喬禮惠，陳明杰

（揚(yáng)力集團(tuán) 江蘇國(guó)力鍛壓機(jī)床有限公司，江蘇 揚(yáng)州225009）

鈑金件具有重量輕、易成型、成本低和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，使得其在汽車、家電、儀器儀表、電子電信、建筑等行業(yè)占有舉足輕重的地位。折彎?rùn)C(jī)是一種可將金屬板料進(jìn)行多種形式折彎的鈑金成型通用機(jī)械，當(dāng)配備相應(yīng)的裝備時(shí)，還可完成彎管、沖孔、彎曲和拉伸等工藝。目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上扭軸折彎?rùn)C(jī)還占有比較大的份額，但為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量，還有因扭軸折彎?rùn)C(jī)存在Y 軸油缸螺桿螺套加工精度問題，致使Y 軸重復(fù)定位精度不穩(wěn)定，從而使得國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)總體趨勢(shì)是往電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)或全電數(shù)控折彎?rùn)C(jī)發(fā)展，但全電數(shù)控折彎?rùn)C(jī)因受重載絲杠的限制，目前只能做≤40t 的折彎?rùn)C(jī)且制造成本比較高，所以各生產(chǎn)制造廠商還是以電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)為主，電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)又分為伺服比例閥控液壓同步折彎?rùn)C(jī)和伺服泵控液壓同步折彎?rùn)C(jī)兩類，伺服泵控液壓同步折彎?rùn)C(jī)目前還處于小批量研發(fā)階段。電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)的進(jìn)口控制系統(tǒng)主要由荷蘭DELEM 公司、瑞士CYBELEC 公司、意大利ESA 公司等提供，國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商則有無錫華德爾、蘇州匯川等，其中荷蘭DELEM系統(tǒng)由南京埃斯頓代理目前在國(guó)內(nèi)占有較大的市場(chǎng)份額，而瑞士CYBELEC 公司作為專業(yè)開發(fā)鈑金數(shù)控系統(tǒng)的老牌企業(yè)也正在積極奪取市場(chǎng)份額。我們公司新開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)瞄準(zhǔn)的是經(jīng)濟(jì)型扭軸數(shù)控折彎?rùn)C(jī)與常規(guī)標(biāo)配電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)中間的這塊市場(chǎng)，首先價(jià)格介于兩者之間，再者與經(jīng)濟(jì)型數(shù)控扭軸折彎?rùn)C(jī)相比很好地解決了Y 軸重復(fù)定位精度差的問題，同時(shí)為與集團(tuán)數(shù)控公司目前主流的電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)形成差別，控制系統(tǒng)選用CYBELEC CT8數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合國(guó)產(chǎn)比例方向閥形成主控。機(jī)床實(shí)物如圖1 所示。

圖1 經(jīng)濟(jì)型電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)外觀

1 系統(tǒng)概述

圖2 數(shù)控系統(tǒng)外觀

CybTouch 8PS 是專為電液同步折彎?rùn)C(jī)開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)外觀如圖2 所示，自帶3 軸（Y1/Y2/X）控制通過增選可實(shí)現(xiàn)R 軸（后擋料高度定位）控制；系統(tǒng)采用高度直觀的全觸摸人機(jī)界面，使得操作更加簡(jiǎn)單方便，屏幕顯示色彩鮮明，各項(xiàng)功能高度集中；提供有更廣泛的折彎?rùn)C(jī)功能，通過簡(jiǎn)單的調(diào)試，就可以精確的匹配其所控制折彎?rùn)C(jī)的需求；新的滑塊管理程序可以在一個(gè)更高的精度情況下為折彎?rùn)C(jī)提供更快更平穩(wěn)的動(dòng)作；通過高速RFlink 卡可以實(shí)現(xiàn)無線通信，觀察并記錄滑塊的動(dòng)作曲線；具有USB傳輸功能，在系統(tǒng)和USB 設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)一鍵備份和恢復(fù)機(jī)床參數(shù)；作為選配具有手指畫截面圖和手動(dòng)定義折彎步序功能，可以輕松直觀地創(chuàng)建2D 程序及定義需執(zhí)行的折彎步序；系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量為100 個(gè)上模、100 個(gè)下模、300 個(gè)程序每個(gè)程序24 個(gè)工步；另外系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)緊湊，集成化程度高，減少外圍接線。

1.1 硬件接口

圖3 比例閥接線示意圖

CT8PS 系統(tǒng)具有7 寸彩色繪圖TFT 屏幕，配LED 背景燈控制；數(shù)字量輸入接口8 路，采用光電隔離；數(shù)字量輸出接口12 路，仍采用光電隔離同時(shí)具有防短接保護(hù)；2 組0～10V 模擬量輸入和6 組±10V模擬量輸出，可對(duì)比例閥以及工作臺(tái)補(bǔ)償進(jìn)行控制。系統(tǒng)根據(jù)外圍接收到的信號(hào)指令（如腳踏下、腳踏上等），結(jié)合外圍檢測(cè)元件光柵尺所反饋的位置信號(hào)，進(jìn)行綜合邏輯運(yùn)算后發(fā)出指令控制系統(tǒng)比例壓力閥、油缸比例方向閥以及后擋料伺服電機(jī)的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)整臺(tái)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制，比例閥接線如圖3 所示。

1.2 折彎模式

系統(tǒng)具有角度折彎、深度折彎和沉底折彎三種模式。角度折彎模式下，直接輸入折彎角度，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算下死點(diǎn)位置，操作便捷；選擇深度折彎，需操作者自行輸入下死點(diǎn)位置（需注意此時(shí)顯示不再是角度而是位置），得到需要的折彎效果；沉底折彎模式下，將不受下死點(diǎn)位置控制，只受最終壓力控制，此模式只有上下模具能承受住標(biāo)定的壓力值才能使用。三種折彎模式各有其特點(diǎn)，操作者可靈活轉(zhuǎn)換使用。

1.3 慢速回程

此功能允許折彎后滑塊慢速往上運(yùn)行，尤其是對(duì)于板料較長(zhǎng)需要雙人操作時(shí)，操作者希望板料能緩慢落下，便于雙手托料。當(dāng)操作者踩住腳踏時(shí)，滑塊將慢速上抬回程，當(dāng)松下腳踏開關(guān)和到達(dá)夾緊點(diǎn)任一條件滿足時(shí)，滑塊將轉(zhuǎn)為快速回程。

1.4 夾緊點(diǎn)偏置

使用此功能，速度轉(zhuǎn)換點(diǎn)位置將會(huì)提高，操作者可以頻繁踩腳踏下行開關(guān)來使滑塊以點(diǎn)動(dòng)的方式下行，直到滑塊到達(dá)操作者需要的位置停止，此功能通常用于一些單個(gè)產(chǎn)品或者小批量產(chǎn)品的加工。

1.5 輕松折彎

當(dāng)操作者正在進(jìn)行批量折彎時(shí)，此時(shí)有臨時(shí)性的折彎任務(wù)需要先進(jìn)行，在使用同一套模具的情況下，操作者希望能將當(dāng)前的折彎步序進(jìn)行暫停待臨時(shí)任務(wù)結(jié)束后可直接恢復(fù)，而不是進(jìn)行臨時(shí)任務(wù)時(shí)的編程將之前的工序步覆蓋待臨時(shí)任務(wù)結(jié)束后再重新編制程序，此時(shí)便可進(jìn)行輕松折彎設(shè)置，通過切換頁面進(jìn)入輕松折彎頁面，在此頁面中編制臨時(shí)任務(wù)需要的程序，待折彎結(jié)束后，返回原折彎頁面，便可繼續(xù)之前的折彎。

1.6 導(dǎo)航調(diào)試

此功能用于機(jī)床的快速、簡(jiǎn)易調(diào)試，在導(dǎo)航頁面上具有非常清晰的提示，可按照提示，填入對(duì)應(yīng)的數(shù)值即可，在完成所有導(dǎo)航后，系統(tǒng)將自動(dòng)設(shè)置完成所有的軸參數(shù)，再對(duì)軸進(jìn)行運(yùn)行驗(yàn)證后對(duì)參數(shù)微調(diào)即可，可大大提升機(jī)床的調(diào)試效率。

1.7 泄漏糾偏

當(dāng)滑塊完成一次折彎動(dòng)作回到上死點(diǎn)，等操作人員取放料這段時(shí)間，會(huì)因液壓閥或密封圈泄漏致使滑塊整體下滑或傾斜下滑，當(dāng)出現(xiàn)傾斜下滑使兩側(cè)高度差超出同步極限設(shè)定值時(shí)，將無法進(jìn)行折彎動(dòng)作。CT8PS 系統(tǒng)具有自動(dòng)糾偏調(diào)整功能，當(dāng)滑塊兩側(cè)光柵尺反饋的差值超出設(shè)置的泄漏控制距離時(shí)，系統(tǒng)給比例閥信號(hào)控制滑塊回到上死點(diǎn)。

1.8 報(bào)警功能

能夠在運(yùn)行中檢測(cè)到系統(tǒng)硬件故障、系統(tǒng)運(yùn)行故障、操作失誤等情況，通過數(shù)控系統(tǒng)屏幕反應(yīng)出來，報(bào)警信息可保存、查詢、清除，通過顯示信息代碼，可以確認(rèn)錯(cuò)誤的發(fā)生狀態(tài)及原因。CT8PS 系統(tǒng)報(bào)警信息分為兩種：一種是提示信息，以綠色背景字顯示，提示操作者注意相關(guān)事項(xiàng)，提示完畢后，該信息自動(dòng)消除；另一種是報(bào)警信息，以紅色背景字顯示，提示操作者機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該信息不會(huì)自動(dòng)消除，需要解決完故障后才能消除。部分在日常操作使用中經(jīng)常出現(xiàn)的信息代碼、提示信息及內(nèi)容描述如表1 所示。

表1 報(bào)警一覽表

2 液壓原理

液壓控制系統(tǒng)由壓力控制塊、同步控制塊、充液閥、油泵電機(jī)組及左右油缸等組成，其中壓力控制塊和同步控制塊是專為電液同步數(shù)控折彎?rùn)C(jī)配套，同步控制塊主要包含有恒力4WREE6E16 系列比例換向閥和力士樂錐式電磁換向閥，控制原理如圖4 所示，具有抗偏載能力強(qiáng)，同步精度高特點(diǎn)。快下運(yùn)行時(shí)，充液閥經(jīng)控制管路打開，電磁閥4Y3 得電，同時(shí)給比例換向閥提供正電壓使得4Y1 動(dòng)作，滑塊由于自重實(shí)現(xiàn)快速下降，油液通過充液閥吸入油缸上腔，同時(shí)從油泵出油口來的油液經(jīng)比例方向閥4Y1 同時(shí)進(jìn)入油缸上腔，油缸下腔的油液通過電磁閥4Y3 及比例方向閥4Y1 回油箱，滑塊快下速度可通過調(diào)節(jié)比例方向閥的電壓控制比例開口而得到不同速度。工進(jìn)運(yùn)行時(shí)，充液閥關(guān)閉，電磁閥4Y3失電，油泵提供的壓力油經(jīng)比例方向閥進(jìn)入油缸上腔，油缸下腔的油液經(jīng)過背壓閥F2、比例方向閥4Y1 回油箱，在油缸下腔產(chǎn)生一定的背壓從而實(shí)現(xiàn)滑塊工進(jìn)動(dòng)作，通過調(diào)節(jié)比例方向閥的控制電壓控制比例方向閥的開口而得到不同的工進(jìn)速度，安全閥F1 是防止油缸下腔壓力過高而設(shè)置的。保壓狀態(tài)下，電磁閥4Y3 失電，給比例方向閥提供0V 電壓，切斷油缸油路連接實(shí)現(xiàn)密封保壓。保壓延時(shí)時(shí)間到，進(jìn)入卸荷狀態(tài)，給比例方向閥一定的負(fù)電壓使得4Y2 動(dòng)作，使比例方向閥微量開啟，油缸上腔的壓力通過比例方向閥卸荷。返程動(dòng)作時(shí)，給比例方向閥提供負(fù)電壓，使比例方向閥的開口變大，從進(jìn)油管路來的壓力油經(jīng)比例方向閥及電磁閥4Y3進(jìn)入油缸下腔，油缸上腔的液壓油通過充液閥回油箱，滑塊實(shí)現(xiàn)快速返回，回程速度可通過調(diào)節(jié)比例方向閥的控制電壓進(jìn)而控制比例方向閥的開口得到不同的回程速度。

圖4 同步控制塊液壓原理圖

3 結(jié)論

配置上選用了專業(yè)的CYBELEC 鈑金數(shù)控系統(tǒng)CT8PS 和專用的國(guó)產(chǎn)恒力液壓控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型電液數(shù)控折彎?rùn)C(jī)，是為了解決扭軸數(shù)控折彎?rùn)C(jī)Y 軸重復(fù)定位精度差問題而研發(fā)的，其中高度直觀的全觸摸人機(jī)界面，讓操作者使用起來更加簡(jiǎn)單方便；數(shù)控系統(tǒng)提供有廣泛的各種折彎功能，便于用戶直接調(diào)用；全自動(dòng)導(dǎo)航功能可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單快捷調(diào)試；簡(jiǎn)潔明了的報(bào)警提示功能以及一鍵式備份恢復(fù)功能有效減少了機(jī)床運(yùn)行后期的維護(hù)費(fèi)用。整套電液控制系統(tǒng)在保證機(jī)床性能的基礎(chǔ)上，有效降低制造成本，實(shí)現(xiàn)最大化的性價(jià)比從而更好的滿足客戶的需求。目前機(jī)床已進(jìn)入小批量制造階段并已形成銷售，客戶反應(yīng)良好。