電動メカニカル・サーボ駆動型プレスの理解

成形技術が金属成形技術の進化は、従来の油圧と純粋に機械的システムから電気的に作動させたプレスにまで、決定的に動きました。電気機械式プレスは、油圧シリンダーとポンプを電動モーターで交換し、機械的連結を駆動する電動モーターで、球ねじ、トグル機構、またはクランクアセンブリを駆動します。サーボ駆動式プレスは、高度なデジタルコントローラーと組み合わせた高トルクサーボモーターを使用する電気機械の洗練されたサブセットです。このスライドは、可変的なストロークとプログラム全体の速度を正確に行うことができます。

油圧式流体貯水池、積込み機、バルブを除去することにより、エネルギー廃棄物や機械的複雑性を低下させます。オイルの欠如はクリーンルーム環境における主要な汚染リスクも取り除きます。一緒に、電気機械式およびサーボ駆動式プレスは、メーカーがより高いスループット、低い操業コスト、およびより厳しい品質管理への道を提供します。

電動メカニカル・サーボ駆動プレスの主要利点

精密・反復性の向上

サーボ駆動のプレスは、ミクロン単位のスライド位置精度と、パーセント数秒以内に繰り返しの力アプリケーションを保持することができます。この精度は、サーボモータのエンコーダーのフィードバックから来ており、モータトルクと速度を継続的に調整し、負荷変動を補正します。油圧システムとは異なり、流体の圧縮性、温度変化、シール摩耗による精度を失います。電気機械プレスは、長期生産の操業上の一貫した性能を維持します。これは、微細なブランキング、組み立て、およびアセンブリの傾斜などのアプリケーションにとって重要なことです。

エネルギー効率と運用コストの削減

従来の油圧プレスは、プレスがアイドル状態であるか、遅いストロークを実行しても、システム圧力を維持するために、継続的にポンプモーターを実行します。電動メカニカルプレスは、モータがスライドを積極的に運転するときにのみ電力を描画します。 による研究]のU.S.エネルギーの部[]]は、サーボ駆動プレスが、同等の油圧機器と比較して50〜70%のエネルギー消費を減らすことができることがわかりました。さらに、回転速度が低下し、電気貯蔵を低減し、それにより、エネルギーを削減するなど、多くのサーボ駆動装置をさらに、電気貯蔵中に、エネルギーを回転する。

メンテナンスの短縮と稼働時間の増加

油圧システムは、定期的なオイル交換、フィルタ交換、シール検査、および漏れ修理を必要とします。 サーボ駆動プレスは、ポンプ、バルブ、ホース、またはフィルタを着用する部品をはるかに少ないです。 主な機械的コンポーネントは、ベアリング、ボールネジ、およびモーター自体です。 振動分析とモーター電流モニタリングを使用した予測メンテナンスは、最適な間隔でベアリングの交換をスケジュールすることができます。 結果は、メンテナンスのためのより少ないスケジュールダウンタイムと労力コストです。 大量生産ラインでは、23%のトランスレートが大幅に増加します。

柔軟性とプログラム可能なプロセス制御

サーボ駆動のプレスは、オペレータがスライド速度、加速、時間、そしてフライの力を調整する複数の形成プログラムを保存することができます。これにより、機械式ダイセッティングの変更が固定ストローク長さの古い機械式プレスで共通する必要性を排除します。ジョブ間の変化は、新しいレシピをアップロードすることによって数分で達成することができます。クイックダイチェンジシステムと組み合わせ、サーボプレスは、ダイ(SMED)の交換などの無駄な製造アプローチを可能にします。特に、この製品は、高機能な部品を組み合わせて、高い混合するのに役立ちます。

環境および安全の利点

油圧オイルの除去は漏出の危険を除去し、床、部品および地下水を汚染するこぼれ。サーボ出版物は十分に圧力で動く油圧ポンプより低雑音のレベルを作り出します。さらに、スライドの動きの精密な制御は用具のクラッシュおよび部品の欠陥の危険を減らします。多くのサーボ出版物は欠陥が検出される場合周期を自動的に停止する統合された力および位置の監視を、保護します用具のそしてオペレータを組み込みます。圧力の下の蓄積装置によって、安全維持は保障します。

業界横断のアプリケーション

自動車製造

自動車のスタンピングラインは、サーボプレス技術の最も初期の採用者の中にありました。高速サーボ駆動トランスファープレスは、ボディパネル、構造強化、および内部ブラケットを一貫した品質で生産しています。成形プロセス中にスライド速度を調整する能力は、ストロークの底に減速して、リバウンドとスプリングバックを削減します。寸法精度を向上させます。 ]によると、Fricator、多くのTier 1サプライヤは、今、ディープなトランスミッション部品やボードの精密部品をプレスします。

航空宇宙・防衛

航空宇宙部品は、非常に厳しい許容と追跡可能なプロセスパラメータを必要とします。 サーボプレスは、ジェットエンジンタービン部品、着陸ギアブラケット、およびチタンやインコネルなどの高強度合金から皮膚パネルを生成します。 プログラマブルドウェルと制御された力ランプは、メーカーが割れることなく成形することが困難である材料を加工することができます。 データロギング機能も、すべてのサイクルのピーク電力、ストローク深さ、速度を記録することにより、AS9100などの大気空間品質基準を満たしています。

電子機器・医療機器

マイクロフォーミングと小部アセンブリでは、コネクタピンインサート、センサーハウジング圧着、および医療用ステープルのステーキングなどの繊細な操作で電気機械プレスが加速します。 クリーンでオイルフリーな環境は、インプラント機器のクリーンルームアセンブリに不可欠です。 クローズドループフォースコントロールを備えたサーボプレスは、自動車や医療検証要件を満たすリピーター数が最大数百キロのニュートン数だけを数回まで適用できます。

経済の検討と投資収益

資本金投資

サーボ駆動のプレスは、同等の油圧や機械式プレスよりも高い購入価格を運ぶことは否定できません。サーボモータ、パワーエレクトロニクス、制御システムはコストを追加します。しかし、低いインストール費用は、この一部をオフセットします。サーボプレスは、オイルクーラー、チラーシステム、振動分離のための基礎補強を必要としません。多くのモデルはより軽く、床面積のコストを削減します。

所有分析の総コスト

所有コスト(TCO)の徹底した計算により、サーボプレスは2〜4年以内にプレミアムを払い戻すことがよくあります。 節約は、エネルギーの節約法(30〜70%未満)、メンテナンスの労力が低下し、スペアパーツが少なく、スペアパーツが少なくなります(最大20%の高速サイクルが最適化されたモーションプロファイルにより)、スクレープ率が低下します。 一部のメーカーは、スムーザーの力適用のために、ツーリングウェアの50%削減を報告しています。 新しいプレス購入を評価する場合、多くの企業が、寿命が15〜20〜20の機械を含むTCOモデルのコストを使用します。

エレクトロメカニカルフォーミングの未来の動向

次世代のサーボ駆動型プレスは、リアルタイムプロセス監視と予測分析を可能にする、業界 4.0 の接続を組み込んでいます。温度、振動、音響エミッションの統合センサーは、欠陥を引き起こす前に、ツールの摩耗や材料の不整合性を検出する機械学習アルゴリズムを提供します。複数の軸サーボプレスは、複数のスライドを独立して制御できるため、既に市場に参入し、複数のステーションで再描画や逆描画などの複雑な成形が可能となります。

バッテリーと電気自動車の生産は、高速でバッテリーセルコンテナとモータラミネーションを形成できる高トンサーボプレスの需要を駆動しています。 直接駆動技術の革新は、ギアボックスを排除し、慣性を減らし、応答性を向上させる。 サーボモータとパワーエレクトロニクスコストが低下し続けるにつれて、技術は、以前に改装された油圧プレスに頼る小型メーカーのためにアクセス可能になります。

市場シフトに対応するため、今日の地位を電気機械およびサーボ駆動成形に移行するメーカーは、品質基準、環境負荷の低減、およびより敏捷性の向上のために、今日の作業を位置決めています。 利点は、ショップフロアからボトムラインまで、測定可能であり、技術は幅広い業界に採用されるのに十分成熟しています。 特定のプロセス要件を理解し、徹底的なROI分析を実施することにより、製造業者やOEMは、来るべき年のための競争力を促進する情報に基づいた決定をすることができます。