專利名稱：多功能伺服曲柄壓力機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種曲柄壓力機，特別是一種多功能伺服曲柄壓力機。
背景技術(shù)：
曲柄壓力機是塑性成型中最重要的加工設(shè)備，其工作過程主要是飛輪釋 放沖壓功，整個工作中滑塊的運動曲線是固定不變的，速度按正弦規(guī)律變化, 只能滿足一定的工藝要求，這種工作模式和工藝性能(噪聲大、精度低、能 耗高)已經(jīng)很難適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)發(fā)展的需求。以多連桿壓力機為例，其滑塊的 特性是按所特定的曲線運動，不能實現(xiàn)柔性更改。最近，國內(nèi)巿場對髙精度、 高質(zhì)量、低能耗的柔性沖壓設(shè)備的需求日趨強烈，尤其是新型材料的出現(xiàn)以 及成型產(chǎn)品形狀的復(fù)雜化，為研發(fā)多功能伺服曲柄壓力機提供了一個創(chuàng)新的 平臺，而大功率交流伺服電機驅(qū)動和計算機控制技術(shù)的逐步成熟，使多功能 伺服曲柄壓力機的開發(fā)成為可能。
中國專利文獻號CN2666656Y中公開一種伺服驅(qū)動智能型數(shù)控曲柄壓 力機，其控制系統(tǒng)控制的交流永磁伺服電機驅(qū)動單級齒輪副，其中大齒輪帶 動曲軸轉(zhuǎn)動；上述驅(qū)動控制系統(tǒng)包括伺服電機驅(qū)動控制系統(tǒng)和儲能電容箱， 伺服電機驅(qū)動控制系統(tǒng)分別與交流永磁伺服電機及儲能電容箱相連接；曲軸 上設(shè)置有制動器，而本實用新型的傳動方式釆用復(fù)合型機構(gòu)或二級減速箱， 有效降低了伺服電機輸出扭矩，降低了制造成本；且制動器設(shè)置在電機軸可 選用較小的制動器，縮小了安裝體積和減少了制動時間；同時曲軸上設(shè)有角 度檢測裝置、滑塊上設(shè)有位移檢測裝置，計算機控制系統(tǒng)可對曲軸角度和滑 塊封閉高度位移進行實時的檢測及調(diào)整。本實用新型還在計算機控制系統(tǒng)中 安裝遠程通訊模塊，能對整機作遠程的維護。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、工作性能更優(yōu)越的多功 能伺服曲柄壓力機，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。按此目的設(shè)計的一種多功能伺服曲柄壓力機,包括由交流伺服電機驅(qū)動 的曲柄壓力機，交流伺服電機的主伺服控制單元分別連接有電網(wǎng)、儲能單元 和計算機控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特征是交流伺服電機的輸出軸上設(shè)置有制動器.， 并經(jīng)減速箱與曲柄壓力機傳動連接，曲柄壓力機的曲軸和床身上分別設(shè)置有 角度傳感器和位移傳感器，兩者分別與計算機控制系統(tǒng)電連接。
所述交流伺服電機輸出軸的后端與常閉式制動器連接，制動器又與主伺 服控制單元電連接，前端通過復(fù)合型多級機構(gòu)或兩級齒輪減速箱與曲柄壓力 機的曲軸連接，曲軸的曲柄通過連桿驅(qū)動滑塊運動。常閉式制動器在停機或 緊急情況下制動，設(shè)備運行更安全。
所述角度傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼器，設(shè)置在曲柄壓力機曲軸的端部。
所述滑塊上設(shè)置有調(diào)節(jié)滑塊位置的微調(diào)電機，電機軸端裝有編碼器，微 電機伺服控制單元與微調(diào)節(jié)電機相連，并與計算機控制系統(tǒng)電連接。
所述滑塊下端固定設(shè)置有上模，下方對應(yīng)設(shè)置有下模，下模固定連接在 床身的工作臺上。
所述計算機控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有遠程通訊模塊，外部還連接有人機界面。
所述儲能單元內(nèi)設(shè)置有電容、電阻及開關(guān)電路，電容通過電阻及開關(guān)電 路與主伺服控制單元電連接。
上述交流伺服電機、微調(diào)電機、位移傳感器人機界面與計算機控制系統(tǒng) 相連，實現(xiàn)滑塊速度、位置以及壓力的實時控制，并具有工作模式信息預(yù)存、 調(diào)用、顯示等功能。
本實用新型的工作方式是交流伺服電機經(jīng)兩級減速箱及曲軸連桿機構(gòu)
驅(qū)動滑塊上下運動，儲能單元瞬間釋放電流進行沖壓；計算機控制系統(tǒng)按照 預(yù)設(shè)的程序，實時控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)角、速度和扭矩，從而實現(xiàn)最佳的 工作模式；設(shè)置位移傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器，分別對滑塊封閉高度位移實時檢 測和對曲軸角度實時檢測，并將檢測的數(shù)據(jù)信號反饋到計算機控制系統(tǒng)，如 有偏離，計算機控制系統(tǒng)立即啟動微調(diào)電機，自動補正，實施閉環(huán)控制；計 算機控制系統(tǒng)中裝有遠程通訊模塊，以便實施遠程維護。
當(dāng)交流伺服電機減速時，驅(qū)動器內(nèi)產(chǎn)生高壓反電勢，儲能單元將制動所 產(chǎn)生的電能；或當(dāng)電網(wǎng)對壓力機輸入瞬間大電流時，儲能單元的限流電阻將 其電流值降低并對自身充電，滿電時，限流電阻短路。避免電路因大電流沖 擊而受到損壞，同時，將電網(wǎng)中未用上的電能儲存起來。
當(dāng)滑塊進入壓制行程，遇到巨大的工作負荷時，儲能單元將自動釋放電能且與電網(wǎng)一起提供足夠的電能使交流伺服電機產(chǎn)生扭矩，克服工作負荷； 或當(dāng)關(guān)機時，儲能單元將自動釋放電能，避免停機維修時的觸電意外；或當(dāng) 外界停電時，儲能單元釋放電能制動交流伺服電機。
本實用新型釆用大功率交流伺服電機驅(qū)動，滑塊的運動特性可變,位置、 速度、壓力可控。憑借強大的計算機控制系統(tǒng)，可編制不同的工藝模式，例 如靜音沖裁、快速沖裁、高效拉深、分段壓制等等。在整個工作過程中， 除保留原有壓力機的優(yōu)點外，還具有環(huán)境友好、節(jié)能降耗、高效、高精度、 一機多能等明顯優(yōu)勢。如此多樣的工藝特性，特別適合加工鋁合金型材、高 強度鋼板，為新材料的應(yīng)用以及汽車零件沖壓提供了重要的裝備支持，也為 新工藝、新技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了一個更好的前景。其結(jié)構(gòu)簡單合理，真正實現(xiàn) 加工多樣、高精度、髙效率、低能耗、低噪音。


圖1為本實用新型一實施例的工作方式示意圖。
圖中1為儲能單元、2為主主伺服控制單元、3為交流伺服電機、4 為制動器、5為角度傳感器、6為兩級齒輪減速箱、7為床身、8為曲軸、9 為連桿、IO為編碼器、ll為調(diào)節(jié)電機、12為滑塊、13為上模、14為下模、 15為工作臺、16為位移傳感器、17為計算機控制系統(tǒng)、18為人機界面、19 為微電機伺服控制單元。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。 參見圖l，本多功能伺服曲柄壓力機，包括由交流伺服電機3驅(qū)動的曲 柄壓力機，交流伺服電機直接與主伺服控制單元2相連，主伺服控制單元還 分別與電網(wǎng)、儲能單元1和計算機控制系統(tǒng)17連接。儲能單元1內(nèi)設(shè)置有 電容、電阻及開關(guān)電路，電容通過電阻及開關(guān)電路與主伺服控制單元2電連 接。交流伺服電機3輸出軸的后端或前端與常閉式制動器4連接，制動器又 與主伺服控制單元2電連接，前端通過兩級齒輪減速箱6與曲柄壓力機的曲 軸8連接，曲軸的曲柄通過連桿9驅(qū)動滑塊12運動。曲軸8和床身7上分 別設(shè)置有角度傳感器5和位移傳感器16，兩者分別與計算機控制系統(tǒng)電連 接。角度傳感器5為旋轉(zhuǎn)編碼器，設(shè)置在曲軸的端部?；瑝K12上設(shè)置有調(diào) 節(jié)滑塊位置的微調(diào)電機11,電機軸端裝有編碼器10,微電機伺服控制單元 19與微調(diào)節(jié)電機相連，并與計算機控制系統(tǒng)17電連接。滑塊下端固定設(shè)置 有上模13,下方對應(yīng)設(shè)置有下模14,下模固定連接在床身的工作臺15上。 計算機控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有遠程通訊模塊，外部還連接有人機界面17。
權(quán)利要求1. 一種多功能伺服曲柄壓力機，包括由交流伺服電機(3)驅(qū)動的曲柄壓 力機，交流伺服電機的主伺服控制單元(2)分別連接電網(wǎng)、儲能單元(1) 和計算機控制系統(tǒng)(17),其特征是交流伺服電機的輸出軸上設(shè)置有制動器(4)，并經(jīng)減速箱與曲柄壓力機傳動連接，曲柄壓力機的曲軸(8)和床身(7) 上分別設(shè)置有角度傳感器(5)和位移傳感器(16)，兩者分別與計算機控制 系統(tǒng)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能伺服曲柄壓力機，其特征是所述交流伺服 電機輸出軸的后端或前端與常閉式制動器連接，制動器又與控制系統(tǒng)連接， 前端通過復(fù)合多級機構(gòu)或兩級齒輪減速箱(6)與曲柄壓力機的曲軸連接，曲 軸的曲柄通過連桿(9)驅(qū)動滑塊(12)運動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能伺服曲柄壓力機,其特征是所述角度 傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼器，設(shè)置在曲柄壓力機曲軸的端部.
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能伺服曲柄壓力機，其特征是所述滑塊上設(shè) 置有調(diào)節(jié)滑塊位置的微調(diào)電機(11)，電機軸端裝有編碼器(10)，微電機伺 服控制單元(19)與微調(diào)節(jié)電機相連，并與計算機控制系統(tǒng)電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能伺服曲柄壓力機，其特征是所述滑塊下端 固定設(shè)置有上模(13)，下方對應(yīng)設(shè)置有下模(14)，下模固定連接在床身的 工作臺(15)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能伺服曲柄壓力機，其特征是所述計算機控 制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有遠程通訊模塊，外部還連接有人機界面(18)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能伺服曲柄壓力機,其特征是所述儲能單元 內(nèi)設(shè)置有電容、電阻及開關(guān)電路，電容通過電阻及開關(guān)電路與主伺服控制單 元電連接。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能伺服曲柄壓力機，多功能伺服曲柄壓力機包括由交流伺服電機驅(qū)動的曲柄壓力機，交流伺服電機的主伺服控制單元分別連接電網(wǎng)、儲能單元和計算機控制系統(tǒng)，儲能單元瞬間釋放電能進行沖壓；計算機控制系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的程序，實時控制交流伺服電機的轉(zhuǎn)角、速度和扭矩，從而實現(xiàn)最佳的工作模式；其交流伺服電機的輸出軸上設(shè)置有制動器，并經(jīng)減速箱與曲柄壓力機傳動連接，曲柄壓力機的曲軸和床身上分別設(shè)置有角度傳感器和位移傳感器，并分別對滑塊封閉高度位移和曲軸角度實時檢測，同時將檢測的數(shù)據(jù)信號反饋到計算機控制系統(tǒng)，以便作出相應(yīng)調(diào)整。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，真正實現(xiàn)加工多樣、高精度、高效率、低能耗、低噪音。
文檔編號G05B15/02GK201154548SQ20082004379
公開日2008年11月26日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者史國亮, 孫友松, 徐友珍, 李新忠, 李智敏, 李智豪, 李紹培, 魏良模, 黃開勝, 勉 黎 申請人:廣東宏興機械有限公司;廣東工業(yè)大學(xué)