油電混合數(shù)控折彎機的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用
2021-12-30 來源：瑞鐵機床（蘇州）股份有限公司 作者： 李振光
一、概述
在市場競爭越發(fā)激烈、人工成本越來越昂貴的背景下，市場對鈑金制造設(shè)備高效、節(jié)能、環(huán)保方面的要求越來越高，降低產(chǎn)品生產(chǎn)制造成本是企業(yè)不得不面對的問題，“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，降低折彎機的能耗成為企業(yè)降低成本、提高產(chǎn)品競爭力的有效途徑之一。隨著工業(yè)技術(shù)不斷向前發(fā)展，市場競爭日趨激烈，傳統(tǒng)的電液數(shù)控折彎機由于在控制原理上存在壁壘，其節(jié)流發(fā)熱、無功功耗高的缺陷越來越突出。為了滿足市場需要，提高產(chǎn)品在同行業(yè)的競爭力，助力更多的鈑金生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，我公司在高端折彎機領(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)控折彎機應(yīng)運而生。該機型是瑞鐵機床多年以來一直致力于節(jié)能型和智能化鈑金成形機床的研發(fā)與推廣的成果，其中油電混合數(shù)控折彎機是其中研發(fā)時間較早、市場批量應(yīng)用較多的產(chǎn)品，已經(jīng)成為我公司的優(yōu)勢主打產(chǎn)品，其突出的性能在實際的生產(chǎn)中也得到驗證，并為客戶創(chuàng)造了最大的經(jīng)濟效益與價值。
二、產(chǎn)品簡介
油電混合數(shù)控折彎機（見圖 1）搭載了兩個獨立的不銹鋼油箱，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，清潔方便，減少對液壓油的二次污染。為實現(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。數(shù)控系統(tǒng)通過兩個伺服動力單元驅(qū)動油缸、并通過光柵尺（或磁柵尺）檢測和反饋來控制折彎機油缸同步運行，實現(xiàn)對工件高精度的加工。該機型具有高速、節(jié)能省電、低噪環(huán)保等特點。
圖 1 油電混合數(shù)控折彎機外觀圖
三、技術(shù)創(chuàng)新及優(yōu)勢
1.控制原理與對比
（1）電液同步數(shù)控（閥控）系統(tǒng)原理及現(xiàn)存問題
電液同步數(shù)控折彎機（見圖 2）的結(jié)構(gòu)是通過普通三相異步電機控制定量液壓泵，通過溢流閥節(jié)流的方式，改變流經(jīng)比例壓力閥的流量，實現(xiàn)雙缸同步最終達到折彎加工的精度要求，稱為 “閥控”。此種技術(shù)存在能量損耗以及發(fā)熱過高的缺陷，液壓系統(tǒng)的能量損耗會使系統(tǒng)的總效率下降、油溫升高、油液變質(zhì)，進而導致折彎機發(fā)生故障。
圖 2 電液同步數(shù)控折彎機
為了保持油液熱平衡，通常采取加大液壓油量的方法，與此同時帶來的問題便是廢棄油液處理的成本增加，以及可能對環(huán)境造成的污染影響。而且電液同步數(shù)控折彎機的噪音較大，對周圍的環(huán)境帶來一定的噪聲污染。
（2）油電混合數(shù)控（泵控）系統(tǒng)原理油電混合數(shù)控（泵控）折彎機（見圖 3）包括與數(shù)控系統(tǒng)連接的動力單元、控制閥組。動力單元包括伺服電機及與伺服電機連接的單向定量泵、獨立式的油箱 ; 控制閥組包括溢流閥、卸荷閥、單向閥、換向閥、背壓閥、提動閥、安全閥及充液閥。通過數(shù)控系統(tǒng)控制動力單元伺服電機的轉(zhuǎn)速，進而控制與之相連接的油泵的排量，從而實現(xiàn)對執(zhí)行元件（油缸）的位移速度控制。通過數(shù)控系統(tǒng)對伺服電機的扭力設(shè)定，實現(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）折彎機
通過位移傳感器（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)進行比較后對左右動力單元進行控制，從而實現(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）的對比 :
①高效 :2 小時設(shè)備 90% 負載運行 , 效率提高 6%~10%。
②節(jié)能 :2 小時設(shè)備 90% 負載運行 , 節(jié)能提高 43%~50%。
③低噪 :2 小時設(shè)備 90% 負載運行 , 噪聲降低 10~13db，大幅優(yōu)化工作環(huán)境。
④環(huán)保 :2 小時設(shè)備 90% 負載運行 , 液壓油量減少 50%~75%。
⑤溫控 :2 小時設(shè)備 90% 負載運行，油溫控制優(yōu)越，利于整機運轉(zhuǎn)。
⑥安裝簡潔大方且美觀，無外部管路。
通過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。
2.獨特的增速缸結(jié)構(gòu)
瑞鐵機床公司的油電混合數(shù)控折彎機最獨特的技術(shù)是采用了具有自主專利技術(shù)的板料折彎機用增速缸（專利號 :ZL 2017 2 1644984.2）。
傳統(tǒng)的電液同步數(shù)控折彎機主油缸為單作用活塞缸，主要依靠滑塊本身的自重來實現(xiàn)快下動作，不好進一步獲得較高的運行速度。而在單作用活塞缸上改變其內(nèi)部設(shè)計結(jié)構(gòu)，使其變?yōu)樵鏊俑祝诓皇芷浠瑝K重量的制約下來實現(xiàn)油缸高速下行動作，極大地提高折彎效率。
油電混合數(shù)控折彎機的同步性更好、真正節(jié)能高效、結(jié)構(gòu)簡易、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，這兩個關(guān)鍵要素是瑞鐵機床雙伺服油電混合系統(tǒng)的最大特點。單向定量泵比雙向定量泵具備更好的經(jīng)濟性，增速缸則把穩(wěn)定高效的特點展現(xiàn)出來。
四、行業(yè)應(yīng)用及推廣情況
隨著越來越多的應(yīng)用經(jīng)驗積累、技術(shù)改進及優(yōu)化，瑞鐵機床公司生產(chǎn)制造的油電混合數(shù)控折彎機在鈑金生產(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、電氣開關(guān)柜、建筑裝飾、5G 通訊等行業(yè)。
油電混合數(shù)控折彎機屬于節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，其技術(shù)優(yōu)越性在實際生產(chǎn)應(yīng)用中得到了充分體現(xiàn)，既響應(yīng)了國家倡導建設(shè)節(jié)能環(huán)保型的綠色社會環(huán)境的號召，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，未來有部分替代傳統(tǒng)數(shù)控折彎機的趨勢，市場前景十分廣闊。
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