Avez-vous déjà envisagé le potentiel de changement de la technologie des servopresses dans le secteur de la fabrication ? Dans cet article, nous allons voir comment ces machines de pointe révolutionnent l'industrie en offrant une précision, une efficacité et une polyvalence inégalées. Nos experts vous présenteront les principaux avantages des servopresses et la manière dont elles peuvent transformer votre processus de production. Préparez-vous à découvrir l'avenir du formage des métaux et à faire passer votre production à la vitesse supérieure.
L'industrie de l'emboutissage a connu une avancée révolutionnaire avec l'introduction des presses servo-motorisées, qui répondent aux limites inhérentes aux presses mécaniques conventionnelles. Cette innovation s'appuie sur des servomoteurs de haute précision comme source d'énergie directe, ce qui permet un contrôle inégalé du mouvement des coulisseaux et du fonctionnement général de la presse.
Les servopresses offrent une multitude d'avantages :
Ces caractéristiques font des servopresses la technologie d'emboutissage de troisième génération et la référence actuelle dans l'évolution de l'industrie.
La nature programmable des servomoteurs offre des possibilités avancées de contrôle des mouvements, permettant ainsi.. :
Ce niveau de contrôle rend les servopresses idéales pour une large gamme d'applications, notamment :
L'intégration de la technologie d'entraînement par servomoteur à courant alternatif représente un axe important de la recherche et du développement en matière d'équipements de forgeage avancés. Cette technologie devient rapidement la nouvelle norme pour les presses à haute performance dans le monde entier, offrant.. :
Les industries telles que l'aérospatiale, l'automobile, les trains à grande vitesse, le génie maritime, l'énergie nucléaire, les énergies renouvelables et les secteurs de la défense exigent des composants de plus en plus complexes et performants, et le besoin d'équipements d'emboutissage avancés ne cesse de croître. Les presses mécaniques traditionnelles, avec leurs longueurs de course fixes, leur contrôle limité de la pression et les caractéristiques inflexibles du mouvement des coulisseaux, peinent à répondre à ces exigences en constante évolution.
Les servopresses répondent efficacement à ces défis en offrant :
Une servopresse est une machine d'emboutissage avancée qui utilise la technologie des servomoteurs pour contrôler avec précision l'opération d'emboutissage. Au cœur de la servopresse se trouve un système de contrôle par rétroaction qui régule avec précision le déplacement mécanique et l'accélération tout au long du processus d'emboutissage.
Les principaux composants d'une servopresse sont les suivants :
Le système d'asservissement permet un contrôle sans précédent des paramètres de performance de la presse :
Ce niveau de contrôle offre plusieurs avantages par rapport aux presses mécaniques ou hydrauliques conventionnelles :
Les servopresses représentent une avancée significative dans la technologie du formage des métaux, permettant aux fabricants d'atteindre une plus grande précision, une meilleure productivité et une optimisation des processus dans leurs opérations d'emboutissage.
La structure d'une servopresse à courant alternatif comprend trois éléments principaux : le système d'entraînement principal, l'actionneur et le mécanisme auxiliaire. Le système d'entraînement principal est chargé de transférer l'énergie du servomoteur à l'actionneur, en utilisant divers modes de transmission tels que les engrenages, les courroies, les vis ou les systèmes hydrauliques.
L'actionneur, qui entraîne le mouvement alternatif du coulisseau pour exécuter le processus de forgeage, utilise généralement un mécanisme de coulisseau à manivelle ou un mécanisme de coin à manivelle. Ce composant est essentiel pour traduire le mouvement de rotation du servomoteur en force linéaire nécessaire aux opérations de forgeage.
Pour améliorer la fiabilité et étendre les capacités du processus, la servopresse AC incorpore un mécanisme auxiliaire. Ce sous-système comprend des composants tels que des cylindres d'équilibrage pour contrebalancer le poids du chariot, des freins pour les arrêts d'urgence et les positions de maintien, des dispositifs de levage pour la maintenance et les changements d'outils, et des dispositifs de détection de position pour un contrôle et une surveillance précis.
Le système d'entraînement principal des servopresses peut être classé en deux catégories en fonction du mode d'entraînement du servomoteur : l'entraînement direct et l'entraînement avec réducteur. Les systèmes à entraînement direct utilisent des servomoteurs à faible vitesse et à couple élevé directement couplés à l'actionneur. Cette configuration offre des avantages tels qu'une structure simplifiée, une efficacité de transmission élevée et un fonctionnement peu bruyant. Cependant, le couple de sortie limité des systèmes d'entraînement direct restreint généralement leur application aux servopresses de faible tonnage, généralement inférieures à 300 tonnes.
En revanche, la majorité des servopresses commerciales utilisent un système d'entraînement principal comportant un mécanisme de décélération couplé à un mécanisme d'augmentation de la force. Cette approche permet d'utiliser des servomoteurs à grande vitesse et à faible couple pour alimenter des presses de grand tonnage, dépassant souvent 1000 tonnes. Trois structures de transmission primaires prévalent dans cette configuration :
Ces structures amplifient efficacement le couple du moteur tout en réduisant la vitesse, ce qui permet un contrôle précis des forces importantes. La possibilité d'utiliser des servomoteurs à grande vitesse avec des réducteurs permet non seulement d'augmenter la capacité des presses, mais aussi d'améliorer la réponse dynamique et l'efficacité énergétique. Cette philosophie de conception représente la tendance actuelle dans le développement des servopresses, car elle combine les avantages de la technologie des servomoteurs avec les exigences de force des opérations industrielles de forgeage et d'emboutissage.
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 peut diminuer l'investissement 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 presse traditionnelle à quatre séquences ne peut être utilisée qu'en cas d'urgence. presse mécanique 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.
Avec l'intensification de la concurrence dans l'industrie manufacturière, la demande de servopresses capables de fabriquer des produits de haute précision et de grande qualité avec une efficacité accrue ne cesse de croître. Cette demande est motivée par les avantages uniques de la servopresse, qui s'alignent étroitement sur la trajectoire future du développement des machines de forgeage.
Les servopresses offrent une multitude d'avantages, notamment
La capacité de la servopresse à ajuster dynamiquement la course et la vitesse de formage permet un contrôle précis du processus de formage. Ce contrôle précis garantit une précision exceptionnelle au point mort bas, ce qui réduit considérablement l'apparition de bavures sur les produits. En outre, la réduction des vibrations de la matrice résultant de l'optimisation des profils de mouvement prolonge la durée de vie de la matrice, ce qui réduit les coûts d'outillage et améliore l'efficacité globale de l'équipement (OEE).
La conception innovante des servopresses représente un changement de paradigme par rapport aux presses mécaniques traditionnelles. En éliminant des composants tels que le volant d'inertie, l'embrayage et le frein, les servopresses réduisent non seulement les coûts d'exploitation de la machine, mais minimisent également les besoins de maintenance et améliorent la fiabilité. Cette simplification de la chaîne cinématique permet des conceptions plus compactes et une intégration plus facile dans les environnements de fabrication intelligents.
Alors que l'industrie 4.0 et les initiatives de fabrication intelligente prennent de l'ampleur, les servopresses sont appelées à jouer un rôle de plus en plus critique dans les secteurs clés de la fabrication. Leur adaptabilité et leur précision les rendent particulièrement précieuses dans des industries telles que :
En outre, les capacités de collecte et d'analyse de données inhérentes aux systèmes de servopresse s'inscrivent dans la tendance à la maintenance prédictive et à l'optimisation des processus en temps réel, ce qui renforce leur attrait dans les domaines de la fabrication de précision.
Tout d'abord, il faut tenir compte de la précision requise pour la servopresse.
La précision correspond à l'exactitude avec laquelle la presse atteint les points de consigne de pression et de position spécifiés. Elle est influencée par plusieurs facteurs, notamment la résolution du pilote, la sensibilité du capteur de pression, la précision du servomoteur et le temps de réponse global du système.
Au fur et à mesure que les technologies de commande des servomoteurs et des pilotes ont évolué et sont devenues plus intégrées, la répétabilité des servopresses s'est considérablement améliorée. Cela a permis d'étendre leur application à divers secteurs et processus.
Pour les applications exigeant une grande précision, la configuration de la presse doit faire l'objet d'une attention particulière. Les éléments clés à évaluer sont les suivants :
Deuxièmement, il faut tenir compte de la conception structurelle de la servopresse.
Les fabricants proposent diverses structures de servopresses pour répondre aux différentes applications. Les configurations les plus courantes sont les suivantes
Le choix de la structure de la presse doit être basé sur des facteurs tels que la taille de la pièce, l'accès nécessaire, l'espace au sol disponible et les exigences du processus.
Les servopresses peuvent remplir un large éventail de fonctions, notamment
Chaque fonction peut nécessiter des caractéristiques structurelles ou des capacités spécifiques. Par exemple, une opération d'emboutissage profond peut nécessiter une presse ayant une course plus longue et une capacité de tonnage plus élevée qu'une simple application d'estampage.
Lors de la sélection d'une servopresse, il est essentiel d'analyser les exigences spécifiques de votre produit et de votre processus. Prenez en compte des facteurs tels que
En évaluant soigneusement ces facteurs et en les adaptant aux options de servopresse disponibles, vous pouvez garantir des performances, une efficacité et une qualité optimales dans vos opérations de formage des métaux.
L'industrie de l'emboutissage est à l'aube d'une transformation significative induite par l'avènement de la technologie des servopresses. Cette innovation promet d'améliorer considérablement la compétitivité des entreprises d'emboutissage et de catalyser le développement dans divers secteurs de l'industrie de l'emboutissage.
Bien que le potentiel de la technologie des servopresses soit immense, son adoption à grande échelle se heurte à des difficultés. Cette technologie reste gourmande en capital et, dans certains cas, instable sur le plan opérationnel en raison de la maîtrise incomplète de la technologie de base des servopresses par de nombreux fabricants. Ce fossé technologique constitue un obstacle pour les petites entreprises d'emboutissage à faible marge, en particulier dans le contexte du ralentissement économique actuel et de la baisse de rentabilité des secteurs de fabrication centrés sur l'automobile.
Toutefois, avec l'amélioration des conditions économiques, la demande de servopresses devrait augmenter. Les leaders de l'industrie devraient développer des solutions de servopresses rentables et fiables dans les 5 à 10 prochaines années, ce qui devrait renforcer la compétitivité globale de l'industrie de l'emboutissage. L'intégration de servomoteurs à courant alternatif dans les entraînements de presse représente un changement de paradigme, offrant des niveaux sans précédent de flexibilité, d'intelligence et d'efficacité opérationnelle. Ce saut technologique s'inscrit dans la trajectoire du développement de la prochaine génération d'équipements de formage.
Le marché des servopresses est appelé à évoluer rapidement. À mesure que les technologies connexes arrivent à maturité et que la concurrence avec les produits importés s'intensifie, nous prévoyons une réduction significative du prix du marché de la technologie servo. Cet ajustement des prix, associé aux progrès technologiques, devrait accélérer l'adoption des servopresses dans un plus large éventail d'applications d'équipement de formage.
Les facteurs clés qui influenceront le paysage futur de la technologie des servopresses sont les suivants :
À mesure que la technologie évolue et devient plus accessible, les servopresses sont appelées à redéfinir la productivité, la précision et la polyvalence des processus de formage des métaux, et à remodeler le paysage concurrentiel de l'industrie mondiale de l'emboutissage.
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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