青島卓東機械科技有限公司VT-300型數(shù)控沖?；卮u頭壓力機為例進行了以下系統(tǒng)研究。
1.1.1機床介紹
1、VT-300型數(shù)控沖?；卮u頭壓力機的基本構成
VT-300型數(shù)控沖?；卮u頭壓力機也就是數(shù)控磚塔沖床是一種高效的板材加工設備，工作臺及轉盤的定位，臨時停機及各種各樣輔助功能，可通過系統(tǒng)內的指令控制。
機器主要由四個部分組成：轉盤、工作臺、控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可以自動方式操作，也可以手動方式操作。
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。它主要用來控制各坐標軸的運行，通過內部PLC進行各輔助功能的控制，保證數(shù)控轉塔沖床動作協(xié)調可靠。
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，驅動X、Y、A、C伺服電機實現(xiàn)要求的運動。
5、X、Y、A、C伺服電機
VT-300型共有4個電機，分別控制X、Y、A、C。
6、哈雷H+L、施耐德HE302或博士-力士樂HNC100液壓控制系統(tǒng)
7、各軸行程開關
8、各種無觸點、有觸點開關
9、電柜及有關接線盒
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 |
| 旋轉工位（選件） | 2個 | 滑塊連續(xù)行程次數(shù) | 50spm |
| 滑塊行程 | 32mm | 主電機功率 | 11KW |
| 消耗總功率 | 25KW | 供氣壓力 | 0.55Mpa |
| 轉盤轉速 | 30RPM | X、Y軸更大移動速度 | 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 | 彈簧復位式 |
| 機器重 | 15噸 | | |
4.1.3 自動旋轉模具 | 沖孔能力 | 300KN | 自動旋轉工位 | 2個 |
| 模具尺寸更大對角線尺寸 | 60mm | 最小輸入單位 | 0.01 |
| 模具的形式 | 彈簧復位式 | 旋轉角度 | 3600（任意方向） |
| 控制軸名稱C軸 | | | |
1.2液壓主傳動
1.2.1液壓系統(tǒng)原理圖
如圖4.1
該液壓系統(tǒng)采用博士力士樂公司新型比例伺服閥，結合獨特的控制器HNC100，可方便的對沖壓動作進行控制。配合位置傳感器LVDT的運行，可直接從數(shù)控系統(tǒng)輸入指令來調整沖壓的行程、速度以及停留時間。而且，在一個沖壓過程中，可以改變速度。比如沖制一些板厚料時，我們可以在沖頭接近板料時采取比較快的速度，達到一個快速省時的目的，在切入板材厚度的1/3時，改變減低沖頭下行速度，使剪切過程軟化，減小噪音。LVDT和高頻閥的運用使得沖頭定位準確，可精確的進行成型操作。HNC100可直接與計算機連接對沖壓過程進行優(yōu)化可進行成型過程控制，通過調制解調器，可進行遠程故障診斷。
1.2.2液壓主傳動動作順序
電磁閥通電，壓力被建立起來。
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位置。
則：油泵抽出油的行走路線為：
Ql—P口過濾器過濾一打開單向閥一通過比例伺服閥一到達油缸的上腔
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
當液壓沖頭回程時，二位三通液壓閥處于有側位置，三位四通電磁閥b得電，三位四通
液壓閥處于左側位置。
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主傳動液壓系統(tǒng)的主要技術參數(shù)
| 油箱的容積 | 150L |
| 油的型號 | 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 |
| 電機功率 | 11KW |
| 電機轉速 | 1470r/min |
1.4液壓傳動的特點
1.4.1優(yōu)點
1、可在運行過程中方便地實現(xiàn)大范圍的無級調速，調速范圍可達1000:1。
2、液壓傳動裝置的重量輕，結構緊湊，慣性小，其體積和重量只有同等功率電動機的12%左右，液壓傳動易實現(xiàn)快速啟動，制動及頻繁換向，每分鐘的幻想次數(shù)可達500（左右擺動），1000（往復移動）。
3、由于液壓傳動是以密閉回路上的靜壓力來傳遞的，屬柔性傳動，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，便可實現(xiàn)過載保護。
5、可借助各種閥實現(xiàn)自動控制，若用電、液聯(lián)合控制，還可實現(xiàn)遙控。
6、液壓元件易實現(xiàn)標準化，系列化，通用化，便于設計，制造和擴大應用。
1.4.2缺點
1、漏油是很棘手的問題，不僅污染環(huán)境，甚至會造成事故。
2、噪音大。
3、由于液壓油的黏度隨油溫而變，這會引起液壓執(zhí)行機構的運動特性變化，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濾。
4.5自動旋轉模具結構
1.5.1介紹
自動旋轉模具可以使凸、凹模旋轉到任何所需的角度。
模具的旋轉是由一臺AC伺服電機驅動，旋轉工位上的模座結構形式不同于其他工位。
旋轉模位于普通模位相比具有如下有點：
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模具的工作。
3、縮短生產(chǎn)周期。
如圖4.2所示
圖4.2旋轉模傳動示意圖
旋轉模具傳動結構主要是由伺服電機、同步齒行帶、蝸輪蝸桿減速箱及漲緊裝置等組成。首先伺服電機帶動同步齒形帶，再通過同步齒形帶輪傳給蝸輪、蝸桿，通過減速箱外面的氣缸使旋轉裝置與模具分離和結合，從而使模具旋轉并可停在任一位置。長時間的使用后，同步齒形帶會有松弛現(xiàn)象，這時通過調節(jié)漲緊裝置的螺釘，拉動帶輪座移動，將同步齒形帶漲緊至適當程度。
1.6轉盤
機器的上、轉盤位于機身的喉口里面，是由圓錐滾子軸承支撐其旋轉。凸模和凹模分別裝在上、下轉盤上，各定位銷孔分布在圓周上。該部分由AC伺服電機、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，轉盤的定位銷退出，AC伺服電機驅動轉盤到CNCziling要求的下一個模位，當轉到新的指令位置時，電機停下，轉盤定位銷插入，保證了模具的精度定位。如圖4.3所示，電機、減速箱及傳動軸與床身固定。
轉盤的轉動靠齒輪傳動和鏈傳動來完成。
齒輪傳動的特點：
1、承載能力大。
2、瞬時傳動比恒定。
3、傳動比范圍較大，即可用于增速傳動，也可用于減速傳動。
4、節(jié)圓圓周速度和傳動功率變化范圍大。可以用于v>40m/s的高速傳動，也可用于中
速和v< 25m/s的低速傳動，傳遞功率可以小于lw，也可高達l06KW。
5、傳動的效率高，一般可以高達90%，漸開線圓柱齒輪的效率可以高達99%。
6、結構比較緊湊，適用于近距離傳動。
7、無過載保護功能。如果齒輪制作精度較低，則傳動噪音和沖擊較大。
鏈傳動的特點：
優(yōu)點：
1、鏈傳動的制造與安裝精度要求低。
2、鏈輪齒受力較小，強度較高，磨損也較輕。
3、鏈傳動有較好的緩沖，吸振興性能。
4、鏈傳動的傳動比準確，傳動效率高。
5、鏈條對軸的作用小。
6、鏈傳動的尺寸較緊湊。
7、鏈條裝折比較方便。
8、鏈傳動能在較大傳動比和較小中心距下工作。
9、鏈傳動對環(huán)境的適應能力強。
10、鏈條的磨損伸長比較緩慢，張緊調解量較小。
1 1、鏈傳動在可燃氣氛下工作安全可靠。
缺點：
l、受空間限制，要求中心距大。
2、瞬時傳動比不恒定。
3、傳動比小。
4、轉速低。
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
橫梁是鋼板焊接結構，兩側的支承焊接在其下底面上，導向是靠直線滾動導軌。Y軸是由AC伺服電機驅動，電機用過無間隙撓性連桿器直接與滾珠絲杠聯(lián)接，絲杠裝配時已進行了預緊，保證了無間隙傳動。絲杠傳動主要是一種將螺旋運動轉化為直線運動，同時傳遞能量和力或者調整零件位置的傳動形式，絲杠傳動也可以將直線傳動轉換為螺旋運動。絲杠根據(jù)螺紋副摩擦性質不同可分為滑動絲杠、滾動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、傳動絲杠和調整絲杠三種形式。
該數(shù)控沖床主要采用滾珠絲杠連接，其特點是：
1、摩擦阻力小，傳動效率高。
2、結構復雜，制造困難。
3、具有傳動可逆性。
4、運行平穩(wěn)，起動是無振動，低速時無爬行。
5、定位精度和重復定位精度高，軸向剛度較高。
6、工作壽命長。
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軌導向。
1.7.3氣路系統(tǒng)
該機的氣路系統(tǒng)由各類方向控制閥和氣源三聯(lián)件組成，氣源借口位于機器正面，所需供氣壓力0.55Mpa，各用氣部分分別是：轉?；椎纳?、轉盤定位銷、在定位、夾鉗、定位塊。壓力繼電器用來判斷氣源壓力是否達到設定值．如果沒有達到預定值，數(shù)控系統(tǒng)就會報警。壓縮空氣進行各執(zhí)行件之前，先通過油霧器，然后再把油帶至個氣動執(zhí)行元件以達到潤滑的目的。如圖4.4所示。
如圖4.4
1、轉?；焐?br /> 轉?；椎慕雍鲜请p電控二位五通閥控制的，速度可通過單向節(jié)流閥調整。
2、轉盤定位銷
轉盤的上、下兩個定位銷分別由兩個汽缸通過聯(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退，定位時的速度可由單向節(jié)流閥調整。
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，再定位氣缸直接壓住鋼板，通過夾鉗的移動完成再定位的動作。
4、夾鉗
夾鉗油缸由雙電控二位五通閥控制，二位五通閥的閉開是由腳踏開關控制，夾鉗的控制是靠腳踏開關或控制板上的按鈕，結構示意圖見圖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一個氣液增壓缸提供的。
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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