简介
项目采用产学研结合方式,由广东锻压机床厂有限公司牵头,联合西安交通大学进行研究开发。由广东锻压机床厂有限公司阮卫平副总经理担任项目总负责人,利用西安交通大学的技术和开发成果,结合广东锻压机床厂有限公司的实际情况实施该项目。项目合作双方派出技术骨干(广东锻压机床厂有限公司有张贵成/主任工程师/高工、韩中/博士、梁俊杰/主任工程师等;西安交通大学有赵升吨/教授/博导、张超/博士、张宗元/研究生等)来参与高端高速精密板材冲压加工中心的研究与开发,并在广东锻压机床厂有限公司新开发的产品上得到应用。现已成功开发出高速精密板材冲压加工中心GSP1-2032高速伺服数控转塔冲床。 分析目前高速精密板材冲压加工中心的特点,提出一种基于交流伺服电机驱动的高速精密板材冲压加工中心,研究其能量与运动的传递原理,对其整机的机电系统进行建模仿真和分析设计。分别进行主传动系统设计与优化与控制、回头转驱动系统设计与优化、送料工作台系统设计与优化、机身结构设计与优化、控制系统设计、电力节能装置,整机耦合与优化设计,进行样机设计与制造。同时研究变负荷变速度成形机理,建立变速条件下材料成形的应力、应变场本构方程,解决变速成形数字模拟的关键问题,研究基于伺服冲压的成形工艺的优化,建立冲裁、弯曲、拉伸、雕刻等各种冲压工艺数据库,并对冲压工艺计算机自动编程与仿真系统开发。具体选用市场需求较好,规格适中的公称力200kN-300kN样机进行试调,技术成熟和取得必要的经验后开发全系列产品。
主要解决交流伺服控制问题,采用新型增力主传动机构,减少伺服电机的扭矩和容量(或同等电机容量下增加冲压能力),降低控制系统和伺服电机造价。减少传动结构中间部件,提高冲切速度和精度,节约能源,无动作油,降低噪音,且环保。 交流伺服驱动技术是数控伺服控制加工中心发展的核心技术,除大功率交流伺服电机、电力电子器件由基础厂家完成外,主要需解决交流伺服控制问题,包括系统的动态响应、控制策略、冲压工况下工作可靠性、低成本电磁制动能量回收技术等。 重点进行新型肘杆机构的设计与优化研究,减少伺服电机的扭矩和容量,降低控制系统造价;解决伺服电机驱动控制系统对凸模的任意运动特性的进行智能化驱动控制问题,获得任意滑块运动特性,实现精密、高速冲压,高效折弯、拉伸,高速雕刻等新型冲压工艺。重点研究机身结构和材料对变形的影响,设计减振型高精度机身;解决机架、模座、工作台的振动耦合问题,保证加工中心的可靠性和精度。高端高速精密板材冲压加工中心各传动系统(包括主动力头、模具库及换模装置、送料工作台)的设计、优化与制造,包括机械系统和电控系统。重点研究传动机构性和柔性的结合,通过对转塔上下模具的合理安排,降低加工噪音。