伺服電機驅動高速數控轉塔沖床單沖程的機理研究.pdf

1、隨著我國工業(yè)迅猛發(fā)展，機械產品的需求量不斷增加，而且需求的種類也向多樣化發(fā)展。傳統(tǒng)的數控沖床因其固有的結構及驅動，使沖壓曲線缺乏柔性，不能滿足現代機械產品精密化、柔性化、高速化、多樣化需求。伺服電機驅動高速數控轉塔沖床與傳統(tǒng)機械式或液壓式主傳動結構的數控轉塔沖床相比，具有低能耗、低噪音、高效率的特點，更重要的是其沖壓曲線可以任意變化，柔性程度高，能滿足不同工藝加工要求。 針對傳統(tǒng)的數控沖床缺乏柔性的弱點，本課題對伺服電機驅動高速

2、數控轉塔沖床單沖程的機理進行深入研究，并在此基礎上設計相應的驅動系統(tǒng)。 本文首先在介紹伺服電機驅動高速數控轉塔沖床的基礎上，著重對其主傳動機構(曲柄肘桿機構)的運動學和動力學進行深入分析：包括沖壓過程中沖頭的位移與曲柄轉角的關系、沖頭的速度與曲柄轉角的關系、沖頭的加速度與曲柄轉角的關系；在理想情況下曲柄肘桿機構各桿的傳動力；在曲柄轉矩一定的情況下，沖壓力與沖壓行程的關系；在沖壓過程中承受公稱力時，各關節(jié)點的最大受力分析；最大瞬時

3、功率等?；谏鲜龇治隹芍鈼U機構的傳動系統(tǒng)因其獨特的結構，使得沖頭在沖壓過程中的位移曲線光滑，并且沖頭在接近下死點時，速度降低，沖壓力增大，具有增力特性，在降低伺服電機的負載扭矩的同時，既可以避免因沖壓速度過高而引起板材在沖壓處附近斷裂，又降低沖壓過程中產生的噪音，并且曲柄旋轉一周，滑塊上下運動兩次，這樣能夠達到更高的沖壓頻率。 然后，通過計算伺服電機驅動高速數控轉塔沖床單沖程所消耗能量，選擇功率合適的伺服電機，設計伺服電

4、機驅動的飛輪并計算其轉動慣量，在此基礎上校驗飛輪所能承受的極限力矩及其輸出的動能。該沖床沖壓2mm鋼板時，其沖壓頻率最高可達2000次/分鐘。 最后，借助于MATLAB計算軟件中的Simulink動態(tài)系統(tǒng)仿真工具，對所設計的系統(tǒng)進行了空載恒速仿真和負載恒速仿真。通過仿真結果可知，所設計的系統(tǒng)滿足要求。 國內伺服電機驅動高速數控轉塔沖床與國外相比，還處于起步階段，該沖床的研究與開發(fā)，對提高我國鍛壓機床設備的檔次，提升我國制