Servo press

Servopresa electromecanică este un dispozitiv utilizat în procesele industriale pentru a efectua operațiuni în cicluri de producție care necesită un control continuu al calității prin identificarea defectelor.

Schema de construcție

Servopresa este un servomotor care transformă mișcarea rotativă a motorului fără perii într-o mișcare liniară a tijei de presare prin intermediul unui șurub cu bilă recirculant sau a rolelor planetare. Tija de presare este controlată în buclă deschisă prin intermediul codificatorului instalat pe motorul fără perii sau în buclă închisă dacă servo-presă este echipată cu un codificator liniar suplimentar pe tija de presare. În plus față de codificator, este instalat un senzor de forță în servo-presă care măsoară forța exercitată de tija de presare în timpul lucrului.

Operațiune

O unitate de control logică programată corespunzător gestionează ciclul de lucru al presei, modulând viteza de coborâre a tijei de presare și analizând în timpul fazelor de lucru valorile măsurate de cei doi traductori, codificatorul și senzorul de forță. Valorile deplasării și forței sunt utilizate de software - ul instalat în controlul logic pentru a genera un model matematic (poziția forței VS) care este generat în fiecare ciclu de lucru. Fiecare model matematic generat de sistem este comparat cu un model eșantion stocat în software. Modelul matematic eșantion corespunde valorilor asumate în prelucrarea unui produs calitativ perfect. Dacă valorile modelului matematic memorat corespund cu cele detectate în fiecare ciclu, înseamnă că produsul prelucrat a fost realizat cu aceiași parametri calitativi. Acest sistem, denumit în mod obișnuit Controlul proceselor statistice (SPC), permite verificarea standardelor de calitate în timpul ciclului de producție în timp real și identificarea defectelor imediat.

Exemplu de model matematic Forța Vs Poziția

Aplicații

Servopresele pot fi utilizate în cele mai variate utilizări. În teorie, poate înlocui complet un actuator hidraulic și, prin urmare, poate fi utilizat pentru aceleași utilizări. O listă de aplicații în care se utilizează servopresele este următoarea:

Plantarea componentelor
Asamblare
Articulații
Nituire
Sertizare
Presare
Concludent
Imprimare
Punching
Pliere
Presare
Îndreptare
Mașini de testat

Capacitatea presei servo de a monitoriza procesul de producție înseamnă că își găsește o utilizare mai mare în acele aplicații industriale în care este esențial să se controleze calitatea în timp real, dar mai ales în acele situații în care datele de analiză efectuate de prese servo sunt utilizate în analize suplimentare pentru a aranja orice acțiuni corective în procesul de producție și pentru a îmbunătăți curba Six Sigma .

Dimensionarea presei servo

O servopresă trebuie să aibă puterea necesară pentru a efectua lucrările la care va fi supusă. Pentru aplicațiile de formare a metalelor, există diferite forme standardizate din care se poate obține forța necesară pentru a efectua operații de strunire, strângere, perforare, îndoire, forfecare și altele. Mărirea servo-presă devine mai complexă dacă este necesar să introduceți un element în interiorul unui scaun, cum ar fi, de exemplu, acționarea unui rulment sau a unei bucșe pe un arbore sau în carcasa acestuia. Există posibilitatea de a calcula forța motrice, dacă formele componentelor sunt circulare, adică cilindri simpli, cum ar fi un butuc pe un arbore, o bucșă sau un rulment pe o flanșă sau orice altă componentă mecanică cu formă cilindrică. Primul lucru de verificat este rezistența componentelor pe care trebuie să le asamblăm, este absolut necesar să evităm că forța rezistentă de acționare este mai mare decât forța admisibilă a pieselor. Adesea materialele ductile sau materialele obținute prin sinterizare nu acceptă sarcinile necesare pentru a depăși interferențele de conducere. Prin urmare, trebuie să verificăm mai întâi rezistența materialului pe care urmează să aplicăm sarcina. Odată efectuate verificările necesare de compresie și rezistență la presiunea suprafeței suprafețelor comprimate, trebuie verificată forța minimă necesară pentru a intra, care trebuie să fie mai mică decât forța de compresie permisă a componentelor care urmează să fie plantate. Pentru a cunoaște valoarea forței motrice, primul lucru de făcut este să calculați valoarea presiunii de contact dintre cele două componente care trebuie plantate. Formula care exprimă această valoare este următoarea:

P={\frac {I}{{\frac {d}{Eo}}*[{\frac {do^{2}+d^{2}}{do^{2}-d^{2}}}+Vo]+{\frac {d}{Ei}}*[{\frac {di^{2}+d^{2}}{d^{2}-di^{2}}}-Vi]}}\

{\ displaystyle P = {\ frac {I} {{\ frac {d} {Eo}} * [{\ ​​frac {do ^ {2} + d ^ {2}} {do ^ {2} -d ^ {2}}} + Vo] + {\ frac {d} {Ei}} * [{\ ​​frac {di ^ {2} + d ^ {2}} {d ^ {2} -di ^ { 2}}} -Vi]}} \}

{\ displaystyle P = {\ frac {I} {{\ frac {d} {Eo}} * [{\ ​​frac {do ^ {2} + d ^ {2}} {do ^ {2} -d ^ {2}}} + Vo] + {\ frac {d} {Ei}} * [{\ ​​frac {di ^ {2} + d ^ {2}} {d ^ {2} -di ^ { 2}}} -Vi]}} \}

Unde este:

P : exprimă presiunea de contact exprimată în N / mm ^ 2
I : exprimă interferența dintre butuc și ax exprimată în mm
d : exprimă diametrul nominal al suprafețelor de acționare exprimat în mm
Eo : exprimă modulul de elasticitate al butucului exprimat în N / mm ^ 2
do : exprimă în diametrul exterior al butucului exprimat în mm
vo : exprimă raportul Poisson cu hub-ul
Ei : exprimă modulul de elasticitate exprimat în N / mm ^ 2
di : exprimă diametrul interior al arborelui exprimat în mm
vi : exprimă raportul lui Poisson cu arborele

reprezentarea dimensiunilor care influențează în calculul forței motrice

După cum se poate vedea din formula de mai sus, presiunea de contact depinde în principal de interferența cuplajului. Prin urmare, este recomandabil să evaluați cu atenție valorile de interferență ale cuplajului care, dacă acest lucru este necesar pentru a garanta transmiterea mișcării, nu pot fi reduse pentru a simplifica procesul de conducere. Odată ce s-a obținut valoarea presiunii de cuplare P , valoarea forței motrice Fp va fi dată de următoarea formulă:

Fp=P\cdot \eta \cdot d\cdot \pi \cdot L

{\ displaystyle Fp = P \ cdot \ eta \ cdot d \ cdot \ pi \ cdot L}

{\ displaystyle Fp = P \ cdot \ eta \ cdot d \ cdot \ pi \ cdot L}

Unde este:

Fp : exprimă forța motrice exprimată în N
P : exprimă presiunea de contact între butuc și suprafețele arborelui exprimată în N / mm ^ 2
η : exprimă coeficientul de frecare dintre butuc și suprafețele arborelui
d : exprimă diametrul nominal al suprafețelor de acționare exprimat în mm
π : exprimă constanta matematică Pi 3.14
L : exprimă lungimea tastării exprimată în mm

Servopresa va trebui, prin urmare, să producă o forță mai mare decât Fp . ^[1] .

Alegerea senzorului de forță

Servopresele se caracterizează în principal prin senzorul de forță integrat în dispozitiv. Natura senzorului de forță poate fi tensometru sau piezoelectric. Servopresele cu senzor de manometru sunt cele mai versatile și cele mai utilizate, datorită capacității senzorului de manometru ( manometru ) de a efectua măsurători de forță cu comportament static, acest tip de servomotoare sunt capabile să măsoare valorile forței Cu ambele variații pozitive decât negative în timpul ciclului de lucru. Mufele servo cu detectare a forței piezoelectrice profită de capacitatea de încărcare electrică prin impactul senzorului, piezoelectricitate . Sarcina electrică generată de impact este direct proporțională cu forța imprimată pe senzor. Curentul generat de cuarțurile piezoelectrice ale senzorului, totuși, nu se dispersează, ci se acumulează ca într-un condensator. Decăderea curentului generat în interiorul senzorului depinde de capacitatea cuarțului de a dispersa sarcina. Pentru a gestiona această descompunere a curentului, sunt necesare condiționatoare de semnal care, prin scurtcircuitarea senzorului, descarcă curentul piezoelectric generat de impact. Acest comportament al senzorului înseamnă că servo-presele piezoelectrice sunt deosebit de potrivite pentru aplicații extrem de dinamice, cu o curbă de forță în continuă creștere, dar au dificultăți în măsurarea precisă a modelelor de forță oscilantă datorită comportamentului cvasistatic al senzorului. Natura senzorului piezoelectric, format din discuri de cuarț din cuști din oțel, înseamnă că acestea sunt foarte rigide și nu au probleme frecvente de calibrare.

Calibrare

Servopresele sunt utilizate în principal pentru a măsura repetabilitatea unui proces industrial. Dacă un proces industrial este constant și repetabil, servo-presa utilizată în acel proces va măsura acei parametri de forță și poziție care disting acele valori de repetabilitate. În cazul în care servo-presă măsoară valori care nu disting distanța repetabilității procesului, înseamnă că ne confruntăm cu un defect al produsului prelucrat sau cu o anomalie a procesului în sine. Cu toate acestea, dacă valorile care disting repetabilitatea nu sunt respectate cu o frecvență ridicată și consecventă, ar putea însemna că servo-presa a pierdut calibrarea. Pentru recalibrarea servo-preselor, există proceduri similare tuturor producătorilor care necesită utilizarea unor instrumente de calibrare dedicate. Cu toate acestea, calibrarea este recomandată și în timpul instalării, chiar dacă presele servo au fost calibrate de producător, aceasta deoarece valorile obținute de producător nu sunt perfect reproductibile chiar și de către instalator. De obicei calibrarea servo-preselor se obține în laborator, la temperatură constantă (18-20 °) și pe suporturi extrem de rigide, schimbând mediul și condițiile de rigiditate ale suporturilor, forța de reacție înregistrată de senzorul de forță va fi diferită pentru cu același cuplu motor exercitat (dispersie elastică a forței), devine datoria instalatorului să calibreze servo-presă în funcție de condițiile reale de elasticitate.

Six Sigma și ISO TS 16949

Servopresele electromecanice găsesc o utilizare specială în acele realități industriale, cum ar fi industria auto , electronică, aerospațială și alte sectoare în care este important să se obțină repere reale și imediate capabile să identifice defectele produselor prelucrate și care dezvăluie și cauzele. Pentru companiile în care îngustarea oscilației curbei Six Sigma este un obiectiv constant, utilizarea preselor servo în procesele de producție devine fundamentală. Cele mai bune rezultate se obțin cu acele servoprese care au capacitatea de a conecta mai bine datele analizate dacă sunt într-un format de fișier compatibil cu ERP și MRP prezente în companie. Sectorul auto, pe lângă faptul că este condiționat de monitorizarea statistică Six Sigma , și-a oferit un set de standarde de calitate clasificate ca standarde ISO / TS 16949 . Posibilitatea prin intermediul unei servopresă cu monitorizare a procesului de a verifica în timpul producției că asamblarea a fost efectuată în mod lucrător devine fundamentală pentru cei care produc în conformitate cu standardele ISO / TS 16949 , deoarece o servopresă identifică defectele din originea și poate evita multe controale postproductive uneori distructive.

Notă

^ " How calculate the press fit force. Arhivat 7 mai 2016 la Internet Archive ."

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) ISO / TS 16949: 2002 - Sisteme de management al calității. Cerințe particulare pentru aplicarea ISO 9001: 2000 pentru producția de automobile și organizațiile relevante ale serviciilor - Standardul ISO TS 16949 pe site-ul ISO
( DE ) Soluții prese servo - Diferențierea și definirea presei servo în germană

Portal de verificări automate	Portal de inginerie
Portal de metrologie	Portal de știință și tehnologie

[1] " How calculate the press fit force. Arhivat 7 mai 2016 la Internet Archive ."

[1]