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国外数控冲床的现状和开展趋势

文章出处:daxin989 人气:发表时间:2020-03-07 15:57

国外数控冲床的现状和开展趋势
 
据不完全统计,现在国外出产数控冲床的厂家已有30多家,这还不包括一些闻名厂家在其他国家的子公司或分厂。自数控转塔冲床问世近30年来,伴跟着数控技能、液压气动技能、运动元件及计算机等相关技能的开展,数控冲床开展之敏捷(大部分厂家的高档机型的技能目标和功用),大大超出了大部分用户的幻想。各个厂家的产品不断地移风易俗,精彩纷呈,这既是为了规避已有专利技能,也是展示特性技能,以便抢夺商场。数控冲床技能的快速前进一起带动了其辅机的开展,板材加工柔性体系(FMS)的很多呈现和遍及与此也密切相关。通过对数控冲床结构、技能目标的考察,可了解数控冲床的开展趋势。
 
1、数控冲床的结构改进
 
数控冲床(不包括单模步冲机)在结构方面按床身方法、操控轴数、模具库、主传动方法等能够划分红不同的类型。按床身方法可分为开式C形或J形、闭式O形;按操控轴数可分为3轴、3轴或5轴;按模具库可分为转塔式、刀库式、直列式、阵列式;按主传动方法可分为曲柄滑块式、机械凸轮式、肘杆伺服式、液压式。
 
(1)床身无论是开式还是闭式都不代表技能功用的先进与否。公称力在400kN以下时,两种床身方法的数控冲床对机床的功用基本上没有影响。在加工制作、用户操作观察方面,开式床身比闭式还更好一些。当然,大吨位冲床在床身重量一样时,闭式床身对削减机床的变形更有利。虽然现在大部分厂家都在出产开式床身数控冲床,但决不能说这是数控冲床的开展趋势,进而否定闭式结构。 日本AMADA公司和KOMATSU公司选用两层结构机架来前进加工精度和模具寿数。
 
(2)板材送进定位的X、Y两个轴和选模轴T轴是数控冲床的3个基本数控轴。由德国Trumpf公司出产的在X轴横梁上直线排列模具的数控冲床和由意大利Salvagnini公司出产的模具阵列式安置的数控冲床是个特例。前者选模轴和X轴合二为一,后者没有选模轴只要两个轴。不考虑这两个特例,数控冲床的第4轴是转模轴C轴,第4、5轴是转模轴的C1和C2(跟从轴)轴。当时各厂家已基本不再出产3轴的或者说不带转模的数控冲床。转模轴将不再是数控冲床的可选项,而是基本装备。
 
(3)转塔式模具库一直是数控冲床模具库的主流模式,这种模具库结构简略、容量大、模具结构合理、换模敏捷、模具装拆便利。冲床刀库式模具库是从金切机床的刀库和换刀模式派生的,现在只要意大利Omes公司、美国Whitney公司选用,德国Trumpf公司现已筛选刀库式结构而别出心裁地发明了直列式模具库。意大利Salvagnini公司首创阵列式模具库。上述三个厂家在产品的开展进程中都完善了自己的结构,能够满足绝大部分客户的需求,但在某些方面各有其缺乏,如换模时刻长、容量小、晦气转模安置等。有些厂家开展了外置式模具库以削减人工辅佐时刻前进出产率或兼有补偿模具库容小的缺乏,可是这现已不是数控冲床自身的问题了。
 
(4)主传动部分一直是数控冲床技能前进的标志之一。主传动部分的冲压频率直接影响数控冲床的出产效率,也因此成为制作商和用户关注的焦点。从开端的曲柄滑块组织加气动离合制动器或液压离合制动器的主传动,开展到现今高频次、低噪声、功用完善的液压主传动体系。
 
复杂的机械凸轮式结构仅是曲柄滑块组织的一种变形,目的是削减噪声,这种结构是日本Amada公司的专利。
 
肘杆伺服式主传动是日本Murata公司首创,它开创性地用伺服电机驱动肘杆组织便利地操控冲压频率和速度,并因此使其在1995年日本筑波机床博览会上获日本机械工业设计大奖——通产大臣奖。这种肘杆伺服式主传动,组织比较复杂,功用不比液压主传动优越。
 
液压主传动体系由快速液压缸、操控阀块和液压站组成,其关键在于油缸的上下行程多点或无级可控,换向敏捷。液压体系的平稳、易调速、行程可控、过载安全保护在数控冲床上得到了充分体现,并为数控冲床带来了前所未有的技能前进:①噪声大大下降,基本上只要板材冲断的声响。②振动大大减小。③冲压频率前进,已达1200次/min。④冲裁入模量可调,削减了模具调整时刻。⑤不存在过载闷车乃至形成零件损坏的现象。⑥滑块可保持在恣意行程方位,数控冲床可完结滚压滚剪工艺。
 
由此可见,液压主传动替代机械主传动是必然趋势,当时机械主传动数控冲床的产量在敏捷下降。
 
2、数控体系开展和二次开发
 
数控体系是数控冲床的重要组成部分,数控技能和计算机的前进是数控冲床许多技能目标前进和功用完结的条件。数控体系绝大部分都选用32位CPU使其运转处理速度大幅度前进;内存容量加大;许多由外部机电结合完结的功用开端成为数控体系具有的功用,大大简化机电结构前进了牢靠性;人机界面愈加友爱。数控体系和计算机越来越挨近,带硬盘,以Windows操作体系为渠道更便于主机制作商特性化开发,运用更便利。
 
以夹钳安全保护为例:数控体系不具有夹钳软件保护功用曾经,夹钳防冲安全区的设定是由多个检测开关和感应撞块板联合确认的,机电结构复杂,安全性差,而数控体系记忆各夹钳方位并时刻由体系软件检测夹钳运转方位,牢靠地保护了夹钳,除非软件出问题。二手冲床收回
 
一些闻名的数控冲床制作厂家通过对外购的数控体系进行二次开发,使之更能配合机床的特色(有的把主动编程软件嵌入数控体系使现场编程十分简略)。芬兰Finn-Power公司三夹钳程控主动换位功用使制件精度免受重定位影响,便是得益于数控体系的快速和迷人化。数控体系的二次开发、机床结构的立异还可使操作更简略便利。如体系具有排料显现、实时显现加工进程、进行主动编程、夹钳方位编程、机床运转数据统计(冲压次数、运转时刻、模具运用次数等)、完善的故障诊断等功用;机械方面不断呈现了辅佐提模设备、模具油雾光滑、运动副主动光滑、小件通道、真空吸废料、液压主传动、多转模及多子模设备等新设备新结构,使操作人员对机器的干涉和保护越来越少,非出产时刻越来越短。
 
3、技能目标大幅前进、功用不断完善
 
数控冲床是高速度高精度板金冲压设备,其开展方向曾经进出产率为首要目标,其他还需不断添加功用、不断扩大工艺规模、前进主动化程度、改进操作使之更迷人。
 
高速启制动、高频次冲压、高精度定位一起要求对数控冲床是相当严苛的,可是数控冲床的技能目标在近年来得到了持续前进。大都厂家最高目标已达:换模时刻缩短到1~2s;冲压频率达900次/min,最高达1200次/min(意大利Salvagnini公司模具阵列式S4体系),25mm步距冲压频率450次/min;单轴进给速度达100m/min;相邻孔距离(300mm内)精度达±0.07mm。
 
为达到上述目标,各公司选用了不同措施,如日本Amada公司和Komatsu公司选用两层结构机架来前进加工精度(±0.07mm)和模具寿数。意大利Rainer公司机床Y轴选用双边驱动,使工作台加速度达8~10m/min,能够以100m~900m的速度冲压。
 
转模设备和构思独特的模具的呈现使数控冲床加工工艺规模不断扩大,除冲孔、起伏成型外恣意滚剪、滚筋、大规模拉深等新工艺也可在数控冲床上完结。这些技能开展大大超越了用户需求的期望,这是国外知名厂家技能实力的体现,也是他们在商场竞争中处于领先地位的根本原因。
 
主动编程软件也开端成为数控冲床的一部分,它的功用影响着用户对主机的评价。用户开端要求主动编程软件具有三维展开、主动排料、大都据统计等功用。
 
4、数控冲床如何开展
 
出产厂家对数控冲床高速、高效、高精度的追求,的确使其技能功用得到了不断前进,但这却使操作人员成为机床效能发挥的障碍。这是由于由人工完结的上下料和换模操作占去了太多的辅佐时刻,操作者成了机床的奴隶,越来越不适应机床的高出产率要求。因此,冲床主动上下料设备、外置模具库主动换模设备成为高效数控冲床的一部分就被提上改进日程。例如,日本小松(Komatsu) 公司APO3048冲压中心内置最多达300套模具;绝大部分厂家都有不同档次的上下料设备,有的乃至是多轴数控设备。由此可见,数控冲床技能功用功用的持续前进应以相关技能的开展和新结构的呈现为条件,最终以机器的扩张(添加辅机)为成果。
 
纵观数控冲床的现状和开展,能够认为:
 
(1)机械主传动被液压主传动筛选已成定局。
 
(2)加工进程无人干涉的冲压(或复合)中心是数控冲床的开展方向。
 
(3)速度不断前进、开放、牢靠的工控机更多地被选用。
 
(4)跟着数控技能、伺服技能、运动元件的开展特别是直线伺服电机的老练和本钱的下降,数控冲床的结构还会有新的突破。比方,夹钳可直接和直线电机的运动部分相连,而不需直线导轨、滚珠丝杠,从而使结构简化,运动惯量减小,进一步前进送进速度;模具的刃磨可不装拆模具即可在机床上完结;直线伺服电机能够替代现有的液压主传动设备。
 
(5)开发远程诊断技能的应用和遍及。网络技能和数控体系的开展将使制作厂家对其遍及世界各地的机床进行远程诊断和维修成为实际。

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