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金属成形机床电液伺服系统技术解析

发布者:新迈特机械  发布时间:2014/7/5 18:05:18
电液伺服技术的应用起源于 20 世纪80 年代,最早由欧洲工业强国引入,并于90 年代在世界范围内得到普及。

  (1)基本概念

  伺服系统是交流伺服系统和电液伺服系统的统称,其功能是通过接收数控装置的指令,实现对机械装备运动的精确控制。金属成形机床电液伺服系统是金属成形机床实现自动控制的重要功能部件,作用是将数控装置的指令经过放大器处理后控制伺服阀(或比例阀)和液压泵,将电能转化为液压能,再由油缸传递给设备执行机构转化为机械能,将机械运动轨迹与状态通过检测元件反馈给数控系统,实现闭环控制,保证金属成形机床安全、高效、高精度运行。交流伺服系统除应用于机床行业外,还主要应用于纺织机械、注塑机械、包装机械、印刷机械等细分机械装备行业,作用是通过执行数控装置的控制指令来驱动机械装备的运动部件,实现闭环控制,最终实现对机械装备运动的速度、载荷和位置等的闭环、精确控制。

  (2)发展历程及状况

  电液伺服技术的应用起源于20世纪80年代,最早由欧洲工业强国引入,并于90年代在世界范围内得到普及。2000年以后,电液伺服技术已十分成熟,随着液压系统向小型化、高压化、自动化、智能化发展,电液伺服系统的功能集成度越来越高,器件的体积、重量越来越小,应用范围越来越广。当前较为前沿的电液伺服技术包括:为符合欧洲的安全标准,增加冗余安全设计和严密安全保护措施的电液伺服控制技术,以及更加节能环保的电液伺服混合驱动阀控制技术和电液伺服混合驱动泵控制技术。在德国、日本等工业强国,伺服电机与液压系统混合驱动的金属成形机床已较为普遍。

  我国于20世纪90年代中期开始引进电液伺服控制技术,应用于数控折弯机和剪板机、数控转塔冲床以及大型高精密液压机等行业,并于近几年普及到快速锻造、陶瓷压机、注塑机等行业。国内的金属成形机床使用的电液伺服系统水平与国外相当,但仍有少数技术不为国内厂商所掌握,如四象限柱塞泵、伺服液压垫技术、高速冲压系统等。近年来,更加节能环保的混合驱动伺服系统在国内表现出巨大的市场潜力。SVP型混合驱动泵组系统逐渐占据了注塑机液压系统的大部分市场份额,在压铸机市场方兴未艾,在折弯机市场和液压机市场开始起步;DSVP型混合驱动伺服泵控系统简化了原有的比例伺服系统,替代了伺服阀和比例阀,在控制精度明显提高的条件下大幅降低了能耗。

  目前,从全球范围来看,除少数金属成形机床企业拥有自主研发并生产数控系统能力,大多数金属成形机床企业依靠专业厂商为其提供数控系统产品。金属成形机床数控系统通常包含数控装置、交流伺服系统、检测装置、电气控制系统等部件。受生产成本、毛利率水平等因素的影响,国际知名厂商均以提供技术含量较高的部件产品为主,如数控装置和检测装置。

  从事金属成形机床数控系统研发和生产的国际厂商主要有日本Fanuc、德国Siemens、意大利ESA、瑞士Cybelec等;国内厂商主要有本公司、深圳华德尔、南京泽荣、扬州大祺等。其中,公司数控系统广泛应用于各类数控金属成形机床,在国内剪折机床数控系统领域占有较大市场份额;日本Fanuc、德国Siemens产品主要应用于数控转塔冲床、数控激光切割机领域;瑞士Cybelec、意大利ESA、深圳华德尔产品主要应用于数控剪折机床领域;南京泽荣、扬州大祺产品主要应用于数控压力机领域。

  国内数控系统的应用长期以来是以国际品牌产品为主。根据工信部装备工业司《机床工具行业十二五发展规划》,国产中档数控系统国内市场占有率只有35%,而高档数控系统95%以上依靠进口;国产功能部件在国内市场总体占有率约为30%,其中高档功能部件市场占有率更低,台湾地区品牌功能部件约占国内市场的50%,其余20%为欧盟、日本等品牌产品;2010年我国进口数控系统金额达18.1亿美元,机床附件(含功能部件和夹具)类产品达16.2亿美元。

  国内企业在技术、品牌和资金实力方面与国际一流厂商尚有一定差距,面临较大竞争压力的同时机遇同样巨大。部分国内企业在本土化服务优势、反应速度和性价比等方面具有差异化竞争优势,随着规模不断发展壮大,技术不断成熟,品牌和服务等软实力不断提升,国内优秀企业将获得更为广阔的市场生存和发展空间。


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