青島卓東機(jī)械科技有限公司VT-300型數(shù)控沖?；卮u頭壓力機(jī)為例進(jìn)行了以下系統(tǒng)研究。
1.1.1機(jī)床介紹
1,、VT-300型數(shù)控沖模回磚頭壓力機(jī)的基本構(gòu)成
VT-300型數(shù)控沖?；卮u頭壓力機(jī)也就是數(shù)控磚塔沖床是一種高效的板材加工設(shè)備,，工作臺(tái)及轉(zhuǎn)盤的定位，臨時(shí)停機(jī)及各種各樣輔助功能,，可通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)的指令控制,。
機(jī)器主要由四個(gè)部分組成：轉(zhuǎn)盤,、工作臺(tái)、控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng),?？刂葡到y(tǒng)可以自動(dòng)方式操作，也可以手動(dòng)方式操作,。
2,、電氣控制系統(tǒng)的組成
電氣控制系統(tǒng)主要由一下幾個(gè)部分組成：
3、SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)
數(shù)字控制系統(tǒng)SIEMENS 840D是電氣控制核心部分,，位于電氣柜,。它主要用來(lái)控制各坐標(biāo)軸的運(yùn)行，通過(guò)內(nèi)部PLC進(jìn)行各輔助功能的控制,，保證數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床動(dòng)作協(xié)調(diào)可靠,。
4、SIEMENS 611D變頻系統(tǒng)
SIEMENS 611D數(shù)字伺服系統(tǒng)根據(jù)CNC輸出的伺服指令,，驅(qū)動(dòng)X,、Y、A,、C伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)要求的運(yùn)動(dòng),。
5、X,、Y,、A、C伺服電機(jī)
VT-300型共有4個(gè)電機(jī),，分別控制X,、Y、A,、C,。
6、哈雷H+L,、施耐德HE302或博士-力士樂(lè)HNC100液壓控制系統(tǒng)
7,、各軸行程開(kāi)關(guān)
8、各種無(wú)觸點(diǎn),、有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)
9,、電柜及有關(guān)接線盒
1.1.2主要參數(shù)
| 公稱力 | 300KN | X/Y軸行程 | 1250X1250mm |
| 更大加工板材尺寸（含一次再定位） | 2500X1250mm | 模位數(shù) | 24工位；32工位 |
| 旋轉(zhuǎn)工位（選件） | 2個(gè) | 滑塊連續(xù)行程次數(shù) | 50spm |
| 滑塊行程 | 32mm | 主電機(jī)功率 | 11KW |
| 消耗總功率 | 25KW | 供氣壓力 | 0.55Mpa |
| 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 | 30RPM | X,、Y軸更大移動(dòng)速度 | 50m/min |
| 孔距精度 | +0.lmm | 更大加工板厚 | 6.35mm |
| 一次更大沖孔直徑 | 中88. 9nrn | 模具的形式 | 彈簧復(fù)位式 |
| 機(jī)器重 | 15噸 | | |
4.1.3 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)模具 | 沖孔能力 | 300KN | 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)工位 | 2個(gè) |
| 模具尺寸更大對(duì)角線尺寸 | 60mm | 最小輸入單位 | 0.01 |
| 模具的形式 | 彈簧復(fù)位式 | 旋轉(zhuǎn)角度 | 3600（任意方向） |
| 控制軸名稱C軸 | | | |
1.2液壓主傳動(dòng)
1.2.1液壓系統(tǒng)原理圖
如圖4.1
該液壓系統(tǒng)采用博士力士樂(lè)公司新型比例伺服閥,，結(jié)合獨(dú)特的控制器HNC100，可方便的對(duì)沖壓動(dòng)作進(jìn)行控制,。配合位置傳感器LVDT的運(yùn)行,，可直接從數(shù)控系統(tǒng)輸入指令來(lái)調(diào)整沖壓的行程,、速度以及停留時(shí)間。而且,，在一個(gè)沖壓過(guò)程中,，可以改變速度。比如沖制一些板厚料時(shí),，我們可以在沖頭接近板料時(shí)采取比較快的速度,，達(dá)到一個(gè)快速省時(shí)的目的，在切入板材厚度的1/3時(shí),，改變減低沖頭下行速度,，使剪切過(guò)程軟化，減小噪音,。LVDT和高頻閥的運(yùn)用使得沖頭定位準(zhǔn)確,，可精確的進(jìn)行成型操作。HNC100可直接與計(jì)算機(jī)連接對(duì)沖壓過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化可進(jìn)行成型過(guò)程控制,，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器,，可進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷。
1.2.2液壓主傳動(dòng)動(dòng)作順序
電磁閥通電,，壓力被建立起來(lái),。
1.2.3液壓沖頭下行
比例伺服閥b通電，則三位五通比例伺服閥處于右側(cè)位置,。
則：油泵抽出油的行走路線為：
Ql—P口過(guò)濾器過(guò)濾一打開(kāi)單向閥一通過(guò)比例伺服閥一到達(dá)油缸的上腔
油泵Q2抽出的行走路線為：
Q2一-位三通液控閥一油箱
油缸下腔中的油的行走路線為：
油缸下腔的油一二位三通液控閥一油箱
1.2.4液壓沖頭回程
當(dāng)液壓沖頭回程時(shí),，二位三通液壓閥處于有側(cè)位置，三位四通電磁閥b得電,，三位四通
液壓閥處于左側(cè)位置,。
則：油泵抽出油的行走路線為：
Ql一二位三通液控閥一油缸下腔
油泵Q2中油的行走路線為：
Q2-油缸下腔
油缸上腔中的油的行走路線為：
油缸上腔中的油一三位四通液控閥一回油箱
1.3主傳動(dòng)液壓系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)
| 油箱的容積 | 150L |
| 油的型號(hào) | 美孚MOBIL DTE25 |
| 工作壓力 | 泵1280 bar |
| 泵2 280 bar |
| 工作流量 | 泵l 3 0L/min |
| 泵2 15L/nun |
| 油溫 | 30到60攝氏度 |
| 電機(jī)功率 | 11KW |
| 電機(jī)轉(zhuǎn)速 | 1470r/min |
1.4液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)
1.4.1優(yōu)點(diǎn)
1、可在運(yùn)行過(guò)程中方便地實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速,，調(diào)速范圍可達(dá)1000:1,。
2、液壓傳動(dòng)裝置的重量輕,，結(jié)構(gòu)緊湊,，慣性小,，其體積和重量只有同等功率電動(dòng)機(jī)的12%左右,，液壓傳動(dòng)易實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)，制動(dòng)及頻繁換向,，每分鐘的幻想次數(shù)可達(dá)500（左右擺動(dòng)）,，1000（往復(fù)移動(dòng)）。
3,、由于液壓傳動(dòng)是以密閉回路上的靜壓力來(lái)傳遞的,，屬柔性傳動(dòng),，這使液壓元件的安裝位置有很大的靈活性。
4,、只要用安全閥,，便可實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。
5,、可借助各種閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,，若用電、液聯(lián)合控制,，還可實(shí)現(xiàn)遙控,。
6、液壓元件易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,，系列化,，通用化，便于設(shè)計(jì),，制造和擴(kuò)大應(yīng)用,。
1.4.2缺點(diǎn)
1、漏油是很棘手的問(wèn)題,，不僅污染環(huán)境,，甚至?xí)斐墒鹿省?br />2、噪音大,。
3,、由于液壓油的黏度隨油溫而變，這會(huì)引起液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性變化,，故其不宜在很高或很低的溫度條件下工作,。
4、液壓元件的精度高,，造價(jià)高,。
5、液壓元件的小孔,、縫隙容易堵塞,，因此必須特別注意油液的過(guò)濾。
4.5自動(dòng)旋轉(zhuǎn)模具結(jié)構(gòu)
1.5.1介紹
自動(dòng)旋轉(zhuǎn)模具可以使凸,、凹模旋轉(zhuǎn)到任何所需的角度,。
模具的旋轉(zhuǎn)是由一臺(tái)AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)工位上的模座結(jié)構(gòu)形式不同于其他工位,。
旋轉(zhuǎn)模位于普通模位相比具有如下有點(diǎn)：
1,、在工位上可恨方便的加工各種的孔形
2、同一模具可完成多個(gè)模具的工作,。
3,、縮短生產(chǎn)周期,。
如圖4.2所示
圖4.2旋轉(zhuǎn)模傳動(dòng)示意圖
旋轉(zhuǎn)模具傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要是由伺服電機(jī)、同步齒行帶,、蝸輪蝸桿減速箱及漲緊裝置等組成,。首先伺服電機(jī)帶動(dòng)同步齒形帶，再通過(guò)同步齒形帶輪傳給蝸輪,、蝸桿,，通過(guò)減速箱外面的氣缸使旋轉(zhuǎn)裝置與模具分離和結(jié)合，從而使模具旋轉(zhuǎn)并可停在任一位置,。長(zhǎng)時(shí)間的使用后,，同步齒形帶會(huì)有松弛現(xiàn)象，這時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)漲緊裝置的螺釘,，拉動(dòng)帶輪座移動(dòng),，將同步齒形帶漲緊至適當(dāng)程度。
1.6轉(zhuǎn)盤
機(jī)器的上,、轉(zhuǎn)盤位于機(jī)身的喉口里面,，是由圓錐滾子軸承支撐其旋轉(zhuǎn)。凸模和凹模分別裝在上,、下轉(zhuǎn)盤上,，各定位銷孔分布在圓周上。該部分由AC伺服電機(jī),、定位銷和定位氣缸,、減速器等組成。根據(jù)CNC指令,，模具要換位時(shí),，轉(zhuǎn)盤的定位銷退出，AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤到CNCziling要求的下一個(gè)模位,，當(dāng)轉(zhuǎn)到新的指令位置時(shí),，電機(jī)停下，轉(zhuǎn)盤定位銷插入,，保證了模具的精度定位,。如圖4.3所示，電機(jī),、減速箱及傳動(dòng)軸與床身固定,。
轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)靠齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)來(lái)完成。
齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：
1,、承載能力大,。
2,、瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定,。
3,、傳動(dòng)比范圍較大，即可用于增速傳動(dòng),，也可用于減速傳動(dòng),。
4、節(jié)圓圓周速度和傳動(dòng)功率變化范圍大,?？梢杂糜趘>40m/s的高速傳動(dòng)，也可用于中
速和v< 25m/s的低速傳動(dòng),，傳遞功率可以小于lw,，也可高達(dá)l06KW。
5,、傳動(dòng)的效率高,，一般可以高達(dá)90%，漸開(kāi)線圓柱齒輪的效率可以高達(dá)99%,。
6,、結(jié)構(gòu)比較緊湊，適用于近距離傳動(dòng),。
7,、無(wú)過(guò)載保護(hù)功能。如果齒輪制作精度較低,，則傳動(dòng)噪音和沖擊較大,。
鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
1、鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求低,。
2,、鏈輪齒受力較小，強(qiáng)度較高,，磨損也較輕,。
3、鏈傳動(dòng)有較好的緩沖,，吸振興性能,。
4、鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比準(zhǔn)確,，傳動(dòng)效率高,。
5、鏈條對(duì)軸的作用小,。
6,、鏈傳動(dòng)的尺寸較緊湊。
7、鏈條裝折比較方便,。
8,、鏈傳動(dòng)能在較大傳動(dòng)比和較小中心距下工作。
9,、鏈傳動(dòng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng),。
10、鏈條的磨損伸長(zhǎng)比較緩慢,，張緊調(diào)解量較小,。
1 1、鏈傳動(dòng)在可燃?xì)夥障鹿ぷ靼踩煽俊?br />缺點(diǎn)：
l,、受空間限制,，要求中心距大。
2,、瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定,。
3、傳動(dòng)比小,。
4,、轉(zhuǎn)速低。
5,、噪音大,。
1.7送料部分
送料部分是將被加工板材，按程序送到?jīng)_頭下,，完成板料的定位,，其組成如下。
1.7.1橫梁
橫梁是鋼板焊接結(jié)構(gòu),，兩側(cè)的支承焊接在其下底面上,，導(dǎo)向是靠直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。Y軸是由AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),，電機(jī)用過(guò)無(wú)間隙撓性連桿器直接與滾珠絲杠聯(lián)接,，絲杠裝配時(shí)已進(jìn)行了預(yù)緊，保證了無(wú)間隙傳動(dòng),。絲杠傳動(dòng)主要是一種將螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),，同時(shí)傳遞能量和力或者調(diào)整零件位置的傳動(dòng)形式，絲杠傳動(dòng)也可以將直線傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺旋運(yùn)動(dòng),。絲杠根據(jù)螺紋副摩擦性質(zhì)不同可分為滑動(dòng)絲杠,、滾動(dòng)絲杠和靜壓絲杠三種形式。根據(jù)用途不同,，可分為傳力絲杠,、傳動(dòng)絲杠和調(diào)整絲杠三種形式。
該數(shù)控沖床主要采用滾珠絲杠連接，其特點(diǎn)是：
1,、摩擦阻力小,，傳動(dòng)效率高。
2,、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難,。
3,、具有傳動(dòng)可逆性。
4,、運(yùn)行平穩(wěn),，起動(dòng)是無(wú)振動(dòng)，低速時(shí)無(wú)爬行,。
5,、定位精度和重復(fù)定位精度高，軸向剛度較高,。
6,、工作壽命長(zhǎng)。
7,、抗沖擊性差,。
1.7.2溜板
溜板是退火的鑄鐵件，由固定在橫梁上的一根導(dǎo)軌導(dǎo)向,。
1.7.3氣路系統(tǒng)
該機(jī)的氣路系統(tǒng)由各類方向控制閥和氣源三聯(lián)件組成,，氣源借口位于機(jī)器正面，所需供氣壓力0.55Mpa,，各用氣部分分別是：轉(zhuǎn)?；椎纳怠⑥D(zhuǎn)盤定位銷,、在定位,、夾鉗、定位塊,。壓力繼電器用來(lái)判斷氣源壓力是否達(dá)到設(shè)定值．如果沒(méi)有達(dá)到預(yù)定值,，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警。壓縮空氣進(jìn)行各執(zhí)行件之前,，先通過(guò)油霧器,，然后再把油帶至個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行元件以達(dá)到潤(rùn)滑的目的。如圖4.4所示,。
如圖4.4
1,、轉(zhuǎn)模滑快升降
轉(zhuǎn)模滑套的接合是雙電控二位五通閥控制的,，速度可通過(guò)單向節(jié)流閥調(diào)整,。
2、轉(zhuǎn)盤定位銷
轉(zhuǎn)盤的上,、下兩個(gè)定位銷分別由兩個(gè)汽缸通過(guò)聯(lián)接板與銷子相連,，氣缸支持在固定座上，由雙電控二位五通閥控制銷子的進(jìn)退,，定位時(shí)的速度可由單向節(jié)流閥調(diào)整,。
3、再定位
再定位氣缸的換向是由單電控二位五通閥控制,，氣缸固定在與床身相聯(lián)的支架上,，加工的板材需再定位時(shí)，再定位氣缸直接壓住鋼板,，通過(guò)夾鉗的移動(dòng)完成再定位的動(dòng)作,。
4、夾鉗
夾鉗油缸由雙電控二位五通閥控制,，二位五通閥的閉開(kāi)是由腳踏開(kāi)關(guān)控制,，夾鉗的控制是靠腳踏開(kāi)關(guān)或控制板上的按鈕，結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖4.5,，夾鉗的更大夾緊厚度是6.35mm,，夾鉗油缸的壓力油是通過(guò)一個(gè)氣液增壓缸提供的。
圖4.5
1.8定位擋塊
定位擋塊直接與氣缸桿相聯(lián),。
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