Avete mai pensato al potenziale rivoluzionario della tecnologia delle servo-presse nella produzione? In questo articolo esploreremo come queste macchine avanzate stiano rivoluzionando il settore, offrendo precisione, efficienza e versatilità senza pari. I nostri esperti ci sveleranno i principali vantaggi delle servopresse e come possono trasformare il vostro processo produttivo. Preparatevi a scoprire il futuro della formatura dei metalli e a portare la vostra produzione a un livello superiore.
L'industria dello stampaggio ha assistito a un progresso rivoluzionario con l'introduzione delle presse servo-guidate, che risolvono i limiti intrinseci delle presse meccaniche tradizionali. Questa innovazione sfrutta i servomotori ad alta precisione come fonti di alimentazione diretta, con un controllo impareggiabile sul movimento dei cursori e sul funzionamento complessivo della pressa.
Le servo-presse offrono una moltitudine di vantaggi, tra cui:
Queste caratteristiche fanno delle servopresse la tecnologia di stampaggio di terza generazione e l'attuale punto di riferimento nell'evoluzione del settore.
La natura programmabile dei servomotori consente capacità avanzate di controllo del movimento, permettendo di:
Questo livello di controllo rende le servopresse ideali per un'ampia gamma di applicazioni, tra cui:
L'integrazione della tecnologia di azionamento dei servomotori in c.a. rappresenta un punto di riferimento significativo nella ricerca e nello sviluppo di attrezzature avanzate per la forgiatura. Questa tecnologia sta rapidamente diventando il nuovo standard per le presse ad alte prestazioni a livello globale, offrendo:
Poiché settori come quello aerospaziale, automobilistico, ferroviario ad alta velocità, navale, dell'energia nucleare, delle energie rinnovabili e della difesa richiedono componenti sempre più complessi e ad alte prestazioni, la necessità di attrezzature di stampaggio avanzate continua a crescere. Le presse meccaniche tradizionali, con le loro lunghezze di corsa fisse, il controllo limitato della pressione e le caratteristiche di movimento del cursore poco flessibili, faticano a soddisfare questi requisiti in evoluzione.
Le servopresse affrontano efficacemente queste sfide offrendo:
Una servopressa è una macchina di stampaggio avanzata che utilizza la tecnologia dei servomotori per ottenere un controllo preciso dell'operazione di stampaggio. Nel suo nucleo, una servopressa incorpora un sistema di controllo a retroazione che regola accuratamente lo spostamento meccanico e l'accelerazione durante il processo di stampaggio.
I componenti chiave di una servopressa includono:
Il servosistema consente un controllo senza precedenti dei parametri di prestazione della pressa:
Questo livello di controllo offre diversi vantaggi rispetto alle presse meccaniche o idrauliche tradizionali:
Le servo-presse rappresentano un progresso significativo nella tecnologia di formatura dei metalli, consentendo ai produttori di ottenere maggiore precisione, produttività e ottimizzazione dei processi nelle loro operazioni di stampaggio.
La struttura di una servopressa CA comprende tre componenti principali: il sistema di azionamento principale, l'attuatore e il meccanismo ausiliario. Il sistema di azionamento principale è responsabile del trasferimento dell'energia dal servomotore all'attuatore, utilizzando varie modalità di trasmissione come ingranaggi, cinghie, viti o sistemi idraulici.
L'attuatore, che aziona il movimento alternativo del cursore per eseguire il processo di forgiatura, utilizza in genere un meccanismo di scorrimento a manovella o un meccanismo a cuneo a manovella. Questo componente è fondamentale per tradurre il movimento rotatorio del servomotore nella forza lineare necessaria per le operazioni di forgiatura.
Per migliorare l'affidabilità e ampliare le capacità di processo, la servopressa CA incorpora un meccanismo ausiliario. Questo sottosistema comprende componenti quali cilindri di bilanciamento per contrastare il peso della slitta, freni per arresti di emergenza e posizioni di mantenimento, dispositivi di sollevamento per la manutenzione e il cambio degli stampi e dispositivi di rilevamento della posizione per un controllo e un monitoraggio precisi.
Il sistema di azionamento principale delle servopresse può essere classificato in due tipi in base alla modalità di azionamento del servomotore: azionamento diretto e azionamento con riduttore. I sistemi ad azionamento diretto utilizzano servomotori a bassa velocità e coppia elevata direttamente accoppiati all'attuatore. Questa configurazione offre vantaggi quali una struttura semplificata, un'elevata efficienza di trasmissione e un funzionamento a bassa rumorosità. Tuttavia, la coppia limitata dei sistemi di azionamento diretto ne limita l'applicazione alle presse di piccolo tonnellaggio, generalmente inferiori a 300 tonnellate.
Al contrario, la maggior parte delle servopresse commerciali utilizza un sistema di azionamento principale con un meccanismo di decelerazione accoppiato a un meccanismo di aumento della forza. Questo approccio consente di utilizzare servomotori ad alta velocità e bassa coppia per alimentare presse di grande tonnellaggio, spesso superiori a 1000 tonnellate. Questa configurazione prevede tre strutture di trasmissione principali:
Queste strutture amplificano efficacemente la coppia del motore riducendo al contempo la velocità, consentendo un controllo preciso di forze elevate. La possibilità di utilizzare servomotori ad alta velocità con riduttori non solo consente di aumentare le capacità della pressa, ma offre anche una migliore risposta dinamica e una maggiore efficienza energetica. Questa filosofia progettuale rappresenta l'attuale tendenza nello sviluppo delle presse servoassistite, in quanto combina i vantaggi della tecnologia servoassistita con i requisiti di forza delle operazioni di forgiatura e stampaggio industriali.
Tabella 1 Confronto dei parametri del progetto
| Progetto | Linea automatica di robot | Linea automatica di manipolatori a braccio singolo | Linea ad alta velocità con trasmissione a doppio braccio trasversale | Linea di produzione a singolo cursore a più stazioni | |
|---|---|---|---|---|---|
| Singolo automazione della linea costo | Circa 12 milioni di yuan | Circa 20 milioni di yuan | Circa 30 milioni di yuan | Circa 15 milioni di yuan | |
| Velocità di linea / SPM | 5~10 | 6~12 | 10~15 | 12~25 | |
| Applicabilità alla produzione | Multi varietà e piccoli lotti | Multi varietà, lotto medio | Molteplici varietà e grandi quantità | Varietà, massa | |
| Flessibilità della produzione | alto | comunemente | comunemente | basso | |
| Stabilità di produzione | basso | comunemente | alto | ||
| Tempo di cambio stampo/min | 15 | 15 | 5 | ５ | |
| Requisiti per la stampa | Modalità di funzionamento | Tempo singolo | Tempo singolo | Singolo, continuo | continuità |
| Spaziatura della stampa / M | 6.5~8 | 6~9 | 4.5~7 | ／ | |
| Corsa del cursore | Piccolo | di più | grande | grande | |
| Altezza dello stampo | Piccolo | di più | grande | grande | |
Come indicato nella Tabella 1, il ritmo della linea ad alta velocità con trasmissione a doppia barra trasversale è compreso tra 10 e 15 colpi al minuto (SPM). Utilizzando una servo-pressa, il ritmo della linea ad alta velocità può essere aumentato fino a un massimo di 18 SPM.
Come illustrato nella Figura 1, la servopressa ha la possibilità di impostare diverse curve a seconda della situazione specifica.
Fig. 1 La servo pressa può impostare diverse curve
La Figura 2 mostra il flusso di potenza durante le fasi di accelerazione e decelerazione.
Fig. 2 Direzione del flusso di corrente del servomotore durante il funzionamento
Come illustrato nella Figura 3, la bassa velocità di trafilatura riduce l'impatto sullo stampo, con conseguente miglioramento della durata dello stesso e riduzione dei costi.
Fig. 3 Schema della velocità di trafilatura
La riduzione delle dimensioni delle apparecchiature può ridurre gli investimenti in impianti, infrastrutture e altre strutture. Come illustrato nella Figura 4, prendendo come esempio la pressa a quattro sequenze, una pressa tradizionale pressa meccanica Una linea di produzione composta da una pressa multi-link e tre presse eccentriche richiede una lunghezza di fondazione di circa 25 metri. In confronto, una linea di produzione composta da quattro servo-presse richiederebbe solo una lunghezza di fondazione di circa 16 metri.
Fig. 4 Confronto tra la pressa meccanica tradizionale e la servopressa
Il lunghezza della corsa può essere impostata al minimo necessario per la produzione e mantenere la velocità di formatura adeguata al contenuto di lavorazione.
1) Modalità corsa completa → La precisione del punto morto inferiore può raggiungere ± 0,02 mm.
2) Modalità a metà corsa (modalità a pendolo) → La precisione del punto morto inferiore può raggiungere ± 0,02 mm, migliorando l'SPM.
3) Modalità di inversione → precisione del punto morto inferiore fino a ± 001 mm.
Il controllo di retroazione ad anello chiuso garantisce la precisione del punto morto inferiore, riducendo la formazione di bave nel prodotto e prevenendo la generazione di prodotti difettosi.
Funzione unica di correzione automatica dell'altezza dello stampo:
La variazione di posizione del cursore può essere misurata e corretta con un'approssimazione di ±0,01 mm rispetto al valore preimpostato, grazie all'utilizzo di una reticolo lineare in ogni corsa, garantendo un elevato grado di precisione nel punto morto inferiore.
Posizione del righello a reticolo lineare ↓
Il servocentro è dotato di una funzione di correzione automatica che garantisce la precisione del punto morto inferiore a ±0,01 mm anche dopo una produzione prolungata, assicurando così un'elevata resa dei prodotti.
La modalità a bassa rumorosità, che riduce la velocità di contatto tra il cursore e l'unità di scorrimento, è stata attivata per la prima volta. lamierariduce notevolmente la rumorosità rispetto a una pressa meccanica tradizionale.
Inoltre, lo stampo subisce vibrazioni minime, con conseguente prolungamento della durata di vita.
Gli utenti possono utilizzare questa funzione per creare una modalità di movimento del cursore personalizzata e adatta alla loro tecnologia di lavorazione, migliorando così la precisione e la stabilità dei prodotti.
Ciò comporta una maggiore durata dello stampo e una maggiore produttività, oltre a una tranciatura silenziosa e alla possibilità di lavorare una gamma più ampia di materiali, tra cui leghe di magnesio.
La servopressa può essere utilizzata per processi quali tranciatura, stiratura, goffratura e piegatura e può fornire curve di prestazione per diversi materiali. La possibilità di mettere in pausa il cursore mantenendo la pressione migliora la qualità del pezzo formato.
I componenti tradizionali della pressa meccanica che consumano energia, come il volano e la frizione, sono stati eliminati, con un minor numero di parti motrici e una struttura di trasmissione meccanica semplificata.
La necessità di olio lubrificante è ridotta e la corsa è controllabile. Il ridotto consumo del motore porta a una significativa riduzione dei costi operativi.
Il servopunzone viene utilizzato principalmente in processi produttivi come l'imbutitura, la tranciatura, la piegatura, la forgiatura a freddo, la goffratura e il collaudo degli stampi.
Grazie all'utilizzo di Controllo PLCGrazie alla tecnologia digitale e ai metodi di controllo a feedback, il servo punzone offre un controllo di precisione avanzato. Ciò include la possibilità di controllare la posizione del cursore della pressa.
Il sistema di monitoraggio e il controllo di compensazione consentono di controllare la posizione del cursore con una precisione di ±0,01 mm. La modalità di movimento può essere programmata, consentendo il controllo della velocità e della traiettoria del cursore.
Ciò riduce la velocità di stampaggio, il rumore e le vibrazioni, migliorando l'ambiente di lavoro e prolungando la durata dello stampo.
Inoltre, la forza di uscita del cursore può essere controllata con una precisione di ±1,6% della forza massima di uscita. Ciò consente la formazione di pannelli di grandi dimensioni con l'utilizzo di acciaio e lega di alluminio nell'industria automobilistica.
I materiali di difficile formazione, come le leghe di magnesio, di alluminio e di titanio, possono essere resi più facili da formare grazie alla combinazione di design dello stampo e controllo del sistema periferico.
Struttura del servocomando a levetta
Struttura della servoassistenza ad azionamento diretto dell'albero a gomiti
La Figura 5 illustra la pressa multistazione con doppio servoazionamento inferiore Schuler.
Fig. 5 Pressa a doppio servoazionamento inferiore Schuler
La pressa a doppio servoazionamento inferiore è alimentata da due gruppi separati di servomotori, uno a sinistra e uno a destra. Questi motori azionano le quattro colonne di guida su ciascun lato, consentendo il movimento del blocco di scorrimento.
I meccanismi di trasmissione indipendenti sui lati destro e sinistro consentono alla tavola di avere grandi dimensioni su entrambi i lati, rendendola adatta a tavole di grandi dimensioni e a presse di elevato tonnellaggio, come mostrato nella Figura 6.
Fig. 6 Pressa a doppia stazione servoassistita
La pressa a doppio servoazionamento inferiore utilizza il controllo preciso di due gruppi di servomotori per ottenere il movimento sincrono del cursore sia sul lato destro che su quello sinistro.
In caso di carico eccentrico sul cursore, il parallelismo del cursore può essere regolato tramite un comando elettrico, rendendolo più flessibile e adattabile alle esigenze dell'utente.
Rispetto alle presse ordinarie, la pressa con azionamento dal basso presenta una migliore resistenza al carico eccentrico e curve di precisione. Pur rispettando i requisiti di precisione, offre una maggiore resistenza ai carichi eccentrici e un'area più ampia per l'applicazione del carico eccentrico.
Con l'intensificarsi della concorrenza nell'industria manifatturiera, cresce la domanda di servopresse in grado di produrre prodotti di alta precisione e qualità con una maggiore efficienza. Questa domanda è guidata dai vantaggi unici della servo-pressa, che si allineano strettamente con la traiettoria futura dello sviluppo delle macchine per la forgiatura.
Le servo-presse offrono una moltitudine di vantaggi, tra cui:
La capacità della servopressa di regolare dinamicamente la corsa e la velocità di formatura consente un controllo preciso del processo di formatura. Questo controllo preciso assicura un'eccezionale accuratezza nel punto morto inferiore, riducendo in modo significativo l'insorgere di bave nel prodotto. Inoltre, la riduzione delle vibrazioni dello stampo derivante dall'ottimizzazione dei profili di movimento prolunga la durata dello stampo, riducendo i costi degli utensili e migliorando l'efficienza complessiva delle attrezzature (OEE).
L'innovativo design delle servopresse rappresenta un cambio di paradigma rispetto alle presse meccaniche tradizionali. Eliminando componenti come il volano, la frizione e il freno, le servopresse non solo riducono i costi operativi della macchina, ma minimizzano anche i requisiti di manutenzione e migliorano l'affidabilità. Questa semplificazione della trasmissione consente di realizzare progetti più compatti e di integrarsi più facilmente negli ambienti di produzione intelligenti.
Con l'affermarsi dell'Industria 4.0 e delle iniziative di smart manufacturing, le servopresse sono destinate a svolgere un ruolo sempre più critico in settori produttivi chiave. La loro adattabilità e precisione le rende particolarmente preziose in settori quali:
Inoltre, le capacità di raccolta e analisi dei dati insite nei sistemi di servo-pressatura si allineano bene con la tendenza alla manutenzione predittiva e all'ottimizzazione dei processi in tempo reale, aumentando ulteriormente il loro appeal nei settori della produzione di precisione.
In primo luogo, si consideri la precisione richiesta dalla servopressa.
L'accuratezza si riferisce alla precisione con cui la pressa raggiunge i setpoint di pressione e posizione specificati. È influenzata da diversi fattori, tra cui la risoluzione del driver, la sensibilità del trasduttore di pressione, la precisione del servomotore e il tempo di risposta complessivo del sistema.
Con la maturazione e l'integrazione delle tecnologie di controllo dei servomotori e dei driver, la ripetibilità delle presse servoassistite è migliorata in modo significativo. Ciò ne ha ampliato l'applicazione in diversi settori e processi.
Per le applicazioni che richiedono un'elevata precisione, è necessario prestare molta attenzione alla configurazione della pressa. I componenti chiave da valutare sono:
In secondo luogo, si consideri la progettazione strutturale della servopressa.
I produttori offrono varie strutture di servopresse per adattarsi alle diverse applicazioni. Le configurazioni più comuni includono:
La scelta della struttura della pressa deve basarsi su fattori quali le dimensioni del pezzo, l'accesso richiesto, lo spazio disponibile e i requisiti del processo.
Le servo-presse possono svolgere un'ampia gamma di funzioni, tra cui:
Ogni funzione può richiedere caratteristiche strutturali o capacità specifiche. Ad esempio, un'operazione di imbutitura profonda potrebbe richiedere una pressa con una corsa più lunga e una capacità di tonnellaggio superiore rispetto a una semplice applicazione di stampaggio.
Quando si sceglie una servopressa, è fondamentale analizzare i requisiti specifici del prodotto e del processo. Considerate fattori quali:
Valutando attentamente questi fattori e abbinandoli alle opzioni di servopressa disponibili, è possibile garantire prestazioni, efficienza e qualità ottimali nelle operazioni di formatura dei metalli.
L'industria dello stampaggio si trova sull'orlo di una trasformazione significativa guidata dall'avvento della tecnologia delle servo-presse. Questa innovazione promette di aumentare in modo sostanziale la competitività delle aziende di stampaggio e di catalizzare lo sviluppo in vari settori dell'industria dello stampaggio.
Sebbene il potenziale della tecnologia delle servopresse sia immenso, la sua adozione su larga scala deve affrontare delle sfide. La tecnologia rimane ad alta intensità di capitale e, in alcuni casi, instabile dal punto di vista operativo, a causa della padronanza incompleta della tecnologia di base della servo pressa da parte di molti produttori. Questo gap tecnologico crea un ostacolo per le aziende di stampaggio più piccole e a basso margine, soprattutto nel contesto dell'attuale rallentamento economico e della ridotta redditività dei settori produttivi incentrati sulle automobili.
Tuttavia, con il miglioramento delle condizioni economiche, si prevede un aumento della domanda di servopresse. Si prevede che nei prossimi 5-10 anni i leader del settore svilupperanno soluzioni di servo-presse affidabili ed economicamente vantaggiose, che probabilmente aumenteranno la competitività complessiva dell'industria dello stampaggio. L'integrazione dei servomotori CA negli azionamenti delle presse rappresenta un cambiamento paradigmatico, in quanto offre livelli di flessibilità, intelligenza ed efficienza operativa senza precedenti. Questo salto tecnologico è in linea con la traiettoria di sviluppo delle attrezzature di formatura di nuova generazione.
Il mercato delle servopresse è destinato a una rapida evoluzione. Con la maturazione delle tecnologie correlate e l'intensificarsi della concorrenza con i prodotti importati, prevediamo una riduzione significativa del prezzo di mercato della tecnologia servo. Questo adeguamento dei prezzi, unito ai progressi tecnologici, dovrebbe accelerare l'adozione delle servopresse in un più ampio spettro di applicazioni di formatura.
I fattori chiave che influenzeranno il panorama futuro della tecnologia delle servo-presse includono:
Man mano che la tecnologia matura e diventa più accessibile, le servopresse sono destinate a ridefinire la produttività, la precisione e la versatilità dei processi di formatura dei metalli, ridisegnando in ultima analisi il panorama competitivo dell'industria globale dello stampaggio.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
IT 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO