油电混合数控折弯机的技术发展及应用
2021-12-30 来源：瑞铁机床（苏州）股份有限公司 作者： 李振光
一、概述
在市场竞争越发激烈、人工成本越来越昂贵的背景下，市场对钣金制造设备高效、节能、环保方面的要求越来越高，降低产品生产制造成本是企业不得不面对的问题，“节能降耗，绿色环保”成为其首选的主题。设备的电耗已经成为企业生产成本中重要的一部分，降低折弯机的能耗成为企业降低成本、提高产品竞争力的有效途径之一。随着工业技术不断向前发展，市场竞争日趋激烈，传统的电液数控折弯机由于在控制原理上存在壁垒，其节流发热、无功功耗高的缺陷越来越突出。为了满足市场需要，提高产品在同行业的竞争力，助力更多的钣金生产企业转型升级，我公司在高端折弯机领域不断加大研发力度，不断探求技术革新，在此背景下，推出全新一代折弯控制技术是一种必然，油电混合数控折弯机应运而生。该机型是瑞铁机床多年以来一直致力于节能型和智能化钣金成形机床的研发与推广的成果，其中油电混合数控折弯机是其中研发时间较早、市场批量应用较多的产品，已经成为我公司的优势主打产品，其突出的性能在实际的生产中也得到验证，并为客户创造了最大的经济效益与价值。
二、产品简介
油电混合数控折弯机（见图 1）搭载了两个独立的不锈钢油箱，结构简单紧凑，清洁方便，减少对液压油的二次污染。为实现高效平稳的折弯效率，主油缸采用特殊的增速缸结构设计。数控系统通过两个伺服动力单元驱动油缸、并通过光栅尺（或磁栅尺）检测和反馈来控制折弯机油缸同步运行，实现对工件高精度的加工。该机型具有高速、节能省电、低噪环保等特点。
图 1 油电混合数控折弯机外观图
三、技术创新及优势
1.控制原理与对比
（1）电液同步数控（阀控）系统原理及现存问题
电液同步数控折弯机（见图 2）的结构是通过普通三相异步电机控制定量液压泵，通过溢流阀节流的方式，改变流经比例压力阀的流量，实现双缸同步最终达到折弯加工的精度要求，称为 “阀控”。此种技术存在能量损耗以及发热过高的缺陷，液压系统的能量损耗会使系统的总效率下降、油温升高、油液变质，进而导致折弯机发生故障。
图 2 电液同步数控折弯机
为了保持油液热平衡，通常采取加大液压油量的方法，与此同时带来的问题便是废弃油液处理的成本增加，以及可能对环境造成的污染影响。而且电液同步数控折弯机的噪音较大，对周围的环境带来一定的噪声污染。
（2）油电混合数控（泵控）系统原理油电混合数控（泵控）折弯机（见图 3）包括与数控系统连接的动力单元、控制阀组。动力单元包括伺服电机及与伺服电机连接的单向定量泵、独立式的油箱 ; 控制阀组包括溢流阀、卸荷阀、单向阀、换向阀、背压阀、提动阀、安全阀及充液阀。通过数控系统控制动力单元伺服电机的转速，进而控制与之相连接的油泵的排量，从而实现对执行元件（油缸）的位移速度控制。通过数控系统对伺服电机的扭力设定，实现左右执行元件（油缸）输出力的控制。
图 3 油电混合数控（泵控）折弯机
通过位移传感器（光栅尺或磁栅尺）将左右执行元件（油缸）的位移读数，反馈到数控系统，数控系统进行比较后对左右动力单元进行控制，从而实现左右执行元件（油缸）的同步、定位的闭环控制。位移传感器构成内部反馈环节，用以提高系统的控制精度。
（3）电液压同步数控（阀控）与油电混合数控（泵控）的对比 :
①高效 :2 小时设备 90% 负载运行 , 效率提高 6%~10%。
②节能 :2 小时设备 90% 负载运行 , 节能提高 43%~50%。
③低噪 :2 小时设备 90% 负载运行 , 噪声降低 10~13db，大幅优化工作环境。
④环保 :2 小时设备 90% 负载运行 , 液压油量减少 50%~75%。
⑤温控 :2 小时设备 90% 负载运行，油温控制优越，利于整机运转。
⑥安装简洁大方且美观，无外部管路。
通过以上两种控制方式的比较，我们可以明显看到，油电混合数控（泵控）系统具有高效、节能，低噪、环保等特点。
2.独特的增速缸结构
瑞铁机床公司的油电混合数控折弯机最独特的技术是采用了具有自主专利技术的板料折弯机用增速缸（专利号 :ZL 2017 2 1644984.2）。
传统的电液同步数控折弯机主油缸为单作用活塞缸，主要依靠滑块本身的自重来实现快下动作，不好进一步获得较高的运行速度。而在单作用活塞缸上改变其内部设计结构，使其变为增速缸，在不受其滑块重量的制约下来实现油缸高速下行动作，极大地提高折弯效率。
油电混合数控折弯机的同步性更好、真正节能高效、结构简易、速度更快，双伺服油电混合数控（泵控）系统中应用单向定量泵、增速缸，这两个关键要素是瑞铁机床双伺服油电混合系统的最大特点。单向定量泵比双向定量泵具备更好的经济性，增速缸则把稳定高效的特点展现出来。
四、行业应用及推广情况
随着越来越多的应用经验积累、技术改进及优化，瑞铁机床公司生产制造的油电混合数控折弯机在钣金生产制造企业得到了较广泛的应用，主要服务于船舶制造、轨道交通、电气开关柜、建筑装饰、5G 通讯等行业。
油电混合数控折弯机属于节能环保产品，其技术优越性在实际生产应用中得到了充分体现，既响应了国家倡导建设节能环保型的绿色社会环境的号召，又满足了企业日益高精高效生产需要，深受用户的一致好评，未来有部分替代传统数控折弯机的趋势，市场前景十分广阔。
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