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CA500伺服系統在數控折彎機上的應用
摘要：數控折彎機是加工鈑金的一種機器，主要使用液壓系統將板料折成不同角度，本文介紹了四方CA500伺服驅動器搭配CM500伺服電機在數控折彎機上的成功應用。
關鍵詞：數控折彎機； CA500；CM500；加工
引言
傳統的數控折彎機液壓系統多采用普通三相異步電機驅動油泵，能耗大、溫升高、效率低、部件易損壞。隨著節能減排日益受到重視，使用電液伺服系統驅動油泵的新型數控折彎機應運而生。本文擬結合四方CA500伺服驅動器搭配CM500伺服電機，介紹一種針對數控折彎機液壓系統的電液伺服調速方案，有效降低系統能耗及液壓油的溫升，同時提高了設備運行可靠性。
一、工藝簡介
數控折彎機的一個工作循環可分為快下、慢下、保壓、卸荷、返程這幾個狀態。設備工作時，系統控制油泵運轉，并配合液壓油路控制單元的工作，從而控制液壓系統的流量，達到各工作狀態下的合理壓力值。其具體工作流程如下：
機器滑塊快速下行時，壓力油通過液壓閥組進入油缸上腔，油缸下腔的油液經液壓閥組返回到液壓泵中，機器的滑塊因自重快速下降，被打開的充液閥對油缸上腔進行充液；機器滑塊低速工進時，壓力油通過液壓閥組流入油缸上腔繼續推動滑塊下降；當機器滑塊返程時，壓力油經液壓閥組進入油缸下腔，油缸活塞桿拉動滑塊上升，油缸上腔油液通過打開的充液閥流回油箱，至此完成一次工作循環。
圖一、數控折彎機液壓原理圖
二、系統方案
傳統折彎機的液壓系統通過定量泵和比例換向閥來調節系統的流量，由于系統需要的實際流量是變化的，而油泵輸出流量是恒定的，因此必定有一部分流量需要溢流，產生能量損失；另一方面，閥控液壓系統的設定壓力總是要高于實際需要的壓力，這也造成了能量的損失。同時節流調速方式存在主壓力閥溢流，造成噪音及液壓油的發熱量較大，溫升較高，降低了液壓油的使用壽命，增加了維護成本。
針對傳統折彎機液壓系統的缺點，以及設備的成型工序、工藝特點，設計了采用四方CA500伺服驅動器、CM500伺服電機以及齒輪泵來調節液壓系統流量及壓力的控制系統。
具體系統方案如下：
圖二、系統方案圖
數控系統根據光柵尺的位置反饋經由特點算法得出系統所需流量、壓力大小，對應輸出0～±10V模擬量控制信號給到CA500，實時調整油泵的轉速，并配合液壓油路控制單元的工作，滿足不同工序端的壓力及流量需求。
方案采用容積調速的原理，通過調節伺服電機的轉速來改變油泵的流量及系統壓力，避免了傳統節流調速方案所造成的能量損耗，特別是在保壓和卸荷階段，油液的輸出很小，油泵幾乎可以停止運轉，極大程度減少了能量損耗。同時伺服驅動系統的響應時間更短，設備工作時快下和返程速度更快，效率更高。
三、系統配線方案及說明
1、 電氣接線圖如下：
圖三、電氣接線圖
2、主要設定參數：
3、方案優勢：
※ CA500伺服驅動器采用重載型設計，低頻轉矩大，動態響應快，過載能力強，可120%負載長期運行；
※ CM500伺服電機采用高性能稀土永磁材料，抗去磁能力強。電機轉子采用特殊結構和工藝，外殼防護等級為IP54，絕緣等級為F級，保證系統運行的可靠性；
※ 泵控技術代替常規閥控技術，消除節流損耗，節能效果顯著，節能率可達25%。
※ 降低了液壓油的溫升，延長了液壓油的使用壽命，減少系統維護成本；
※ 折彎機快下、慢下、保壓、卸荷、返程各工序段運行時噪音明顯下降，改善工作環境；
※ 簡化的調試功能（四方電機免調試），最大程度減少客戶調試參數，安裝使用方便。
四、小結
本文介紹了一種基于四方CA500系列伺服驅動器和CM500伺服電機的數控折彎機電液伺服方案。該方案有效降低了系統能耗，運行噪音小、系統響應快，提高了效率，且運行穩定可靠，保護功能強大，操作簡單方便。既能夠滿足折彎機成型工藝要求，提高產品質量和產量，又減少了設備維護費用，為用戶創造了良好的經濟效益，目前已批量應用于多個數控折彎機伺服系統。
