油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用
2021-12-30 來(lái)源：瑞鐵機(jī)床（蘇州）股份有限公司 作者： 李振光
一、概述
在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈、人工成本越來(lái)越昂貴的背景下，市場(chǎng)對(duì)鈑金制造設(shè)備高效、節(jié)能、環(huán)保方面的要求越來(lái)越高，降低產(chǎn)品生產(chǎn)制造成本是企業(yè)不得不面對(duì)的問(wèn)題，“節(jié)能降耗，綠色環(huán)保”成為其首選的主題。設(shè)備的電耗已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)成本中重要的一部分，降低折彎?rùn)C(jī)的能耗成為企業(yè)降低成本、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑之一。隨著工業(yè)技術(shù)不斷向前發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，傳統(tǒng)的電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)由于在控制原理上存在壁壘，其節(jié)流發(fā)熱、無(wú)功功耗高的缺陷越來(lái)越突出。為了滿足市場(chǎng)需要，提高產(chǎn)品在同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，助力更多的鈑金生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，我公司在高端折彎?rùn)C(jī)領(lǐng)域不斷加大研發(fā)力度，不斷探求技術(shù)革新，在此背景下，推出全新一代折彎控制技術(shù)是一種必然，油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)應(yīng)運(yùn)而生。該機(jī)型是瑞鐵機(jī)床多年以來(lái)一直致力于節(jié)能型和智能化鈑金成形機(jī)床的研發(fā)與推廣的成果，其中油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)是其中研發(fā)時(shí)間較早、市場(chǎng)批量應(yīng)用較多的產(chǎn)品，已經(jīng)成為我公司的優(yōu)勢(shì)主打產(chǎn)品，其突出的性能在實(shí)際的生產(chǎn)中也得到驗(yàn)證，并為客戶創(chuàng)造了最大的經(jīng)濟(jì)效益與價(jià)值。
二、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)（見(jiàn)圖 1）搭載了兩個(gè)獨(dú)立的不銹鋼油箱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，清潔方便，減少對(duì)液壓油的二次污染。為實(shí)現(xiàn)高效平穩(wěn)的折彎效率，主油缸采用特殊的增速缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)兩個(gè)伺服動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)油缸、并通過(guò)光柵尺（或磁柵尺）檢測(cè)和反饋來(lái)控制折彎?rùn)C(jī)油缸同步運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件高精度的加工。該機(jī)型具有高速、節(jié)能省電、低噪環(huán)保等特點(diǎn)。
圖 1 油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)外觀圖
三、技術(shù)創(chuàng)新及優(yōu)勢(shì)
1.控制原理與對(duì)比
（1）電液同步數(shù)控（閥控）系統(tǒng)原理及現(xiàn)存問(wèn)題
電液同步數(shù)控折彎?rùn)C(jī)（見(jiàn)圖 2）的結(jié)構(gòu)是通過(guò)普通三相異步電機(jī)控制定量液壓泵，通過(guò)溢流閥節(jié)流的方式，改變流經(jīng)比例壓力閥的流量，實(shí)現(xiàn)雙缸同步最終達(dá)到折彎加工的精度要求，稱(chēng)為 “閥控”。此種技術(shù)存在能量損耗以及發(fā)熱過(guò)高的缺陷，液壓系統(tǒng)的能量損耗會(huì)使系統(tǒng)的總效率下降、油溫升高、油液變質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致折彎?rùn)C(jī)發(fā)生故障。
圖 2 電液同步數(shù)控折彎?rùn)C(jī)
為了保持油液熱平衡，通常采取加大液壓油量的方法，與此同時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題便是廢棄油液處理的成本增加，以及可能對(duì)環(huán)境造成的污染影響。而且電液同步數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的噪音較大，對(duì)周?chē)沫h(huán)境帶來(lái)一定的噪聲污染。
（2）油電混合數(shù)控（泵控）系統(tǒng)原理油電混合數(shù)控（泵控）折彎?rùn)C(jī)（見(jiàn)圖 3）包括與數(shù)控系統(tǒng)連接的動(dòng)力單元、控制閥組。動(dòng)力單元包括伺服電機(jī)及與伺服電機(jī)連接的單向定量泵、獨(dú)立式的油箱 ; 控制閥組包括溢流閥、卸荷閥、單向閥、換向閥、背壓閥、提動(dòng)閥、安全閥及充液閥。通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制動(dòng)力單元伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制與之相連接的油泵的排量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件（油缸）的位移速度控制。通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的扭力設(shè)定，實(shí)現(xiàn)左右執(zhí)行元件（油缸）輸出力的控制。
圖 3 油電混合數(shù)控（泵控）折彎?rùn)C(jī)
通過(guò)位移傳感器（光柵尺或磁柵尺）將左右執(zhí)行元件（油缸）的位移讀數(shù)，反饋到數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行比較后對(duì)左右動(dòng)力單元進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)左右執(zhí)行元件（油缸）的同步、定位的閉環(huán)控制。位移傳感器構(gòu)成內(nèi)部反饋環(huán)節(jié)，用以提高系統(tǒng)的控制精度。
（3）電液壓同步數(shù)控（閥控）與油電混合數(shù)控（泵控）的對(duì)比 :
①高效 :2 小時(shí)設(shè)備 90% 負(fù)載運(yùn)行 , 效率提高 6%~10%。
②節(jié)能 :2 小時(shí)設(shè)備 90% 負(fù)載運(yùn)行 , 節(jié)能提高 43%~50%。
③低噪 :2 小時(shí)設(shè)備 90% 負(fù)載運(yùn)行 , 噪聲降低 10~13db，大幅優(yōu)化工作環(huán)境。
④環(huán)保 :2 小時(shí)設(shè)備 90% 負(fù)載運(yùn)行 , 液壓油量減少 50%~75%。
⑤溫控 :2 小時(shí)設(shè)備 90% 負(fù)載運(yùn)行，油溫控制優(yōu)越，利于整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑥安裝簡(jiǎn)潔大方且美觀，無(wú)外部管路。
通過(guò)以上兩種控制方式的比較，我們可以明顯看到，油電混合數(shù)控（泵控）系統(tǒng)具有高效、節(jié)能，低噪、環(huán)保等特點(diǎn)。
2.獨(dú)特的增速缸結(jié)構(gòu)
瑞鐵機(jī)床公司的油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)最獨(dú)特的技術(shù)是采用了具有自主專(zhuān)利技術(shù)的板料折彎?rùn)C(jī)用增速缸（專(zhuān)利號(hào) :ZL 2017 2 1644984.2）。
傳統(tǒng)的電液同步數(shù)控折彎?rùn)C(jī)主油缸為單作用活塞缸，主要依靠滑塊本身的自重來(lái)實(shí)現(xiàn)快下動(dòng)作，不好進(jìn)一步獲得較高的運(yùn)行速度。而在單作用活塞缸上改變其內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使其變?yōu)樵鏊俑祝诓皇芷浠瑝K重量的制約下來(lái)實(shí)現(xiàn)油缸高速下行動(dòng)作，極大地提高折彎效率。
油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的同步性更好、真正節(jié)能高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、速度更快，雙伺服油電混合數(shù)控（泵控）系統(tǒng)中應(yīng)用單向定量泵、增速缸，這兩個(gè)關(guān)鍵要素是瑞鐵機(jī)床雙伺服油電混合系統(tǒng)的最大特點(diǎn)。單向定量泵比雙向定量泵具備更好的經(jīng)濟(jì)性，增速缸則把穩(wěn)定高效的特點(diǎn)展現(xiàn)出來(lái)。
四、行業(yè)應(yīng)用及推廣情況
隨著越來(lái)越多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累、技術(shù)改進(jìn)及優(yōu)化，瑞鐵機(jī)床公司生產(chǎn)制造的油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)在鈑金生產(chǎn)制造企業(yè)得到了較廣泛的應(yīng)用，主要服務(wù)于船舶制造、軌道交通、電氣開(kāi)關(guān)柜、建筑裝飾、5G 通訊等行業(yè)。
油電混合數(shù)控折彎?rùn)C(jī)屬于節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，其技術(shù)優(yōu)越性在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中得到了充分體現(xiàn)，既響應(yīng)了國(guó)家倡導(dǎo)建設(shè)節(jié)能環(huán)保型的綠色社會(huì)環(huán)境的號(hào)召，又滿足了企業(yè)日益高精高效生產(chǎn)需要，深受用戶的一致好評(píng)，未來(lái)有部分替代傳統(tǒng)數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的趨勢(shì)，市場(chǎng)前景十分廣闊。
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