高速、紧凑型数控折弯机的研发

文/佘健，周鹏飞，夏鹏·江苏扬力数控机床有限公司

数控折弯机是一种完成板料弯曲成形的钣金加工设备，随着家电、电子、厨具、仪器、机箱等行业的迅速发展，客户产品多为小尺寸、多道折弯薄板零件，如图1所示。为了提高工作效率，采购设备时对折弯速度要求较高，同时受厂房场地空间的限制，对小吨位、高速、性能优、工作精度好的折弯机的需求信息越来越多。针对该细分市场，以此来争夺更多的市场份额，丰富产品系列，满足这些行业对小吨位、高速数控折弯机的需求，现开发设计一款高速、紧凑型数控折弯机。

图1 小尺寸、多道折弯薄板零件图

目前国内外的数控折弯机以交流异步电机为主驱动，在使用过程中油泵电机始终在不停地工作，在不进行板材折弯时液压油经溢流阀直接回油箱，能源浪费较大，液压油发热量大，换油周期短，用户使用成本高。本项目研发的高速、紧凑型数控折弯机通过伺服电机驱动齿轮泵，在上下板料、板料定位时，伺服电机自动关闭，使其空载功率消耗最小。在快下、返程时，数控系统实时动态调节伺服电机的转速，实现高速运动。在工进、保压阶段，当系统压力达到设定压力时，齿轮泵提供足够的压力和流量，数控系统根据机床所需速度和压力给伺服电机相应的转速和扭矩指令，因此液压系统不再产生溢流损失，因此节能效果明显，与传统液压主传动机床相比，节能45%左右。

高速、紧凑型数控折弯机的机构与工作原理

机架采用钢板焊接，焊接后经壁炉回火去应力处理，采用四只高强度可调整弹性减振垫支撑，无需地脚螺栓，安装方便。数控系统采用荷兰DELEM公司的DA52S系统或选配DA66T折弯专用数控系统；滑块采用单液压油缸驱动，直线导轨导向，抗偏载能力较强，滑块的位置反馈采用单根光栅尺实时检测，保证折弯精度。后挡料机构可控制多个后挡料轴；配有上模快速夹紧装置，如图2所示。具体主要技术参数见表1。

表1 高速、紧凑型数控折弯机的主要技术参数

名称 参数公称力 450kN最大折弯长度 1250mm快下速度 200mm/s工进速度 20mm/s返程速度 200mm/s滑块定位精度 ±0.02mm滑块重复定位精度 ±0.01mm折弯角度精度 ±30'折弯直线度精度 0.10/1000mm

图2 高速、紧凑型数控折弯机结构简图

高速、紧凑型数控折弯机的技术优势

⑴节能显著，提高效率，需求油量精确的配给，实时动态调节伺服电机的转速进行优化，无用功耗极低，当不需要流量或压力时，自动关闭伺服电机。

⑵伺服电机的转速最大可达3000r/min，可以实现高速折弯，性能速度匹配性非常高，快下和返程速度可达200mm/s，工进速度在0～20mm/s内任意设置，大大提高工作效率。

⑶电力消耗大幅降低，碳排放相应减少，伺服电机在短时间内过载能力强，实际装机功率仅为理论装机功率的50% 。

⑷油箱容积减小50%，减少液压油的使用量，热平衡温度低，液压部件寿命延长，换油周期延长一倍以上。

⑸空闲、快下、工进、保压、返程噪声明显下降。

⑹提高控制精度，实现高精度折弯，同步精度高，工进过程精度在0.02mm之内。

⑺安全性和经济性高，伺服电机比普通电机制动更快，紧急情况下压力、流量切断快，对不同规格机床，进行系统最大扭矩控制，防止人为因素造成系统过载。

⑻采用单液压油缸驱动，与市场上双缸折弯机相比，不需要控制左右油缸同步，所以响应频率更快。

结束语

最新研制的高速、紧凑型数控折弯机是在进行了充分的市场调研基础上，再吸取液压阀控主传动数控折弯机的优越点，结合最新国家标准和行业标准而开发出的中高档换代产品，该产品具有良好的性能价格比，投放市场以后会逐步得到用户的青睐和市场的认可。整机的结构性能和技术水平处于国内领先，关键指标甚至达到了国际同类产品的先进水平。高速、紧凑型数控折弯机的批量生产必将为企业带来良好的经济效益和社会效益。