數控轉塔沖床分類及特點
根據主傳動的動力源，可以數控轉塔沖床分為以下三類：
⑴機械塔式沖床。該結構具有運動特性單一、加工工藝范圍窄、沖壓頻率低、噪聲大、離合器和制動器易磨損、使用壽命低等特點，已基本被市場淘汰。
⑵液壓塔式沖床。沖壓由液壓缸驅動，由電液伺服閥控制。這類產品在過去很長一段時間內都是市場上的主流產品。與機械型相比，其優點是沖壓工藝擴大，沖壓頻率增加，噪聲降低。但存在油污染、功耗大、環境和溫度耐受性差、可靠性低、維護困難等缺點。
⑶全電伺服轉塔沖床。近年來，隨著大扭矩伺服電機和驅動系統的改進和推廣，全電伺服轉塔沖床取得了巨大進展，逐漸取代液壓結構，成為行業的主流產品。
全電伺服主傳動形式與傳統的機械式和液壓式相比，具有諸多優點：
1)通用性好，智能水平高。由于伺服功能，沖頭運動曲線不再只是正弦曲線，而是可以根據工藝要求優化設計的任何曲線，大大提高了加工性能，擴大了加工范圍。
2)精度高。伺服電機上的編碼器可以將曲柄的轉動角度信息反饋給數控系統，再通過沖頭位移與曲柄轉角間的函數關系進行運算處理，便可獲得沖頭位置的實時數據，形成半閉環控制，實現對沖頭運動的精確控制，下死點精度能夠控制在±0.05mm范圍內。
3)生產效率高。伺服沖床可根據不同的加工工藝調整沖頭行程。360不需要在工作循環中完成°旋轉只需從一定角度擺動即可完成，進一步縮短了循環時間，大大提高了生產效率。
4)節能環保。伺服電機驅動數控轉塔沖床，完全依靠電機的扭矩工作，只有電機在沖頭動作時才能旋轉，節能效果非常明顯。
5)振動小，噪音低。通過設置沖頭的速度特性曲線，當上模接觸板時，適當降低沖頭的運動速度，與傳統的機械和液壓相結合數控轉塔沖床與噪聲相比，可降低8~12dB。
目前主流伺服主傳動結構主要有三種形式。這三種機構技術成熟，各具特色，市場份額大。
⑴雙電機驅動的曲柄滑塊機構代表日本AMADA公司的EM2510NT型數控轉塔沖床。雙電機對稱布置在機身兩側，結構緊湊小巧，能保證曲軸有足夠的扭矩輸出，同時能獲得較高的沖壓頻率。
⑵曲柄肘桿機構代表日本MURATEC公司的MOTORUM—2048LT型數控轉塔沖床。雖然結構比較復雜，但利用曲柄肘桿機構獨特的增力特性，可以降低伺服電機的負載扭矩，曲柄旋轉一周，滑塊上下移動兩次，從而達到更高的沖壓頻率。
⑶江蘇揚力數控機床有限公司代表單水冷式大扭矩伺服電機驅動的曲柄滑塊機構。EP系列及H全電伺服系列數控轉塔沖床。由于采用單水冷式大扭矩伺服電機作為動力源，連續工作負載能力強，無雙電機驅動同步控制問題，機械效率高，穩定性和可靠性好，產品性價比高。
典型的加工工藝
數控轉塔沖床典型的加工工藝主要包括沖裁和成型。
沖裁工藝
沖裁工藝，又稱材料分離工藝，是指在外力作用下，被加工材料沿封閉或不封閉的輪廓分離。沖裁不僅可以直接沖壓成成品零件，還可以為彎曲、拉深、成型等下一道工序準備空白。
沖裁工藝一般分為以下四種模式：
⑴單沖。單次沖孔，包括直線分布、圓弧分布、圓周分布、格柵孔沖壓。
⑵同一方向的連續沖洗。通過長方形模具部分的重疊加工，可以加工長孔、邊緣切割等。當采用這種切割模式時，切割過程中模具的疊加會導致切割載荷偏離模具中心（部分載荷），導致機床結構的扭轉變形，嚴重時可能損壞模具。因此，在進行大孔徑、厚板、大載荷切割時，應盡量減少模具的重疊，減少部分載荷。
⑶多向連續沖洗。這是一種利用小模具加工大孔的加工方法，可以提高機床的靈活性，擴大模具的加工范圍。采用這種切割模式，通常需要通過旋轉站旋轉不同角度的凸模，并配合給料機構XOY完成平面定位運動。
⑷蠶食切割。這是一種常見的加工模式，采用小圓模具連續切割小步距加工弧或樣條曲線。由于采用小圓擬合，輪廓精度和截面質量通常不高，切割效率低。當沖孔尺寸大且數量大時，建議使用專用沖孔模具。
成形工藝
成形工藝是指在外力作用下，板材應力超過材料屈服點，塑性變形后獲得一定形狀和尺寸的加工方法，主要包括滾動鋼筋、淺拉深、翻邊、彎曲等，部分典型部件的主要成形特性和配套模具。
⑴單次成型，根據模具的形狀，模具的形狀和尺寸必須與加工性一一對應，與普通壓力機完全相同，是一種完全剛性的加工模式。
⑵大尺寸百葉窗、滾筋、滾臺階等連續成型成型方法。
板的成形過程受材料力學性能、板厚、成形溫度、成形速度等因素的綜合影響，涉及材料彈性變形、塑性變形、加工硬化、材料異性等方面，呈現高度非線性，其成形機制極其復雜，難以通過傳統的機械公式進行實際生產分析。在計算機虛擬環境中，采用有限元法模擬材料成形過程，可以預測和評價成形過程中的彈性反彈、裂紋和褶皺，有利于對成形機制的深入研究。在工業生產中，通過有限元分析，可以指導模具設計，優化成形工藝參數，具有不可估量的實際應用價值。目前，常用的軟件主要是ANSYS、ABAQUS、MAC、LS-DYNA，DYNAFORM等。
未來發展趨勢
隨著數控技術、網絡技術、伺服控制技術和大扭矩伺服電機的發展，數控轉塔沖床呈下列發展趨勢。
⑴高速、高精度。
高速、高精度是機床行業發展的永恒追求數控轉塔沖床速度和精度主要包括以下幾個方面：1）提高給料機構的動態性能。目前，給料機構主要采用兩種傳統的機械傳動模式：滾珠絲杠和齒輪齒條，采用半閉環控制。定位速度、加速度和定位精度通常不高。隨著近年來直線電機驅動技術的發展和應用，直線電機驅動技術可以通過光柵尺實時反饋運動位置，形成閉環控制數控轉塔沖床送料機構的定位速度、加速度和定位精度提高到前所未有的高度；2）采用全電伺服主傳動。一方面，其死點精度高，可控制±0.05mm另一方面，該傳動機構具有豐富的沖壓模式，如高速曲軸正反擺動處理模式，一次完成4次mm沖程所需的時間可以控制在40ms內部；3)采用模具磨損自動檢測技術、模具自動更換技術、自動給料技術等新技術，盡量減少停機時間。
⑵實時智能。
科技發展到今天，市場對數控轉塔沖床追求不再局限于精度和可靠性，而是基于智能解決方案。關鍵技術：1）工件質量在線監測技術；2）模具磨損在線監測技術；3）模具自動選擇和更換技術；4）遠程智能故障診斷和排除；5）建立和優化技術。
⑶節能環保。
數控轉塔沖床主要涉及以下三個方面：1）噪聲污染，可采用靜音加工模式，優化機床結構，隔音材料；2）油污染，全電伺服主傳動取代傳統液壓主傳動，是行業發展的必然趨勢；3）基于綠色設計理念，采用先進的設計理念和設計方法，努力最合理化材料應用，機床不再愚蠢。
⑷單機柔性加工單元（FMC）復合功能。
大型多機柔性加工系統FMS(Flexible Manufacture System)，又稱柔性制造系統，是未來的發展趨勢，但就目前國內市場和產業結構的特點而言，功能復合的小型單機柔性加工單元具有更好的市場前景。這種小型單機柔性加工單元與數控轉塔沖床作為主體，具有去毛刺、攻絲等輔助功能，同時配備三維倉庫、自動給料系統，具有較高的加工靈活性和效率，甚至可以實現無人操作。與大型靈活制造系統相比，占地面積小，設備采購成本低，運行可靠性和穩定性更好，更容易被客戶接受，特別適合一些中小型專業鈑金加工企業。如圖9所示，為我公司于2009年開發的靈活鈑金切割加工單元，技術成熟，性能穩定。目前，已銷售30多套，為客戶帶來了可觀的經濟效益。兩個加工單元數控轉塔沖床采用對稱布局，配備三維倉庫和自動給料機構，自動化程度顯著提高，只有操作人員按時監控，但實現真正的無人操作和一些關鍵技術需要突破，如模具磨損在線監控技術、模具自動選擇和更換技術、工件質量在線監控技術、智能故障診斷和排除技術等。
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