伺服系统在钣金成型中的应用
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【摘 要】通过伺服电机连接滚珠丝杆和齿轮，驱动压紧模条和折弯模条快速的移动不同的位置，来对金属板料折弯成型，获得不同的折弯角度，不同的折弯弧度和冲切距离，并在板料定位，输送，换型的工艺中使用。
【关键词】快速;精确;高效;柔性;
Application of servo system in sheet metal forming
Abstract：Servo servo motor through ball screw and gear，drive compress die and bending die fast moving at different position，for sheet metal bending forming，for different bending Angle，bending of different distance.The application of system in sheet metal forming.
Key words：Fast;Accurate;High efficiency;Flexible;
鈑金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。钣金工厂一般来说基本设备包括剪板机（Shear Machine）、数控冲床（CNC Punching Machine）/激光、等离子、水射流切割机（Laser，Plasma，Waterjet Cutting Machine）/复合机（Combination Machine）、折弯机（Bending Machine）以及各种辅助设备如：开卷机、校平机、去毛刺机、点焊机等。通常，钣金工厂最重要的三个步骤是剪、冲/切、折。一般是将一些金属薄板通过手工或模具冲压使其产生塑性变形，形成所希望的形状和尺寸，并可进一步通过焊接或少量的机械加工形成更复杂的零件，钣金件就是薄板五金件，也就是可以通过冲压，弯曲，拉伸等手段来加工的零件，一个大体的定义就是在加工过程中厚度不变的零件.相对应的是铸造件，锻压件，机械加工零件等，比如说汽车的外面的铁壳就是钣金件，不锈钢做的一些橱具也是钣金件
由于钣金产品的形状要的越来越复杂，折弯角度和位置的不断变化，成形的速度要求要快。为了提高生产率，传统的折弯机已经满足不了产品的要求，同时过去的加工工艺往往需要人工转移不同的设备来加工，这样的做法是耗费了大量的人力和物力，随着伺服控制系统日趋成熟，这种技术越来越广泛的应用在钣金成型设备中使用。
伺服驱动系统（Servo System）简称伺服系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量（使用在电机系统中的伺服电机转动惯量较大，为了能够和丝杠等机械部件直接相连。伺服电机有一种专门的小惯量电机，为了得到极高的响应速度。但这类电机的过载能力低，当使用在进给伺服系统中时，必须加减速装置。转动惯量反映了系统的加速度特性，在选择伺服电机时，系统的转动惯量不能大于电机转数惯量的3倍）较大等特点，这类专用的电机称为伺服电机。当然，其基本工作原理和普通的交直流电动机没有什么不同。该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元，有时简称为伺服伺服系统驱动滚珠丝杠，不断变化位置，得到的折弯角度和折弯的弧度更精确。
伺服系统在各行各业中应用的已经非常广泛，特别是近几年，伺服系统的价格不断的降低。不光成型的工序中使用，在板料的定位和输送，和换型中广泛被使用，所以说高效的，简单的方式。
传统的钣金线各个工位的传递，皮带的电机有变频器控制，板料从一个工位移动到下个工位，当板料接触感应开关的时候，板料就会停止。然后气缸伸出的挡块把料片定住，然后再进行板料的成型或者冲孔，这样的定位的误差还是有0.2左右。当钣金的工序完成之后，皮带的电机工作，再把板料输送到下个工位。
是通过皮带来实现各个工位的传递。由于伺服系统的使用，皮带逐渐由夹钳来代替。这样板料由夹钳夹住送到下个工位，皮带的线速度一般是每分钟20m，如果再想要提高速度，料片在皮带上面的惯性就很大。夹钳的移动的速度会更高，一般每分钟可以达到60m，甚至更高的速度。
这样的板料也不需要再一次定位，这样就节约了时间，而且板料的定位的位置比较准确，需要的时候还比较短，大大提高的生产的节拍。现在的产品的冲切形状变化大，相同形状的切口的之间的距离还会存在着差异，夹钳可以夹住板料在冲切的工位停止多次。
传统的板料定位时气缸推动料片来实现定位。定位分为前，后，侧定位。前后定位的动作还不能同时进行，否则板料片在移动的时候就会有干涉，这样又增加了板料的定位时间。
板料移动的时候，夹钳夹住料片，移动的时候有伺服电机控制移动的距离。
传统的型号换型，就是松开固定模架螺栓，然后推动模架到一定的位置，然后再锁紧，简单点的方法会做定位销，每种产品对应的孔的位置也不相同。当更换产品型号的时候，插销插下去就可了，但是产品太多的情况下，定位插销的孔会密密麻麻，影响设备的美观。插销和孔的间隙小了，很难拔出来，插销和孔的间隙大了，定位的精度又不够。结构复杂点的，成形工位多的钣金线，操作人员换一次型号的产品往往要一二个小时才可以完成，如果换型频繁的话，就会降低产量，如果工厂想要提高产量，就需要购买新的设备，这样就会增加企业的成本。
而现在伺服系统控制的钣金线，换型的时候，只要几分钟就可以了。每种产品一个菜单，需要那种就把它调出来就可以了。如果一种产品尺寸在开始调试成功的话，就可以按照它的尺寸推出来，直接输入设备的电脑中。这是既简便又快速的方法，节约了调试人员的时间。
现代伺服钣金线降低了人的劳动强度，操作者也可以快速掌握，不需要对操作者进行长时间的培训，只需要对他们做简单的培训就可以掌握设备的操作。现代社会，普通的操作人员往往会频繁的跳槽。如果老的操作人员留失，如何能让新的操作人员快速的掌握钣金线的操作，是每个管理者的必须考虑的问题。现代伺服系统的钣金线就可以解决这个问题，操作工只需要简单的培训就可以上岗，而且由于操作简单，主要通过触摸屏操作设备，也降低了工伤事故的发生。
伺服系统的好处很多，但是由于增加了很多丝杆和伺服电机，所以它的成本会增加，价格会比较高，所以设备的前期投入就会比较大，维修人员的机械和电器技术要求也比较高
伺服系统的设备相对于传统设备，对工人的体力要求的低了，不需要再用手把摇调节丝杆。
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（作者单位：滁州荣邦智能装备有限公司）
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