CYBELEC CT8PS 系統在經濟型電液數控折彎機上的應用

喬禮惠，陳明杰

（揚力集團 江蘇國力鍛壓機床有限公司，江蘇 揚州225009）

鈑金件具有重量輕、易成型、成本低和生產效率高等特點，使得其在汽車、家電、儀器儀表、電子電信、建筑等行業占有舉足輕重的地位。折彎機是一種可將金屬板料進行多種形式折彎的鈑金成型通用機械，當配備相應的裝備時，還可完成彎管、沖孔、彎曲和拉伸等工藝。目前在國內市場上扭軸折彎機還占有比較大的份額，但為了提高勞動生產效率、降低生產成本、減輕勞動強度、提高產品質量，還有因扭軸折彎機存在Y 軸油缸螺桿螺套加工精度問題，致使Y 軸重復定位精度不穩定，從而使得國內外市場總體趨勢是往電液數控折彎機或全電數控折彎機發展，但全電數控折彎機因受重載絲杠的限制，目前只能做≤40t 的折彎機且制造成本比較高，所以各生產制造廠商還是以電液數控折彎機為主，電液數控折彎機又分為伺服比例閥控液壓同步折彎機和伺服泵控液壓同步折彎機兩類，伺服泵控液壓同步折彎機目前還處于小批量研發階段。電液數控折彎機的進口控制系統主要由荷蘭DELEM 公司、瑞士CYBELEC 公司、意大利ESA 公司等提供，國內系統集成商則有無錫華德爾、蘇州匯川等，其中荷蘭DELEM系統由南京埃斯頓代理目前在國內占有較大的市場份額，而瑞士CYBELEC 公司作為專業開發鈑金數控系統的老牌企業也正在積極奪取市場份額。我們公司新開發的經濟型電液數控折彎機瞄準的是經濟型扭軸數控折彎機與常規標配電液數控折彎機中間的這塊市場，首先價格介于兩者之間，再者與經濟型數控扭軸折彎機相比很好地解決了Y 軸重復定位精度差的問題，同時為與集團數控公司目前主流的電液數控折彎機形成差別，控制系統選用CYBELEC CT8數控系統結合國產比例方向閥形成主控。機床實物如圖1 所示。

圖1 經濟型電液數控折彎機外觀

1 系統概述

圖2 數控系統外觀

CybTouch 8PS 是專為電液同步折彎機開發的數控系統，系統外觀如圖2 所示，自帶3 軸（Y1/Y2/X）控制通過增選可實現R 軸（后擋料高度定位）控制；系統采用高度直觀的全觸摸人機界面，使得操作更加簡單方便，屏幕顯示色彩鮮明，各項功能高度集中；提供有更廣泛的折彎機功能，通過簡單的調試，就可以精確的匹配其所控制折彎機的需求；新的滑塊管理程序可以在一個更高的精度情況下為折彎機提供更快更平穩的動作；通過高速RFlink 卡可以實現無線通信，觀察并記錄滑塊的動作曲線；具有USB傳輸功能，在系統和USB 設備之間傳輸數據，可實現一鍵備份和恢復機床參數；作為選配具有手指畫截面圖和手動定義折彎步序功能，可以輕松直觀地創建2D 程序及定義需執行的折彎步序；系統的存儲容量為100 個上模、100 個下模、300 個程序每個程序24 個工步；另外系統整體設計緊湊，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 系統具有7 寸彩色繪圖TFT 屏幕，配LED 背景燈控制；數字量輸入接口8 路，采用光電隔離；數字量輸出接口12 路，仍采用光電隔離同時具有防短接保護；2 組0～10V 模擬量輸入和6 組±10V模擬量輸出，可對比例閥以及工作臺補償進行控制。系統根據外圍接收到的信號指令（如腳踏下、腳踏上等），結合外圍檢測元件光柵尺所反饋的位置信號，進行綜合邏輯運算后發出指令控制系統比例壓力閥、油缸比例方向閥以及后擋料伺服電機的運行，從而實現整臺機床的運動控制，比例閥接線如圖3 所示。

1.2 折彎模式

系統具有角度折彎、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，系統自動計算下死點位置，操作便捷；選擇深度折彎，需操作者自行輸入下死點位置（需注意此時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定的壓力值才能使用。三種折彎模式各有其特點，操作者可靈活轉換使用。

1.3 慢速回程

此功能允許折彎后滑塊慢速往上運行，尤其是對于板料較長需要雙人操作時，操作者希望板料能緩慢落下，便于雙手托料。當操作者踩住腳踏時，滑塊將慢速上抬回程，當松下腳踏開關和到達夾緊點任一條件滿足時，滑塊將轉為快速回程。

1.4 夾緊點偏置

使用此功能，速度轉換點位置將會提高，操作者可以頻繁踩腳踏下行開關來使滑塊以點動的方式下行，直到滑塊到達操作者需要的位置停止，此功能通常用于一些單個產品或者小批量產品的加工。

1.5 輕松折彎

當操作者正在進行批量折彎時，此時有臨時性的折彎任務需要先進行，在使用同一套模具的情況下，操作者希望能將當前的折彎步序進行暫停待臨時任務結束后可直接恢復，而不是進行臨時任務時的編程將之前的工序步覆蓋待臨時任務結束后再重新編制程序，此時便可進行輕松折彎設置，通過切換頁面進入輕松折彎頁面，在此頁面中編制臨時任務需要的程序，待折彎結束后，返回原折彎頁面，便可繼續之前的折彎。

1.6 導航調試

此功能用于機床的快速、簡易調試，在導航頁面上具有非常清晰的提示，可按照提示，填入對應的數值即可，在完成所有導航后，系統將自動設置完成所有的軸參數，再對軸進行運行驗證后對參數微調即可，可大大提升機床的調試效率。

1.7 泄漏糾偏

當滑塊完成一次折彎動作回到上死點，等操作人員取放料這段時間，會因液壓閥或密封圈泄漏致使滑塊整體下滑或傾斜下滑，當出現傾斜下滑使兩側高度差超出同步極限設定值時，將無法進行折彎動作。CT8PS 系統具有自動糾偏調整功能，當滑塊兩側光柵尺反饋的差值超出設置的泄漏控制距離時，系統給比例閥信號控制滑塊回到上死點。

1.8 報警功能

能夠在運行中檢測到系統硬件故障、系統運行故障、操作失誤等情況，通過數控系統屏幕反應出來，報警信息可保存、查詢、清除，通過顯示信息代碼，可以確認錯誤的發生狀態及原因。CT8PS 系統報警信息分為兩種：一種是提示信息，以綠色背景字顯示，提示操作者注意相關事項，提示完畢后，該信息自動消除；另一種是報警信息，以紅色背景字顯示，提示操作者機床或數控系統出現故障，該信息不會自動消除，需要解決完故障后才能消除。部分在日常操作使用中經常出現的信息代碼、提示信息及內容描述如表1 所示。

表1 報警一覽表

2 液壓原理

液壓控制系統由壓力控制塊、同步控制塊、充液閥、油泵電機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控折彎機配套，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，同步精度高特點。快下運行時，充液閥經控制管路打開，電磁閥4Y3 得電，同時給比例換向閥提供正電壓使得4Y1 動作，滑塊由于自重實現快速下降，油液通過充液閥吸入油缸上腔，同時從油泵出油口來的油液經比例方向閥4Y1 同時進入油缸上腔，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節比例方向閥的電壓控制比例開口而得到不同速度。工進運行時，充液閥關閉，電磁閥4Y3失電，油泵提供的壓力油經比例方向閥進入油缸上腔，油缸下腔的油液經過背壓閥F2、比例方向閥4Y1 回油箱，在油缸下腔產生一定的背壓從而實現滑塊工進動作，通過調節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速度，安全閥F1 是防止油缸下腔壓力過高而設置的。保壓狀態下，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現密封保壓。保壓延時時間到，進入卸荷狀態，給比例方向閥一定的負電壓使得4Y2 動作，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。返程動作時，給比例方向閥提供負電壓，使比例方向閥的開口變大，從進油管路來的壓力油經比例方向閥及電磁閥4Y3進入油缸下腔，油缸上腔的液壓油通過充液閥回油箱，滑塊實現快速返回，回程速度可通過調節比例方向閥的控制電壓進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 結論

配置上選用了專業的CYBELEC 鈑金數控系統CT8PS 和專用的國產恒力液壓控制系統經濟型電液數控折彎機，是為了解決扭軸數控折彎機Y 軸重復定位精度差問題而研發的，其中高度直觀的全觸摸人機界面，讓操作者使用起來更加簡單方便；數控系統提供有廣泛的各種折彎功能，便于用戶直接調用；全自動導航功能可實現簡單快捷調試；簡潔明了的報警提示功能以及一鍵式備份恢復功能有效減少了機床運行后期的維護費用。整套電液控制系統在保證機床性能的基礎上，有效降低制造成本，實現最大化的性價比從而更好的滿足客戶的需求。目前機床已進入小批量制造階段并已形成銷售，客戶反應良好。