Tendencias de desarrollo y tecnologías clave de las prensas hidráulicas inteligentes

Las prensas hidráulicas inteligentes son equipos de fabricación de alta gama, dirigidos principalmente al proceso de diseño, fabricación y uso deprensas hidráulicasUtiliza tecnologías inteligentes avanzadas, como la percepción de información, la toma de decisiones, el juicio y la ejecución segura, para conformar un sistema hombre-máquina integrado por expertos humanos y máquinas inteligentes. Permite la mejor organización y la asignación óptima de recursos como productos, herramientas, entorno y mano de obra, y amplía, extiende y reemplaza parcialmente el trabajo físico y mental humano en el proceso de fabricación por hidroconformado. Este artículo presenta las tendencias de desarrollo y las tecnologías clave de las prensas hidráulicas inteligentes.

Tendencias de desarrollo de las prensas hidráulicas inteligentes

1. Inteligente. La curva de movimiento del deslizador se puede optimizar en línea según los diferentes procesos de producción y requisitos del molde (como troquelado, embutición, extrusión de chapa, estampado con troquel progresivo, etc.). Se pueden diseñar curvas características de trabajo especiales para realizar procesos complejos y de alta precisión. Permite un movimiento libre del deslizador.
2. Alta eficiencia. El número de movimientos del deslizador se puede ajustar en un amplio rango. La velocidad y el recorrido del deslizador son fáciles de regular. Gracias a la tecnología de estaciones múltiples y la alimentación automática, la eficiencia de producción mejora notablemente.
3. Alta precisión. Mediante la tecnología de servocontrol, el movimiento de la prensa hidráulica se controla con precisión. Generalmente, incorporan un dispositivo de detección de desplazamiento del deslizador, lo que permite controlar con exactitud cualquier posición del mismo. Las características de movimiento del deslizador se pueden optimizar. Al estirar, doblar e imprimir, la curvatura adecuada del deslizador reduce el efecto rebote y mejora la precisión de las piezas.

4. Compuestos funcionales. Para procesos novedosos como el forjado isotérmico y el conformado superplástico, el espacio entre el deslizador y el molde se utiliza para crear un entorno de calentamiento con temperatura controlada. El forjado, el estampado y el tratamiento térmico se combinan para lograr múltiples usos en una sola máquina y garantizar la calidad del producto.
5. Bajo nivel de ruido. La prensa hidráulica inteligente simplifica el sistema de transmisión y reduce el ruido. Ayuda a reducir el ruido de punzonado mediante la configuración de una curva de movimiento silenciosa para el deslizador. En comparación con el punzonado tradicional, el nuevo proceso de punzonado en dos etapas puede reducir el ruido en al menos 10 dB.
6. Alta eficiencia de ahorro energético. La prensa servohidráulica adopta una transmisión directa, lo que reduce considerablemente los eslabones de la transmisión, disminuye la cantidad de lubricación y facilita el mantenimiento. Una vez que el deslizador se detiene, el motor se detiene y el consumo de energía se reduce significativamente.
7. Fácil de usar. Permite supervisar el proceso y la calidad mediante software de última generación, y planificar y optimizar todo el proceso de fabricación desde el ordenador. Su uso es más intuitivo.
Las prensas hidráulicas inteligentes tienen una gama de usos más amplia que las prensas hidráulicas tradicionales y ofrecen un alto valor añadido. Se pueden utilizar en procesos de conformado de precisión como el estampado de chapas metálicas, la forja isotérmica, el prensado de polvo, la vulcanización de caucho, el prensado en caliente de tableros de fibra, el enderezado, el ajuste a presión, el moldeo por inyección, etc.

Tecnologías clave de las prensas hidráulicas inteligentes

Las principales tecnologías clave para el desarrollo de prensas hidráulicas inteligentes son las siguientes:
1. El servomotor se utiliza para accionar directamente la bomba de aceite principal de laprensa hidráulicaActualmente, las bombas hidráulicas accionadas directamente por servomotores de alta potencia presentan numerosas dificultades técnicas. Se requiere un amplio rango de ajuste de velocidad, pudiendo funcionar normalmente incluso a menos de 10 rpm. Generalmente, la velocidad mínima es de 600 rpm, lo que dificulta su uso en aplicaciones a gran escala.

2. Servomotor de CA de alta potencia y sistema de control de accionamiento. Actualmente, se utilizan principalmente motores de reluctancia conmutada (SMR), que ofrecen ventajas como simplicidad y fiabilidad, un funcionamiento eficiente en cuatro cuadrantes con un amplio rango de velocidad y par, una rápida respuesta y un bajo coste. Sus desventajas son las grandes fluctuaciones de par y las fuertes vibraciones. El sistema presenta características no lineales, altos costes de control y baja densidad de potencia. Por ello, es necesario desarrollar tecnología de control para servomotores de CA de alta potencia y tecnologías de aplicación relacionadas.

3. Sistema de control especial. La tecnología de control de bucle cerrado de la presión y la posición de la prensa hidráulica se logra mediante cambios en la velocidad del servomotor. Dado que la mayoría de las prensas hidráulicas existentes se controlan mediante PLC, las prensas hidráulicas inteligentes utilizan un control programable de bucle cerrado de presión y velocidad hidráulicas, lo que requiere una gran cantidad de cálculos y dificulta la flexibilidad del proceso. Por lo tanto, es necesario desarrollar un sistema de control específico que utilice una PC industrial.

4. Sistema de recuperación y gestión de energía. Para minimizar las pérdidas de energía, es necesario recuperar y reutilizar la energía potencial generada por el peso del deslizador y la liberación de presión del cilindro hidráulico. En cuanto a la gestión energética, dado que la potencia instantánea es mucho mayor que la potencia promedio, en las grandes máquinas hidráulicas inteligentes debe implementarse un sistema de distribución de energía que evite sobrecargar la red eléctrica.

5. Optimización del proceso de conformado mediante prensa hidráulica inteligente. Los materiales y las formas de las piezas varían, y, por consiguiente, también sus procesos de producción. La prensa hidráulica inteligente se optimiza y combina con diversos procesos de conformado, y solo mediante la comprensión de la ruta óptima del proceso puede demostrar su superioridad. Estudiar el mecanismo de conformado de los distintos procesos y establecer parámetros optimizados adecuados para cada uno es fundamental para mejorar la calidad del producto, la eficiencia de la producción y reducir los costos.

6. Diseño optimizado del cuerpo de la prensa hidráulica inteligente. En comparación con las prensas hidráulicas tradicionales, las prensas hidráulicas inteligentes ofrecen ventajas como ahorro de energía, reducción de ruido y múltiples funciones. El diseño de su cuerpo requiere considerar diversos factores, principalmente los posibles efectos del procesamiento térmico, las condiciones extremas de trabajo, la frecuencia de operación y la complejidad de las piezas.

El diseño de la estructura de la prensa servohidráulica requiere la elaboración de un método de diseño y un sistema técnico que tengan en cuenta la rigidez, la resistencia y el rendimiento dinámico de la máquina herramienta de forja.

7. Software para el diseño y la fabricación de prensas hidráulicas inteligentes. La fase de diseño de la prensa hidráulica inteligente requiere software de optimización y elementos finitos para realizar cálculos de acoplamiento multifísico que simulen el proceso de tratamiento térmico y proporcionen a los usuarios una experiencia intuitiva. Durante la operación, se necesita una potente base de datos de procesos inteligentes, una biblioteca de expertos, diagnóstico remoto de fallos y otro software para respaldar los cálculos de proceso en línea y lograr el mejor resultado. Tras la operación, se recopila información relevante sobre la fabricación y el funcionamiento del equipo de forma oportuna para garantizar su correcto funcionamiento.

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