Hybrid CNC Press Brake vs Electro-Hydraulic Synchronous CNC Press Brake: Key Differences
By Author: Mark Hanks
Fabricantes que buscan aumentar la eficiencia de la producción, Reducir costes, y el diseño para un rendimiento rentable a largo plazo puede beneficiarse de conocer las diferencias clave entre un freno de presión CNC híbrido y un freno de presión CNC síncrono electrohidráulico.
Elegir la tecnología adecuada de freno de presión CNC influye directamente en el consumo energético, coste de mantenimiento y eficiencia de producción a largo plazo. Este artículo explicará la diferencia entre los sistemas híbridos CNC de freno de presión y los sistemas de freno de presión CNC síncronos electrohidráulicos, Enfoque en los principios de control hidráulico, Rendimiento en ahorro energético, Consumo de petróleo, Velocidad de flexión y coste operativo total.
Ambos tipos de sistemas se encuentran en muchos frenos de presión modernos. Sin embargo, Diferencias en los sistemas de control hidráulico, Consumo energético, La eficiencia en mantenimiento y flexión determinan el entorno de producción más adecuado para cada uno.
Hybrid CNC Press Brake vs Electro-Hydraulic Synchronous CNC Press Brake: Resumen
| Característica | Prensa plegadora CNC híbrida | Freno de presión CNC síncrono electrohidráulico |
| Control hidráulico | Dos servomotores, dos servobombas | Válvula proporcional de bombeo |
| Eficiencia energética | Mayor eficiencia en la utilización de la energía; La servobomba proporciona flujo hidráulico solo cuando es necesario, Reducción de la pérdida de energía | Menor eficiencia debido al funcionamiento continuo de la bomba y a las pérdidas por limitación |
| Temperatura del aceite hidráulico | Menor temperatura del aceite con fluctuaciones de temperatura más pequeñas; La reducción del estrés térmico ayuda a prolongar la vida útil del sello hidráulico | Mayor variación de temperatura del aceite debido a la generación continua de energía hidráulica, lo que puede acelerar el envejecimiento del aceite y el desgaste del sellado |
| Nivel de ruido | Bajo nivel | Nivel normal |
| Velocidad de RAM | Velocidad de aproximación y retorno más rápida gracias a la respuesta hidráulica controlada por servo, Mejorar el tiempo de ciclo de flexión y la productividad del trabajador | Velocidad estándar controlada por válvulas hidráulicas proporcionales |
| Eficiencia de producción | Mayor eficiencia, Menor tiempo de ciclo y mayor producción para producción de alto volumen | Buena fiabilidad pero menor eficiencia en producción continua |
| Mejor aplicación | Producción en gran volumen, Flexión automatizada, Fábricas sensibles a la energía | Fabricación general de chapa metálica y aplicaciones sensibles al coste |
¿Cómo funciona un freno de presión CNC híbrido??
Sistema híbrido CNC de control de frenos de prensa
Un freno de presión CNC híbrido se refiere a dos servomotores y dos servobombas para controlar de forma independiente los cilindros hidráulicos izquierdo y derecho. Controlando la velocidad de la bomba según los requisitos reales de flexión, El sistema proporciona un control hidráulico preciso del flujo, mejora la eficiencia de utilización de la energía, y reducir pérdidas hidráulicas innecesarias.
En comparación con los sistemas hidráulicos tradicionales que generan flujo continuamente y regulan la presión mediante válvulas proporcionales, El sistema híbrido suministra energía hidráulica solo cuando es necesario. Este gran avance mejora la eficiencia en la utilización de la energía y reduce las pérdidas hidráulicas innecesarias.
Este diseño proporciona una ventaja en el consumo energético que hace que el sistema sea óptimo para cualquier entorno de producción que exija largas horas de funcionamiento.
Sistema de control de freno de prensa CNC síncrono electrohidráulico
Un sistema de control de freno de prensa CNC síncrono electrohidráulico consta de una bomba hidráulica de desplazamiento fijo y válvulas de control proporcionales.
Este diseño da lugar a un flujo hidráulico constante y, por lo tanto, una pérdida constante de energía debido a la limitación.
La arquitectura fiable y la tecnología avanzada de control han incrementado la disponibilidad de este sistema y contribuido a su uso generalizado en las últimas décadas. Sin embargo, Comparado con sistemas híbridos, generalmente consume más energía durante el funcionamiento continuo.
Comparación de Consumo de Energía
Debido a diferencias en los métodos de control hidráulico, Los frenos de presión CNC híbridos pueden lograr un ahorro energético significativo en comparación con los sistemas electrohidráulicos síncronos convencionales.
Dependiendo del tonelaje de la máquina, Ciclo de flexión, Tiempo de inactividad y condiciones de producción, Los frenos de presión CNC híbridos pueden lograr un gran ahorro energético en comparación con los sistemas electrohidráulicos convencionales debido a una mayor eficiencia en la utilización de la energía hidráulica.
Las siguientes estimaciones se basan en un horario de trabajo de 10 horas diarias y 25 días laborables al mes:
| Modelo | Electrohidráulico síncrono | Prensa plegadora CNC híbrida | Posibles ahorros anuales |
| 100T | 3 dólares,250 | $960–$1,625 | Hasta 1 dólar,625 |
| 130T | 4 dólares,750 | 1 dólar,400–2 dólares,375 | Hasta 2 dólares,375 |
| 170T | 6 dólares,500 | 1 dólar,950–3 dólares,250 | Hasta 3 dólares,250 |
| 250T | 8 dólares,000 | 2 dólares,360–4 dólares,000 | Hasta 4 dólares,000 |
| 400T | 12 dólares,900–19 dólares,300 | 3 dólares,860–6 dólares,450 | Hasta 6 dólares,450 |
| 700T | 23 dólares,600 | 7 dólares,080–11 dólares,800 | Hasta 11 dólares,800 |
Para máquinas de alto tonelaje que operan en varios turnos, La ventaja de ahorro energético se vuelve cada vez más valiosa a lo largo de la vida útil del equipo.
Comparación de consumo de aceite hidráulico
Porque los sistemas híbridos generan menos calor hidráulico durante la operación, Normalmente requieren menos aceite hidráulico y experimentan una degradación más lenta del aceite.
| Modelo | Capacidad total de petróleo (L) | Volumen de aceite hidráulico (L) | Ahorro de petróleo (L) |
| 100T | 300 | 180 | 120 |
| 250T | 460 | 160 | 300 |
| 400T | 800 | 200 | 600 |
| 600T | 1,200 | 300 | 900 |
| 800T | 1,900 | 480 | 1,420 |
La reducción del consumo de aceite hidráulico conduce a una disminución de los costes de mantenimiento, Intervalos prolongados de reemplazo de aceite, y reducción del petróleo residual.
Comparación de consumo de aceite hidráulico
Debido al sistema de control de la servobomba, Los frenos de presión CNC híbridos generan menos calor hidráulico durante el funcionamiento. La temperatura del aceite hidráulico se mantiene más baja y tiene una temperatura flotante menor en comparación con los sistemas electrohidráulicos convencionales.
Una temperatura más baja y estable del aceite reduce el estrés térmico sobre los componentes hidráulicos, ayudando a prolongar la vida útil de los anillos de junta en O en el depósito de aceite y los cilindros, mejorando la fiabilidad a largo plazo de la máquina y reduciendo la frecuencia de mantenimiento.
Otras diferencias de rendimiento
Nivel de ruido
Una mejora importante de diseño que viene con la introducción de los frenos de prensa híbridos es la reducción del ruido en espera.
A diferencia de otros sistemas de freno de presión, Los sistemas híbridos tienen un sistema hidráulico de muy bajo ruido, ya que el servomotor puede detenerse por completo o funcionar a muy baja velocidad durante el standby.
En contraste, Los frenos de presión síncronos electrohidráulicos tradicionales funcionan en modo de espera con el motor hidráulico y la bomba en funcionamiento constante, lo que provoca ruido en la bomba.
Las empresas que intenten crear las mejores condiciones de trabajo y minimizar el ruido ambiental se beneficiarán de los sistemas operativos de bajo ruido de los frenos de presión híbridos.
Beneficios medioambientales
Los frenos de presión CNC que utilizan tecnología híbrida tienen efectos positivos en el medio ambiente debido a:
• Menor consumo eléctrico
• Menor consumo de aceite hidráulico
• Menos aceite residual
• Menos calor
Debido a la mejora de la eficiencia del sistema hidráulico, La temperatura del aceite de funcionamiento del sistema hidráulico es más uniforme y estable, lo que resulta en una extensión de la vida útil del aceite hidráulico. Los intervalos de sustitución del aceite hidráulico dependen de las condiciones de trabajo, La calidad del aceite, y el mantenimiento.
Eficiencia de flexión
Comparado con los sistemas tradicionales de válvulas proporcionales, Los sistemas hidráulicos accionados por servo proporcionan un mejor tiempo de respuesta y un control de flujo más preciso.
La respuesta hidráulica optimizada permite al ariete alcanzar velocidades de aproximación y retorno más rápidas, Reducción del tiempo de ciclo de flexión. Eventualmente, Los operadores pueden doblar más piezas en el mismo periodo de producción y mejorar la productividad general.
En general, Los frenos de prensa híbridos pueden tener tiempos de ciclo de flexión más cortos. Por ejemplo, Un freno de presión híbrido de 100 toneladas puede alcanzar tiempos de flexión de 18 ciclos por minuto, mientras que un modelo convencional solo puede alcanzar 13 ciclos por minuto.
Los factores de productividad son:
• Espesor del material
• Grado de flexión
• Tipo de herramientas
• Movimiento de tope trasero
• Manual o automatizado
Más allá de la tecnología híbrida: Soluciones adicionales para mejorar la eficiencia del freno de presión
Un freno de presión CNC híbrido emplea dos servomotores y dos bombas servo para un mayor control del sistema hidráulico. La incorporación de estas tecnologías conlleva enormes ventajas para el usuario; algunas están relacionadas con la productividad y la eficiencia, y otras con el control de la temperatura del aceite hidráulico y la velocidad de respuesta del sistema.
Usuarios, sin embargo, Tener necesidades diferentes. Tienen presupuestos diferentes, Diferentes condiciones de producción, y diferentes niveles de automatización deseada. Además de las tecnologías híbridas, El rendimiento de los frenos de presión puede mejorarse aún más con sistemas de refrigeración industriales, Automatización robótica de flexión, y los más nuevos, más asequible, Basado en servo, Tecnologías de ahorro energético.
1. Sistemas de refrigeración industriales para entornos operativos extremos
Un híbrido Plegadora CNC utiliza bombas que emplean servos para dirigir pérdidas de energía y así hacer el sistema hidráulico más eficiente energéticamente, pero también reduce el calentamiento y favorece que el aceite hidráulico mantenga una temperatura estable. Esto aumenta la eficiencia del sistema.
Como ocurre en ciertas regiones de África y el norte de la India, así como en otras zonas industriales más calurosas, Los sistemas actuales de control de temperatura de la máquina pueden no ser suficientes para una producción estable a largo plazo.
En estos escenarios, Se puede instalar un enfriador hidráulico de aceite para inducir el enfriamiento del aceite hidráulico.
Un sistema de refrigeración industrial puede ofrecer los siguientes beneficios:
• Reducir la temperatura de funcionamiento del aceite hidráulico
• Disminuir las variaciones de temperatura del aceite hidráulico
• Garantizar un funcionamiento estable del sistema hidráulico
• Mejorar la vida útil de los sellos y componentes hidráulicos
Para máquinas que funcionan a altas temperaturas ambientales, Se puede instalar un sistema de aire acondicionado o refrigeración dedicado en el armario eléctrico.
La refrigeración del armario eléctrico puede ofrecer los siguientes beneficios:
• Funcionamiento estable del sistema de control CNC
• Temperaturas de funcionamiento más bajas para los componentes electrónicos
• Mayor fiabilidad del equipo eléctrico
• La vida útil del sistema de control puede extenderse
Para fábricas que operan en climas extremos o que realizan turnos de producción continuos, una combinación de freno de prensa CNC híbrido y sistemas de refrigeración industriales puede ofrecer una solución fiable de flexión.
2. Células de doblado robóticas para mayor eficiencia en la producción
Las células robóticas de flexión aumentan el nivel de automatización disponible para el proceso de flexión y pueden ayudar a los fabricantes a alcanzar los niveles de productividad que desean.
Cuando se combina con un freno de presión CNC, Los robots industriales son capaces de:
• Cargar/descargar el freno de presión CNC
• Posicionar la pieza
• Realizar la operación de flexión
• Minimizar la manipulación de la pieza por parte del personal
JS RAGOS ofrece soluciones de flexión con robótica para una variedad de niveles de producción y apoya a varios fabricantes líderes de robótica industrial, Incluido:
• FANUC
• ABB
• OMS
• Yaskawa
• Estun
Los sistemas robóticos de flexión son ideales para:
• Producción de grandes cantidades de piezas
• Procesar repetidamente la misma pieza
• Funcionamiento continuo durante largos periodos de tiempo
• Aplicaciones donde se requiere una calidad de producción constante
La combinación de una célula robótica de flexión y un freno de prensa CNC híbrido permite a los fabricantes aumentar aún más la productividad y reducir los niveles de mano de obra, al tiempo que permite a la empresa avanzar hacia los paradigmas de la fabricación inteligente.
Esta sección puede estar vinculada internamente al artículo sobre celdas robóticas de freno de prensa.
3. Soluciones de bomba de servo único para clientes sensibles a los costes
El diseño del Freno de Prensa CNC Híbrido Completo proporciona control independiente de los lados derecho e izquierdo de la prensa mediante dos servomotores y dos bombas servo. Este diseño es increíblemente sensible, preciso, y utiliza la energía de forma eficiente.
Típicamente, Los clientes que son más presupuestales experimentan mayores costes por equipos con sistemas híbridos totalmente de doble servo.
Como solución a estas preocupaciones presupuestarias, Podemos proporcionar un sistema hidráulico simplificado usando un servomotor y una servobomba.
Este sistema puede:
• Controlar el funcionamiento de la bomba según lo necesario
• Reducir el funcionamiento de la bomba cuando el sistema está inactivo
• Reducir los costes energéticos totales
• Reducir los costes operativos totales
En un sistema síncrono electrohidráulico típico, Uno de los mayores ahorros es una bomba de servo único.
Adicionalmente, en comparación con un freno de presión CNC totalmente híbrido con dos servomotores y dos bombas servo, Un sistema de servo único generalmente da lugar a:
• Mayor consumo energético
• Menos oportunidades de ahorro energético
• Disminución del control sobre los circuitos hidráulicos izquierdo y derecho
Sin embargo, dependiendo de varios factores, incluyendo cómo equilibran el rendimiento de producción con el doblado y el control del sistema, Los clientes pueden elegir entre varias opciones disponibles para el control hidráulico.
La mejor opción de control disponible suele reflejar un equilibrio entre los costes del sistema de control y las mejoras en el rendimiento de producción y los costes operativos.
Inversión inicial frente a costes operativos a largo plazo
Aunque los frenos de presión CNC híbridos suelen requerir una mayor inversión inicial debido a los componentes hidráulicos servo, El coste operativo total puede reducirse mediante un menor consumo eléctrico, Reducción del mantenimiento hidráulico y mayor eficiencia de producción.
| Factor de coste | Híbrido | Electrohidráulico |
| Precio de la máquina | Un poco más alto | Bajar |
| Coste energético | Bajar | Superior |
| Sustitución de aceite hidráulico | Menos frecuentes | Más frecuentes |
| Coste de mantenimiento | Bajar | Superior |
| Producción | Superior | Estándar |
Inversión inicial frente a costes operativos a largo plazo
Aunque los frenos de presión CNC híbridos suelen requerir una mayor inversión inicial debido a los componentes hidráulicos servo, El coste operativo total puede reducirse mediante un menor consumo eléctrico, Reducción del mantenimiento hidráulico y mayor eficiencia de producción.
| Factor de coste | Híbrido | Electrohidráulico |
| Precio de la máquina | Un poco más alto | Bajar |
| Coste energético | Bajar | Superior |
| Sustitución de aceite hidráulico | Menos frecuentes | Más frecuentes |
| Coste de mantenimiento | Bajar | Superior |
| Producción | Superior | Estándar |
Resumen
Ambos tipos de frenos de presión son soluciones válidas para la fabricación moderna de chapa metálica.
Como tecnología madura con un alto nivel de penetración en el mercado, Los sistemas electrohidráulicos síncronos son una opción fiable. Por otro lado,, los frenos de presión CNC híbridos ofrecen claras ventajas en el consumo energético, reducción del volumen de aceite hidráulico, Ruido en funcionamiento, y eficiencia de producción.
El freno de presión CNC híbrido ofrece tecnología superior para el futuro de la fabricación de chapa metálica para el fabricante que más se preocupa por los costes operativos a largo plazo, La más sostenible y la más eficiente. Para fabricantes que utilizan la máquina durante largas horas de producción, La combinación de una mayor eficiencia energética, Temperatura hidráulica más baja, La mayor vida útil de los componentes y los ciclos de flexión más rápidos hacen que la tecnología híbrida sea una elección inteligente para mejorar la eficiencia total de la producción.
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Preguntas frecuentes
Q1. ¿Cuál es la principal diferencia entre un freno de presión CNC híbrido y un freno de presión CNC síncrono electrohidráulico??
La principal diferencia es el sistema de control hidráulico. Un freno de presión CNC híbrido utiliza dos servomotores y dos bombas servo para controlar de forma independiente dos lados de los cilindros hidráulicos, mientras que un freno de presión CNC síncrono electrohidráulico utiliza una bomba hidráulica fija con válvulas proporcionales.
P2. ¿Por qué es más eficiente energéticamente un freno de presión CNC híbrido??
Un freno de presión CNC híbrido mejora la eficiencia en la utilización de la energía porque las bombas servo pueden proporcionar un flujo hidráulico según los requisitos reales de flexión. El sistema evita pérdidas hidráulicas innecesarias causadas por el funcionamiento continuo de la bomba.
P3. ¿Cuánta energía puede ahorrar un freno de presión CNC híbrido??
El ahorro energético real depende del tonelaje de la máquina, Ciclo de flexión, y tiempo ocioso. En comparación con los sistemas hidráulicos convencionales, Los frenos de presión CNC híbridos pueden reducir considerablemente el consumo de energía debido a una mayor eficiencia en la utilización de la energía hidráulica.
P4. ¿Tiene un freno de presión CNC híbrido una velocidad de flexión más alta??
Sí. El sistema hidráulico de servobomba puede proporcionar una respuesta más rápida y un control de flujo de la bomba más preciso. Esto permite una mayor velocidad de RAM, Tiempo de ciclo de flexión más corto y mayor producción.
P5. ¿Un freno de presión CNC híbrido requiere menos aceite hidráulico??
Porque los sistemas híbridos generan menos calor hidráulico, La temperatura del aceite es más baja y más estable. Esto puede ayudar a alargar mucho la vida útil de los anillos hidráulicos de sellado en O.
P6. ¿Reduce el coste de mantenimiento hidráulico un freno de presión híbrido CNC??
Sí. Menor generación de calor, Una temperatura del aceite más estable puede reducir la posibilidad de mantenimiento y alargar la vida útil de los componentes hidráulicos.
Q7. ¿Es un freno de presión CNC híbrido adecuado para entornos de trabajo calientes??
Los frenos de presión CNC híbridos pueden proporcionar un mejor control de la temperatura del aceite en comparación con los sistemas hidráulicos convencionales. Para lugares extremadamente calurosos, Se pueden integrar sistemas industriales adicionales de refrigeración con depósitos de aceite hidráulico fríos y armarios eléctricos.
Q8. ¿Se puede integrar un freno de presión CNC híbrido con una célula de flexión robot??
Sí. Los frenos de presión CNC híbridos pueden integrarse con células de flexión robóticas para lograr el doblado automático. Y JS RAGOS puede proporcionar soluciones robóticas de flexión utilizando robots industriales de FANUC, HIGO, QUIÉN, Yaskawa y Estun.
Q9. ¿Existe alguna alternativa más económica a un freno de presión CNC híbrido??
Para clientes con presupuestos limitados, Un solo servomotor y un sistema de servobomba también pueden proporcionar ahorro energético, lo que puede ser útil para mejorar la eficiencia energética. Sin embargo, La eficiencia energética y el rendimiento del control independiente de cilindros no son tan buenos como en un sistema híbrido completo con dos servomotores y dos bombas servo.
P10. ¿Merece la pena la inversión en un freno de presión CNC híbrido??
Para fabricantes que usan freno de presión 24/7, persiguen un alto volumen de producción pero sufren el aumento de los costes eléctricos, un freno de presión CNC híbrido puede proporcionar beneficios a largo plazo mediante un menor consumo eléctrico, reducción de los requisitos de mantenimiento y mejora de la productividad.
