Heb je ooit nagedacht over het baanbrekende potentieel van servopersen in de productie? In dit artikel onderzoeken we hoe deze geavanceerde machines een revolutie teweegbrengen in de industrie en ongeëvenaarde precisie, efficiëntie en veelzijdigheid bieden. Onze deskundige inzichten onthullen de belangrijkste voordelen van servopersen en hoe ze uw productieproces kunnen transformeren. Maak je klaar om de toekomst van metaalomvormen te ontdekken en je productie naar een hoger niveau te tillen.
De stempelindustrie is getuige geweest van een revolutionaire vooruitgang met de introductie van servo aangedreven persen, die de inherente beperkingen van conventionele mechanische persen aanpakken. Deze innovatie maakt gebruik van zeer nauwkeurige servomotoren als directe krachtbronnen, wat resulteert in een ongeëvenaarde controle over de schuifbeweging en de algehele werking van de pers.
Servopersen bieden een groot aantal voordelen, waaronder:
Deze eigenschappen positioneren servopersen als de derde generatie stanstechnologie en de huidige maatstaf in de evolutie van de industrie.
De programmeerbare aard van servomotoren maakt geavanceerde bewegingsbesturing mogelijk, waardoor:
Dit besturingsniveau maakt servopersen ideaal voor een breed scala aan toepassingen, waaronder:
De integratie van AC-servomotoraandrijftechnologie vertegenwoordigt een belangrijk aandachtspunt in het onderzoek naar en de ontwikkeling van geavanceerde smeedapparatuur. Deze technologie wordt wereldwijd snel de nieuwe standaard voor persen met hoge prestaties en biedt:
Naarmate industrieën zoals luchtvaart, automobiel, hogesnelheidsspoorwegen, scheepsbouw, kernenergie, hernieuwbare energie en defensie steeds complexere en performantere componenten vragen, blijft de behoefte aan geavanceerde stansapparatuur groeien. Traditionele mechanische persen, met hun vaste slaglengtes, beperkte drukregeling en inflexibele schuifbewegingskarakteristieken, hebben moeite om aan deze veranderende eisen te voldoen.
Servopersen pakken deze uitdagingen effectief aan door:
Een servopers is een geavanceerde stempelmachine die gebruikmaakt van servomotortechnologie voor een nauwkeurige controle over de persbewerking. In de kern bevat een servopers een feedbackcontrolesysteem dat nauwkeurig de mechanische verplaatsing en versnelling regelt tijdens het stempelproces.
De belangrijkste onderdelen van een servopers zijn:
Het servosysteem zorgt voor een ongekende controle over de prestatieparameters van de pers:
Deze mate van controle biedt verschillende voordelen ten opzichte van conventionele mechanische of hydraulische persen:
Servopersen vertegenwoordigen een belangrijke vooruitgang in de metaalvormingstechnologie, waardoor fabrikanten een hogere precisie, productiviteit en procesoptimalisatie kunnen bereiken in hun stansactiviteiten.
De structuur van een AC-servopers bestaat uit drie hoofdcomponenten: de hoofdaandrijving, de actuator en het hulpmechanisme. Het hoofdaandrijfsysteem is verantwoordelijk voor het overbrengen van energie van de servomotor naar de actuator, waarbij gebruik wordt gemaakt van verschillende transmissiemodi zoals tandwielen, riemen, schroeven of hydraulische systemen.
De actuator die de heen en weer gaande beweging van de schuif aandrijft om het smeedproces uit te voeren, maakt meestal gebruik van een slinger-schuifmechanisme of een slinger-wigmechanisme. Dit onderdeel is cruciaal voor het omzetten van de roterende beweging van de servomotor in de lineaire kracht die nodig is voor het smeden.
Om de betrouwbaarheid te vergroten en de procesmogelijkheden uit te breiden, bevat de AC servopers een hulpmechanisme. Dit subsysteem bevat onderdelen zoals balanscilinders om het gewicht van de slede tegen te gaan, remmen voor noodstops en vasthoudposities, opvijzelapparaten voor onderhoud en matrijswissels en positiedetectieapparaten voor nauwkeurige regeling en bewaking.
Het hoofdaandrijfsysteem van servopersen kan worden onderverdeeld in twee typen op basis van de aandrijfmodus van de servomotor: directe aandrijving en aandrijving met een reductor. Directe aandrijfsystemen maken gebruik van servomotoren met lage snelheid en hoog koppel die rechtstreeks zijn gekoppeld aan de actuator. Deze configuratie biedt voordelen zoals een vereenvoudigde structuur, een hoge transmissie-efficiëntie en een geluidsarme werking. De beperkte koppeloutput van directe aandrijfsystemen beperkt echter meestal hun toepassing tot servopersen met een klein tonnage, meestal minder dan 300 ton.
De meeste commerciële servopersen maken daarentegen gebruik van een hoofdaandrijving met een vertragingsmechanisme gekoppeld aan een krachtverhogend mechanisme. Deze benadering maakt het mogelijk om snelle servomotoren met een laag koppel te gebruiken voor het aandrijven van persen met een groot tonnage, vaak meer dan 1000 ton. In deze configuratie komen drie primaire transmissiestructuren voor:
Deze structuren versterken het motorkoppel effectief terwijl ze de snelheid verlagen, waardoor een nauwkeurige regeling van grote krachten mogelijk wordt. De mogelijkheid om snelle servomotoren met reductoren te gebruiken maakt niet alleen grotere perscapaciteiten mogelijk, maar biedt ook een verbeterde dynamische respons en energie-efficiëntie. Deze ontwerpfilosofie vertegenwoordigt de huidige trend in de ontwikkeling van servopersen, omdat het de voordelen van servotechnologie combineert met de krachtvereisten van industriële smeed- en stansbewerkingen.
Tabel 1 Vergelijking van projectparameters
| Project | Robot automatische lijn | Automatische lijn van enkelvoudige armmanipulator | Crossbar dubbele arm transmissie hogesnelheidslijn | Enkele schuifproductielijn met meerdere stations | |
|---|---|---|---|---|---|
| Enkel lijnautomatisering kosten | Ongeveer 12 miljoen yuan | Ongeveer 20 miljoen yuan | Ongeveer 30 miljoen yuan | Ongeveer 15 miljoen yuan | |
| Lijnsnelheid / SPM | 5~10 | 6~12 | 10~15 | 12~25 | |
| Productietoepasselijkheid | Multivariëteit en kleine partij | Multivariëteit, middelgrote partij | Meerdere variëteiten en grote hoeveelheden | Verscheidenheid, massa | |
| Flexibele productie | hoog | gewoonlijk | gewoonlijk | laag | |
| Productiestabiliteit | laag | gewoonlijk | hoog | ||
| Schimmelwisseltijd/min | 15 | 15 | 5 | ５ | |
| Vereisten voor pers | Bedrijfsmodus | Eenmalig | Eenmalig | Enkelvoudig, doorlopend | continuïteit |
| Persafstand / M | 6.5~8 | 6~9 | 4.5~7 | ／ | |
| Schuifslag | Klein | meer | groot | groot | |
| Hoogte schimmel | Klein | meer | groot | groot | |
Zoals te zien is in tabel 1, ligt het aantal slagen per minuut (SPM) van de hogesnelheidslijn met dubbele armtransmissie tussen de 10 en 15 slagen per minuut (SPM). Door een servopers te gebruiken, kan de slag van de hogesnelheidslijn worden verhoogd tot maximaal 18 SPM.
Zoals geïllustreerd in Figuur 1, kan de servopers verschillende curven instellen, afhankelijk van de specifieke situatie.
Fig. 1 Servopers kan verschillende curven instellen
Figuur 2 toont de energiestroom tijdens de versnellings- en vertragingsfasen.
Fig. 2 Stroomrichting van servomotor tijdens bedrijf
Zoals weergegeven in figuur 3, vermindert de lage treksnelheid de impact op de matrijs, wat leidt tot een langere levensduur en lagere matrijskosten.
Fig. 3 Schematisch diagram van tekensnelheid
Het verkleinen van de apparatuur kan de investering in de fabriek, infrastructuur en andere faciliteiten verlagen. Zoals getoond in Figuur 4, met de pers met vier volgordes als voorbeeld, kan een traditionele mechanische pers productielijn bestaat uit één multi-link pers en drie excenterpersen, waarvoor een funderingslengte van ongeveer 25 meter nodig is. Ter vergelijking: een productielijn bestaande uit vier servopersen zou slechts een funderingslengte van ongeveer 16 meter nodig hebben.
Fig. 4 Vergelijking tussen traditionele mechanische pers en servopers
De slaglengte kan worden ingesteld op het minimum dat nodig is voor de productie en de juiste vormsnelheid voor de verwerkingsinhoud kan worden behouden.
1) Volledige slagmodus → De precisie van het onderste dode punt kan ± 0,02 mm bereiken.
2) Halve slagmodus (slingermodus) → De nauwkeurigheid van het onderste dode punt kan ± 0,02 mm bereiken, waardoor SPM wordt verbeterd.
3) Modus Achteruit → Nauwkeurigheid onderste dode punt tot ± 001 mm.
De feedbackregeling met gesloten regelkring garandeert de nauwkeurigheid van het onderste dode punt, waardoor de vorming van bramen in het product wordt beperkt en het ontstaan van defecte producten wordt voorkomen.
Servo unieke functie voor automatische correctie van de matrijshoogte:
De positieverandering van de schuif kan worden gemeten en gecorrigeerd tot ±0,01 mm van de vooraf ingestelde waarde met behulp van een lineair rooster schaalverdeling in elke slag, waardoor een hoge mate van nauwkeurigheid in het onderste dode punt wordt gegarandeerd.
Positie lineaire liniaal ↓
Het servo dode punt heeft een automatische correctiefunctie die de nauwkeurigheid van het dode punt op ±0,01 mm houdt, zelfs na langdurige productie, waardoor een hoge productopbrengst wordt gegarandeerd.
De modus met weinig ruis, die de contactsnelheid tussen de schuifregelaar en de plaatmetaalvermindert het geluidsniveau aanzienlijk in vergelijking met een traditionele mechanische pers.
Bovendien ondervindt de matrijs minimale trillingen, wat leidt tot een langere levensduur.
Gebruikers kunnen deze functie gebruiken om een aangepaste schuifbewegingsmodus te maken die geschikt is voor hun verwerkingstechnologie en zo de nauwkeurigheid en stabiliteit van de producten verbeteren.
Dit leidt tot een langere levensduur van de matrijs en een hogere productiviteit, maar ook tot stiller blanking en de mogelijkheid om een breder scala aan materialen te verwerken, waaronder magnesiumlegeringen.
De servopers kan worden gebruikt voor processen zoals blanking, strekken, reliëfdruk en buigen, en kan prestatiecurves leveren voor verschillende materialen. De mogelijkheid om de schuif te pauzeren terwijl de druk behouden blijft, verbetert de kwaliteit van het gevormde werkstuk.
De energieverslindende onderdelen van de traditionele mechanische pers, zoals het vliegwiel en de koppeling, zijn geëlimineerd, wat resulteert in minder aandrijfonderdelen en een vereenvoudigde mechanische transmissiestructuur.
Er is minder smeerolie nodig en de slag is regelbaar. Het lagere motorverbruik leidt tot een aanzienlijke verlaging van de bedrijfskosten.
De servopons wordt voornamelijk gebruikt in productieprocessen zoals trekken, blanking, buigen, koud smeden, reliëfdruk en matrijstesten.
Dankzij het gebruik van PLC-besturingDankzij de digitale technologie en feedbackbesturingsmethoden biedt de servopons een geavanceerde precisiebesturing. Dit omvat de mogelijkheid om de positie van de persschuif te regelen.
Dankzij het monitoringsysteem en de compensatieregeling kan de positie van de slider worden geregeld met een nauwkeurigheid van ±0,01 mm. De bewegingsmodus kan worden geprogrammeerd, waardoor de snelheid en het traject van de slider kunnen worden geregeld.
Dit vermindert de stanssnelheid, het lawaai en de trillingen, waardoor de werkomgeving bij het stansen verbetert en de levensduur van de matrijs wordt verlengd.
Bovendien kan de uitvoerkracht van de schuifregelaar geregeld worden met een precisie van ±1,6% van de maximale uitvoerkracht. Dit maakt het mogelijk om grote panelen te maken met behulp van hoge-sterkte staal en aluminiumlegering platen in de auto-industrie.
Moeilijk te vormen materialen zoals magnesiumlegering, aluminiumlegering en titaniumlegering kunnen gemakkelijker worden gevormd door de combinatie van matrijsontwerp en perifere systeembesturing.
Schakelbare servostructuur
Krukas servostructuur met directe aandrijving
Afbeelding 5 toont de Schuler pers met dubbele servo-bodemaandrijving en meerdere stations.
Fig. 5 Schuler dubbele servo bodemaandrijving pers
De pers met dubbele servobodemaandrijving wordt aangedreven door twee afzonderlijke groepen servomotoren, één aan de linkerkant en één aan de rechterkant. Deze motoren drijven de vier geleidekolommen aan elke kant aan, waardoor het schuifblok kan bewegen.
Dankzij de onafhankelijke transmissiemechanismen aan zowel de linker- als de rechterkant kan de tafel aan beide kanten grote afmetingen hebben, waardoor hij geschikt is voor grote tafels en persen met een hoge tonnage, zoals getoond in Figuur 6.
Fig. 6 Pers met meerdere stations met dubbele servo
De dubbele servo bodemaandrijvingspers maakt gebruik van de nauwkeurige besturing van twee groepen servomotoren om een synchrone beweging van de schuifbalk aan zowel de linker- als de rechterkant te bereiken.
In het geval van een excentrische belasting op de schuif kan het parallellisme van de schuif worden aangepast via elektrische bediening, waardoor deze flexibeler is en beter kan worden aangepast aan de eisen van de gebruiker.
Vergeleken met gewone persen heeft de pers met bodemaandrijving een betere excentrische belastbaarheid en nauwkeurigheid. Terwijl hij nog steeds voldoet aan de nauwkeurigheidseisen, biedt hij een betere weerstand tegen excentrische belastingen en een groter gebied voor de toepassing van excentrische belastingen.
Naarmate de concurrentie in de productie-industrie toeneemt, groeit de vraag naar servopersen die uiterst precieze producten van hoge kwaliteit kunnen produceren met een verbeterde efficiëntie. Deze vraag wordt gedreven door de unieke voordelen van de servopers, die nauw aansluiten bij het toekomstige traject van de ontwikkeling van smeedmachines.
Servopersen bieden een groot aantal voordelen, waaronder:
Het vermogen van de servopers om de slag en de vormsnelheid dynamisch aan te passen, zorgt voor een nauwkeurige controle over het vormproces. Deze nauwkeurige controle zorgt voor een uitzonderlijke nauwkeurigheid bij het onderste dode punt, waardoor het optreden van productbramen aanzienlijk wordt verminderd. Bovendien verlengt de verminderde matrijstrilling als gevolg van geoptimaliseerde bewegingsprofielen de levensduur van de matrijs, waardoor de gereedschapskosten dalen en de totale effectiviteit van de uitrusting (OEE) verbetert.
Het innovatieve ontwerp van servopersen vertegenwoordigt een paradigmaverschuiving ten opzichte van traditionele mechanische persen. Door componenten zoals het vliegwiel, de koppeling en de rem te elimineren, verlagen servopersen niet alleen de bedrijfskosten van de machine, maar minimaliseren ze ook de onderhoudsvereisten en verbeteren ze de betrouwbaarheid. Deze vereenvoudiging van de aandrijflijn zorgt voor compactere ontwerpen en een eenvoudigere integratie in slimme productieomgevingen.
Nu Industrie 4.0 en slimme productie-initiatieven aan kracht winnen, zijn servopersen klaar om een steeds kritischere rol te spelen in belangrijke productiesectoren. Door hun aanpassingsvermogen en precisie zijn ze bijzonder waardevol in industrieën zoals:
Bovendien sluiten de gegevensverzamelings- en analysemogelijkheden die inherent zijn aan servopersystemen goed aan bij de trend naar voorspellend onderhoud en real-time procesoptimalisatie, waardoor ze nog aantrekkelijker worden voor precisieproductiebedrijven.
Overweeg eerst de vereiste nauwkeurigheid van de servopers.
Nauwkeurigheid verwijst naar de precisie waarmee de pers de gespecificeerde druk- en positie-instelpunten bereikt. De nauwkeurigheid wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder de resolutie van de driver, de gevoeligheid van de drukomvormer, de precisie van de servomotor en de algehele reactietijd van het systeem.
Naarmate de technologieën voor servomotoren en driverbesturing zich verder hebben ontwikkeld en meer geïntegreerd zijn, is de herhaalbaarheid van servopersen aanzienlijk verbeterd. Dit heeft hun toepassing in verschillende industrieën en processen uitgebreid.
Voor toepassingen die een hoge nauwkeurigheid vereisen, moet zorgvuldig aandacht worden besteed aan de persconfiguratie. Belangrijke onderdelen om te evalueren zijn:
Overweeg ten tweede het structurele ontwerp van de servopers.
Fabrikanten bieden verschillende servopersconstructies voor verschillende toepassingen. Gangbare configuraties zijn onder andere:
De keuze van de persstructuur moet gebaseerd zijn op factoren zoals de grootte van het werkstuk, de vereiste toegang, de beschikbare vloerruimte en de procesvereisten.
Servopersen kunnen een groot aantal functies uitvoeren, waaronder:
Elke functie kan specifieke structurele kenmerken of mogelijkheden vereisen. Een dieptrekbewerking kan bijvoorbeeld een pers met een langere slag en een hogere tonnagecapaciteit vereisen in vergelijking met een eenvoudige stanstoepassing.
Bij het kiezen van een servopers is het cruciaal om uw specifieke product- en procesvereisten te analyseren. Houd rekening met factoren zoals:
Door deze factoren zorgvuldig te evalueren en ze af te stemmen op de beschikbare servopersopties, kunt u zorgen voor optimale prestaties, efficiëntie en kwaliteit bij uw metaalvervormingsactiviteiten.
De stempelindustrie staat aan de vooravond van een belangrijke transformatie die wordt aangedreven door de komst van servopersen. Deze innovatie belooft de concurrentiepositie van stansbedrijven aanzienlijk te verbeteren en de ontwikkeling in verschillende sectoren van de stansindustrie te katalyseren.
Hoewel het potentieel van servopersen enorm is, wordt de wijdverspreide toepassing ervan met uitdagingen geconfronteerd. De technologie blijft kapitaalintensief en in sommige gevallen operationeel onstabiel omdat veel fabrikanten de kern van de servopers-technologie niet volledig beheersen. Deze technologische kloof vormt een belemmering voor kleinere stansbedrijven met lage marges, vooral in de context van de huidige economische vertraging en de verminderde winstgevendheid in de auto-centrische productiesectoren.
Naarmate de economische omstandigheden verbeteren, zal de vraag naar servopersen echter naar verwachting toenemen. Er wordt verwacht dat industrieleiders kosteneffectieve en betrouwbare servopersoplossingen zullen ontwikkelen in de komende 5-10 jaar, wat waarschijnlijk het algehele concurrentievermogen van de stempelindustrie zal stimuleren. De integratie van AC-servomotoren in persaandrijvingen betekent een paradigmaverschuiving en biedt ongekende niveaus van flexibiliteit, intelligentie en operationele efficiëntie. Deze technologische sprong ligt in de lijn van de ontwikkeling van de volgende generatie vormapparatuur.
De markt voor servopersen is klaar voor een snelle evolutie. Naarmate verwante technologieën rijper worden en de concurrentie met geïmporteerde producten toeneemt, verwachten we een aanzienlijke daling van de marktprijs van servotechnologie. Deze prijsaanpassing, in combinatie met de technologische vooruitgang, zal naar verwachting de toepassing van servopersen in een breder spectrum van toepassingen voor vormmachines versnellen.
Belangrijke factoren die het toekomstige landschap van de servopers technologie zullen beïnvloeden zijn onder andere:
Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt en toegankelijker wordt, zullen servopersen de productiviteit, precisie en veelzijdigheid van metaalvormprocessen herdefiniëren en uiteindelijk het concurrentielandschap van de wereldwijde stempelindustrie opnieuw vormgeven.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO