一种新型的折弯机补偿油缸
传统的折弯机补偿油缸的使用方式，一般是在工作台下板的开槽中膨胀，借助外板为基础，抬升受载板，以此补偿变形。其原理是通过控制补偿缸中的油压，给受载板一定的辅助支撑，减小受载板截面的弯曲力矩，从而减少受载板的弯曲变形，即挠度。从控制方式来说，它属于开环压力控制。所以，数控折弯机挠度补偿通常的做法，是直接由比例压力阀控制补偿油缸中的油压，而控制参数的选定仅仅是储存在数控系统中的一些固定数值或者算法。考虑到一些影响因素，如偏载程度、结构加工的不均匀、材料的不一致等等，最终的补偿效果并不是非常确定的。要得到精确的挠度补偿，使补偿油缸的活塞/柱塞维持在一个稳定的位置，只有靠伺服阀/比例阀对油缸承载腔压力进行动态控制，致使目前的位置控制系统都用伺服阀/比例阀进行闭环控制。事实上，由于闭环系统控制参数对于工况（压力、流量、控制容积、温度等）、结构刚性、控制管路长度非常敏感，造成其实施的技术难度很大，且对油液有很高的清洁度要求，因此不可避免地增加了很多成本。
为了解决这个问题，本文提出了一个新的构想：把补偿油缸设计成带有机液位置伺服控制功能，以外板为基础，精确地支撑受载板，维持受载板在一个固定的位置。机液伺服的精度达到几丝是很容易的，所以在整个加载长度上，无论是滑块还是工作台，其挠度变形都可以控制在丝级水平。这是一个什么概念呢？就是滑块和工作台，在几个机液位置伺服的补偿油缸作用下，始终维持在高精度的浮动状态，无论承受的是多大的偏载。允许偏载工作的折弯机，可以在工作台长度方向，连续安排多道工序，毫无疑问，这将极大地提高工作效率。在成本方面，只是增加了几个补偿油缸和外板等，但同时可以降低滑块和工作台底板的高度、厚度，所以不会有太大的成本负担。因为有自动位置伺服功能，所以不用对它的压力进行任何控制，只要把它的进、出油路连接到主油路即可，使用起来非常方便。而且，这种结构可广泛地应用于普通折弯机和数控折弯机上，极大地提高折弯精度。
说到这里，就有一个问题，这种机液位置伺服的补偿油缸又是什么原理制作的，到底有哪些特点呢？下面就介绍一下它用到的最新技术—4H伺服机构。
4H 伺服机构由控制杆和阀套中的流道构成，控制杆相对于阀套，可以转动的同时也可以轴向移动，没有其他的机械传动副（如滚珠丝杆等）。当控制杆相对于阀套旋转一个角度，4H 伺服机构内部阀口打开，使补偿油缸工作腔的油压打破平衡状态，补偿油缸产生运动。同时，补偿油缸的运动传递到阀套或控制杆，产生相对的轴向移动，对打开的阀口形成负反馈，直到阀口关闭，此时补偿油缸工作腔的油压又达到平衡状态。在4H 伺服机构和补偿油缸处于平衡状态的前提下，如果有一外来的扰动，使补偿油缸有运动的趋势，这一运动趋势反馈到4H 伺服机构，4H 伺服机构内部阀口打开，使补偿油缸工作腔的油压产生变化，以抵抗外来的扰动，保持控制杆与阀套的相对位置不变。这是利用机液伺服随动系统的原理，其误差只有几丝。所以在控制杆高度不变的前提下，补偿油缸的平衡位置由控制杆的转角唯一地决定。
以下详细说一下补偿油缸的工作原理和安装，以补偿工作台为例（补偿缸安装示意图），滑块上的安装也同此理。
4H 伺服机构可以直接设置于补偿油缸内部，也可以布置在补偿油缸之外，由管路与补偿油缸连通（参见安装示意图），两者合成一个机液位置伺服补偿机构。补偿油缸可以是活塞缸，也可以是柱塞缸（从成本考虑，柱塞缸应该是首选，其精度完全能满足要求），不必完全按照示意图来选用。补偿油缸的缸体和两侧板开槽的下端面联接，和开槽的上端面留有一定的活动空间。补偿油缸的柱塞/活塞杆和工作台下板联接，对工作台形成支撑。控制杆和基准板联接，因为基准板独立于工作台下板和两侧板，且在工作过程中不承受任何载荷，所以，控制杆的高度是永远不变的。不论阀套是设置在补偿油缸的柱塞/活塞杆内部，或是由机械结构连接到工作台/工作台下板，它的运动总是和补偿油缸的柱塞/活塞杆相一致，目的就是反馈工作台的挠度。
机器调试时，在加载的情况下，对工作台挠度打表。顺时针旋转蜗杆，蜗轮带动控制杆旋转，机液位置伺服补偿机构的平衡位置上升， 4H 伺服机构的阀口正向打开，油缸下腔压力升高（活塞缸则上腔压力同时降低），补偿油缸的柱塞/活塞向上顶出，缸体向下弯曲侧板，总的效果是使工作台挠度减小。与此同时，由于工作台挠度负反馈的作用，阀套也是向上运动，4H 伺服机构的阀口逐渐关闭，直到柱塞/活塞杆
和阀套跟踪到控制杆设定的平衡位置；逆时针旋转蜗杆，蜗轮带动控制杆反向旋转，机液位置伺服补偿油缸的平衡位置下降，4H 伺服机构的阀口反向打开，其流道接通方向与上述相反，油缸下腔压力降低（活塞缸则上腔压力同时升高），补偿油缸的柱塞/活塞杆向下回落，缸体受侧板回弹上升，总的效果是使工作台挠度增加。与此同时，由于工作台挠度负反馈的作用，阀套也是向下回落，4H 伺服机构的阀口逐渐关闭，直到柱塞/活塞杆和阀套跟踪到控制杆设定的平衡位置。调试结束后，把控制杆锁紧在基准板上。
调试好的机器正常工作时，当工作台受载，致使工作台下板对柱塞/活塞杆和阀套有一个往下压的趋势，4H 伺服机构的阀口正向打开，补偿油缸下腔压力升高（活塞缸则上腔压力同时降低），补偿油缸的柱塞/活塞杆有向上顶出的趋势。但由于下腔的油压传递到缸体，带动侧板往下弯曲。所以，总的效果是使下腔建立的油压，足以抵抗住工作台向下弯曲，推动阀套关闭4H 伺服机构的阀口，柱塞/活塞杆和阀套的位置维持不变，此位置也就是机液位置伺服补偿机构的平衡位置。所以，工作台所受的载荷，都传递到两侧板上，由两侧板的弯曲变形，换来工作台保持平直。当工作台卸载，两侧板的弯曲变形弹性恢复，带动缸体、柱塞/活塞杆和阀套有一个往上抬的趋势，4H 伺服机构的阀口反向打开，补偿油缸下腔压力降低（活塞缸则上腔压力同时升高），柱塞/活塞杆向下回落，缸体受侧板回弹上升。总的效果是使下腔油压卸载，阀套回落，关闭4H 伺服机构的阀口，柱塞/活塞杆和阀套的位置维持在机液位置伺服补偿机构的平衡位置。
总之，从整个工作过程来看，工作台始终处于一个高精度的浮动状态。不管承受多大的载荷，补偿油缸的活塞/柱塞杆总是跟踪控制杆设定的机液位置伺服补偿机构平衡位置。而控制杆是安装在一个加载时不承受任何载荷的基准板上，那么由其调定的平衡位置也不会受加载的影响。所以，在任何的偏载情况下，活塞/柱塞杆承载的工作台都可以保持长度方向不弯曲变形，这是其他的折弯机都做不到的。
机液位置伺服补偿油缸同时也可以配置到滑块上，以得到最高的精度。如果滑块没有补偿机构，也可以在工作台一侧的机液位置伺服补偿机构上，调节一个过度的裕量，补偿滑块的挠度。
综上所述，4H 机液位置伺服补偿油缸必将给折弯机带来一个新的发展，它具有以下特点：
z 提高质量：有效解决了长期存在的挠度补偿问题，精度等级有质的飞跃；
z z z z z 安装方便：只需把进、出油路接通主油路； 操作简单：调试非常简单，正常工作时不用任何调整； 提高效率：可在工作台长度方向，安排多道工序； 降低成本：省去了昂贵的伺服/比例元器件； 抗污染能力强：没有很高的过滤精度要求；
一种新型的折弯机补偿油缸
传统的折弯机补偿油缸的使用方式，一般是在工作台下板的开槽中膨胀，借助外板为基础，抬升受载板，以此补偿变形。其原理是通过控制补偿缸中的油压，给受载板一定的辅助支撑，减小受载板截面的弯曲力矩，从而减少受载板的弯曲变形，即挠度。从控制方式来说，它属于开环压力控制。所以，数控折弯机挠度补偿通常的做法，是直接由比例压力阀控制补偿油缸中的油压，而控制参数的选定仅仅是储存在数控系统中的一些固定数值或者算法。考虑到一些影响因素，如偏载程度、结构加工的不均匀、材料的不一致等等，最终的补偿效果并不是非常确定的。要得到精确的挠度补偿，使补偿油缸的活塞/柱塞维持在一个稳定的位置，只有靠伺服阀/比例阀对油缸承载腔压力进行动态控制，致使目前的位置控制系统都用伺服阀/比例阀进行闭环控制。事实上，由于闭环系统控制参数对于工况（压力、流量、控制容积、温度等）、结构刚性、控制管路长度非常敏感，造成其实施的技术难度很大，且对油液有很高的清洁度要求，因此不可避免地增加了很多成本。
为了解决这个问题，本文提出了一个新的构想：把补偿油缸设计成带有机液位置伺服控制功能，以外板为基础，精确地支撑受载板，维持受载板在一个固定的位置。机液伺服的精度达到几丝是很容易的，所以在整个加载长度上，无论是滑块还是工作台，其挠度变形都可以控制在丝级水平。这是一个什么概念呢？就是滑块和工作台，在几个机液位置伺服的补偿油缸作用下，始终维持在高精度的浮动状态，无论承受的是多大的偏载。允许偏载工作的折弯机，可以在工作台长度方向，连续安排多道工序，毫无疑问，这将极大地提高工作效率。在成本方面，只是增加了几个补偿油缸和外板等，但同时可以降低滑块和工作台底板的高度、厚度，所以不会有太大的成本负担。因为有自动位置伺服功能，所以不用对它的压力进行任何控制，只要把它的进、出油路连接到主油路即可，使用起来非常方便。而且，这种结构可广泛地应用于普通折弯机和数控折弯机上，极大地提高折弯精度。
说到这里，就有一个问题，这种机液位置伺服的补偿油缸又是什么原理制作的，到底有哪些特点呢？下面就介绍一下它用到的最新技术—4H伺服机构。
4H 伺服机构由控制杆和阀套中的流道构成，控制杆相对于阀套，可以转动的同时也可以轴向移动，没有其他的机械传动副（如滚珠丝杆等）。当控制杆相对于阀套旋转一个角度，4H 伺服机构内部阀口打开，使补偿油缸工作腔的油压打破平衡状态，补偿油缸产生运动。同时，补偿油缸的运动传递到阀套或控制杆，产生相对的轴向移动，对打开的阀口形成负反馈，直到阀口关闭，此时补偿油缸工作腔的油压又达到平衡状态。在4H 伺服机构和补偿油缸处于平衡状态的前提下，如果有一外来的扰动，使补偿油缸有运动的趋势，这一运动趋势反馈到4H 伺服机构，4H 伺服机构内部阀口打开，使补偿油缸工作腔的油压产生变化，以抵抗外来的扰动，保持控制杆与阀套的相对位置不变。这是利用机液伺服随动系统的原理，其误差只有几丝。所以在控制杆高度不变的前提下，补偿油缸的平衡位置由控制杆的转角唯一地决定。
以下详细说一下补偿油缸的工作原理和安装，以补偿工作台为例（补偿缸安装示意图），滑块上的安装也同此理。
4H 伺服机构可以直接设置于补偿油缸内部，也可以布置在补偿油缸之外，由管路与补偿油缸连通（参见安装示意图），两者合成一个机液位置伺服补偿机构。补偿油缸可以是活塞缸，也可以是柱塞缸（从成本考虑，柱塞缸应该是首选，其精度完全能满足要求），不必完全按照示意图来选用。补偿油缸的缸体和两侧板开槽的下端面联接，和开槽的上端面留有一定的活动空间。补偿油缸的柱塞/活塞杆和工作台下板联接，对工作台形成支撑。控制杆和基准板联接，因为基准板独立于工作台下板和两侧板，且在工作过程中不承受任何载荷，所以，控制杆的高度是永远不变的。不论阀套是设置在补偿油缸的柱塞/活塞杆内部，或是由机械结构连接到工作台/工作台下板，它的运动总是和补偿油缸的柱塞/活塞杆相一致，目的就是反馈工作台的挠度。
机器调试时，在加载的情况下，对工作台挠度打表。顺时针旋转蜗杆，蜗轮带动控制杆旋转，机液位置伺服补偿机构的平衡位置上升， 4H 伺服机构的阀口正向打开，油缸下腔压力升高（活塞缸则上腔压力同时降低），补偿油缸的柱塞/活塞向上顶出，缸体向下弯曲侧板，总的效果是使工作台挠度减小。与此同时，由于工作台挠度负反馈的作用，阀套也是向上运动，4H 伺服机构的阀口逐渐关闭，直到柱塞/活塞杆
和阀套跟踪到控制杆设定的平衡位置；逆时针旋转蜗杆，蜗轮带动控制杆反向旋转，机液位置伺服补偿油缸的平衡位置下降，4H 伺服机构的阀口反向打开，其流道接通方向与上述相反，油缸下腔压力降低（活塞缸则上腔压力同时升高），补偿油缸的柱塞/活塞杆向下回落，缸体受侧板回弹上升，总的效果是使工作台挠度增加。与此同时，由于工作台挠度负反馈的作用，阀套也是向下回落，4H 伺服机构的阀口逐渐关闭，直到柱塞/活塞杆和阀套跟踪到控制杆设定的平衡位置。调试结束后，把控制杆锁紧在基准板上。
调试好的机器正常工作时，当工作台受载，致使工作台下板对柱塞/活塞杆和阀套有一个往下压的趋势，4H 伺服机构的阀口正向打开，补偿油缸下腔压力升高（活塞缸则上腔压力同时降低），补偿油缸的柱塞/活塞杆有向上顶出的趋势。但由于下腔的油压传递到缸体，带动侧板往下弯曲。所以，总的效果是使下腔建立的油压，足以抵抗住工作台向下弯曲，推动阀套关闭4H 伺服机构的阀口，柱塞/活塞杆和阀套的位置维持不变，此位置也就是机液位置伺服补偿机构的平衡位置。所以，工作台所受的载荷，都传递到两侧板上，由两侧板的弯曲变形，换来工作台保持平直。当工作台卸载，两侧板的弯曲变形弹性恢复，带动缸体、柱塞/活塞杆和阀套有一个往上抬的趋势，4H 伺服机构的阀口反向打开，补偿油缸下腔压力降低（活塞缸则上腔压力同时升高），柱塞/活塞杆向下回落，缸体受侧板回弹上升。总的效果是使下腔油压卸载，阀套回落，关闭4H 伺服机构的阀口，柱塞/活塞杆和阀套的位置维持在机液位置伺服补偿机构的平衡位置。
总之，从整个工作过程来看，工作台始终处于一个高精度的浮动状态。不管承受多大的载荷，补偿油缸的活塞/柱塞杆总是跟踪控制杆设定的机液位置伺服补偿机构平衡位置。而控制杆是安装在一个加载时不承受任何载荷的基准板上，那么由其调定的平衡位置也不会受加载的影响。所以，在任何的偏载情况下，活塞/柱塞杆承载的工作台都可以保持长度方向不弯曲变形，这是其他的折弯机都做不到的。
机液位置伺服补偿油缸同时也可以配置到滑块上，以得到最高的精度。如果滑块没有补偿机构，也可以在工作台一侧的机液位置伺服补偿机构上，调节一个过度的裕量，补偿滑块的挠度。
综上所述，4H 机液位置伺服补偿油缸必将给折弯机带来一个新的发展，它具有以下特点：
z 提高质量：有效解决了长期存在的挠度补偿问题，精度等级有质的飞跃；
z z z z z 安装方便：只需把进、出油路接通主油路； 操作简单：调试非常简单，正常工作时不用任何调整； 提高效率：可在工作台长度方向，安排多道工序； 降低成本：省去了昂贵的伺服/比例元器件； 抗污染能力强：没有很高的过滤精度要求；