(1)基本概念
伺服系統(tǒng)是交流伺服系統(tǒng)和電液伺服系統(tǒng)的統(tǒng)稱,其功能是通過接收數(shù)控裝置的指令,實現(xiàn)對機械裝備運動的精確控制。金屬成形機床電液伺服系統(tǒng)是金屬成形機床實現(xiàn)自動控制的重要功能部件,作用是將數(shù)控裝置的指令經(jīng)過放大器處理后控制伺服閥(或比例閥)和液壓泵,將電能轉(zhuǎn)化為液壓能,再由油缸傳遞給設(shè)備執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)化為機械能,將機械運動軌跡與狀態(tài)通過檢測元件反饋給數(shù)控系統(tǒng),實現(xiàn)閉環(huán)控制,保證金屬成形機床安全、高效、高精度運行。交流伺服系統(tǒng)除應(yīng)用于機床行業(yè)外,還主要應(yīng)用于紡織機械、注塑機械、包裝機械、印刷機械等細分機械裝備行業(yè),作用是通過執(zhí)行數(shù)控裝置的控制指令來驅(qū)動機械裝備的運動部件,實現(xiàn)閉環(huán)控制,最終實現(xiàn)對機械裝備運動的速度、載荷和位置等的閉環(huán)、精確控制。
(2)發(fā)展歷程及狀況
電液伺服技術(shù)的應(yīng)用起源于20世紀80年代,最早由歐洲工業(yè)強國引入,并于90年代在世界范圍內(nèi)得到普及。2000年以后,電液伺服技術(shù)已十分成熟,隨著液壓系統(tǒng)向小型化、高壓化、自動化、智能化發(fā)展,電液伺服系統(tǒng)的功能集成度越來越高,器件的體積、重量越來越小,應(yīng)用范圍越來越廣。當前較為前沿的電液伺服技術(shù)包括:為符合歐洲的安全標準,增加冗余安全設(shè)計和嚴密安全保護措施的電液伺服控制技術(shù),以及更加節(jié)能環(huán)保的電液伺服混合驅(qū)動閥控制技術(shù)和電液伺服混合驅(qū)動泵控制技術(shù)。在德國、日本等工業(yè)強國,伺服電機與液壓系統(tǒng)混合驅(qū)動的金屬成形機床已較為普遍。
我國于20世紀90年代中期開始引進電液伺服控制技術(shù),應(yīng)用于數(shù)控折彎機和剪板機、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床以及大型高精密液壓機等行業(yè),并于近幾年普及到快速鍛造、陶瓷壓機、注塑機等行業(yè)。國內(nèi)的金屬成形機床使用的電液伺服系統(tǒng)水平與國外相當,但仍有少數(shù)技術(shù)不為國內(nèi)廠商所掌握,如四象限柱塞泵、伺服液壓墊技術(shù)、高速沖壓系統(tǒng)等。近年來,更加節(jié)能環(huán)保的混合驅(qū)動伺服系統(tǒng)在國內(nèi)表現(xiàn)出巨大的市場潛力。SVP型混合驅(qū)動泵組系統(tǒng)逐漸占據(jù)了注塑機液壓系統(tǒng)的大部分市場份額,在壓鑄機市場方興未艾,在折彎機市場和液壓機市場開始起步;DSVP型混合驅(qū)動伺服泵控系統(tǒng)簡化了原有的比例伺服系統(tǒng),替代了伺服閥和比例閥,在控制精度明顯提高的條件下大幅降低了能耗。
目前,從全球范圍來看,除少數(shù)金屬成形機床企業(yè)擁有自主研發(fā)并生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)能力,大多數(shù)金屬成形機床企業(yè)依靠專業(yè)廠商為其提供數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品。金屬成形機床數(shù)控系統(tǒng)通常包含數(shù)控裝置、交流伺服系統(tǒng)、檢測裝置、電氣控制系統(tǒng)等部件。受生產(chǎn)成本、毛利率水平等因素的影響,國際知名廠商均以提供技術(shù)含量較高的部件產(chǎn)品為主,如數(shù)控裝置和檢測裝置。
從事金屬成形機床數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)的國際廠商主要有日本Fanuc、德國Siemens、意大利ESA、瑞士Cybelec等;國內(nèi)廠商主要有本公司、深圳華德爾、南京澤榮、揚州大祺等。其中,公司數(shù)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各類數(shù)控金屬成形機床,在國內(nèi)剪折機床數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域占有較大市場份額;日本Fanuc、德國Siemens產(chǎn)品主要應(yīng)用于數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床、數(shù)控激光切割機領(lǐng)域;瑞士Cybelec、意大利ESA、深圳華德爾產(chǎn)品主要應(yīng)用于數(shù)控剪折機床領(lǐng)域;南京澤榮、揚州大祺產(chǎn)品主要應(yīng)用于數(shù)控壓力機領(lǐng)域。
國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用長期以來是以國際品牌產(chǎn)品為主。根據(jù)工信部裝備工業(yè)司《機床工具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,國產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)市場占有率只有35%,而高檔數(shù)控系統(tǒng)95%以上依靠進口;國產(chǎn)功能部件在國內(nèi)市場總體占有率約為30%,其中高檔功能部件市場占有率更低,臺灣地區(qū)品牌功能部件約占國內(nèi)市場的50%,其余20%為歐盟、日本等品牌產(chǎn)品;2010年我國進口數(shù)控系統(tǒng)金額達18.1億美元,機床附件(含功能部件和夾具)類產(chǎn)品達16.2億美元。
國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)、品牌和資金實力方面與國際一流廠商尚有一定差距,面臨較大競爭壓力的同時機遇同樣巨大。部分國內(nèi)企業(yè)在本土化服務(wù)優(yōu)勢、反應(yīng)速度和性價比等方面具有差異化競爭優(yōu)勢,隨著規(guī)模不斷發(fā)展壯大,技術(shù)不斷成熟,品牌和服務(wù)等軟實力不斷提升,國內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)將獲得更為廣闊的市場生存和發(fā)展空間。
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