[发明专利]多功能伺服曲柄压力机及其工作方式

说明书

技术领域

本发明涉及一种曲柄压力机，特别是一种多功能伺服曲柄压力机及其工作方式。

背景技术

曲柄压力机是塑性成型中最重要的加工设备，其工作过程主要是飞轮释放冲压功，整个工作中滑块的运动曲线是固定不变的，速度按正弦规律变化，只能满足一定的工艺要求，这种工作模式和工艺性能(噪声大、精度低、能耗高)已经很难适应当前生产发展的需求。以多连杆压力机为例，其滑块的特性是按所特定的曲线运动，不能实现柔性更改。最近，国内市场对高精度、高质量、低能耗的柔性冲压设备的需求日趋强烈，尤其是新型材料的出现以及成型产品形状的复杂化，为研发多功能伺服曲柄压力机提供了一个创新的平台，而大功率交流伺服电机驱动和计算机控制技术的逐步成熟，使多功能伺服曲柄压力机的开发成为可能。

中国专利文献号CN2666656Y中公开一种伺服驱动智能型数控曲柄压力机，其控制系统控制的交流永磁伺服电机驱动单级齿轮副，其中大齿轮带动曲轴转动；上述驱动控制系统包括伺服电机驱动控制系统和储能电容箱，伺服电机驱动控制系统分别与交流永磁伺服电机及储能电容箱相连接；曲轴上设置有制动器，而本发明的传动方式采用复合型机构或二级减速箱，有效降低了伺服电机输出扭矩，降低了制造成本；且制动器设置在电机轴可选用较小的制动器，缩小了安装体积和减少了制动时间；同时曲轴上设有角度检测装置、滑块上设有位移检测装置，计算机控制系统可对曲轴角度和滑块封闭高度位移进行实时的检测及调整。本发明还在计算机控制系统中安装远程通讯模块，能对整机作远程的维护。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、工作性能更优越的多功能伺服曲柄压力机及其工作方式，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种多功能伺服曲柄压力机，包括由交流伺服电机驱动的曲柄压力机，交流伺服电机的主伺服控制单元分别连接有电网、储能单元和计算机控制系统，其结构特征是交流伺服电机的输出轴上设置有制动器，并经减速箱与曲柄压力机传动连接，曲柄压力机的曲轴和床身上分别设置有角度传感器和位移传感器，两者分别与计算机控制系统电连接。

所述交流伺服电机输出轴的后端与常闭式制动器连接，制动器又与主伺服控制单元电连接，前端通过复合型多级机构或两级齿轮减速箱与曲柄压力机的曲轴连接，曲轴的曲柄通过连杆驱动滑块运动。常闭式制动器在停机或紧急情况下制动，设备运行更安全。

所述角度传感器为旋转编码器，设置在曲柄压力机曲轴的端部。

所述滑块上设置有调节滑块位置的微调电机，电机轴端装有编码器，微电机伺服控制单元与微调节电机相连，并与计算机控制系统电连接。

所述滑块下端固定设置有上模，下方对应设置有下模，下模固定连接在床身的工作台上。

所述计算机控制系统内设置有远程通讯模块，外部还连接有人机界面。

所述储能单元内设置有电容、电阻及开关电路，电容通过电阻及开关电路与主伺服控制单元电连接。

上述交流伺服电机、微调电机、位移传感器人机界面与计算机控制系统相连，实现滑块速度、位置以及压力的实时控制，并具有工作模式信息预存、调用、显示等功能。

一种多功能伺服曲柄压力机的工作方式，其特征是交流伺服电机经两级减速箱及曲轴连杆机构驱动滑块上下运动，储能单元瞬间释放电流进行冲压；计算机控制系统按照预设的程序，实时控制交流伺服电机的转角、速度和扭矩，从而实现最佳的工作模式；设置位移传感器和旋转编码器，分别对滑块封闭高度位移实时检测和对曲轴角度实时检测，并将检测的数据信号反馈到计算机控制系统，如有偏离，计算机控制系统立即启动微调电机，自动补正，实施闭环控制；计算机控制系统中装有远程通讯模块，以便实施远程维护。

当交流伺服电机减速时，驱动器内产生高压反电势，储能单元将制动所产生的电能；或当电网对压力机输入瞬间大电流时，储能单元的限流电阻将其电流值降低并对自身充电，满电时，限流电阻短路。避免电路因大电流冲击而受到损坏，同时，将电网中未用上的电能储存起来。

当滑块进入压制行程，遇到巨大的工作负荷时，储能单元将自动释放电能且与电网一起提供足够的电能使交流伺服电机产生扭矩，克服工作负荷；或当关机时，储能单元将自动释放电能，避免停机维修时的触电意外；或当外界停电时，储能单元释放电能制动交流伺服电机。