Lựa chọn máy ép servo|Giải thích chi tiết từ cơ chế đến tính toán và nhà sản xuất

30 tháng 11 năm 2025

 

Ở đây"Servo press" được sử dụng trong quy trình lắp ráp sản phẩm một cách chính xác với lực nhất định trên máy tự động. Đây là ghi chú về vấn đề này.

 

Trên web có rất nhiều danh mục sản phẩm và từ điển thuật ngữ, nhưng phần lớn trong số đó chỉ liệt kê các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, chứ không phải những thông tin mà các nhà thiết kế thực sự muốn biết, chẳng hạn như "cách sử dụng servo press" hay "có thể thay thế servo press bằng xi lanh điện không".Tiêu chí đánh giá vùng xámHiện tại, thông tin chi tiết về vấn đề này vẫn còn rất ít.

 

Trong ghi chú này, chúng tôi không chỉ so sánh các thông số kỹ thuật mà còn muốn làm rõ ranh giới giữa máy ép servo chuyên dụng và hệ thống ép đơn giản sử dụng bộ truyền động điện giá rẻ từ góc độ của nhà thiết kế máy móc.

 

Dựa trên kinh nghiệm của bản thân và kết quả nghiên cứu thị trường mới nhất, tôi đã tổng hợp những điểm thực tiễn như "bẫy cứng" và "khả năng phản hồi điều khiển" mà không thể thấy được chỉ qua thông số kỹ thuật trong catalogue, đồng thời so sánh sự khác biệt về mặt vật lý giữa máy ép servo và máy ép thủy lực/khí nén truyền thống.

Kiến thức cơ bản và cơ chế hoạt động của máy ép servo

Hiểu biết về cấu trúc (vít bi, động cơ servo)

Hiểu sâu về cấu trúc bên trong của máy ép servo là bước đầu tiên để biết được giới hạn và đặc tính của khả năng điều khiển của nó.  Servo press cơ bản bao gồm "động cơ servo AC" tạo ra lực quay, "vít bi (hoặc vít con lăn)" chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng, "thanh đẩy (thanh)" thực sự đẩy vật làm việc, và "khung" hỗ trợ các bộ phận này.

 

Trong khi động cơ cảm ứng thông thường chỉ quay liên tục, động cơ servo là loại động cơ có thể điều khiển theo góc quay, tốc độ và mô-men xoắn được chỉ định với tốc độ cực cao và độ chính xác cao. Khi động cơ này quay, trục vít bi sẽ quay thông qua khớp nối và dây đai đồng bộ.  Phần đai ốc của trục vít bi được cố định vào ram, và khi trục vít quay, đai ốc sẽ di chuyển thẳng, khiến ram di chuyển lên xuống (hoặc trước sau).

 

Điều quan trọng ở đây là hiệu suất truyền động. Trong trục vít bi, có nhiều bi thép (bi) nằm giữa trục vít và đai ốc, và nhờ tiếp xúc lăn, hệ số ma sát được giảm thiểu đến mức tối đa. Nhờ đó, mô-men xoắn do động cơ tạo ra có thể được chuyển đổi thành lực đẩy (lực ép) với hiệu suất cơ học từ 90% trở lên.

 

Do ít bị tổn thất do lực cản của chất lỏng như xi lanh thủy lực hay lực cản trượt của gioăng, nên độ tuyến tính (độ thẳng) cao khi ước tính lực đẩy từ giá trị dòng điện động cơ, cho phép điều khiển lực một cách tinh vi. Ngoài ra, trong các mẫu có lực đẩy lớn, đôi khi sử dụng "vít con lăn" sử dụng con lăn chính xác thay cho bi. Đây là một biện pháp nhằm tăng diện tích tiếp xúc để tăng độ cứng và khả năng chịu tải.

 

 

Vai trò và tầm quan trọng của cảm biến lực (quản lý tải trọng)

Lý do chính khiến máy ép servo được mô tả là "máy ép có cảm giác của bàn tay" là do sự tồn tại của cảm biến lực.  Cảm biến lực là cảm biến có gắn cảm biến biến dạng vào vật thể biến dạng nhỏ khi có lực tác động, chủ yếu được lắp đặt ở đầu ram và các bộ phận chịu lực phản ứng của cơ cấu truyền động.

 

Trong quá trình ép, việc phát hiện "hiện tại đang ép với lực bao nhiêu Newton" theo thời gian thực là vô cùng quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng. Nhờ có tín hiệu phản hồi từ cảm biến lực, bộ điều khiển có thể liên tục giám sát giá trị tải trọng hiện tại.

 

Ví dụ, có thể thực hiện điều khiển phản hồi để dừng hoạt động ngay khi đạt đến tải trọng đã cài đặt hoặc duy trì lực nhất định. .

 

Nếu không có cảm biến lực và chỉ dựa vào giá trị dòng điện của động cơ để ước tính tải trọng, sự thay đổi độ nhớt của mỡ giảm tốc và sự chênh lệch lực cản ma sát của thanh dẫn sẽ xuất hiện dưới dạng sai số, khiến không thể biết được lực ép chính xác.  Máy ép servo được trang bị cảm biến lực có độ chính xác cao có thể đọc tải trọng với độ chính xác khoảng 0,5% đến 1% ở thang đo đầy đủ, và không bỏ sót những biến động tải trọng nhỏ vài Newton. Nhờ đó, có thể phát hiện ngay lập tức sự sai lệch kích thước của phôi và tải trọng bất thường do vật lạ kẹt vào, từ đó ngăn chặn sản phẩm lỗi.

 

 

Sử dụng phù hợp các phương pháp điều khiển (điều khiển vị trí, điều khiển tải trọng)

Servo press có hai chế độ vận hành chính là "điều khiển vị trí" và "điều khiển tải trọng".Có thể chuyển đổi liền mạch giữa các công đoạn này trong quá trình sản xuất, giúp thực hiện gia công linh hoạt như công việc thủ công của con người.

 

Điều khiển vị trí là điều khiển di chuyển ram đến tọa độ (chiều cao) được chỉ định. Ví dụ, nó được sử dụng cho các hoạt động như di chuyển với tốc độ cao đến ngay trước vật làm việc và giảm tốc ngay trước khi tiếp xúc. Ngoài ra, nó cũng hiệu quả trong việc ép các bộ phận có yêu cầu quản lý kích thước nghiêm ngặt, giúp dừng chính xác ở độ sâu được chỉ định (vị trí chạm đáy) mà không va chạm vào bộ phận chặn cơ học.

 

Mặt khác, điều khiển tải trọng là điều khiển nhận giá trị của cảm biến lực làm phản hồi và điều chỉnh mô-men xoắn của động cơ để đạt được lực được chỉ định. Điều khiển này được sử dụng trong trường hợp muốn áp lực luôn ổn định ngay cả khi có sự khác biệt về chiều cao của vật liệu, hoặc trong trường hợp cần duy trì áp lực trong một thời gian nhất định (duy trì áp lực) để chờ keo khô hoặc nhựa biến dạng.

 

Trong thực tế, chúng tôi kết hợp các trình tự này. Ví dụ, ban đầu, chúng tôi tiếp cận với tốc độ cao bằng "kiểm soát vị trí", khi phát hiện tải trọng tăng lên do tiếp xúc với vật làm việc (chức năng cảm biến chạm), chúng tôi giảm tốc độ dựa trên điểm chuẩn đó, và cuối cùng, chúng tôi áp lực đến lực mục tiêu bằng "kiểm soát tải trọng" để xác định hoàn thành. Như vậy,Điểm mạnh lớn của máy ép servo là có thể vừa rút ngắn thời gian chu kỳ vừa ổn định chất lượng gia công bằng cách sử dụng các chức năng điều khiển một cách linh hoạt.

 

 

Ưu điểm so với hệ thống thủy lực và khí nén

Trong thiết kế máy tự động, khí nén (xi lanh khí) và máy ép thủy lực thường được so sánh với nhau như là nguồn động lực. Bảng dưới đây so sánh các đặc tính của từng loại từ góc độ vật lý và kinh tế, và chỉ ra những trường hợp nào nên chọn máy ép servo.

 

Mục so sánh Máy ép khí nén (xi lanh khí) máy ép thủy lực Máy ép servo (điện)
nguồn động lực Khí nén (chất lỏng nén) Dầu thủy lực (chất lỏng không nén) Điện năng (động cơ servo AC)
Kiểm soát lực đẩy Thấp (Chỉ cài đặt bộ điều chỉnh. Dễ bị biến động) Cao (có thể điều chỉnh bằng van điều khiển áp suất nhưng có độ trễ phản hồi) cực cao (Kiểm soát FB tốc độ cao bằng cảm biến lực)
Kiểm soát tốc độ Khó khăn (tăng tốc và dừng đột ngột do biến động tải) Có thể (van điều khiển lưu lượng) tự do (Có thể điều khiển bằng dạng sóng tùy ý)
Độ chính xác vị trí Thấp (phụ thuộc vào bộ phận chặn cơ học) Trung bình (tùy thuộc vào nhiệt độ dầu và phản ứng van) cực cao (±0,01mm trở xuống)
hiệu quả năng lượng (Hiệu suất 10-20%. Tiêu thụ điện năng lớn khi ở chế độ chờ) Thấp đến trung bình (nếu bơm hoạt động liên tục thì thấp) (Chỉ tiêu thụ khi hoạt động. Hiệu suất 80% trở lên)
Hiệu suất môi trường Tiếng ồn khí thải, sương dầu Rủi ro rò rỉ dầu, xử lý dầu thải, tiếng ồn Sạch sẽ, yên tĩnh
Chi phí ban đầu giá rẻ đắt tiền
Chi phí vận hành Cao (rò rỉ khí, chi phí điện máy nén) Trung bình (tiền điện, thay dầu thủy lực) (Chỉ tiền điện)
IoT/Quản lý dữ liệu Khó khăn (cần có cảm biến gắn ngoài) Khó khăn (chủ yếu là quản lý analog) tiêu chuẩn (Có thể lưu trữ toàn bộ dữ liệu)

Nguồn tham khảo: Janome Industrial Equipment (https://www.janomeie.com/column/servopress/detail.html), Công nghệ khóa báo chí (https://www.presslocktech.com/blog/clinching-machine-pneumatic-hydraulic-servo) ※Vui lòng dịch sang tiếng Nhật để xác nhận.

 

Áp suất khí nén có chi phí ban đầu thấp, nhưng do tính chất nén của khí (tính chất giống lò xo), nó có thể bắn ra mạnh mẽ khi bắt đầu ép hoặc tăng tốc đột ngột khi tải trọng bị mất, do đó không thích hợp cho việc ép chính xác. Ngoài ra, hiệu suất chuyển đổi năng lượng kém, chi phí vận hành có thể cao gấp 5 lần so với động cơ điện. Áp suất thủy lực dễ tạo ra lực đẩy lớn, nhưng rủi ro rò rỉ dầu, tiếng ồn của bơm và công việc bảo trì là những vấn đề cần giải quyết.

 

Máy ép servo có chi phí ban đầu cao, nhưng chỉ tiêu thụ điện năng khi hoạt động, do đó có thể giảm đáng kể chi phí vận hành. Hơn nữa, máy có thể ghi lại toàn bộ dữ liệu về vị trí và tải trọng, do đó rất phù hợp với các nhà máy sản xuất hiện đại, nơi yêu cầu khả năng truy xuất nguồn gốc (truy xuất nguồn gốc).Ưu thế về tổng chi phí bao gồm chi phí đảm bảo chất lượngCó.

 

 

Sự khác biệt với xi lanh điện (servo đơn giản)

Trên thị trường cũng có các sản phẩm được gọi là "xi lanh điện" và "xi lanh robot", và vì chúng cũng sử dụng động cơ servo và trục vít bi,Nói rộng ra, nó có thể được coi là một loại máy ép servo.  Tuy nhiên, tại hiện trường thiết kế máy móc công nghiệp,Cần phải phân biệt rõ ràng và xử lý chúng một cách riêng biệt.

 

"Servo Press (máy chuyên dụng)" là "thiết bị hoàn chỉnh" được thiết kế với mục đích chính là gia công ép. Khung cứng cáp loại C và loại cổng được chuẩn bị sẵn, được đóng gói cùng với cảm biến lực chính xác cao, hàng rào an toàn và bộ điều khiển chuyên dụng có chức năng đánh giá dạng sóng ép.Nhà sản xuất đảm bảo độ cứng và độ chính xác của toàn bộ hệ thống bao gồm cả khung, do đó có thể thực hiện ép chính xác ngay sau khi mua.입니다.

 

Ngược lại, "xi lanh điện (sản phẩm thành phần)" chủ yếu được cung cấp như một "bộ phận" thực hiện chuyển động thẳng. Sản phẩm này có giá rẻ và nhiều chủng loại, nhưng cảm biến lực có thể là tùy chọn hoặc chỉ có thể điều khiển dòng điện đơn giản (điều khiển lực đẩy).Sự khác biệt lớn nhất là đảm bảo "độ cứng".

 

Khi sử dụng xi lanh điện, khung và giá đỡ để chịu lực phản ứng phải do chính nhà thiết kế chuẩn bị.  Nếu độ cứng của khung thấp, khung sẽ bị uốn cong khi tăng áp suất, dẫn đến vấn đề không đạt được độ chính xác. Do đó, xi lanh điện có lợi thế về mặt chi phí đối với các công việc đơn giản như đẩy và định vị, nhưng đối với các công đoạn ép cần quản lý tải trọng chính xác, cần phải lựa chọn máy ép servo chuyên dụng hoặc kết hợp xi lanh điện, cảm biến lực và khung có độ cứng cao dựa trên kiến thức đầy đủ.

 

 

Lựa chọn máy ép servo trong thiết kế máy tự động

Tính toán lực ép (phương pháp lựa chọn) và hệ số an toàn

Khi chọn máy ép servo phù hợp với máy tự động, điều đầu tiên cần tính toán là "lực đẩy (kN) cần thiết là bao nhiêu".Lực cần thiết để ép vào không nên dựa vào kinh nghiệm và trực giác trong quá khứ, mà cần phải ước tính dựa trên cơ sở vật lý.

 

Lực đẩy cần thiết về mặt lý thuyết trong quá trình ép các bộ phận hình trụ F(N) thường có thể ước tính bằng công thức sau.

 

F = μ・P・A = μ・P・π・d・L

Các biến số ở đây như sau.

F: Lực ép (N)
μ: Hệ số ma sát (giữa các bộ phận bằng sắt, không bôi trơn khoảng 0,15~0,2, có bôi trơn khoảng 0,05~0,1)
d: Đường kính trục (mm)
L: Chiều dài hiệu dụng ép (mm)
P: Áp lực tiếp xúc (MPa)

 

áp lực tiếp xúc Plà độ chênh lệch giữa trục và lỗ (độ can thiệp) δ và mô đun Young của vật liệu. E Từ đó, cơ học vật liệu "Công thức của Lame」를 사용하여 계산합니다.

 

Điều cần chú ý nhất trong quá trình lựa chọn là sự không chắc chắn của "hệ số ma sát". Giá trị có thể dao động gần gấp đôi tùy thuộc vào độ nhám bề mặt và tình trạng bôi trơn. Do đó, kết quả tính toán phải có độ chính xác cao.

 

Trong việc lựa chọn thực tế, đối với lực đẩy tối đa cần thiết được tính toán,1,5 đến 2 lầnĐược khuyến nghị chọn mô hình có lực đẩy định mức. Ví dụ, nếu giá trị tính toán là 3kN, hãy chọn mô hình có lực đẩy từ 5kN trở lên.Tỷ lệ an toàn này là điều cần thiết để đối phó với sự gia tăng lực đẩy do sự chênh lệch dung sai của các bộ phận, các tải trọng đột ngột như hiện tượng mài mòn (goring), và để kéo dài tuổi thọ của các bộ phận cơ khí như vít bi.

 

 

Ảnh hưởng của độ cứng (khung, hướng dẫn) đối với độ chính xác

Nếu chỉ chọn mẫu máy dựa trên các thông số kỹ thuật trong catalogue như "lực đẩy định mức" và "độ chính xác định vị lặp lại", bạn có thể gặp phải những sự cố bất ngờ tại hiện trường. Nguyên nhân chủ yếu là doMáy ép và giá đỡ lắp đặt thiếu "độ cứng" 입니다.

 

Khi máy ép servo ép vật liệu với lực vài kN, phản ứng của lực này sẽ làm cho khung máy ép bị biến dạng. Đặc biệt, trong trường hợp khung hình chữ C có cấu trúc một đầu, khung sẽ bị biến dạng theo hướng mở ra (hiện tượng mở miệng) khi bị ép. Do đó, đầu ram sẽ bị lệch về phía trước và trục tâm sẽ bị lệch sang một góc.

 

Độ biến dạng này là một yếu tố sai số không thể bỏ qua trong quá trình ép chính xác ở đơn vị micron. Ví dụ, ngay cả khi cảm biến lực tải phát hiện chính xác tải trọng, nếu khung bị uốn cong 0,1 mm, độ sâu ép thực tế có thể sẽ nông hơn 0,1 mm so với giá trị chỉ thị của cảm biến (tuy nhiên, có thể điều chỉnh trong trường hợp thực hiện điều khiển đóng hoàn toàn bằng thang đo tuyến tính).

 

Do đó, khi cần ép với độ chính xác cao, cần sử dụng "khung hình cổng (4 cột)" ít biến dạng hoặc mua xi lanh điện riêng lẻ và thiết kế khung cực kỳ chắc chắn tại công ty.Máy ép servo chuyên dụng (loại đóng gói) do nhà sản xuất chế tạo có thể nói là một trong những điểm khác biệt lớn so với xi lanh điện đơn thuần, đó là độ chính xác được đảm bảo, bao gồm cả độ cứng của khung.

 

 

Phòng ngừa sản phẩm lỗi bằng cách đánh giá hình dạng sóng (đảm bảo chất lượng)

Ưu điểm lớn nhất của máy ép servo là có thể hiển thị dữ liệu trong quá trình gia công và đánh giá chất lượng ngay lập tức. Chức năng cốt lõi của nó là "đánh giá dạng sóng". Chức năng này vẽ biểu đồ (dạng sóng) với vị trí (hành trình) trên trục ngang và tải trọng trên trục dọc, đồng thời giám sát hình dạng của biểu đồ để xác định xem nó có bình thường hay không.

 

Chỉ đơn thuần kiểm tra "tải trọng cuối cùng có ổn không" thì không thể biết được điều gì đã xảy ra trong quá trình. Ví dụ, trong trường hợp tải trọng tăng đột ngột do mảnh vụn bị kẹt vào khi bắt đầu ép hoặc tải trọng bị mất trong quá trình, nếu chỉ nhìn vào điểm đến cuối cùng thì có thể sẽ cho kết quả là giá trị bình thường. Như vậy sẽ bỏ sót sản phẩm bị lỗi.

 

Trong đánh giá dạng sóng, có chức năng thiết lập đường đi của dạng sóng bình thường làm "khung (envelope)" và coi là không đạt tiêu chuẩn nếu dạng sóng lệch khỏi khung đó dù chỉ trong một khoảnh khắc, cũng như chức năng giám sát giá trị trung bình tải trọng ở một đoạn vị trí cụ thể.  Nhờ đó, có thể phát hiện chắc chắn các lỗi tiềm ẩn như "đã lắp vào nhưng thực tế đã xảy ra hiện tượng mài mòn", "phụ tùng bị lắp nghiêng", "áp lực lắp quá mạnh/quá yếu", và ngăn chặn trước việc các sản phẩm này chuyển sang công đoạn tiếp theo.

 

 

Sử dụng khả năng truy xuất nguồn gốc (lưu trữ dữ liệu)

Trong ngành sản xuất hiện đại, đặc biệt là đối với các bộ phận an toàn quan trọng như phụ tùng ô tô và thiết bị y tế, khả năng truy xuất nguồn gốc (truy xuất) để chứng minh "khi nào, trong điều kiện nào sản phẩm được sản xuất và kết quả như thế nào" đối với từng sản phẩm là yêu cầu bắt buộc.

 

Máy ép servo có thể lưu trữ dữ liệu gia công của toàn bộ chu trình (ngày giờ, kết quả đánh giá, giá trị tối đa của vị trí và tải trọng, cũng như dữ liệu dạng sóng) dưới dạng dữ liệu kỹ thuật số. Máy ép servo chuyên dụng được trang bị cổng LAN và các loại mạng trường (EtherNet/IP, CC-Link IE Field, PROFINET, v.v.) theo tiêu chuẩn, có thể tự động truyền dữ liệu đến PC hoặc máy chủ cấp trên.

 

Trong trường hợp sản phẩm bị lỗi trên thị trường, bằng cách gọi lại và kiểm tra dạng sóng ép tại thời điểm sản xuất từ số sê-ri sản xuất, có thể nhanh chóng xác định được vấn đề nằm ở quy trình sản xuất hay do các yếu tố khác liên quan đến vật liệu và thiết kế. Chính khả năng "chứng minh chất lượng" này là vũ khí mạnh mẽ để giành được sự tin tưởng từ bộ phận quản lý chất lượng và người dùng cuối, đồng thời cũng là biện pháp hiệu quả để đối phó với Luật trách nhiệm sản phẩm (PL).

 

 

Vận hành máy ép servo và các nhà sản xuất chính

Quá mức (lưu ý khi sử dụng) và biện pháp đối phó

Trong vận hành máy ép servo, một trong những hiện tượng mà nhà thiết kế cần cảnh giác nhất là "quá mức".  Điều này chỉ hiện tượng không thể dừng lại ngay khi đạt đến tải trọng hoặc vị trí mục tiêu mà vượt quá.

 

Đặc biệt trong quá trình ép, tải trọng sẽ tăng đột ngột ngay khi vật liệu chạm đáy (ngồi xuống).  Lúc này, khung máy ép và hệ thống truyền động (vít bi và đai) uốn cong như lò xo và tích trữ năng lượng. Ngay cả khi tín hiệu dừng được phát ra và động cơ dừng lại, lực uốn cong đó được giải phóng một cách đột ngột và do quán tính cơ học, hệ thống điều khiển không kịp phản ứng và có thể đẩy vật liệu vượt quá giá trị cài đặt. Điều này gây ra tải trọng quá lớn cho vật liệu, dẫn đến hư hỏng và nứt vỡ.

 

Để đối phó với vấn đề này, trước tiên cần thiết lập "tốc độ tiếp cận" và "tốc độ gia áp" một cách thích hợp. Di chuyển với tốc độ cao cho đến ngay trước khi tiếp xúc, và giảm tốc độ xuống mức thích hợp ngay trước khi tiếp xúc hoặc trong giai đoạn gia áp sau khi tiếp xúc, để giảm thiểu tối đa sự vượt quá do quán tính và độ trễ phản hồi. Ngoài ra, sử dụng khung có độ cứng cao cũng rất hiệu quả để ngăn chặn sự tích tụ năng lượng do uốn cong.  Một số mẫu máy có chức năng dự đoán tải trọng và bắt đầu giảm tốc sớm bằng cách thiết lập các thông số trên bộ điều khiển chuyên dụng.

 

 

Kiến thức bắt buộc về các biện pháp an toàn (STO・phanh)

Máy ép servo tạo ra lực mạnh từ vài kN đến vài chục kN,Đây là máy móc nguy hiểm, chỉ cần một sai lầm nhỏ cũng có thể gây ra tai nạn lao động nghiêm trọng.  Do đó, dựa trên các tiêu chuẩn an toàn quốc tế (ISO 12100 và ISO 13849-1), các quy định nghiêm ngặt...Thiết kế an toàn là điều không thể thiếu 입니다.

 

Đặc biệt quan trọng là chức năng "STO (Safe Torque Off)".  Đây là nút dừng khẩn cấp vàRèm ánh sáng Khi hoạt động, chức năng này sẽ ngắt nguồn cung cấp động lực (mô-men xoắn) cho động cơ bằng phần cứng mà không cần qua mạch điều khiển (phần mềm). Nhờ đó, ngay cả trong trường hợp bộ điều khiển bị trục trặc, an toàn vẫn được đảm bảo bằng cách ngắt nguồn động lực một cách vật lý. *Đèn báo an toàn là thiết bị bắt buộc đối với các biện pháp an toàn như máy ép.Cảm biến khu vực và rèm ánh sáng là hai biện pháp an toàn khác nhau .

 

또한,Khi lắp đặt và sử dụng theo phương thẳng đứng, việc lựa chọn "động cơ có phanh giữ" là bắt buộc.  Để ngăn ngừa tai nạn do lực hấp dẫn làm ram rơi xuống và kẹp ngón tay của công nhân trong trường hợp mất điện hoặc dừng khẩn cấp. Hơn nữa, do lực giữ của phanh giữ sẽ giảm theo thời gian, nên nhà thiết kế có trách nhiệm thực hiện chức năng kiểm tra phanh để xác nhận lực phanh có đủ hay không trong quá trình kiểm tra trước khi bắt đầu làm việc, hoặc quy định việc kiểm tra định kỳ.

 

 

Danh sách các nhà sản xuất chính trong nước và đặc điểm của từng công ty

Tại Nhật Bản, có rất nhiều nhà sản xuất cung cấp các sản phẩm liên quan đến máy ép servo chất lượng cao trên phạm vi toàn cầu. Nói chung, có hai loại nhà sản xuất chính: "nhà sản xuất máy chuyên dụng (Loại A)" với chức năng phân tích cao cấp và độ cứng khung cao, và "nhà sản xuất bộ truyền động (Loại B)" với hiệu suất chi phí cao và có thể lắp ráp thành các bộ phận.

 

Bảng dưới đây tổng hợp các thông số kỹ thuật và đặc điểm của các nhà sản xuất chính.

nhà sản xuất Thể loại Tên series Động lực tối đa dự kiến Phương pháp phát hiện tải trọng Đặc điểm・Điểm lựa chọn
THK B Sê-ri báo chí (PC/PCT) 1,6kN ~ 250kN Dòng điện / (OP: Cảm biến lực) 【Động lực lớn・Kích thước nhỏ gọn】

 

Cấu trúc tích hợp giữa trục bi và trục vít bi cho phép đạt được lực đẩy lớn tương đương với hệ thống thủy lực mặc dù có kích thước nhỏ gọn. Đây là sản phẩm hiếm hoi có thể thay thế các bộ phận chuyên dụng (Cat.A) bằng các linh kiện (Cat.B).

IAI (IAI) B Robocylinder (RCS3/4) 20N ~ 50kN Cảm biến lực tích hợp 【Hiệu quả chi phí】

 

Được trang bị cảm biến lực tiêu chuẩn, cân bằng hoàn hảo giữa chi phí và hiệu suất. Tiêu chuẩn thực tế cho các ứng dụng ép đơn giản. Phần mềm dễ sử dụng.

SMC B Bộ truyền động điện (LEY/LEYG) 100N ~ vài kN Điều khiển dòng điện 【Vua thay thế khí nén】

 

Tương thích với xi lanh khí nén và kích thước, thích hợp nhất khi muốn "điện khí hóa" với chi phí thấp. Thích hợp hơn cho việc quản lý lực đẩy đơn giản hơn là đánh giá dạng sóng cao cấp.

Janome A JP series 5 / JP-S2 0,5kN ~ 120kN Cảm biến lực cao chính xác 【Bàn ép hoàn chỉnh】

 

Có khung loại C. Có giao diện người dùng trực quan và chức năng đánh giá phong phú. Có thể sử dụng ngay sau khi mua, mang lại cảm giác an tâm, là sản phẩm tiêu chuẩn trong lắp ráp các bộ phận chính xác.

Điện lực số 1 A Máy ép servo (DSP) ~ 50kN Cảm biến lực cao chính xác 【Tính truy xuất nguồn gốc tối ưu】

 

Áp dụng công nghệ máy siết điện (nut runner). Được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyền sản xuất đòi hỏi độ tin cậy cao và khắc nghiệt, chẳng hạn như lắp ráp động cơ ô tô.

Core Tech A Máy ép servo AC (CP/CS) 1kN ~ 200kN Cảm biến lực cao chính xác 【Khả năng đề xuất hệ thống】

 

Với quan điểm của nhà sản xuất máy chuyên dụng, chúng tôi giỏi trong việc đề xuất các hệ thống tổng thể bao gồm khung loại C và việc thay thế công cụ.

Shinto Kogyo B Xi lanh servo (CYAP) 1kN ~ 100kN Cảm biến lực tích hợp 【Chắc chắn・Độ chính xác cao】

 

Được sản xuất bởi nhà sản xuất thiết bị đúc, thiết kế chắc chắn với ý thức mạnh mẽ về việc thay thế xi lanh thủy lực. Thuộc loại B nhưng hiệu suất gần với loại A.

 

Mẹo lựa chọn:

  • "Đảm bảo chất lượng bằng dữ liệu dạng sóng" là điều kiện bắt buộc그렇다면, Category A(Janome, Daiichi Dentsu 등) 또는 로드셀이 장착된 Category B(IAI, Shinto Kogyo)를 선택해야 합니다.
  • Nếu chỉ đơn giản là "muốn kiểm soát vị trí và lực", "muốn dễ dàng thay đổi trình tự" hoặc "muốn giảm chi phí", thì sản phẩm loại B của SMC và THK sẽ là giải pháp tốt nhất.
  • Trong trường hợp "cần lực đẩy lớn (trên 10 tấn) nhưng muốn tránh sử dụng thủy lực", dòng PC của THK và Shinto Kogyo là những lựa chọn hàng đầu.

 

 

Điểm mấu chốt để thiết kế thành công trong việc lựa chọn máy ép servo

Tóm tắt những điểm quan trọng đã được giải thích trong bài viết này.

 

  • Servo press có thể giám sát và điều khiển vị trí và tải trọng đồng thời, do đó có lợi thế vượt trội so với khí nén và thủy lực trong việc đảm bảo chất lượng (truy xuất nguồn gốc).
  • Chi phí vận hành của máy ép servo tiêu thụ ít điện năng là rẻ nhất, và có khả năng thu hồi vốn đầu tư ban đầu trong tổng chi phí sở hữu (TCO) dài hạn.
  • Khi lựa chọn, việc chọn mô hình có hệ số an toàn từ 1,5 đến 2 lần so với lực đẩy cần thiết trên lý thuyết là chìa khóa cho tuổi thọ và hoạt động ổn định.
  • Độ cứng của khung ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác, vì vậy nếu cần độ chính xác ở mức micron, hãy xem xét sử dụng máy chuyên dụng có độ cứng cao (Loại A) hoặc khung dạng cổng.
  • "Loại A (máy chuyên dụng)" có thể thực hiện đánh giá cao cấp ngay sau khi được giới thiệu, nhưng giá thành cao. "Loại B (bộ truyền động)" có giá thành rẻ, nhưng tốn nhiều công sức để thiết kế giá đỡ và xây dựng chương trình.
  • Việc thiết lập tốc độ một cách dễ dãi sẽ dẫn đến hiện tượng vượt quá, do đó cần thiết kế chương trình sử dụng tốc độ tiếp cận và tốc độ tăng áp một cách thích hợp.
  • Để đảm bảo an toàn, việc lựa chọn bộ khuếch đại có chức năng STO và sử dụng phanh chống rơi khi lắp đặt thẳng đứng là điều bắt buộc.
  • Bằng cách sử dụng chức năng đánh giá dạng sóng (như giám sát bao bì), có thể bỏ qua các bước kiểm tra trong quá trình sản xuất sau đó và xây dựng dây chuyền sản xuất không tạo ra sản phẩm lỗi.
  • Không chỉ dựa vào thông số kỹ thuật trong catalogue, mà nên sử dụng dịch vụ "cho mượn máy thực tế" và "thử nghiệm mẫu" do nhà sản xuất cung cấp để kiểm tra dạng sóng tải trọng thực tế trước khi quyết định chọn loại máy.
  • Khi thay thế từ hệ thống thủy lực, cần chú ý đến "thời gian giữ". Đối với các ứng dụng cần duy trì áp suất trong thời gian dài, cần kiểm tra các biện pháp chống nóng cho động cơ và khả năng giữ phanh.
  • Trước tiên, hãy kiểm tra xem tiêu chuẩn chức năng truyền thông (mạng trường) có tương thích với PLC (Mitsubishi, Omron, Keyence, v.v.) mà công ty bạn đang sử dụng hay không.
  • Janome và Daiichi Dentsu v.v. là "chú trọng chất lượng・loại hoàn chỉnh", IAI và THK v.v. là "chú trọng chi phí・loại tích hợp" là cách sử dụng tiêu chuẩn.
  • Độ chính xác (độ phân giải) của cảm biến lực thay đổi tùy theo nhà sản xuất, do đó cần lựa chọn theo dung sai mong muốn (± bao nhiêu Newton).
  • Mặc dù việc bảo trì không cần bảo dưỡng đang được tiến hành, nhưng vẫn cần phải bôi trơn định kỳ cho trục vít bi, và việc sử dụng bộ phận bôi trơn tự động cũng đáng được xem xét.
  • Cuối cùng, bằng cách xác định rõ mục đích sử dụng máy ép servo (dữ liệu chất lượng hay chỉ đơn thuần là điện khí hóa), có thể đưa ra quyết định đầu tư tối ưu.

 

Đó là tất cả.