宽台面剪板机伺服送料传动系统的研究

万运成 ，周 晶

（1.天水锻压机床有限公司 国家级企业技术中心，甘肃 天水 741020；2.甘肃省制管设备自动化及信息化重点实验室，甘肃 天水 741020）

随着我国钢铁、有色冶金、航空航天、铁路高速列车、风电及军工等行业的飞速发展，对高性能工件的需求量越来越大，相应地对锻压设备的要求也越来越高。剪板机作为广泛使用的下料设备之一，其发展经历了多次变革，从机械剪板机发展到液压剪板机，然后向着数控剪板机快速发展。随着中国制造2025目标的实施，现代化高新技术的综合利用，剪板机及辅机的发展趋势正在向柔性化、敏捷化、智能化和信息化迈进。当前，我国中小剪板机的送料传动系统已在积极吸收国外先进技术，加强自主创新能力下，取得了长足进步，其传动大都采用伺服电机带动滚珠丝杠，直线导轨导向的传动方式，基本满足市场对小规格板料剪切输送的需求。但对于宽台面的剪板机送料系统发展还比较滞后，送料精度大多不高，效率低下。本文所研究的宽台面剪板机的前送料传动系统，通过多台套宽台面剪板机的使用，在传动精度、效率及稳定性方面均取得良好效果。

1 伺服前送料系统的构成及原理设计

整个伺服传动系统由驱动机构、数控系统、传动机构、导向机构、送料底座、执行夹钳及检测机构等组成。其中驱动机构由伺服电机和为匹配传动速度的精密减速机及附件构成；传动机构包括带轮、同步带、传动轴、齿轮齿条组件、齿轮箱和张紧装置等组成；导向机构由精密导轨副和导向滑座等组成；其导向机构上安装有检测防偏斜检测机构，执行夹钳上还安装有有料检测机构，当检测到板料后夹钳夹紧，整个传动系统在数控系统控制下执行精确送料工作，其系统框图如图1所示。

2 工作图设计及实施方式

如图2所示为本伺服前送料系统的结构示意图。

图1 系统框图

如图2所示，其由5组夹钳组件14连接安装到夹钳梁1上，每个夹钳钳口位置安装有料检测机构15，检测板料边沿与钳口定位面完全接触时夹料；夹钳梁1下部安装有左滑座8和右滑座19，左右滑座分别与下面导轨滑块9相连，导轨滑块分别安装在左右导轨上，左右导轨安装在机床底座上。另外左滑座8上还安装有调整滑套7和防偏斜检测机构17，调整滑套7可以减少左右两底座安装不平行造成的机械卡阻，防偏斜检测机构17可以保证送料梁动态平行同步输送板料，防止两侧伺服送料不同步而损坏导轨滑块9等零件。

夹钳梁1上还安装有齿轮箱12和精密减速机4，精密减速机4输入端与伺服电机5相连，输出端轴安装有小带轮2，小带轮通过同步带与齿轮箱12上安装的大带轮13相连接，同步带可通过张紧机构3调节使两端松紧一致，大带轮13轴另一端安装有精密齿轮11，齿轮11与安装在机床底座6上的精密齿条16相啮合，齿轮11与齿条16可通过修配调整垫板得到合适的间隙。另外，夹钳梁1上还安装有润滑组件18，保证本系统快速平稳运行，减少噪声及摩擦，各运动副处的合理润滑，齿轮11和齿条16及导向导轨10处均用高质量专门润滑油润滑。

3 技术关键点

（1）对于所输送的板料，有些板料质量不高有翘曲现象，夹钳设计需要设计成带有浮动功能。

（2）本系统式针对宽台面剪板机，两机床底座距离较大，通过加工和安装很难保证两导向导轨相平行，本系统增加了侧向无间隙调整滑套。

（3）为适应高速平稳板料输送，本系统导向导轨选用滚柱高精度导轨，选用双滑块导向，并增大两滑块距离来增加导向平面。

图2 伺服前送料系统的结构示意图

（4）为防止送料夹钳梁不平行导致导轨上滑块侧向力增大，可能损害滑块及相关零件，本系统增加防偏斜检测机构，保证两侧驱动机构动态同步运行。

（5）齿轮齿条间隙值一致性，间隙不同，本系统工作状况为频繁启动换向，可导致两侧传动精度不高，影响到送料精度。

4 结论

本文研究的宽台面剪板机双驱伺服送料传动系统已成功应用于多台套宽台面剪板机，结构简单紧凑、设计合理，使用快速便捷，工作性能稳定可靠。有效解决了宽台面剪板机在板料输送过程中精度不高和效率低下问题，极大减少了送料过程中人工干预工作，降低使用成本，在宽台面剪板机板料剪切输送和类似金属板材高精、高效输送工况中值得推广应用。

参考文献：

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