur technologie de traitement, améliorant ainsi la précision et la stabilité des produits.
Cela se traduit par une durée de vie et une productivité accrues des matrices, ainsi que par un découpage silencieux et la possibilité de traiter une plus large gamme de matériaux, notamment alliages de magnésium.
La servopresse peut être utilisée pour des processus tels que le découpage, l'étirement, le gaufrage et le pliage, et peut fournir des courbes de performance pour différents matériaux. La possibilité de mettre le curseur en pause tout en maintenant la pression améliore la qualité de la pièce formée.
Les composants de la presse mécanique traditionnelle qui consomment de l'énergie, tels que le volant d'inertie et l'embrayage, ont été éliminés, ce qui a permis de réduire le nombre de pièces d'entraînement et de simplifier la structure de la transmission mécanique.
Le besoin en huile de lubrification est réduit et la course est contrôlable. La réduction de la consommation du moteur entraîne une baisse significative des coûts d'exploitation.
Le servo-poinçon est principalement utilisé dans les processus de production tels que l'étirage, le découpage, le pliage, le forgeage à froid, le gaufrage et le contrôle des matrices.
Grâce à l'utilisation de Contrôle PLCGrâce à la technologie numérique et aux méthodes de contrôle par rétroaction, le servo-poinçon offre un contrôle de précision avancé. Il est notamment possible de contrôler la position du curseur de la presse.
Le système de surveillance et la commande de compensation permettent de contrôler la position du curseur avec une précision de ±0,01 mm. Le mode de déplacement peut être programmé, ce qui permet de contrôler la vitesse et la trajectoire du curseur.
Cela permet de réduire la vitesse d'emboutissage, le bruit et les vibrations, ce qui améliore l'environnement de travail et prolonge la durée de vie de l'outil.
En outre, la force de sortie du curseur peut être contrôlée avec une précision de ±1,6% de la force de sortie maximale. Cela permet de former des panneaux de grande taille en utilisant des matériaux de haute résistance. acier et alliage d'aluminium dans l'industrie automobile.
Les matériaux difficiles à former, tels que les alliages de magnésium, d'aluminium et de titane, peuvent être rendus plus faciles à former grâce à la combinaison des éléments suivants conception de la filière et le contrôle des systèmes périphériques.
Structure d'asservissement de type bascule
Structure d'entraînement direct du vilebrequin
La figure 5 illustre la presse multiposte Schuler à double entraînement servo par le bas.
Fig. 5 Presse à double servomoteur Schuler pour l'entraînement par le bas
La presse à double entraînement servo est alimentée par deux groupes distincts de servomoteurs, l'un à gauche et l'autre à droite. Ces moteurs entraînent les quatre colonnes de guidage de chaque côté, ce qui permet le déplacement du bloc coulissant.
Les mécanismes de transmission indépendants à gauche et à droite permettent à la table d'avoir de grandes dimensions des deux côtés, ce qui la rend adaptée aux grandes tables et aux presses à fort tonnage, comme le montre la figure 6.
Fig. 6 Presse multiposte à double servomoteur
La presse à double entraînement servo par le bas utilise le contrôle précis de deux groupes de servomoteurs pour obtenir un mouvement synchrone du curseur sur les côtés gauche et droit.
En cas de charge excentrique sur le coulisseau, le parallélisme du coulisseau peut être ajusté par commande électrique, ce qui le rend plus flexible et adaptable aux besoins de l'utilisateur.
Par rapport aux presses ordinaires, la presse à entraînement par le bas présente une meilleure résistance aux charges excentriques et de meilleures courbes de précision. Tout en répondant aux exigences de précision, elle offre une meilleure résistance aux charges excentriques et une plus grande surface d'application des charges excentriques.
La concurrence dans l'industrie manufacturière devenant de plus en plus intense, les servopresses sont de plus en plus demandées pour fabriquer efficacement des produits de haute précision et de grande qualité.
La servopresse offre plusieurs avantages, notamment le compoundage, une grande efficacité, la précision, la flexibilité, un faible niveau de bruit, l'efficacité énergétique et la durabilité environnementale, ce qui correspond à la tendance future du développement des machines de forgeage.
La servopresse a la capacité d'ajuster la course et la vitesse de formage pour répondre aux différentes exigences de production, garantissant la précision du point mort bas et réduisant l'apparition de bavures sur le produit. En outre, les faibles vibrations de la matrice améliorent sa durée de vie.
La conception de la servopresse représente une rupture par rapport aux presses mécaniques traditionnelles, car elle élimine le volant d'inertie, l'embrayage et le frein, ce qui réduit les coûts d'exploitation de la machine.
Les servopresses sont appelées à jouer un rôle de plus en plus important dans des industries manufacturières clés telles que l'électronique et l'automobile, ainsi que dans d'autres domaines de la fabrication de précision.
Tout d'abord, cela dépend de la précision requise pour la servopresse.
La précision fait référence au degré de précision avec lequel la pression et la position atteignent le point spécifié pour s'arrêter. Elle est liée à la résolution du pilote, à la résolution du transmetteur de pression, à la précision du servomoteur et à la vitesse de réponse de l'équipement.
Grâce au contrôle intégré du servomoteur et du pilote, la précision de répétition de la servopresse est de plus en plus élevée et son champ d'application est de plus en plus large.
Si une grande précision est requise pour la servopresse, l'accent doit être mis sur la configuration lors du choix.
Deuxièmement, elle dépend de la structure de la servopresse.
En général, la structure de la servopresse produite par les fabricants n'est pas unique. Les structures les plus courantes sont la structure à quatre colonnes, la structure à une colonne, la structure en arc, la structure horizontale et la structure à cadre.
La structure à quatre colonnes est économique et pratique, tandis que les structures à une colonne et à arche sont principalement conçues pour être faciles à utiliser.
La structure horizontale est couramment utilisée pour les produits plus longs, et la structure à cadre a l'avantage d'occuper un tonnage plus important.
Par conséquent, la sélection de la structure doit être basée sur la taille et la structure du produit.
Les fonctions de la servopresse sont le forgeage, l'emboutissage, l'assemblage, le montage, l'emboutissage, le formage, bridageet de la traction superficielle.
Des fonctions différentes ont des différences structurelles différentes, il est donc nécessaire de choisir la servopresse appropriée en fonction des exigences du processus de production.
L'industrie de l'emboutissage devrait connaître des changements significatifs avec l'émergence du servo-poinçon, un produit qui promet d'améliorer considérablement la compétitivité des entreprises d'emboutissage et d'avoir un impact positif sur le développement de diverses industries d'emboutissage.
Cependant, malgré ses avantages potentiels, cette technologie reste coûteuse et instable car la plupart des fabricants ne maîtrisent pas totalement la technologie de base du servo-poinçon.
Par conséquent, il est difficile pour les entreprises d'emboutissage de faible valeur d'investir dans des servopresses coûteuses, en particulier dans le contexte actuel de ralentissement économique et de réduction des bénéfices de l'industrie automobile.
Néanmoins, avec l'amélioration attendue de l'économie à l'avenir, la demande du marché pour les servopresses devrait être énorme, et les principaux fabricants devraient développer des servopresses rentables et stables dans les 5 à 10 prochaines années pour stimuler la compétitivité globale des entreprises d'emboutissage.
L'utilisation d'un servomoteur à courant alternatif pour entraîner une presse peut améliorer considérablement la flexibilité, l'intelligence et les caractéristiques opérationnelles de l'équipement, ce qui constitue l'orientation du développement de la prochaine génération de machines à imprimer. équipement de formage.
À mesure que les technologies connexes progressent et que la concurrence avec les produits importés s'intensifie, le prix du marché de la technologie servo devrait diminuer rapidement, ce qui entraînera une adoption plus large dans le domaine de l'équipement de formage.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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