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

自2011年6 月生效的IEC 標準60034-2 推動(dòng)伺服驅動(dòng)器向高效節能的方向轉換。而該技術(shù)性法規的實(shí)施也為伺服壓力機生產(chǎn)廠(chǎng)商帶來(lái)了契機。

由于伺服壓力機僅在工作時(shí)產(chǎn)生能量，與液壓壓力機相比明顯節能且對于能源的耗損較小，所以伺服壓力機的工作效率和節能效益均較高。電力驅動(dòng)系統可以簡(jiǎn)單方式在無(wú)能源輸入的情況下接通，相對避免重啟問(wèn)題，且驅動(dòng)介質(zhì)也不會(huì )出現溫度損失。此外，采用電力驅動(dòng)系統，壓力機在運行中力和速度兩個(gè)層面是相互分開(kāi)的。采用先進(jìn)的驅動(dòng)和調整技術(shù)可使伺服壓力機符合質(zhì)量提升和生產(chǎn)效益方面的要求。  

伺服壓力機對于機床行業(yè)提供助力

機床行業(yè)一直在追求革新和節能。過(guò)去，在機床設計階段的后期，安全技術(shù)的實(shí)現是關(guān)鍵，然而現在，為了使機床生產(chǎn)效益達到更好的效果，在機床設計階段的后期，控制器的設計成為了一個(gè)重要的組成部分。

SICK 公司的產(chǎn)品經(jīng)理 Mathias Ams表示 ： "目前技術(shù)正處于轉變過(guò)程中?！比邕^(guò)去液壓驅動(dòng)壓力機和偏心壓力機在市場(chǎng)上占有領(lǐng)導地位。而現在，使用伺服技術(shù)的電驅動(dòng)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(chǎng)上的發(fā)展勢頭已經(jīng)呈現出上升態(tài)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(shù)標準中并沒(méi)有進(jìn)行全面的明確定義。而 CNC包括對安全運行部件的要求均已經(jīng)納入到技術(shù)標準中。這樣，技術(shù)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(tài)，同時(shí)監控和限制運動(dòng)部件的運行情況。目前在對伺服壓力機進(jìn)行監測時(shí)，操作人員主要還在使用之前根據 CNC 操作所獲取的經(jīng)驗。人們基于技術(shù)標準和所獲取的經(jīng)驗可以設計出新型驅動(dòng)器。因此，壓力機技術(shù)正處在向新技術(shù)轉變的過(guò)程中。為了能夠將驅動(dòng)器和自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢集中在一臺壓力機上并加以應用，還必須全面考慮安全技術(shù)問(wèn)題。

壓力機的運行速度、力度和扭矩可借助伺服驅動(dòng)進(jìn)行精準及動(dòng)態(tài)調整且可解除連接，以此達到理想的運動(dòng)形態(tài)。此外，如工件外形尺寸復雜，還可使生產(chǎn)流程及材料和受力點(diǎn)強度達到更好的情況。工件的成形流程得到了很大程度的提升，這便提高了工件質(zhì)量，且可最大程度地降低廢品率。除此之外，伺服壓力機的生產(chǎn)環(huán)境有所改變，工件無(wú)油性殘渣也有所下降。

在對傳統的壓力機進(jìn)行改造時(shí)，因其凸輪為機械式，所以通常情況下會(huì )有機械耗損。而伺服壓力機借助于控制設備，則可避免此類(lèi)情況。由于能夠可靠監控壓力機運行速度，所以Sick 研發(fā)的動(dòng)態(tài)控制技術(shù)可提供這樣的可能性，也就是新型控制程序在運行或試驗過(guò)程中，在部分保護系統處于非工作狀態(tài)時(shí)，將風(fēng)險降至最低。這樣便大大縮短了壓力機的改裝時(shí)間，可提高壓力機在加工少量工件時(shí)的生產(chǎn)效益。

SICK 公司研發(fā)的動(dòng)態(tài)控制驅動(dòng)技術(shù)安全可靠，因此這對于壓力機的作業(yè)安全性是一個(gè)可靠補充。Mathias Ams 補充道：對壓力機的危險作業(yè)部分進(jìn)行干預，這樣就不需要在機械作業(yè)時(shí)強制停機，也不會(huì )出現停機時(shí)間和加工廢品（圖 1）。  

圖 1 采用先進(jìn)的壓力機安全技術(shù)設計方案對壓力機作業(yè)危險部分進(jìn)行干預，這樣在壓力機進(jìn)行加工作業(yè)中不再需要強制性停機，也不會(huì )出現故障時(shí)間和加工材料廢品

作業(yè)周期縮短 25% 可提高生產(chǎn)率

Mathias Ams 強調 ：  "SICK 公司努力掌握驅動(dòng)器設計方案的要求，來(lái)提高壓力機的生產(chǎn)率以及能源效益，而最重要的還是提高壓力機加工作業(yè)流程的安全性?！闭w式安全設計方案設置了簡(jiǎn)單的安全預警信號或安全開(kāi)關(guān)，包括安全控制設備中的驅動(dòng)功能。由此，使得壓力機在維修保養、技術(shù)服務(wù)及生產(chǎn)作業(yè)中可以有效運行。

SICK 公司的動(dòng)態(tài)控制驅動(dòng)技術(shù)可時(shí)時(shí)監控機床運行情況，并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(fā)出安全技術(shù)方案，還進(jìn)一步研發(fā)了可用于所有機床的如傳感器或編碼器等的部件。

SICK 公司研發(fā)的 FX3–MOC0 型驅動(dòng)控制設備和 Flexi Soft 安全控制設備專(zhuān)用于監控壓力機的運行狀態(tài)，可監控市場(chǎng)要求的所有類(lèi)型驅動(dòng)器，且不受驅動(dòng)器生產(chǎn)廠(chǎng)商的限制。

SICK 研發(fā)的驅動(dòng)控制系統能夠可靠監控存在于電動(dòng)反饋信號和現有的編碼器，并集成來(lái)自流程控制設備中看似可以取得的信號。通過(guò)對運動(dòng)的準確監控，可從信息中得出是否需要對危險作業(yè)位置的工作進(jìn)行干預，可避免沒(méi)有必要的錯誤停機，且縮短作業(yè)周期，提高機床的可利用性和生產(chǎn)率（圖 2）。此外，因為機床沒(méi)有危險動(dòng)作，所以還能夠可靠監控回程，并在作業(yè)周期結束前實(shí)現對危險部位的干預。  

圖 2  先進(jìn)的設備監控裝置可將安全傳感器和行動(dòng)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(guò)整合可靠的驅動(dòng)信息，并且使用所有流程中存在的信息，可對如機械制動(dòng)等功能進(jìn)行試驗，以使機床功能達到最佳化。Mathias Ams 表示 ：" 通過(guò)整合生產(chǎn)流程中的各個(gè)具體過(guò)程，壓力機的加工作業(yè)周期縮短了 25%，提高了生產(chǎn)率?！?/p>

用驅動(dòng)控制系統實(shí)現可靠監控

為何驅動(dòng)控制系統適用于伺服壓力機，原因在于其具備了 IEC 61800-5-2 中規定的多數壓力機需具備的驅動(dòng)安全功能。也就是具備了可靠的中止功能（Safe Stop 2，SS2），生產(chǎn)運行中的安全運行停止功能（Safe Operating Stop，SOS）和可靠的控制機床運動(dòng)方向功能（Safe Direction，SDI）。

這些功能與傳感器的信號和生產(chǎn)流程信號結合起來(lái)應用開(kāi)啟了一條能夠使用控制和驅動(dòng)器技術(shù)的途徑。如在安全系統方面，如加入一個(gè)光幕時(shí)可選擇使用可靠的中止功能（Safe Stop 2，SS2），這樣壓力機不需機械式中止，隨后也不需要新的起始條件便可立即繼續運行?？刂瓢踩\動(dòng)方向功能（Safe Direction，SDI）是在工具回程中干預壓力機危險部位的基礎功能，且這些基礎功能還可縮短加工作業(yè)周期。這里有這些基礎功能的很多各種不同的潛在可能性的例子。在壓力機進(jìn)行沖壓作業(yè)時(shí)，因為通過(guò)對壓力機的干預便能夠對導致對作業(yè)循環(huán)周期的控制，所以節拍式運行是壓力機有效作業(yè)方式。而傳統的壓力機為了控制作業(yè)節拍必須要動(dòng)用凸輪控制裝置，但先進(jìn)的伺服壓力機則必須如此，在此，其可靠的控制機床運動(dòng)方向功能（Safe Direction，SDI）會(huì )充分發(fā)揮作用，不需要其他傳感器便能夠將運動(dòng)監控開(kāi)關(guān)信號進(jìn)一步傳遞給節拍式運行控制裝置。因為驅動(dòng)控制系統能夠監控壓力機的各種不同的驅動(dòng)，所以采用這款壓力機安全技術(shù)設計方案可非常方便地將電力驅動(dòng)轉換為液壓驅動(dòng)。這便在很大程度上開(kāi)啟壓力機作業(yè)的高靈活性，且不受壓力機驅動(dòng)技術(shù)方案及提供壓力機驅動(dòng)裝置生產(chǎn)廠(chǎng)商的限制（圖 3）。 

圖 3  SICK 研發(fā)的驅動(dòng)控制系統的驅動(dòng)安全功能包括可靠的中止功能、可靠的臨時(shí)緊急停機功能和可靠的控制機床運動(dòng)方向功能

驅動(dòng)的安全性確保了

伺服壓力機未來(lái)的健康發(fā)展

SICK 公司長(cháng)期以來(lái)致力于機床具有革命性的集成傳感技術(shù)解決方案的研發(fā)。無(wú)論是如 CNC 這樣的需將工件張緊進(jìn)行加工的設備，還有像伺服壓力機這樣的具有自身特點(diǎn)的機床，SICK 均有自己的安全技術(shù)解決方案，以應對多種需求。

未來(lái)伺服壓力機既能具有當下傳統機械壓力機的生產(chǎn)能力高且作業(yè)周期快的優(yōu)勢，又能具備液壓式壓力機如準確性和靈活性方面的優(yōu)勢。通用的安全技術(shù)解決方案可以大大提高基礎的可試驗性、生產(chǎn)能力高和所加工的部件的質(zhì)量高及能源效益好的優(yōu)點(diǎn)，這樣便能夠滿(mǎn)足未來(lái)市場(chǎng)的競爭需求。

SICK 公司研制的 Flexi Soft 安全控制設備與驅動(dòng)控制系統配合使用形成的優(yōu)勢包括 ：由一個(gè)快速斷開(kāi)線(xiàn)路來(lái)確保與設備高危部分有一個(gè)短的距離，并確保設備的正常加工作業(yè)和防止出現存在偏差的信號。

這便意味著(zhù)，未來(lái)機床生產(chǎn)流程可達到最佳化，加工作業(yè)能夠取得利潤和爭取到終端用戶(hù)。Mathias Ams 稱(chēng) ： "公司追求借助于驅動(dòng)器監測驅動(dòng)安全控制模塊，使公司能夠繼續保持不受驅動(dòng)器生產(chǎn)廠(chǎng)商的限制、從工程技術(shù)層面實(shí)現使機床在未來(lái)最大限度地節省加工作業(yè)時(shí)間、提高生產(chǎn)力和能源效益?！边@一目標將通過(guò)結合使用 SICK 公司研發(fā)的整體式安全技術(shù)解決方案來(lái)加以實(shí)現。