随着折弯机设备的广泛应用和市场竞争进一步加剧,对于使用折弯机的厂家来说,电耗已经成为其生产成本的重要部分,因此降低折弯机的能耗成为工厂降低成本、提高产品竞争力的有效途径。
伺服油电混合系统是采用两台伺服电机及伺服泵控制左右油缸,伺服电机根据程序设定控制油泵的输出流量,进而来控制滑块的运动速度以及位置定位,整个过程没有节流现象。所以油泵输出的能量全部供给了左-右油缸。这种控制方式不存在任何能量的损耗,节能效果非常突出。
由于油电混合几乎不存在能耗损失,所以整个过程不会导致油温的明显上升,进而这种机型的用油量也明显少于电液同步数控折弯机,一般伺服油电混合的用油量是普通电液同步数控折弯机用油量的30%左右,对于大吨位特别是重型数控折弯机而言优势更为突出,也就是说其仅需要三分之一的用油量。油电混合与电液同步折弯机油耗分析表见表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使用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。
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。
电液同步数控折弯机的噪声较大,会对操作人员产生一定的影响。
油电混合数控系统原理
油电混合数控折弯机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(双杆油缸)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(双杆油缸)输出力的控制。
通过位移传感器(光栅尺或磁栅尺)将左右执行元件(双杆油缸)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(双杆油缸)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。
油电混合驱动电液系统的优势
由于油电混合数控折弯机在待机时,电机不转,因而机器在不工作时处于零噪声状态;由于油电混合数控机器用油量只有电液同步机器的三分之一,而且油温可控,因此一般三年内不需要更换液压油;由于伺服电机的频响远高于比例阀,因而,油电混合数控折弯机一个折弯循环的时间比电液同步数控折弯机快30%。以110t
折弯机为例,一般电液同步数控折弯机每分钟完成12 次折弯,而油电混合数控折弯机可高达16 次。
通过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,精度高、噪声低、环保等特点,具体优点包含以下10 点。
⑴泵控技术取代常规阀控技术,消除节流损失,没有溢流损失,节能显著;
⑵伺服电机在短时间内可显著过载,实际安装功率仅为理论安装功率的50%;
⑶油箱容积减小75%,大大减少液压油的使用量;
⑷热平衡温度低,无需冷却装置,液压部件寿命延长;
⑸空闲、快下、保压、返程状态下噪声明显下降,改善工作环境;
⑹伺服电机比普通电机响应速度更快,紧急情况下压力、流量切换更快;
⑺油液颗粒敏感度降低,从NS7 级降为NS9 级;
⑻温度敏感度下降,工作温度从-10~60℃,拓宽到-10 ~80℃;
⑼特定条件下快下和返程最大速度可达300mm/s;
⑽工进速度可以大幅提高,可达20 ~25mm/s。
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,但是价格较高,如何做到合理的成本和稳定的性能,即较高的性价比是企业形成批量化生产,并得到市场接受的前提。双伺服油电混合数控系统中应用单向定量泵,双杆油缸(即增速缸),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效益,双杆油缸则把稳定高效的特点展现出来。
油电混合型数控折弯机属于节能环保型产品,既响应国家倡导建设节能环保型的绿色社会环境的口号,又满足企业日益增长的高精、高效的使用需要,未来有部分替代传统数控折弯机的趋势,市场前景广阔。
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