四方电气CA500伺服系统 降低能耗 提高可靠性

本文拟结合四方CA500伺服驱动器搭配CM500伺服电机，介绍一种针对数控折弯机液压系统的电液伺服调速方案，有效降低系统能耗及液压油的温升，同时提高了设备运行可靠性。

一、工艺简介

数控折弯机的一个工作循环可分为快下、慢下、保压、卸荷、返程这几个状态。设备工作时，系统控制油泵运转，并配合液压油路控制单元的工作，从而控制液压系统的流量，达到各工作状态下的合理压力值。其具体工作流程如下：

机器滑块快速下行时，压力油通过液压阀组进入油缸上腔，油缸下腔的油液经液压阀组返回到液压泵中，机器的滑块因自重快速下降，被打开的充液阀对油缸上腔进行充液;机器滑块低速工进时，压力油通过液压阀组流入油缸上腔继续推动滑块下降;当机器滑块返程时，压力油经液压阀组进入油缸下腔，油缸活塞杆拉动滑块上升，油缸上腔油液通过打开的充液阀流回油箱，至此完成一次工作循环。

图一、数控折弯机液压原理图

二、系统方案

传统折弯机的液压系统通过定量泵和比例换向阀来调节系统的流量，由于系统需要的实际流量是变化的，而油泵输出流量是恒定的，因此必定有一部分流量需要溢流，产生能量损失;另一方面，阀控液压系统的设定压力总是要高于实际需要的压力，这也造成了能量的损失。同时节流调速方式存在主压力阀溢流，造成噪音及液压油的发热量较大，温升较高，降低了液压油的使用寿命，增加了维护成本。

针对传统折弯机液压系统的缺点，以及设备的成型工序、工艺特点，设计了采用四方CA500伺服驱动器、CM500伺服电机以及齿轮泵来调节液压系统流量及压力的控制系统。

具体系统方案如下：

图二、系统方案图

数控系统根据光栅尺的位置反馈经由特点算法得出系统所需流量、压力大小，对应输出0～±10V模拟量控制信号给到CA500，实时调整油泵的转速，并配合液压油路控制单元的工作，满足不同工序端的压力及流量需求。

方案采用容积调速的原理，通过调节伺服电机的转速来改变油泵的流量及系统压力，避免了传统节流调速方案所造成的能量损耗，特别是在保压和卸荷阶段，油液的输出很小，油泵几乎可以停止运转，极大程度减少了能量损耗。同时伺服驱动系统的响应时间更短，设备工作时快下和返程速度更快，效率更高。