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伺服驅動 | 整體安全設計提升生產效率

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 21:51:43 來源:廣東西克智能科技有限公司

    用可靠的監控驅動器的新設計方案可集成自動化和安全技術,裝有伺服驅動係統的壓力機可使其能源效益和生產率達到最佳化 :更有利於將機械液壓轉換為電力驅動。

    自2011年6 月生效的IEC 標準60034-2 推動伺服驅動器向高效節能的方向轉換。而該技術性法規的實施也為伺服壓力機生產廠商帶來了契機。

    由(you)於(yu)伺(si)服(fu)壓(ya)力(li)機(ji)僅(jin)在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)產(chan)生(sheng)能(neng)量(liang),與(yu)液(ye)壓(ya)壓(ya)力(li)機(ji)相(xiang)比(bi)明(ming)顯(xian)節(jie)能(neng)且(qie)對(dui)於(yu)能(neng)源(yuan)的(de)耗(hao)損(sun)較(jiao)小(xiao),所(suo)以(yi)伺(si)服(fu)壓(ya)力(li)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)和(he)節(jie)能(neng)效(xiao)益(yi)均(jun)較(jiao)高(gao)。電(dian)力(li)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)簡(jian)單(dan)方(fang)式(shi)在(zai)無(wu)能(neng)源(yuan)輸(shu)入(ru)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)接(jie)通(tong),相(xiang)對(dui)避(bi)免(mian)重(zhong)啟(qi)問(wen)題(ti),且(qie)驅(qu)動(dong)介(jie)質(zhi)也(ye)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)溫(wen)度(du)損(sun)失(shi)。此(ci)外(wai),采(cai)用(yong)電(dian)力(li)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong),壓(ya)力(li)機(ji)在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)力(li)和(he)速(su)度(du)兩(liang)個(ge)層(ceng)麵(mian)是(shi)相(xiang)互(hu)分(fen)開(kai)的(de)。采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)驅(qu)動(dong)和(he)調(tiao)整(zheng)技(ji)術(shu)可(ke)使(shi)伺(si)服(fu)壓(ya)力(li)機(ji)符(fu)合(he)質(zhi)量(liang)提(ti)升(sheng)和(he)生(sheng)產(chan)效(xiao)益(yi)方(fang)麵(mian)的(de)要(yao)求(qiu)。

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    伺服壓力機對於機床行業提供助力

    機(ji)床(chuang)行(xing)業(ye)一(yi)直(zhi)在(zai)追(zhui)求(qiu)革(ge)新(xin)和(he)節(jie)能(neng)。過(guo)去(qu),在(zai)機(ji)床(chuang)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)的(de)後(hou)期(qi),安(an)全(quan)技(ji)術(shu)的(de)實(shi)現(xian)是(shi)關(guan)鍵(jian),然(ran)而(er)現(xian)在(zai),為(wei)了(le)使(shi)機(ji)床(chuang)生(sheng)產(chan)效(xiao)益(yi)達(da)到(dao)更(geng)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo),在(zai)機(ji)床(chuang)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)的(de)後(hou)期(qi),控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)設(she)計(ji)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)。

    SICK 公司的產品經理 Mathias Ams表示 : "目前技術正處於轉變過程中。”如過去液壓驅動壓力機和偏心壓力機在市場上占有領導地位。而現在,使用伺服技術的電驅動壓力機效益更高、更加靈活且能源消耗較低,這種設備在市場上的發展勢頭已經呈現出上升態勢。而與其他設備相比,如與 CNC,像伺服壓力機這樣的機器在安全技術標準中並沒有進行全麵的明確定義。而 CNC包括對安全運行部件的要求均已經納入到技術標準中。這樣,技術標準便支持CNC 在安全與效益間的平衡。操作人員應明確 CNC 加工機床的運行狀態,同時監控和限製運動部件的運行情況。目前在對伺服壓力機進行監測時,操作人員主要還在使用之前根據 CNC 操(cao)作(zuo)所(suo)獲(huo)取(qu)的(de)經(jing)驗(yan)。人(ren)們(men)基(ji)於(yu)技(ji)術(shu)標(biao)準(zhun)和(he)所(suo)獲(huo)取(qu)的(de)經(jing)驗(yan)可(ke)以(yi)設(she)計(ji)出(chu)新(xin)型(xing)驅(qu)動(dong)器(qi)。因(yin)此(ci),壓(ya)力(li)機(ji)技(ji)術(shu)正(zheng)處(chu)在(zai)向(xiang)新(xin)技(ji)術(shu)轉(zhuan)變(bian)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)。為(wei)了(le)能(neng)夠(gou)將(jiang)驅(qu)動(dong)器(qi)和(he)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)優(you)勢(shi)集(ji)中(zhong)在(zai)一(yi)台(tai)壓(ya)力(li)機(ji)上(shang)並(bing)加(jia)以(yi)應(ying)用(yong),還(hai)必(bi)須(xu)全(quan)麵(mian)考(kao)慮(lv)安(an)全(quan)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti)。

    壓力機的運行速度、力li度du和he扭niu矩ju可ke借jie助zhu伺si服fu驅qu動dong進jin行xing精jing準zhun及ji動dong態tai調tiao整zheng且qie可ke解jie除chu連lian接jie,以yi此ci達da到dao理li想xiang的de運yun動dong形xing態tai。此ci外wai,如ru工gong件jian外wai形xing尺chi寸cun複fu雜za,還hai可ke使shi生sheng產chan流liu程cheng及ji材cai料liao和he受shou力li點dian強qiang度du達da到dao更geng好hao的de情qing況kuang。工gong件jian的de成cheng形xing流liu程cheng得de到dao了le很hen大da程cheng度du的de提ti升sheng,這zhe便bian提ti高gao了le工gong件jian質zhi量liang,且qie可ke最zui大da程cheng度du地di降jiang低di廢fei品pin率lv。除chu此ci之zhi外wai,伺si服fu壓ya力li機ji的de生sheng產chan環huan境jing有you所suo改gai變bian,工gong件jian無wu油you性xing殘can渣zha也ye有you所suo下xia降jiang。

    zaiduichuantongdeyalijijinxinggaizaoshi,yinqitulunweijixieshi,suoyitongchangqingkuangxiahuiyoujixiehaosun。ersifuyalijijiezhuyukongzhishebei,zekebimiancileiqingkuang。youyunenggoukekaojiankongyalijiyunxingsudu,suoyiSick yanfadedongtaikongzhijishuketigongzheyangdekenengxing,yejiushixinxingkongzhichengxuzaiyunxinghuoshiyanguochengzhong,zaibufenbaohuxitongchuyufeigongzuozhuangtaishi,jiangfengxianjiangzhizuidi。zheyangbiandadasuoduanleyalijidegaizhuangshijian,ketigaoyalijizaijiagongshaolianggongjianshideshengchanxiaoyi。

    SICK 公司研發的動態控製驅動技術安全可靠,因此這對於壓力機的作業安全性是一個可靠補充。Mathias Ams 補充道:對壓力機的危險作業部分進行幹預,這樣就不需要在機械作業時強製停機,也不會出現停機時間和加工廢品(圖 1)。

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    圖 1 caiyongxianjindeyalijianquanjishushejifanganduiyalijizuoyeweixianbufenjinxingganyu,zheyangzaiyalijijinxingjiagongzuoyezhongbuzaixuyaoqiangzhixingtingji,yebuhuichuxianguzhangshijianhejiagongcailiaofeipin

    作業周期縮短 25% 可提高生產率

    Mathias Ams 強調 :  "SICK 公司努力掌握驅動器設計方案的要求,來提高壓力機的生產率以及能源效益,而最重要的還是提高壓力機加工作業流程的安全性。”整體式安全設計方案設置了簡單的安全預警信號或安全開關,包括安全控製設備中的驅動功能。由此,使得壓力機在維修保養、技術服務及生產作業中可以有效運行。

    SICK 公司的動態控製驅動技術可時時監控機床運行情況,並能夠整合安全傳感器和部件的所有信號。在此,SICK 公司不僅研發出安全技術方案,還進一步研發了可用於所有機床的如傳感器或編碼器等的部件。

    SICK 公司研發的 FX3–MOC0 型驅動控製設備和 Flexi Soft 安全控製設備專用於監控壓力機的運行狀態,可監控市場要求的所有類型驅動器,且不受驅動器生產廠商的限製。

    SICK 研yan發fa的de驅qu動dong控kong製zhi係xi統tong能neng夠gou可ke靠kao監jian控kong存cun在zai於yu電dian動dong反fan饋kui信xin號hao和he現xian有you的de編bian碼ma器qi,並bing集ji成cheng來lai自zi流liu程cheng控kong製zhi設she備bei中zhong看kan似si可ke以yi取qu得de的de信xin號hao。通tong過guo對dui運yun動dong的de準zhun確que監jian控kong,可ke從cong信xin息xi中zhong得de出chu是shi否fou需xu要yao對dui危wei險xian作zuo業ye位wei置zhi的de工gong作zuo進jin行xing幹gan預yu,可ke避bi免mian沒mei有you必bi要yao的de錯cuo誤wu停ting機ji,且qie縮suo短duan作zuo業ye周zhou期qi,提ti高gao機ji床chuang的de可ke利li用yong性xing和he生sheng產chan率lv(圖 2)。此外,因為機床沒有危險動作,所以還能夠可靠監控回程,並在作業周期結束前實現對危險部位的幹預。

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    圖 2  先進的設備監控裝置可將安全傳感器和行動件的所有信號相互整合在一起,從中推導出是否真的有危險存在

    通過整合可靠的驅動信息,並且使用所有流程中存在的信息,可對如機械製動等功能進行試驗,以使機床功能達到最佳化。Mathias Ams 表示 :" 通過整合生產流程中的各個具體過程,壓力機的加工作業周期縮短了 25%,提高了生產率。”

    用驅動控製係統實現可靠監控

    為何驅動控製係統適用於伺服壓力機,原因在於其具備了 IEC 61800-5-2 中規定的多數壓力機需具備的驅動安全功能。也就是具備了可靠的中止功能(Safe Stop 2,SS2),生產運行中的安全運行停止功能(Safe Operating Stop,SOS)和可靠的控製機床運動方向功能(Safe Direction,SDI)。

    zhexiegongnengyuchuanganqidexinhaoheshengchanliuchengxinhaojieheqilaiyingyongkaiqileyitiaonenggoushiyongkongzhihequdongqijishudetujing。ruzaianquanxitongfangmian,rujiaruyigeguangmushikexuanzeshiyongkekaodezhongzhigongneng(Safe Stop 2,SS2),這樣壓力機不需機械式中止,隨後也不需要新的起始條件便可立即繼續運行。控製安全運動方向功能(Safe Direction,SDI)是(shi)在(zai)工(gong)具(ju)回(hui)程(cheng)中(zhong)幹(gan)預(yu)壓(ya)力(li)機(ji)危(wei)險(xian)部(bu)位(wei)的(de)基(ji)礎(chu)功(gong)能(neng),且(qie)這(zhe)些(xie)基(ji)礎(chu)功(gong)能(neng)還(hai)可(ke)縮(suo)短(duan)加(jia)工(gong)作(zuo)業(ye)周(zhou)期(qi)。這(zhe)裏(li)有(you)這(zhe)些(xie)基(ji)礎(chu)功(gong)能(neng)的(de)很(hen)多(duo)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)潛(qian)在(zai)可(ke)能(neng)性(xing)的(de)例(li)子(zi)。在(zai)壓(ya)力(li)機(ji)進(jin)行(xing)衝(chong)壓(ya)作(zuo)業(ye)時(shi),因(yin)為(wei)通(tong)過(guo)對(dui)壓(ya)力(li)機(ji)的(de)幹(gan)預(yu)便(bian)能(neng)夠(gou)對(dui)導(dao)致(zhi)對(dui)作(zuo)業(ye)循(xun)環(huan)周(zhou)期(qi)的(de)控(kong)製(zhi),所(suo)以(yi)節(jie)拍(pai)式(shi)運(yun)行(xing)是(shi)壓(ya)力(li)機(ji)有(you)效(xiao)作(zuo)業(ye)方(fang)式(shi)。而(er)傳(chuan)統(tong)的(de)壓(ya)力(li)機(ji)為(wei)了(le)控(kong)製(zhi)作(zuo)業(ye)節(jie)拍(pai)必(bi)須(xu)要(yao)動(dong)用(yong)凸(tu)輪(lun)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi),但(dan)先(xian)進(jin)的(de)伺(si)服(fu)壓(ya)力(li)機(ji)則(ze)必(bi)須(xu)如(ru)此(ci),在(zai)此(ci),其(qi)可(ke)靠(kao)的(de)控(kong)製(zhi)機(ji)床(chuang)運(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)功(gong)能(neng)(Safe Direction,SDI)會(hui)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong),不(bu)需(xu)要(yao)其(qi)他(ta)傳(chuan)感(gan)器(qi)便(bian)能(neng)夠(gou)將(jiang)運(yun)動(dong)監(jian)控(kong)開(kai)關(guan)信(xin)號(hao)進(jin)一(yi)步(bu)傳(chuan)遞(di)給(gei)節(jie)拍(pai)式(shi)運(yun)行(xing)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)。因(yin)為(wei)驅(qu)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)監(jian)控(kong)壓(ya)力(li)機(ji)的(de)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)驅(qu)動(dong),所(suo)以(yi)采(cai)用(yong)這(zhe)款(kuan)壓(ya)力(li)機(ji)安(an)全(quan)技(ji)術(shu)設(she)計(ji)方(fang)案(an)可(ke)非(fei)常(chang)方(fang)便(bian)地(di)將(jiang)電(dian)力(li)驅(qu)動(dong)轉(zhuan)換(huan)為(wei)液(ye)壓(ya)驅(qu)動(dong)。這(zhe)便(bian)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)開(kai)啟(qi)壓(ya)力(li)機(ji)作(zuo)業(ye)的(de)高(gao)靈(ling)活(huo)性(xing),且(qie)不(bu)受(shou)壓(ya)力(li)機(ji)驅(qu)動(dong)技(ji)術(shu)方(fang)案(an)及(ji)提(ti)供(gong)壓(ya)力(li)機(ji)驅(qu)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)的(de)限(xian)製(zhi)(圖 3)。

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    圖 3  SICK 研發的驅動控製係統的驅動安全功能包括可靠的中止功能、可靠的臨時緊急停機功能和可靠的控製機床運動方向功能

    驅動的安全性確保了

    伺服壓力機未來的健康發展

    SICK 公司長期以來致力於機床具有革命性的集成傳感技術解決方案的研發。無論是如 CNC 這樣的需將工件張緊進行加工的設備,還有像伺服壓力機這樣的具有自身特點的機床,SICK 均有自己的安全技術解決方案,以應對多種需求。

    weilaisifuyalijijinengjuyoudangxiachuantongjixieyalijideshengchannengligaoqiezuoyezhouqikuaideyoushi,younengjubeiyeyashiyalijiruzhunquexinghelinghuoxingfangmiandeyoushi。tongyongdeanquanjishujiejuefangankeyidadatigaojichudekeshiyanxing、生產能力高和所加工的部件的質量高及能源效益好的優點,這樣便能夠滿足未來市場的競爭需求。

    SICK 公司研製的 Flexi Soft 安全控製設備與驅動控製係統配合使用形成的優勢包括 :由一個快速斷開線路來確保與設備高危部分有一個短的距離,並確保設備的正常加工作業和防止出現存在偏差的信號。

    這便意味著,未來機床生產流程可達到最佳化,加工作業能夠取得利潤和爭取到終端用戶。Mathias Ams 稱: "公司追求借助於驅動器監測驅動安全控製模塊,使公司能夠繼續保持不受驅動器生產廠商的限製、從工程技術層麵實現使機床在未來最大限度地節省加工作業時間、提高生產力和能源效益。”這一目標將通過結合使用SICK 公司研發的整體式安全技術解決方案來加以實現。

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