伺服冲压技术在数控转塔冲床中的创新与应用

0 引言

　　数控转塔冲床源于1932年美国WIEDEMANN公司，该公司发明的多工位冲床的转盘式模具库及转塔冲床的基本工作原理一直延续至今。然而在其数十年的发展历程中，始终伴随着机械、液压、模具、电控等相关新技术的发展，在主传动系统、转盘模具系统、板料送进系统、电气控制系统等方面，不断进行着关键技术创新与升级，使其总体技术水平与性能持续提高。

　　作为冲压动力源的主传动系统，继由传统的机械型被液压型替代后，正朝着伺服电机驱动型方向转化。以此为主要特征的新一代高性能数控伺服转塔冲床，具有技术领先、精度高、加工范围广、冲压速度快、工艺适应性好、节能环保等优势，代表了数控转塔冲床的发展水平和方向。

　　目前，数控转塔冲床的国内需求大约3000台／年，伺服电机驱动主传动式高性能机型约占两成并呈上升趋势。其中，济南铸造锻压机械研究所有限公司自主研发推出的SVR专利技术的SP型数控伺服转塔冲床(图1a)，以及率先应用伺服冲压技术的日本AMADA等公司先进产品(图1b)，均显示了创新的技术特点与良好的市场前景。同时，目前仍作为主志，使数控液压转塔冲床也快速步入新的伺服化发展阶段。其代表性产品主要有济南铸造锻压机械研究所有限公司最新推出的HPD型数控液压转塔冲床(图1c)，以及德国TRUMPF公司的Tupunch5000型数衙控液压转塔冲床(图1)。

图1 国内外数控伺服转塔冲床

1 SVR可变连杆专利技术的伺服主传动系统

　　1.1 概述

　　数控伺服转塔冲床的技术关键在于伺服主传动技术。济南铸造锻压机械研究所有限公司近年来在跟踪与分析国际先进伺服冲压技术的同时，在伺服电机驱动主传动系统技术方面，进行了持续深入的研究。不同于其他产品所采用的国外已有技术的主传动模式，创新提出并研制了连杆长度可变曲柄连杆传动机构及数控转塔冲床主传动系统，形成了独有发明专利(201110219184．7)的伺服主传动专利技术(图2a)。该技术突破传统设计与工艺模式，实现了以小功率高速伺服电机取代大扭矩伺服电机达到高效率、低能耗的技术创新，成为新一代数控转塔冲床行业的关键领先技术，开创了高效、柔性、绿色伺服冲压技术发展的新途径。

图2伺服电机驱动主传动类型示意图 

　　该专利主传动技术不仅与国际先进伺服主传动技术同步发展，且具有其独特的技术性能优势。如日本AMADA等公司应用于数控转塔冲床的主要结构类型，一种是双伺服电机主传动系统(图2b)，将同步控制的两台伺服电机分别连接于曲轴的两端的曲柄连杆机构，虽然结构相对简单，但必须采用大功率双力矩伺服电机，以满足公称压力和冲压速度的要求，使其制造成本及能耗较高。