1.3 伺服機械壓力機

1.3.1 伺服機械壓力機的發展概況

重載交流伺服驅動技術的出現為改變傳統機械壓力機長期存在的一系列問題帶來了契機，它以柔性化、智能化、節能環保等特點，正引爆傳統成形裝備領域的一場革命，成為世界成形裝備技術的最新發展方向。伺服機械壓力機成為其中最典型的代表，它不但可以保持傳統機械驅動的種種優點，而且克服了其工作特性不可調等缺點，使機械驅動的成形裝備具有了柔性化、智能化的特點，工作性能和工藝適應性大大提高；同時，還簡化了結構，方便安裝、減少維修、降低能耗、減輕重量。它是高新技術與傳統機械技術相結合的典范，對于推動成形裝備的更新換代，具有不可限量的影響。短短十多年，其應用領域已經從注塑機發展到折彎機、機械壓力機、數控回轉頭壓力機和螺旋壓力機等各種成形設備。

日本在世界上較早開展伺服機械壓力機技術的研究和產品開發，20世紀80年代后期交流伺服驅動技術被用于注塑機，并在20世紀90年代得到迅速發展，全電動伺服注塑機進入市場，在這些產品中，伺服電動機+滾珠絲杠取代了液壓缸。1987年東洋工機（ Toyokoki）開發了首臺由100kN的交流伺服電動機驅動的折彎機，采用滾珠絲杠傳動，此機床可視為首臺伺服機械壓力機，如圖1-2所示。此后，日本各壓力機制造廠商都投入到伺服機械壓力機的開發中。1997年，日本小松公司開發出 HCP3000型伺服機械壓力機，其最大負荷為800kN，工作機構為兩條滾珠絲杠。小松公司在2009年就聲稱已經在全球安裝了超過2000臺單點和多點伺服機械壓力機，最大噸位達35 MN。德國、西班牙、中國等國家也開發出了多種型號的伺服機械壓力機。

伺服機械壓力機的正式產品雖然在世紀之交才問世，迄今僅有十多年的歷史，但發展十分迅猛，日本、德國等國的主要鍛壓裝備制造廠家均把伺服機械壓力機作為主要發展方向，已制訂了相應的行業標準。據估計，21世紀最初十年，全球已經有數千臺伺服機械壓力機投入生產。據日本鍛壓機械工業會的統計，2003年日本伺服機械壓力機僅占全部鍛壓機械的4%，而2017年1～9月份已經達到32%。

我國鍛壓裝備制造行業緊跟世界潮流，紛紛開展了這一新技術的研究和產品開發。2004年，國家專利局頒布了兩件有關伺服機械壓力機的專利；2009年，“大型伺服機械壓力機” 被列入國家重大科技專項。國內諸多重點高校從21世紀初期就開展了相關技術研究，不少主要鍛壓機床制造廠家也都開展了伺服機械壓力機新產品的開發和應用研究工作。

圖1-2 100kN電動伺服折彎機（日本Toyokoki， 1987）