서보 프레스의 포스 스트로크 제어 이해

포스 스트로크 제어가 중요한 이유?

포스 스트로크 제어는 성형 정확도, 유연성 및 에너지 효율을 개선합니다. 다음 하위 섹션에서는 부품 품질, 공구 수명 및 공정 안정성을 향상시키는 방법을 보여줍니다.

정확도 및 부품 품질 향상

기존의 기계식 프레스는 고정된 동작 곡선과 스트로크 하단 근처의 최대 힘으로 작동합니다. 속도와 하중이 사이클 중간에 변경될 수 없기 때문에 특히 더 얇은 시트나 고강도 소재로 작업할 때 오버포밍, 고르지 않은 변형, 스프링백이 발생하는 경우가 많습니다.

서보 프레스는 스트로크 전체에 걸쳐 속도와 힘을 조절하여 이를 방지합니다. 램은 빠르게 접근하고 성형 중에 속도를 늦추며 재료가 가장 필요로 하는 곳에 압력을 제어할 수 있습니다. 이를 통해 찢어짐을 방지하고 전체 공작물에 걸쳐 균일한 변형을 보장합니다.

자동차 및 가전제품 제조 분야의 연구에 따르면 정밀한 모션 제어를 통해 스프링백을 40~50%까지 줄이고 치수 반복성을 25~30%까지 개선할 수 있는 것으로 나타났습니다. 프레스는 각 사이클을 모니터링하고 조정하기 때문에 재료 배치 차이 또는 공구 마모를 자동으로 보정합니다.

향상된 프로세스 유연성

성형 작업마다 필요한 모션이 다릅니다. 어떤 공정은 일정한 힘이 필요하고, 어떤 공정은 빠른 사이클이나 긴 체류 시간이 필요합니다. 서보 프레스는 램이 처음부터 끝까지 움직이는 방식을 정의하는 디지털 '레시피'인 프로그래밍 가능한 모션 프로파일을 통해 이러한 유연성을 구현합니다.

일반적인 프로필에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 빠른 접근 를 사용하여 유휴 이동 시간을 단축할 수 있습니다.
• 느린 성형 를 사용하여 원활한 자료 흐름이 가능하도록 합니다.
• Dwell 도움말 스트레스를 완화하고 치수 회복을 개선합니다.
• 빠른 반품 를 사용하여 사이클 회전율을 높일 수 있습니다.

이러한 모션 시퀀스는 기계 부품을 변경하지 않고도 언제든지 저장, 재사용 및 수정할 수 있습니다. 서보 프레스 한 대로 새 프로그램을 로드하기만 하면 몇 분 만에 딥 드로잉에서 코이닝 또는 엠보싱으로 전환할 수 있습니다.

에너지 및 툴링 효율성

서보 프레스는 지속적으로 전력을 소비하는 기계식 또는 유압식 프레스와 달리 움직이거나 힘을 가할 때만 에너지를 소비합니다. 생산 라인의 현장 데이터에 따르면 사이클 복잡성과 작업 부하에 따라 30~40%의 에너지 절감 효과가 있는 것으로 나타났습니다.

또한 부드럽고 제어된 모션으로 금형 충격과 기계 진동이 줄어듭니다. 서보 모터는 매 사이클마다 최대 힘으로 타격하는 대신 부드럽게 접촉하여 툴링 표면의 스트레스를 낮출 수 있습니다. 따라서 일반적으로 금형 수명이 25~30% 연장되고 잦은 재조정이나 연마의 필요성이 줄어듭니다.

프로세스 안정성 및 예측 가능한 출력

서보 프레스의 가장 큰 강점은 반복성에 있습니다. 컨트롤러가 실시간으로 토크와 위치를 조정하기 때문에 모든 스트로크가 동일한 하중 곡선과 스트로크 깊이를 제공합니다.

이러한 일관성은 안정적인 생산과 예측 가능한 결과를 보장하여 수동 튜닝이나 공정 후 검사의 필요성을 줄여줍니다. 제어 시스템은 모든 사이클에 대한 힘, 위치 및 체류 데이터를 기록하여 각 부품에 대한 디지털 지문을 생성합니다.

서보와 기존 프레스 동작 비교

프레스마다 다양한 방식으로 금속을 성형합니다. 여기에서는 기계식, 유압식, 서보 프레스를 비교하여 속도, 정밀도, 효율성의 차이를 강조합니다.

기계식 프레스

기계식 프레스는 플라이휠, 클러치, 크랭크축을 사용하여 램을 고정된 패턴으로 움직입니다. 플라이휠은 에너지를 저장했다가 스트로크 전체에 걸쳐 고르게 방출하여 스트로크 하단 부근에서 최대 힘에 도달합니다. 이 동작은 빠르고 간단하기 때문에 기계식 프레스는 블랭킹, 펀칭 및 얕은 성형에 이상적입니다.

그러나 사이클 중간에 속도를 변경할 수는 없습니다. 복잡한 모양이나 고강도 재료를 성형할 때 이러한 고정된 동작은 종종 스프링백, 찢어짐 또는 고르지 않은 변형을 유발합니다. 램은 최대 속도로 금형을 타격하여 높은 진동, 큰 소음 및 상당한 공구 마모를 발생시킵니다.

유압프레스

유압 프레스는 오일 압력을 사용하여 램을 구동합니다. 스트로크의 어느 지점에서든 최대 톤수를 적용할 수 있어 깊은 드로잉이나 두꺼운 재료를 성형하는 데 이상적입니다. 작업자는 성형 압력을 쉽게 조정할 수 있지만 동작 속도가 느리고 반응성이 떨어집니다.

또한 유압 시스템은 지속적인 펌프 작동이 필요하므로 사용하지 않는 기간에도 에너지가 소모됩니다. 온도 변화는 오일 점도와 압력 제어에 영향을 미쳐 사이클 간에 일관되지 않은 성능을 초래합니다. 이러한 시스템은 누출과 오염을 방지하기 위해 정기적인 유지보수가 필요합니다.

서보 프레스

서보 프레스는 플라이휠이나 유압 펌프를 프로그래밍 가능한 서보 모터로 대체합니다. 이 모터는 즉시 시작, 정지, 후진, 속도 변경이 가능합니다. 엔지니어는 가속, 감속, 정지, 복귀 등 스트로크의 모든 단계를 맞춤형 모션 프로파일로 정의할 수 있습니다.

예를 들어 프레스는 빠르게 접근하고, 성형할 때는 속도를 늦추고, 응력을 완화하기 위해 잠시 멈췄다가 최고 속도로 돌아올 수 있습니다. 이러한 유연성은 일관된 금속 흐름과 더 나은 표면 마감을 보장합니다.

한눈에 보는 성능 비교