Freno de prensa CNC híbrido vs freno de presión CNC síncrono electrohidráulico: diferencias clave
Por autor: Mark Hanks
Los fabricantes que buscan aumentar la eficiencia de la producción, reducir costes y diseñar un rendimiento rentable durante un periodo más largo pueden 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, el coste de mantenimiento y la 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 síncrono electrohidráulico, centrándose en los principios de control hidráulico, el rendimiento en ahorro energético, el consumo de aceite, la velocidad de flexión y el coste total de operación.
Ambos tipos de sistemas se encuentran en muchos frenos de presión modernos. Sin embargo, las diferencias en los sistemas de control hidráulico, el consumo de energía, el mantenimiento y la eficiencia de flexión determinan el entorno de producción más adecuado para cada uno.
Freno de prensa CNC híbrido vs freno de prensa CNC síncrono electrohidráulico: Resumen
| Característica | Prensa plegadora CNC híbrida | Freno de presión CNC síncrono electrohidráulico |
| Control hidráulico | Tdonde Servomotors+ dos Bomba servos | Válvula proporcional de bombeo |
| Eficiencia energética | Mayor eficiencia en la utilización de la energía; La servobomba proporciona flujo hidráulico solo cuando es necesario, reduciendo 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 bajas; 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 |
| RamVelocidad | Velocidad de aproximación y retorno más rápidas gracias a la respuesta hidráulica controlada por servo, mejorando el tiempo de flexión y la productividad del trabajador | Velocidad estándar controlada por válvulas hidráulicas proporcionales |
| Eficiencia de producción | Mayor eficiencia, tiempos de ciclo más cortos y mayor producción para producción de gran volumen | Buena fiabilidad pero menor eficiencia en producción continua |
| Mejor aplicación | Producción de alto 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. Al controlar la velocidad de la bomba según los requisitos reales de flexión, el sistema proporciona un control hidráulico preciso del caudal, mejora la eficiencia en la utilización de la energía y reduce las pérdidas hidráulicas innecesarias.
En comparación con los sistemas hidráulicos tradicionales que generan flujo continuo 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 jornadas de operación.
Sistema de control de freno de prensa CNC síncrono electrohidráulico
Un sistema de control de freno de prensa CNC síncrono electrohidráulico consiste en una bomba hidráulica de desplazamiento fijo y válvulas de control proporcionales.
Este diseño resulta en un flujo hidráulico constante y, por 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, en comparación con los sistemas híbridos, generalmente consume más energía durante el funcionamiento continuo.
Comparación de Consumo de Energía
Debido a las 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, el ciclo de curvatura, el tiempo de ralentí y las condiciones de producción, los frenos de presión CNC híbridos pueden lograr un enorme 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 | 3.250 $ | 960–1.625 dólares | Hasta $1,625 |
| 130T | 4.750 $ | $1,400–$2,375 | Hasta $2,375 |
| 170T | 6.500 $ | $1,950–$3,250 | Hasta $3,250 |
| 250T | 8.000 dólares | $2,360–$4,000 | Hasta 4.000 dólares |
| 400T | 12.900–19.300 dólares | 3.860–6.450 dólares | Hasta $6,450 |
| 700T | 23.600 $ | 7.080–11.800 dólares | Hasta 11.800 dólares |
Para máquinas de alto tonelaje que operan 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
Debido a que los sistemas híbridos generan menos calor hidráulico durante su funcionamiento, normalmente requieren menos aceite hidráulico y experimentan una degradación del aceite más lenta.
| Modelo | Capacidad total de aceite (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 para la sustitución de aceite y reducción del aceite residual.
Comparación de consumo de aceite hidráulico
Por culpa de el sistema de control de la servobomba, los frenos de presión CNC híbridos, generan menos calor hidráulico durante la operación. La temperatura del aceite hidráulico se mantiene más bajo y tiene una temperatura más baja flotandoen comparación con los sistemas electrohidráulicos convencionales.
Una temperatura del aceite más baja y estable reduce el estrés térmico sobre los componentes hidráulicos, ayudando a prolongar la vida útil de O Selladoanillos en el depósito y cilindros de aceite,Mejora de la fiabilidad a largo plazo de la máquinay bajar el Frecuencia de mantenimiento.
Otras diferencias de rendimiento
Nivel de ruido
Una mejora importante de diseño que viene con la introducción de los frenos de presión híbridos es la reducción del ruido de 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 completamente o funcionar a muy baja velocidad durante el standby.
En cambio, los frenos de presión electrohidráulicos síncronos 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 prensa 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
Gracias a la mejora de la eficiencia del sistema hidráulico, la temperatura del aceite de funcionamiento es más uniforme y estable, lo que resulta en una extensión de la vida útil del aceite hidráulico. Los intervalos de reemplazo del aceite hidráulico dependen de las condiciones de trabajo, la calidad del aceite y el mantenimiento.
Eficiencia de flexión
En comparación con los sistemas tradicionales de válvulas proporcionales, los sistemas hidráulicos accionados por servo ofrecen un mejor tiempo de respuesta y un control de flujo más preciso.
La respuesta hidráulica optimizada permite al ram alcanzar velocidades de aproximación y retorno más rápidas, reduciendo el tiempo de ciclo de flexión. Con el tiempo, los operadores pueden doblar más piezas en el mismo periodo de producción y mejorar la productividad global.
En general, los frenos de presión 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 presenta 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.
Sin embargo, los usuarios tienen necesidades diferentes. Tienen diferentes presupuestos, condiciones de producción distintas y distintos 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 tecnologías más nuevas, asequibles basadas en servo y que ahorran energía.
1. Sistemas de refrigeración industrial para entornos operativos extremos
Un freno de presión CNC híbrido utiliza bombas que emplean servos para dirigir las 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 calientes, la máquina'los sistemas actuales de control de temperatura pueden no ser suficientes para una producción estable a largo plazo.
En estos casos, 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
•Fiabilidad mejorada 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 un freno de presión CNC híbrido y sistemas de refrigeración industrial puede ofrecer una solución fiable para el doblado.
2. Células de doblado robóticas para mayor eficiencia en la producción
Las células de flexión robóticas 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:
•Carga/descarga el freno de presión CNC
•Coloca la pieza
•Realizar la operación de flexión
•Minimizar el manejo de la pieza por parte del personal
JS RAGOS ofrece soluciones de flexión con robótica para diversos niveles de producción y apoya a varios fabricantes líderes de robótica industrial, entre ellos:
•FANUC
•HIGO
•QUIÉN
•Yaskawa
•Estun
Los sistemas robóticos de flexión son ideales para:
•Producción de grandes cantidades de piezas
•Procesando la misma pieza repetidamente
•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 otorga a los fabricantes la capacidad de 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 servobombas. Este diseño es increíblemente receptivo, preciso y utiliza el consumo energético de forma eficiente.
Normalmente, los clientes con presupuesto más limitado experimentan costes más altos para equipos con sistemas híbridos totalmente de doble servo.
Como solución a estas preocupaciones presupuestarias, podemos ofrecer un sistema hidráulico simplificado usando un servomotor y una servobomba.
Este sistema puede:
•Controla 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.
Además, en comparación con un freno de presión CNC totalmente híbrido con dos servomotores y dos servobombas, un sistema de servo único generalmente da lugar a:
•Aumento del 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 servohidráulicos, el coste operativo total puede reducirse mediante un menor consumo eléctrico, menor mantenimiento hidráulico y mayor eficiencia en la 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 componentes hidráulicos servo, el coste operativo total puede reducirse mediante un menor consumo eléctrico, menor mantenimiento hidráulico y Más altoeficiencia en la producción.
| Factor de coste | Híbrido | Electrohidráulico |
| Precio de la máquina | Superiorun poco | 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 de energía, reducción del volumen de aceite hidráulico, ruido en funcionamiento y eficiencia de producción.
El freno de prensa 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, siendo lo más sostenible y eficiente. Para los fabricantes que utilizan la máquina durante largas horas de producción, la combinación de mayor eficiencia energética, menor temperatura hidráulica, mayor vida útil de los componentes y ciclos de flexión más rápidos convierte la tecnología híbrida en una opción inteligente para mejorar la eficiencia total de la producción.
Para soluciones eficientes, fiables e inteligentes en fabricación de metales, consulta JS RAGOS.
Preguntas frecuentes
P1. ¿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 prensa CNC CNC síncrono electrohidráulico utiliza una bomba hidráulica fija con válvulas proporcionales.
P2. ¿Por qué es más eficiente energéticamente un freno de presión híbrido CNC?
Un freno de presión CNC híbrido mejora la eficiencia en la utilización de 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, el ciclo de flexión y el tiempo de reposo. 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. ¿Un freno de presión CNC híbrido tiene una velocidad de flexión más alta?
Sí. El sistema hidráulico de la servobomba puede proporcionar una respuesta más rápida y un control del flujo de la bomba más preciso. Esto permite una mayor velocidad de la ram, un tiempo de ciclo de flexión más corto y una mayor producción de producción.
P5. ¿Un freno de presión CNC híbrido requiere menos aceite hidráulico?
Como los sistemas híbridos generan menos calor hidráulico, la temperatura del aceite es más baja y 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 CNC híbrido?
Sí. Una menor generación de calor y una temperatura del aceite más estable pueden reducir la posibilidad de mantenimiento y prolongar la vida útil de los componentes hidráulicos.
P7. ¿Es adecuado un freno de presión CNC híbrido 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 algunos lugares extremadamente calurosos, se pueden integrar sistemas industriales adicionales de refrigeración con depósitos de aceite hidráulico fríos y armarios eléctricos.
P8. ¿Se puede integrar un freno de presión CNC híbrido con una célula de doblado robot?
Sí. Los frenos de presión CNC híbridos pueden integrarse con células robóticas de flexión para lograr el doblado automático. Y JS RAGOS puede proporcionar soluciones robóticas de flexión utilizando robots industriales de FANUC, ABB, KUKA, Yaskawa y Estun.
P9. ¿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 un ahorro energético que puede ser útil para mejorar la eficiencia energética. Sin embargo, la eficiencia energética y el rendimiento de control independiente de cilindros no son tan buenos como en un sistema híbrido completo con dos servomotores y dos servobombas.
P10. ¿Merece la pena la inversión en un freno de presión CNC híbrido?
Para los fabricantes que utilizan freno de presión las 24 horas del día, los 7 días de la semana, buscando un alto volumen de producción pero sufriendo el aumento de los costes eléctricos, un freno de presión CNC híbrido puede ofrecer beneficios a largo plazo mediante un menor consumo eléctrico, menores requisitos de mantenimiento y una mayor productividad.
