未來已來——伺服電機驅(qū)動折彎機乘風而上

文/白俊明·北京誼科數(shù)控科技有限公司

近年來，隨著科技進步和鈑金加工市場的不斷發(fā)展，鈑金加工設(shè)備的技術(shù)革命從來沒有停止過。首先，數(shù)控沖床完成了從機械式升級到液壓式驅(qū)動方式，最后在21 世紀初實現(xiàn)了伺服電機驅(qū)動方式的轉(zhuǎn)換；另外，應(yīng)用于鈑金加工領(lǐng)域的工業(yè)激光切割機的激光發(fā)振器也完成了從二氧化碳發(fā)振器到光纖發(fā)振器的技術(shù)革命。無論是數(shù)控沖床還是激光切割機的技術(shù)變革，都給鈑金與制作行業(yè)帶來了巨大的變革，讓生產(chǎn)的精度、成本和效率都得到了大幅提升。

折彎機驅(qū)動方式

對于鈑金加工最重要的折彎工序所需設(shè)備——折彎機，也已經(jīng)完成了從機械式驅(qū)動到液壓驅(qū)動再到油電混合驅(qū)動方式的轉(zhuǎn)換，當前伺服電機驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)走在取代油電混合驅(qū)動方式的路上！目前主流的折彎機采用以下三種驅(qū)動方式。

電液閥控驅(qū)動方式

采用液壓泵和液壓閥的方式來提供驅(qū)動力，液壓泵保持壓力，液壓閥控制液壓油的流速和流量，控制系統(tǒng)通過控制液壓閥的開閉時間來控制折彎機的加工精度。這樣的控制方式導(dǎo)致折彎機的加工精度低，適用于對加工精度要求不高的領(lǐng)域。同時由于驅(qū)動介質(zhì)是液壓油，因此加工精度受液壓油溫度變化的影響也比較大，冬天環(huán)境溫度較低時，設(shè)備的加工精度和速度都受到嚴重影響；同時連續(xù)工作后，液壓油的溫度有大幅提升，導(dǎo)致液壓油傳遞的壓力有所變化，影響了加工精度。因此在操作電液閥控折彎機時，操作者將面臨很大的挑戰(zhàn)，操作人員不僅要懂得折彎工藝、折彎機模具使用的適用性、折彎順序的規(guī)律，還要了解電液閥控折彎機在精度方面的特性，才能生產(chǎn)出精度穩(wěn)定的產(chǎn)品，因此電液閥控折彎機對設(shè)備使用者的要求很高。

油電混動泵控驅(qū)動方式

采用伺服電機帶動柱塞泵提供壓力，液壓油的流速、流向和流量都是由伺服電機的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度來決定的，這樣的控制方式，讓液壓油的壓力輸出更精準，油缸驅(qū)動速度更快，從而整個折彎機的加工精度和效率都有了質(zhì)的提高。而且由于柱塞泵液壓油的使用量更少，因此對液壓油的溫度影響更小，液壓油溫度變化非常低，對折彎加工的精度影響也非常低，可以讓折彎機的高精度保持更長時間。而且設(shè)備的操作者也不用擔心液壓油給折彎精度帶來的影響，降低了對設(shè)備操作者的要求。

全電伺服驅(qū)動方式

采用伺服電機驅(qū)動的折彎機如圖1 所示，完全不使用液壓油傳遞壓力，沒有了液壓系統(tǒng)和液壓油，從而避免了對精度和速度的負面影響，讓折彎精度可以始終保持，同時對于環(huán)境溫度和長時間高負荷的加工環(huán)境也更加適應(yīng)。

圖1 伺服電機驅(qū)動折彎機

綜合來看，從加工精度、加工速度、穩(wěn)定性和對操作者的容忍度等方面，都是全電伺服驅(qū)動方式表現(xiàn)最好，而電液閥控驅(qū)動方式，由于液壓油和液壓系統(tǒng)的固有特性，導(dǎo)致在對比中敗下陣來。

全電伺服折彎機的優(yōu)勢

東莞市誼科數(shù)控科技有限公司（以下簡稱“誼科數(shù)控”）成立于2010年，彼時國外的設(shè)備制造商已經(jīng)在全電伺服折彎機的制造上積累了將近30年的經(jīng)驗，如日本的天田AMADA、東洋工機TOYOKOKI、村田機械MURATEC、德國通快TRUMPF 都已經(jīng)為國外的鈑金加工企業(yè)提供了成熟的全電伺服折彎機產(chǎn)品，規(guī)格主要是50 噸2 米和35 噸1.2 米。這些全電伺服折彎機在客戶現(xiàn)場得到了非常好的使用效果，甚至在日本市場，目前100 噸以下規(guī)格的折彎機已經(jīng)被全電伺服折彎機占據(jù)了絕大部分市場，那么究竟全電伺服折彎機有哪些優(yōu)點，從而讓全世界的鈑金加工企業(yè)做出如此選擇呢？

優(yōu)勢一：全電伺服折彎機的加工精度高

精度永遠是機械設(shè)備要達成的第一要務(wù)，全電伺服折彎機在保證加工角度和尺寸的兩個維度上，都使用了伺服電機驅(qū)動的方式，這與傳統(tǒng)的電液閥控折彎機完全不同，伺服電機通過數(shù)字指令來驅(qū)動，從而保證了很高的定位精度和重復(fù)定位精度，重復(fù)定位精度高極大地提高了折彎機加工精度的穩(wěn)定性，而且這樣的穩(wěn)定性不取決于操作者，因此客戶在使用全電伺服折彎機時，最大的感受就是讓沒有足夠經(jīng)驗的操作人員操作，加工精度同樣可以保持長時間穩(wěn)定可靠，如圖2 所示。

圖2 全電伺服折彎機保持加工精度穩(wěn)定可靠

優(yōu)勢二：全電伺服折彎機的加工效率高

效率是鈑金加工企業(yè)非?？粗氐膮?shù)，這也直接影響了企業(yè)的加工成本。伺服電機本身的高加速度和高速度完美地應(yīng)用在了全電伺服折彎機上，通過提高折彎機在空行程時的運動速度，也就是快下和快上速度，從而提高了折彎機整體的加工效率，如圖3 所示。這里有一組數(shù)據(jù)，誼科數(shù)控的兩個客戶實測了全電伺服折彎機ES 系列的工作效率，見表1，折彎次數(shù)達到了1000 ～1200 次/小時，而傳統(tǒng)的電液閥控折彎機的加工效率在300 ～500 次/小時，加工效率的差距可見一斑。

表1 客戶實測全電伺服折彎機ES 系列的工作效率

圖3 全電伺服折彎機加工效率高

優(yōu)勢三：全電伺服折彎機的能耗和維護費用非常低

由于伺服電機在被動運動時可以反向發(fā)電，以及伺服電機耗電較低的特點，誼科數(shù)控所生產(chǎn)的ES 系列折彎機60 噸以下的機型，耗電量只有1kW·h，而電液閥控折彎機的耗電量為10kW·h，兩種設(shè)備的耗電費用比較見表2；同時全電伺服折彎機的維護也只需要進行潤滑油的加注，因此客戶甚至可以安排機床的操作者來進行機床的維護保養(yǎng)，而且所需要的時間也非常短，可以整合進現(xiàn)場的5S 操作中。

表2 兩種設(shè)備耗電費用比較

綜合以上三個優(yōu)勢，全電伺服折彎機可以幫助鈑金制造企業(yè)縮短加工周期，提高加工精度，降低設(shè)備操作者技能要求。

結(jié) 束 語

當然，全電伺服折彎機也有自身不可忽視的缺點，由于要使用大功率伺服電機，所以整機的生產(chǎn)成本比較高，特別是100 噸3 米以上的折彎機，成本太高，鈑金制造企業(yè)無法接受，所以國外企業(yè)所提供的全電伺服折彎機最大規(guī)格多數(shù)在2 米以下。誼科數(shù)控作為國內(nèi)最大也是最早設(shè)計、制造和銷售全電伺服折彎機的領(lǐng)頭企業(yè)，目前所提供的全電伺服折彎機的最大規(guī)格為125 噸3 米,對于更大噸位的折彎機，誼科數(shù)控提供油電混動泵控技術(shù)的EHM 系列折彎機來滿足客戶的需求。相信隨著技術(shù)的不斷進步和全電伺服折彎機認可度的不斷上升，越來越多的鈑金制造企業(yè)會開始使用，也相信全電伺服技術(shù)可以助力中國的鈑金制造行業(yè)不斷發(fā)展。

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