电气驱动技术在汽车配件模具支架上取代液压技术

~UG~

电气驱动技术在汽车配件模具支架上取代液压技术
1 R( _, ?4 O3 N& E7 ? 驾驶杆外罩、帽架和车顶盖系统等汽车工业的部件大部分材料都是用聚氨酯泡沫材料制造的。这种材料要使用安装在模具支架上的发泡模具进行加工。在这项工作中机床制造企业Olbrich公司不是采用液压技术，而是使用Lenze公司的伺服技术。

' n$ ?; h5 ?' b+ J, {/ s聚氨酯结构件几乎可以没有限制地随意进行成形。因此，这种耐受性很强的产品得到了多方面的应用，如在乘客车厢、车地板、发电机舱或轮罩上都使用。它们都是用安装在模具支架上的发泡模具制造的。位于Bocholt的Borgers股份公司的成员 Olbrich公司在它的新型模具支架上对驱动技术进行了彻底的改造。该公司不再使用液压技术，而是采用了Lenze公司的伺服技术。这样明显地提高了灵活性和快速性，并且也改善了操作的方便性和舒适度。在研制的过程中利用了当前在市场上可以获得的所有可能的技术。

" W1 X- L; j$ ~# @, V. R新型驱动系统的成果是奥迪A4车的仪表盘

在模具支架新的设计中主要想达到下述目的：

: P6 n' `$ f0 y● 和液压技术相比，总的来说成本较低。
- N$ A) X* V9 |1 g" j! |1 R% b● 结构紧凑的模具支架。
$ {4 ?8 e- a$ y4 X3 m● 符合保护机器操作人员的四级安全等级。
  J2 ]2 I) M& V9 V5 e% v● 较短的周期或循环时间。
) K9 f1 V% h+ M' K● 三班作业的使用寿命至少为10年。
● 便于安装，维护保养工作量小。
0 m" b8 Q7 K; u# s9 M● 运行噪声低。

下模用螺栓连接在一个铝的紧固底板上，上模用螺栓紧固在一个连通的支架桁梁上。和通常的做法不同的是，在取出工件时不是将模具本身，而是将整个下工作台转动最大至45°。和最大可以转动90°的上工作台相配合，这很大程度地改善了操作的舒适度。操作人员可以不需要另外的台架就可以将工件取出来。装置的所有运动可以同时在几个轴线上进行。和目前常用的系统相比，可以节省许多时间。常用系统通常每个轴线都要分别地用存储器可编程控制系统（SPS）进行控制。

在模具支架的上工作台中，电气驱动技术取代了液压技术

6 v4 T( m9 ]0 R1 D+ d! Q短时间 高过载
1 s8 `7 J$ ~7 m1 ~; m! d
# G8 h8 `7 `8 j' {' L1 P% q: F这家Bocholt的企业在所需要的驱动技术上决定采用Lenze公司的ECS－伺服系统。该系列的伺服调节器是专门为多轴应用而研制的。它们的驱动采用同一家公司的正齿轮传动装置和伞形正齿轮传动装置。Intorg公司的弹力制动装置可以保证安全性，该公司是Lenze公司并购的从事制动业务的部门。
* z0 P9 p. |0 [( z7 c$ g; f
ECS伺服系统在该项应用中的优点是它的轴组件的高动力及2~3倍的过载能力。因为各个轴只是短时间传递过载，所以ECS伺服调节器的尺寸可以设计得较小，从而节省了在开关柜中占用的空间。由于采用了直流变压器级间耦合电路组合装置的中央供电设备，结构更加紧凑。这种装置可以节省敷设电缆的费用，减少电源端的开关和安全设备，并具有中央消除火花干扰的系统。伺服调节器通过一个可插接的Profibus 总线和上层的控制系统进行通信联络。这种调节器的另一个优点是其按照EN 954－1 标准 “驱动安全”控制等级3级的安全断路瞬间的安全性功能进行整合。

( p% u$ R0 {  c6 {1 u+ x$ s# i新型结构的模具支架具有较高的灵活性、快速性和更好的操作舒适性

/ b! m/ l! p" ?! j# R% o3 S9 Q和三相交流标准电动机组合的伞形正齿轮传动装置
% U" j& W/ p; F% D! b" g6 ~9 k2 \
Lenze公司的齿轮电动机以电机械的方式驱动模具支架的各种转动和升降运动。为了达到使新一代机器的尺寸保持尽量的小，将伞齿轮传动装置整合在框架结构中，从而节省了空间，而且在操作过程的检修工作中容易接近。

9 r7 w4 k3 [2 v, ~! LGKS系列伞形正齿轮传动装置由于采用优化的齿形而获得很高的啮合质量，可以达到95%的效率，同时结构紧凑并减少了噪声的传播。它直接安装在三相交流标准电动机上。传动装置的主动轴的小齿轮通过一个锥形的压键动力啮合的压入电动机的驱动轴。由于放弃使用离合器，使得装置结构小、重量轻，而且抗扭转刚度好。传动装置的驱动端装有一个空心轴。因此在齿轮电动机和机床的机械部件之间不再需要离合器。为了快速地安装和维修，将空心轴和收缩盘组装在一起。为了达到模具支架的使用寿命，选择了操作系数≥1.5的传动装置。

  W% |7 ^' a* W# R) e2 e; q" b因为在驱动装置上转塔和上下工作台的转动是刚性的连接，所以一个轴的两个驱动装置各和一个ECS调节器连接，作为双电机操作。这样的好处是，只有一个齿轮电动机需要反馈，在开关柜中节省了3个调节器。因此这种驱动概念是持续性地节省成本和空间的一个实例。这种从液压到电磁驱动系统的根本性的转换给企业的经营者带来成本上的好处。由于特别在模具闭合时的很好的灵活性和很高的速度，采用伺服技术可以缩短操作周期时间，从而降低了单件成本。
% i: x. o: q# w1 N. [0 X
. o, n: |5 L1 @% W  ^- j特别重要的是驱动系统能效的提高。电气驱动装置只是在操作时才需要电能，而液压系统在停工的时候也需要能量。据Olbrich公司计算，和液压驱动的模具支架相比，最多可以节约30%的能源。较少的维护保养成本也使寿命周期成本进一步降低。现在企业对这种新型的模具支架的兴趣已经非常大，有一个事实可以说明。即模具支架的原型样品在展示之后立即就在奥迪A4型车的仪表板的批生产中投入使用。在经过几个月的生产条件下的试验之后，用户感到非常高兴。接着它又用于奥迪A4的后继车型的仪表板原型的制造，并且也用于这种部件的批生产。