一种微成形伺服压力机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械设备技术领域，尤其是一种微成形伺服压力机。
【背景技术】
[0002]微成形是指利用材料的塑性变形来成形至少在二维方向上尺寸处于亚毫米量级零件的技术，典型的成形工艺有冲孔、落料、弯曲、拉深和成形等等，成形件强度高、表面质量好、尺寸精度高，且工艺简单、生产效率高、成本低，适合于近净产品的大批量生产。微成形技术已成为21世纪关键技术之首。
[0003]伺服压力机是一种结构简单、维护容易、能耗低，而且能够完成复杂加工工艺，提高生产效率，有效降低工艺噪音的先进成形设备。伺服电机与新型控制系统相结合，可以使滑块在运动过程中随时加速、减速和停止，动作灵活自由，下死点重复精度高，柔性和适应性更好。
[0004]中国专利文献号CN201154548Y中公开了一种多功能伺服曲柄压力机，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电网、储能单元和计算机控制系统，储能电源瞬间释放电能进行冲压；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；其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，并分别对滑块的封闭高度位移和曲轴角度实时检测，同时将检测的数值信号反馈到计算机控制系统，以便做出相应调整。这类压力机的驱动控制系统以及曲轴和滑块的检测反馈系统能够满足微塑性成形工艺的要求，但是无法检测并反馈因滑块在竖直导向过程中的导向误差引起的水平方向位移的变化量；而且也无法检测和反馈模具在冲压过程中产生的微位移；也没有相应的高精度补偿结构或系统；在微塑性成形工艺中，无法满足产品尺寸精度和表面质量的要求。
[0005]中国专利文献号CN1257022A中公开了一种双向电磁铁控制永磁悬浮及导向装置，该装置用永磁体悬浮车体及乘客重量，上下电磁铁仅作为控制稳定性用，节省悬浮电能。轨道由硅钢片叠成，不饶三相绕组。在永磁体上有阻尼环，除前进方向外，能对其他各方面的干扰运动产生阻尼，不需要提供电能就能提高运行稳定性，永磁体及电磁铁垂直于轨道方向错开布置，使悬浮兼有导向的功能。这种结构实现了单方向上的悬浮和导向功能。然而，微成形设备的移动工作台必须能够在三维方向上进行顺畅精确移动，方能满足微塑性成形工艺的要求。
【发明内容】
[0006]本申请人针对现有生产技术中无法对滑块的导向误差和成形工艺中模具发生的微位移进行实时精确的补偿，满足不了微成形工艺要求的这一缺点，提供另一种适合于微成形的伺服压力机，满足微成形零部件对成形精度和表面质量的要求。
[0007]本发明所采取的技术方案如下: 一种具有实时精确进行误差补偿的微成形伺服压力机，包括机身，所述机身上安装有永磁同步交流伺服电机，所述永磁同步交流伺服电机与行星齿轮减速器相连，所述永磁同步交流伺服电机的控制线路与伺服放大器相连，伺服放大器通过串行接口 RS-232C与上位机相连，所述行星齿轮减速器通过联轴器与曲轴相连，所述曲轴由滚动轴承装置支撑连接并固定于机身上，所述曲轴的曲拐部分与球头连杆相连，所述球头连杆的球头部分与滑块体相连，所述滑块体由两组带板式滚柱链的滑块导轨和两组导柱导套结构进行导向。
[0008]所述滑块体上下往复运动过程中的相对位置由安装在机身上的光栅位移传感器进行跟踪检测并实时反馈给上位机，当需要对滑块体进行制动时，由上位机通过串行接口RS-232C将控制指令传达给PLC，通过PLC与伺服放大器进行通信完成制动过程；滑块体的加速和减速过程亦可由此来实现。
[0009]在所述滑块体周围的机身上，固装有前后左右四个微位移光栅传感器，用于检测滑块体的由于导向误差引起的前后左右位移的微小变化；并实时反馈给上位机。
[0010]在机身下部固装有实时精确进行误差补偿的移动工作台，所述移动工作台外部包括两个伺服电机，所述伺服电机通过联轴器和分别与丝杠连接，所述丝杠上安装有配套的丝杠螺母，所述丝杠螺母通过内六角螺钉与导套固定板连接，所述导套固定板上固装有导套，所述导套与导向轴配合，对丝杠螺母副进行更精确的导向，所述导向轴通过固定端支撑座和轴承支撑连接。
[0011]在所述移动工作台周围的机身上，固装有前后左右四个微位移光栅传感器，用于检测并反馈工作台板的补偿结果。
[0012]在所述移动工作台的内部包括工作台板，所述工作台板与纵向导轨配合进行纵向导向，所述纵向导轨固定在横向滑块兼纵向导轨固定板上表面，所述纵向导轨固定板与导轨配合进行横向导向，所述导轨通过内六角螺钉固定在横向导轨固定板的安装槽内，在所述横向导轨固定板下表面固装有6个永磁铁，所述电磁铁的电源与控制电路连接，所述控制电路与PLC连接，所述PLC通过串行接口 RS-232C与上位机相连，通过控制电流来实现不同大小的力的输出，从而使工作台板及其他附属功能结构件稳定的上下运动。
[0013]在所述工作台板的侧面安装有导柱导套结构，前后各四套，左右各两套，对工作台板的前后左右运动进行精密导向。在所述工作台板的四周固装有连接体，所述连接体以导滑槽的形式与连接板连接，实现所述连接板下部辅助导向结构与工作台板的上下同步运动。在所述工作台板与连接板之间固装有水平导轨和水平导向滑块，前后左右各有一套，与所述连接板连接的有进行水平导向的底面导轨，所述底面导轨由内六角螺钉固装在导套固定板上表面。当所述工作台板进行前后左右的误差补偿时，水平导轨和水平导滑块组成的导向结构在连接板与底面水平导轨组成的导向结构的配合下，可以保证工作台板的灵活运动。
[0014]在所述导套固定板上安装有两组导柱导套结构，导柱由固定端支撑座支撑连接，在所述工作台板的前后方向各有三组，左右方向各有两组，此结构用于在导套固定板的带动下对工作台板的上下运动进行导向。
[0015]本发明的有益效果如下:
本发明结构合理、操作方便、成本低、维护方便、能耗低，不但能够完成复杂加工工艺，提高生产效率，有效降低工艺噪音，而且能够实时精确补偿滑块的导向误差和模具在成形工艺过程中产生的微位移，符合微成形工艺的要求，保证了微成形零部件对高精度、高质量产品的需求。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构示意图。
[0017]图2为图1的D-D剖视图。
[0018]图3为本发明的工作台侧面示意图。
[0019]图4为本发明的工作台正面示意图。
[0020]图5为图3的局部剖视图。
[0021]其中:1、永磁同步交流伺服电机；2、行星齿轮减速器；3、联轴器；4、机身；5、曲轴；6、球头连杆；7-1、双列滚动轴承；7-2、单列滚动轴承；8、滑块体；9-1、微位移光栅传感器；9-2、微位移光栅传感器；10、移动工作台；11、工作台垫板；12-1、连接杆；13、丝杠；14、导向轴；15、导套固定板；16、固定端支撑座17-1、17-2、伺服电机；18_1、梅花联轴器；19_1、螺母；36、滑块导轨；39、滑块导柱；40、导套；46、光栅位移传感器；53、导套；54、固定端支撑座；55、导套固定板；56、导柱；57、工作台支撑板；58、电磁铁；59、永磁铁；60、连接板；61、直线导轨；62、导轨滑块；63、连接体；64、导套；65、水平导向轴；66、纵向导轨固定板；67、横向导轨固定板；68、工作台板；69、纵向导轨；70、横向导轨72、底面导轨；
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图并通过具体实施例对本发明做进一步详述。
[0023]如图1、图2所示，一种具有实时精确进行误差补偿的微成形伺服压力机，包括机身4，所述机身4上安装有永磁同步交流伺服电机1，所述永磁同步交流伺服电机I与行星齿轮减速器2相连，所述永磁同步交流伺服电机I的控制线路与伺服放大器相连，伺服放大器通过串行接口 RS-232C与上位机相连，所述行星齿轮减速器2通过联轴器3与曲轴5相连，所述曲轴5由滚动轴承装置7-1和7-2支撑连接并固定于机身4上，所述曲轴5的曲拐部分与球头连杆6相连，所述球头连杆6的球头部分与滑块体8相连，所述滑块体由两组带板式滚柱链的滑块导轨36和两组导柱39导套40进行导向。
[0024]所述滑块体8上下往复运动过程中的相对位置由光栅位移传感器46进行跟踪检测并实时反馈给上位机，当需要对滑块体8进行制动时，由上位机通过串行接口 RS-232C将控制指令传达给PLC，通过PLC与伺服放大器进行通信完成制动过程；滑块体8的加速和减速过程亦可由此过程来实现。
[0025]在所述滑块体8周围的机身4上，固装有前后左右四个微位移光栅传感器9-1，用于检测滑块体8的由于导向误差引起的前后左右位移的微小变化；并实时反馈给上位机。
[0026]在机身4下部固装有实时精确进行误差补偿的移动工作台10，所述移动工作台10外部包括两个伺服电机17-1和17-2，所述伺服电机通过联轴器18-1和18-2分别与丝杠13-1和13-2连接，与所述丝杠13-1和13-2配套的丝杠螺母19_1