数控转塔压力机最新技术应用与发展趋势

1.数控转塔压力机简介

数控转塔压力机是指工作台可沿X方向、Y方向送料定位，工作台在床身上实现一体化安装的一类压力机，带有单套或多套模具，可完成对板材的冲孔或起伏成形；加工程序通过自动编程软件生成。数控转塔压力机区别于普通压力机，它是一个独立的机种。数控转塔压力机是带有转塔式模具库的数控压力机，国内外产量均最大。通常情况下，在我国数控冲床等同于数控转塔压力机。数控转塔压力机的机身分为开式和闭式，冲压动力（主传动）装置安装在机身上部，转塔模具库安装在机身喉口内，送料工作台安装在机身上和转塔模具库相对，控制系统安装在机身一侧。转塔可分为上、下两个转盘，上转盘安装上模部分，下转盘安装凹模，上、下转盘旋转选模到位后有插销使转盘定位，上、下模在打击滑块下对中。送料工作台上的活动横梁由滚珠丝杠加伺服电动机驱动直线导轨导向相对于转塔作前后移动，活动横梁有溜板夹钳，溜板由滚珠丝杠加伺服电动机驱动直线导轨导向相对于机身作左右移动，夹钳夹持板材在上、下转盘间实现X方向、Y方向定位。冲压装置打击模具完成对板料的冲制。

国产数控转塔压力机配用的模具是通用的，分为A、B、C、D、E五挡，其中E挡模具基本不用。自转模位可安装C、D、E挡模具，也可安装多子模模具来扩大模具容量。

数控转塔压力机的开式或闭式床身对机床的性能没有影响。冲压动力装置（主传动）分为机械式、液压式、伺服电动机式。控制轴分为：X轴，板料左右运动；Y轴，板料前后运动；T轴，模具选择调用；C轴，自转模具驱动；Z轴，滑块行程控制。

衡量数控转塔压力机技术性能的主要参数如下：

1）能力参数。包括公称力、一次再定位可加工工件大小、模位数量、模具形式（长导向或短导向）。

2）效率参数。包括每分钟最高冲压次数、规定步距下的每分钟冲压次数（一般取送料步距25mm）、板材送料速度、转盘转速、自转模数量、夹钳位置可编程。

3）精度参数。包括孔间距精度、重复定位精度、滑块行程精度。

4）环保指标。包括传动形式、整机功率。

在这些参数中，效率参数的提高具有较大的技术难度。

2.国内数控转塔压力机的现状

国产数控转塔压力机的年产量已达2000多台，属中低档产品，可靠性较高，性能尚可，具有良好的性价比。国产数控液压转塔压力机占数控转塔压力机产量的绝大部分，但伺服电动机主传动的全电数控转塔压力机也已出现，但数量不多。伺服转塔压力机的技术逐渐成熟，取代液压机的趋势明显，估计近几年内会出现较大的发展。

国内多数厂家生产的数控转塔压力机的主要参数为：公称力以300kN为主导，200kN次之；冲压次数为1000次/min，送进速度为85m/min；加工板材最大尺寸以1250mm×2500mm为主，板厚在6mm以内；模具数量为30套左右，一般带有2套自转模；孔间距精度为0.1mm，滑块位置控制精度为0.1mm；4轴控制，液压主传动。目前，国产数控转塔压力机的先进指标是：冲压次数达1800次/min，送进速度为120m/min；孔间距精度为0.1mm，滑块位置控制精度为0.01min；模具数量为56套，液压主传动，6轴控制，滑块行程、速度、位置可编程；夹钳位置可编程。(www.xing528.com)

我国数控转塔压力机生产厂家有近20家，其中具有代表性的是济南铸造锻压机械研究所有限公司、江苏金方圆数控机床有限公司、江苏扬力集团有限公司等，它们生产的产品具有完全知识产权，属国内先进技术水平，产销量占国内市场的60%以上。

在国产数控转塔压力机单机快速发展的同时，附属自动化装置及其延伸产品也取得了长足的进步。济南铸造锻压机械研究所有限公司、江苏金方圆数控机床有限公司研发了以数控转塔压力机为主机的加工中心、柔性加工单元（FMC）、柔性加工系统（FMS）。数控转塔压力机配置自动上、下料装置成为自动化的板材加工中心；加工中心再配置小型自动化仓库（一般为单列）成为柔性加工单元；以数控转塔压力机和直角剪板机或数控冲剪复合加工机为主机配置物流系统和大储量自动化立体仓库，成为板材柔性加工系统。

值得一提的是，国产数控冲压剪切复合加工机简称数控冲剪复合机是一个很好的平板钣金零件加工设备，它由数控转塔压力机和数控直角剪板机组合在一起，共用一套数控系统、一个工作台、一个液压站，其结构紧凑。通过自动编程软件在1000mm×2000mm或1250mm×2500mm甚至更大规格的板材上对工件进行排料，生成一体化冲压剪切程序。大板上料，先冲后剪，在板料上排好的工件冲完后被直角剪板机分离，并输出机床。数控冲剪复合机的加工效率高，工件精度高，节省材料，节省冲剪机床间的转运工序和场地。

但令人遗憾的是，由于国产配套件的性能有待提高，国产数控转塔压力机的数控系统、精密滚珠丝杠、直线导轨、液压动力头等关键配套件主要采用进口产品。数控转塔压力机的数控系统主要选用日本发那科（FANUC）公司、德国西门子（SIEMENS）公司的产品；精密滚珠丝杠、直线导轨选用德国、日本及我国台湾地区公司的产品。各模具供应商提供的各档模具外形尺寸相同。模具是消耗品，国外的供应商主要有美国的Wilson公司、MATE公司，日本的AMADA公司；国内的供应商有广东启泰电子科技有限公司、北京兆维电子（集团）有限责任公司等。

3.数控转塔压力机的发展趋势

数控转塔压力机的发展方向表现在高速、多功能、环保节能三个方面。高速是指加工效率的综合高效性，多功能是指机床自身功能的完善和多种加工功能，环保节能是指机床的噪声、污染、电能消耗明显降低。

冲压动力装置是数控转塔压力机技术进步速度最快的部分，最初的离合器、制动器加曲柄连杆机构已基本被淘汰，绝大部分数控转塔压力机主传动装置为液压动力头。数控液压机的冲压次数由600次/min发展到1800次/min；由滑块行程有级控制、速度不可调整，发展到行程位置、速度可编程控制；数控转塔压力机的性能大大提高，功能有所增加；也从根本上消除了过载闷车的故障。在未来几年的时间内，数控液压机还将占据主导地位。

伺服电动机主传动数控转塔压力机（数控伺服压力机）以其控制更加灵活、更加节能环保的优势开始崭露头角。将大转矩伺服电动机的旋转运动通过曲柄连杆机构、或连杆机构、或凸轮机构转化为滑块的往复直线打击运动，滑块的运动速度和位置都可通过编程控制，不冲压时主传动机构静止不动，基本不消耗能量，运行噪声很小。这种数控转塔压力机比液压数控压力机的控制更灵活，更节能，也不会有油液消耗、泄漏、废油处理等污染问题，技术上更有优势，已成为数控转塔压力机的发展趋势。目前，我国数控伺服压力机的生产技术水平较低，还不能完全达到或超越液压机，与国外数控伺服压力机相比差距较大。

济南铸造锻压机械研究所有限公司领先研发了一种带激光切割功能的冲割复合转塔压力机，其特点是使用封离式激光器，能够切割3mm以下的碳钢板，经济实用，使用方便，运行成本较低，为这种复合机的推广应用提供了良好的基础。

4.与国际先进水平的差距

国际著名品牌产品引领着数控转塔压力机的发展方向，在高速、多功能、环保节能三个方面我国的产品还有不小差距。以日本AMADA公司的EM系列产品为例，该系列压力机以专用大转矩盘式伺服电动机直接驱动曲轴，打击次数为1800次/min，25.4mm步距时打击次数为500次/min，X轴的送进速度为100m/min、Y轴的送进速度为80m/min；模位数最多为70个；配用不同的模具可以实现切割、辊压、折弯、刻印等特殊加工，可以成为小钣金件加工中心；由于主电动机可编程控制，冲压噪声小，电动机制动能量可回馈储存；可靠性高。其生产的许多外围设备也具有很高的技术水平，例如AMADA公司还可提供机外模具库和机床原有模具库自动交换模具，实现模具数量不限的不停机加工。该公司在软件、网络控制方面也有独到之处。

国外著名厂商的板材柔性加工系统技术先进成熟。我国生产的伺服主传动转塔压力机的技术指标正逐步提高，正在接近国际领先水平，但尚无成熟、稳定的产品供应市场。