數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的主要結(jié)構(gòu)
1:數(shù)控沖床機(jī)架
機(jī)架是機(jī)床各部件的載體,主要分為分閉式、開(kāi)式兩種,均為鋼板焊接結(jié)構(gòu)。
閉式機(jī)架結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定、強(qiáng)度剛性高;
開(kāi)式機(jī)架操作開(kāi)放性好、加工方便但對(duì)焊接結(jié)構(gòu)及焊接應(yīng)力時(shí)校處理要求高
亞威數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的機(jī)架完成焊接后進(jìn)行高溫回火去除內(nèi)應(yīng)力,進(jìn)口的西班牙DANOBAT(丹諾巴特)4軸大型加工中心上,一次裝夾完成重要表面的高精度加工, 保證機(jī)床主體性能的穩(wěn)定。
2:橫梁
橫梁是傳動(dòng)部件中最重要一環(huán),送料精度控制的基體。
X軸的絲杠、電機(jī)、直線導(dǎo)軌和夾持板料的夾鉗、固定夾鉗的X軸溜板等零部件均安裝在橫梁上。
橫梁要求有足夠的剛性和盡量小的運(yùn)動(dòng)慣性,避免Y軸驅(qū)動(dòng)負(fù)載過(guò)大,降低速度。其結(jié)構(gòu)的合理與否直接影響送料精度和速度以及機(jī)床的穩(wěn)定性,技術(shù)要求較高。
3:轉(zhuǎn)盤(pán)
轉(zhuǎn)塔也是機(jī)床的核心部件之一,其精度直接影響到模具工作定位精度,從而影響到機(jī)床加工精度和模具使用壽命。主要分為轉(zhuǎn)塔分薄轉(zhuǎn)塔和厚轉(zhuǎn)塔兩種。
薄轉(zhuǎn)塔成本低、剛性低、導(dǎo)向性能差、普通炭鋼材質(zhì)加工變形大。
厚轉(zhuǎn)塔剛度高、導(dǎo)向性能好、能吸收工作震動(dòng)、高級(jí)合金鑄鐵材質(zhì)精度穩(wěn)定性高,模具高速步?jīng)_、偏載加工的使用壽命長(zhǎng),使用變形小,目前亞威公司采用的厚轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu),上轉(zhuǎn)盤(pán)100mm,下轉(zhuǎn)盤(pán)90mm。
4:旋轉(zhuǎn)模位
客戶產(chǎn)品復(fù)雜多變,要求越來(lái)越高,數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床轉(zhuǎn)盤(pán)必須配備旋轉(zhuǎn)模位來(lái)滿足客戶需求。旋轉(zhuǎn)模位上的模具可按要求旋轉(zhuǎn)到任意需要的角度,沖壓所需的切邊角度。在使用滾輪模具加工時(shí),配合送料系統(tǒng),實(shí)時(shí)調(diào)整滾動(dòng)方向角度,按照系統(tǒng)設(shè)定的滾壓路徑運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)刀具類(lèi)型可劃分為:
常嚙合結(jié)構(gòu)形式,該結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是精度高,工位不易跑偏,但是擴(kuò)展性較差。
分體式旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),在實(shí)際使用時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置嚙合工作,該結(jié)構(gòu)對(duì)裝配及加工精度要求較高,但是擴(kuò)展性很好,比如芬寶公司轉(zhuǎn)塔有數(shù)十個(gè)旋轉(zhuǎn)工位,便是采用此種結(jié)構(gòu)。
5:夾鉗
夾鉗是夾持板料進(jìn)行自動(dòng)精確送料加工的重要部件。為了保證送料精度和速度,夾鉗需要有足夠的強(qiáng)度與整體安裝剛度,同時(shí)夾鉗的自身重量也要盡可能的輕。
目前夾鉗主要按結(jié)構(gòu)功能可分為下列幾項(xiàng):
夾鉗的浮動(dòng)功能,作用主要是應(yīng)對(duì)板材適量變形引起的夾鉗口高度變化,型式分為:
擺動(dòng)式夾鉗的重量輕、使用壽命長(zhǎng)、浮動(dòng)靈敏。
平動(dòng)式夾鉗的鉗口在上下浮動(dòng)時(shí)Y方向的尺寸理論上保持不變。
夾鉗夾緊功能,作用主要是夾緊板材,型式分為:
液壓夾緊,維護(hù)不便,夾緊力較大,不易脫料。
氣動(dòng)夾緊,節(jié)能環(huán)保,安裝方便。
夾鉗位置的調(diào)整功能,作用主要是移動(dòng)夾鉗到指定位置,型式分為:
數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床使用中對(duì)于不同的工件板材,需要前移動(dòng)和調(diào)整夾鉗的位置和間距。
手動(dòng)夾鉗,調(diào)整時(shí)扳動(dòng)把手松開(kāi)鎖緊裝置,推動(dòng)夾鉗到所需位置,再扳緊把手完成調(diào)整。
自動(dòng)夾鉗,調(diào)整時(shí)在加工程序中設(shè)定各夾鉗的位置,由機(jī)床在夾板前自動(dòng)將各夾鉗調(diào)整到所需的位置,精確又快捷。
6:數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的安全防護(hù)系統(tǒng)
數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床屬于高速度、高精度、高自動(dòng)化的現(xiàn)代鈑金加工設(shè)備。 為了確保自動(dòng)化的高效加工的可靠性,以及保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)操作人員的安全和設(shè)備的安全。 數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床具有一系列的安全防護(hù)裝置,由此組成了安全防護(hù)系統(tǒng)。主要包含:脫模檢測(cè)裝置、夾鉗脫料檢測(cè)裝置、護(hù)罩聯(lián)鎖安全裝置、活動(dòng)工作臺(tái)聯(lián)鎖安全裝置、夾鉗死區(qū)保護(hù)裝置、夾鉗撞料及板料過(guò)度變形檢測(cè)裝置等。
6.1:脫模檢測(cè)裝置
沖模在高速連續(xù)沖壓加工的過(guò)程中,偶爾會(huì)發(fā)生上??ㄔ诎辶现胁荒茼樌皶r(shí)復(fù)位的現(xiàn)象。如機(jī)床繼續(xù)進(jìn)行下一步的動(dòng)作,就可能發(fā)生或撞料、或帶料、或夾鉗撞模具等安全事故,脫模檢測(cè)裝置能夠?qū)ι夏5募皶r(shí)復(fù)位進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè),如果檢測(cè)到上模在沖壓后未能及時(shí)復(fù)位,該裝置即會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)的停機(jī)報(bào)警。從而可以避免發(fā)生后續(xù)的安全事故。
6.2:夾鉗脫料檢測(cè)裝置
夾鉗夾持板料進(jìn)行連續(xù)沖壓加工的過(guò)程中,可能發(fā)生廢料反彈等現(xiàn)象引起的板料被卡住的情況,如果夾鉗繼續(xù)回拉板料時(shí)就會(huì)發(fā)生板料被拉脫掉一個(gè)夾鉗或全部的夾鉗。夾鉗脫料后如果機(jī)床繼續(xù)下一步的工作就會(huì)發(fā)生或撞料、或錯(cuò)誤位置沖壓等事故。夾鉗脫料檢測(cè)裝置能夠?qū)A鉗脫料現(xiàn)象進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè),一但發(fā)生,該裝置即會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)的停機(jī)報(bào)警。從而可以避免發(fā)生后續(xù)的安全事故。
6.3:護(hù)罩及活動(dòng)工作臺(tái)聯(lián)鎖安全裝置
機(jī)床在自動(dòng)加工的過(guò)程中,如果護(hù)罩或活動(dòng)工作臺(tái)被人打開(kāi)進(jìn)去操作,就有可能發(fā)生人身傷害事故。因此機(jī)床的活動(dòng)護(hù)罩和活動(dòng)工作臺(tái)都帶有聯(lián)鎖安全裝置。如果在機(jī)床自動(dòng)加工過(guò)程中,人為打開(kāi)護(hù)罩或拉開(kāi)活動(dòng)工作臺(tái),聯(lián)鎖裝置即會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)的停機(jī)報(bào)警。從而可以避免發(fā)生后續(xù)的安全事故。
6.4夾鉗死區(qū)保護(hù)裝置
夾鉗夾持板料部位或附近位置(稱(chēng)為夾鉗死區(qū)),可能有必需的沖壓加工,如果沒(méi)有相應(yīng)的保護(hù)措施,加工時(shí)模具會(huì)沖壓到夾鉗,導(dǎo)致模具或夾鉗的部分損壞。夾鉗死區(qū)保護(hù)裝置,就是針對(duì)這一情況配備的自動(dòng)保護(hù)設(shè)施,該裝置通過(guò)一組感應(yīng)開(kāi)關(guān)(大小規(guī)格不同的模具對(duì)應(yīng)不同的感應(yīng)開(kāi)關(guān)),在機(jī)床自動(dòng)加工的過(guò)程中,當(dāng)夾鉗進(jìn)入死區(qū)、并有沖壓指令時(shí),保護(hù)裝置即會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)的停機(jī)報(bào)警。從而可以避免發(fā)生后續(xù)的安全事故。
6.5板料過(guò)度變形檢測(cè)裝置
夾鉗夾持板料進(jìn)行連續(xù)沖壓加工的過(guò)程中,可能發(fā)生廢料反彈等現(xiàn)象引起的板料被卡住的情況,接下來(lái)如果夾鉗繼續(xù)推送板料時(shí)就會(huì)發(fā)生板料被頂彎變形的撞料事故;工件毛坯板料如果原本就有過(guò)大的變形(翹曲總高度達(dá)20mm時(shí)),在送進(jìn)轉(zhuǎn)塔時(shí)會(huì)與轉(zhuǎn)塔產(chǎn)生碰撞事故。
夾鉗撞料及板料過(guò)度變形檢測(cè)裝置能夠及時(shí)對(duì)板料的過(guò)大變形觸發(fā)系統(tǒng)的停機(jī)報(bào)警。從而可以避免發(fā)生后續(xù)的安全事故。
7:數(shù)控轉(zhuǎn)塔驅(qū)動(dòng)方式
目前主流產(chǎn)品轉(zhuǎn)塔驅(qū)動(dòng)方式主要有下列兩種:
鏈條傳動(dòng),此類(lèi)結(jié)構(gòu)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)帶動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)塔工作,結(jié)構(gòu)比較可靠,缺點(diǎn)是噪音大,且比較容易松動(dòng),需要定期調(diào)節(jié)。
同步帶傳動(dòng),采用此結(jié)構(gòu)公司目前不是太多。工作噪音小,其對(duì)同步帶受力較高,長(zhǎng)時(shí)間使用容易使齒變形。
8: 數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的送料系統(tǒng)
數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床送料系統(tǒng)的穩(wěn)定性及精度保證非常重要,尤其是長(zhǎng)行程對(duì)送料要求更高,下面為主流廠家目前使用的送料形式:
滾珠絲桿傳動(dòng)是最為常見(jiàn)的送料結(jié)構(gòu),滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小,所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率,成熟的加工體系是高精度的保證。無(wú)側(cè)隙、剛性高,可實(shí)現(xiàn)高速送料,發(fā)熱低,其缺點(diǎn)在于加工成本高昂,承載較小。另外現(xiàn)在部分公司為了節(jié)約成本采用精密軋制滾珠絲杠,但是由于精度不高,實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要分段參數(shù)補(bǔ)償,難以控制產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
齒輪齒條近年應(yīng)用越來(lái)越廣泛,其優(yōu)點(diǎn)在于承載較大,傳動(dòng)速度高,價(jià)格便宜,容易加工,缺點(diǎn)是安裝要求較高,若加工安裝精度差,容易引起磨損,噪音大。
9:數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床工作臺(tái)
數(shù)控沖床工作臺(tái)按照結(jié)構(gòu)可區(qū)分為:
固定工作臺(tái),半隨動(dòng)工作臺(tái),全隨動(dòng)工作臺(tái)。
按照功能可劃分為
毛刷工作臺(tái),鋼球工作臺(tái),實(shí)際沖孔精度由于毛刷臺(tái)面摩擦阻力較大,精度在0.15 mm, 鋼球工作臺(tái)精度在0.1mm
10:數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床數(shù)控操作系統(tǒng)
目前數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床系統(tǒng)主要是下列幾種:
日本FANUC數(shù)控系統(tǒng)
德國(guó)SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)
力士樂(lè)MTX數(shù)控系統(tǒng)
另外也有其他一些數(shù)控系統(tǒng)沖床行業(yè)應(yīng)用較少,如西班牙FAGOR數(shù)控系統(tǒng),日清紡沖床數(shù)控系統(tǒng)等。
11:數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床液壓系統(tǒng)類(lèi)型
數(shù)控沖床用的液壓系統(tǒng)可以分為兩大類(lèi):
一類(lèi)是采用大流量變量泵和伺服閥控制主油路,由數(shù)控系統(tǒng)編程控制沖頭運(yùn)動(dòng)的直接伺服液壓系統(tǒng);直接伺服液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn): 數(shù)控系統(tǒng)直接控制沖頭的沖壓運(yùn)動(dòng)模式,控制方式靈活多樣,最大沖壓力也可在用戶程序中設(shè)定。
缺點(diǎn):能耗高、成本高、液壓油品質(zhì)要求高、用戶后期維護(hù)使用成本高、定期換油維護(hù)時(shí)易產(chǎn)生輕微油污染引起的伺服閥失控的嚴(yán)重故障(更換伺服閥成本較大)
另一類(lèi)是采用高、低壓雙聯(lián)泵供油,高、低壓雙油路分別有高速換向閥協(xié)調(diào)控制沖頭運(yùn)動(dòng),液壓系統(tǒng)自帶專(zhuān)用的高速伺服控制電路單元,由數(shù)控系統(tǒng)選用沖頭的運(yùn)動(dòng)模式并輸入相關(guān)參數(shù)的間接伺服液壓系統(tǒng)。間接伺服液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):高效、節(jié)能、控制簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠、耐用、維護(hù)方便;
缺點(diǎn):工作時(shí)最大沖壓力不能用程序設(shè)定、調(diào)節(jié)。
公司目前主要采用的液壓系統(tǒng)是德國(guó)哈雷公司制造的液壓沖頭系統(tǒng),對(duì)應(yīng)機(jī)型如下:
HPH系列——ECO液壓系統(tǒng),油箱容積180L
HPI系列——HKL液壓系統(tǒng),油箱容積200L
HPQ系列——HRE液壓系統(tǒng),油箱容積275L
HPC系列——HPPC液壓系統(tǒng),油箱容積275L
HIQ系列——日清紡液壓系統(tǒng),油箱容積350L
其中ECO采用了德國(guó)哈雷公司的低檔液壓系統(tǒng),6mm沖程運(yùn)動(dòng)頻次每分鐘600次,HKL采用了德國(guó)哈雷公司的中高檔的伺服液壓系統(tǒng),精度高(達(dá)到±0.2mm)有高精度慢成形功能、高精度滾筋功能、5mm沖程運(yùn)動(dòng)頻次可達(dá)每分鐘1000次,HRE采用了德國(guó)哈雷公司的高檔的伺服液壓系統(tǒng),沖頭運(yùn)動(dòng)的控制模式多、精度高(達(dá)到±0.1mm可滾切)、控制模式中的可控參數(shù)多(速度也可控)、打標(biāo)工作頻次可達(dá)每分鐘1750次,HPPC則是哈雷公司推出的目前最高端的伺服液壓系統(tǒng),兼?zhèn)淦渌到y(tǒng)的所有優(yōu)點(diǎn),且速度大幅提升,每分鐘打標(biāo)達(dá)3800次。
哈雷液壓系統(tǒng)油品統(tǒng)一采用美孚ATF220抗磨液壓油,HIQ日清紡系統(tǒng)采用了美孚DTE25抗磨液壓油。
HPH、HPI、HPQ、HPC、HIQ各系列液壓沖頭沖壓噸位均為30t,HBL液壓沖頭沖壓力50t.
12:數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床機(jī)型代號(hào)含義
每臺(tái)機(jī)床代號(hào)都有其特定含義,如亞威公司目前機(jī)床代號(hào)HPI-3048-40LA2,其中30代表沖壓噸位30噸(20則代表20噸),4代表Y軸行程1250mm(5則代表1500mm),8代表X軸行程2500mm,40代表了轉(zhuǎn)塔為40工位,L 代表機(jī)床采用了長(zhǎng)模具,A2則代表該機(jī)床配備了兩只旋轉(zhuǎn)模具。