未来已来——伺服电机驱动折弯机乘风而上

文/白俊明·北京谊科数控科技有限公司

近年来，随着科技进步和钣金加工市场的不断发展，钣金加工设备的技术革命从来没有停止过。首先，数控冲床完成了从机械式升级到液压式驱动方式，最后在21 世纪初实现了伺服电机驱动方式的转换；另外，应用于钣金加工领域的工业激光切割机的激光发振器也完成了从二氧化碳发振器到光纤发振器的技术革命。无论是数控冲床还是激光切割机的技术变革，都给钣金与制作行业带来了巨大的变革，让生产的精度、成本和效率都得到了大幅提升。

折弯机驱动方式

对于钣金加工最重要的折弯工序所需设备——折弯机，也已经完成了从机械式驱动到液压驱动再到油电混合驱动方式的转换，当前伺服电机驱动技术已经走在取代油电混合驱动方式的路上！目前主流的折弯机采用以下三种驱动方式。

电液阀控驱动方式

采用液压泵和液压阀的方式来提供驱动力，液压泵保持压力，液压阀控制液压油的流速和流量，控制系统通过控制液压阀的开闭时间来控制折弯机的加工精度。这样的控制方式导致折弯机的加工精度低，适用于对加工精度要求不高的领域。同时由于驱动介质是液压油，因此加工精度受液压油温度变化的影响也比较大，冬天环境温度较低时，设备的加工精度和速度都受到严重影响；同时连续工作后，液压油的温度有大幅提升，导致液压油传递的压力有所变化，影响了加工精度。因此在操作电液阀控折弯机时，操作者将面临很大的挑战，操作人员不仅要懂得折弯工艺、折弯机模具使用的适用性、折弯顺序的规律，还要了解电液阀控折弯机在精度方面的特性，才能生产出精度稳定的产品，因此电液阀控折弯机对设备使用者的要求很高。

油电混动泵控驱动方式

采用伺服电机带动柱塞泵提供压力，液压油的流速、流向和流量都是由伺服电机的旋转方向和旋转速度来决定的，这样的控制方式，让液压油的压力输出更精准，油缸驱动速度更快，从而整个折弯机的加工精度和效率都有了质的提高。而且由于柱塞泵液压油的使用量更少，因此对液压油的温度影响更小，液压油温度变化非常低，对折弯加工的精度影响也非常低，可以让折弯机的高精度保持更长时间。而且设备的操作者也不用担心液压油给折弯精度带来的影响，降低了对设备操作者的要求。

全电伺服驱动方式

采用伺服电机驱动的折弯机如图1 所示，完全不使用液压油传递压力，没有了液压系统和液压油，从而避免了对精度和速度的负面影响，让折弯精度可以始终保持，同时对于环境温度和长时间高负荷的加工环境也更加适应。

图1 伺服电机驱动折弯机

综合来看，从加工精度、加工速度、稳定性和对操作者的容忍度等方面，都是全电伺服驱动方式表现最好，而电液阀控驱动方式，由于液压油和液压系统的固有特性，导致在对比中败下阵来。

全电伺服折弯机的优势

东莞市谊科数控科技有限公司（以下简称“谊科数控”）成立于2010年，彼时国外的设备制造商已经在全电伺服折弯机的制造上积累了将近30年的经验，如日本的天田AMADA、东洋工机TOYOKOKI、村田机械MURATEC、德国通快TRUMPF 都已经为国外的钣金加工企业提供了成熟的全电伺服折弯机产品，规格主要是50 吨2 米和35 吨1.2 米。这些全电伺服折弯机在客户现场得到了非常好的使用效果，甚至在日本市场，目前100 吨以下规格的折弯机已经被全电伺服折弯机占据了绝大部分市场，那么究竟全电伺服折弯机有哪些优点，从而让全世界的钣金加工企业做出如此选择呢？

优势一：全电伺服折弯机的加工精度高

精度永远是机械设备要达成的第一要务，全电伺服折弯机在保证加工角度和尺寸的两个维度上，都使用了伺服电机驱动的方式，这与传统的电液阀控折弯机完全不同，伺服电机通过数字指令来驱动，从而保证了很高的定位精度和重复定位精度，重复定位精度高极大地提高了折弯机加工精度的稳定性，而且这样的稳定性不取决于操作者，因此客户在使用全电伺服折弯机时，最大的感受就是让没有足够经验的操作人员操作，加工精度同样可以保持长时间稳定可靠，如图2 所示。

图2 全电伺服折弯机保持加工精度稳定可靠

优势二：全电伺服折弯机的加工效率高

效率是钣金加工企业非常看重的参数，这也直接影响了企业的加工成本。伺服电机本身的高加速度和高速度完美地应用在了全电伺服折弯机上，通过提高折弯机在空行程时的运动速度，也就是快下和快上速度，从而提高了折弯机整体的加工效率，如图3 所示。这里有一组数据，谊科数控的两个客户实测了全电伺服折弯机ES 系列的工作效率，见表1，折弯次数达到了1000 ～1200 次/小时，而传统的电液阀控折弯机的加工效率在300 ～500 次/小时，加工效率的差距可见一斑。

表1 客户实测全电伺服折弯机ES 系列的工作效率

图3 全电伺服折弯机加工效率高

优势三：全电伺服折弯机的能耗和维护费用非常低

由于伺服电机在被动运动时可以反向发电，以及伺服电机耗电较低的特点，谊科数控所生产的ES 系列折弯机60 吨以下的机型，耗电量只有1kW·h，而电液阀控折弯机的耗电量为10kW·h，两种设备的耗电费用比较见表2；同时全电伺服折弯机的维护也只需要进行润滑油的加注，因此客户甚至可以安排机床的操作者来进行机床的维护保养，而且所需要的时间也非常短，可以整合进现场的5S 操作中。

表2 两种设备耗电费用比较

综合以上三个优势，全电伺服折弯机可以帮助钣金制造企业缩短加工周期，提高加工精度，降低设备操作者技能要求。

结 束 语

当然，全电伺服折弯机也有自身不可忽视的缺点，由于要使用大功率伺服电机，所以整机的生产成本比较高，特别是100 吨3 米以上的折弯机，成本太高，钣金制造企业无法接受，所以国外企业所提供的全电伺服折弯机最大规格多数在2 米以下。谊科数控作为国内最大也是最早设计、制造和销售全电伺服折弯机的领头企业，目前所提供的全电伺服折弯机的最大规格为125 吨3 米,对于更大吨位的折弯机，谊科数控提供油电混动泵控技术的EHM 系列折弯机来满足客户的需求。相信随着技术的不断进步和全电伺服折弯机认可度的不断上升，越来越多的钣金制造企业会开始使用，也相信全电伺服技术可以助力中国的钣金制造行业不断发展。

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