1.3 伺服機(jī)械壓力機(jī)

1.3.1 伺服機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展概況

重載交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)為改變傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)長(zhǎng)期存在的一系列問題帶來了契機(jī)，它以柔性化、智能化、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，正引爆傳統(tǒng)成形裝備領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，成為世界成形裝備技術(shù)的最新發(fā)展方向。伺服機(jī)械壓力機(jī)成為其中最典型的代表，它不但可以保持傳統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的種種優(yōu)點(diǎn)，而且克服了其工作特性不可調(diào)等缺點(diǎn)，使機(jī)械驅(qū)動(dòng)的成形裝備具有了柔性化、智能化的特點(diǎn)，工作性能和工藝適應(yīng)性大大提高；同時(shí)，還簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，方便安裝、減少維修、降低能耗、減輕重量。它是高新技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的典范，對(duì)于推動(dòng)成形裝備的更新?lián)Q代，具有不可限量的影響。短短十多年，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從注塑機(jī)發(fā)展到折彎?rùn)C(jī)、機(jī)械壓力機(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)等各種成形設(shè)備。

日本在世界上較早開展伺服機(jī)械壓力機(jī)技術(shù)的研究和產(chǎn)品開發(fā)，20世紀(jì)80年代后期交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)被用于注塑機(jī)，并在20世紀(jì)90年代得到迅速發(fā)展，全電動(dòng)伺服注塑機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)，在這些產(chǎn)品中，伺服電動(dòng)機(jī)+滾珠絲杠取代了液壓缸。1987年?yáng)|洋工機(jī)（ Toyokoki）開發(fā)了首臺(tái)由100kN的交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的折彎?rùn)C(jī)，采用滾珠絲杠傳動(dòng)，此機(jī)床可視為首臺(tái)伺服機(jī)械壓力機(jī)，如圖1-2所示。此后，日本各壓力機(jī)制造廠商都投入到伺服機(jī)械壓力機(jī)的開發(fā)中。1997年，日本小松公司開發(fā)出 HCP3000型伺服機(jī)械壓力機(jī)，其最大負(fù)荷為800kN，工作機(jī)構(gòu)為兩條滾珠絲杠。小松公司在2009年就聲稱已經(jīng)在全球安裝了超過2000臺(tái)單點(diǎn)和多點(diǎn)伺服機(jī)械壓力機(jī)，最大噸位達(dá)35 MN。德國(guó)、西班牙、中國(guó)等國(guó)家也開發(fā)出了多種型號(hào)的伺服機(jī)械壓力機(jī)。

伺服機(jī)械壓力機(jī)的正式產(chǎn)品雖然在世紀(jì)之交才問世，迄今僅有十多年的歷史，但發(fā)展十分迅猛，日本、德國(guó)等國(guó)的主要鍛壓裝備制造廠家均把伺服機(jī)械壓力機(jī)作為主要發(fā)展方向，已制訂了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)估計(jì)，21世紀(jì)最初十年，全球已經(jīng)有數(shù)千臺(tái)伺服機(jī)械壓力機(jī)投入生產(chǎn)。據(jù)日本鍛壓機(jī)械工業(yè)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2003年日本伺服機(jī)械壓力機(jī)僅占全部鍛壓機(jī)械的4%，而2017年1～9月份已經(jīng)達(dá)到32%。

我國(guó)鍛壓裝備制造行業(yè)緊跟世界潮流，紛紛開展了這一新技術(shù)的研究和產(chǎn)品開發(fā)。2004年，國(guó)家專利局頒布了兩件有關(guān)伺服機(jī)械壓力機(jī)的專利；2009年，“大型伺服機(jī)械壓力機(jī)” 被列入國(guó)家重大科技專項(xiàng)。國(guó)內(nèi)諸多重點(diǎn)高校從21世紀(jì)初期就開展了相關(guān)技術(shù)研究，不少主要鍛壓機(jī)床制造廠家也都開展了伺服機(jī)械壓力機(jī)新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用研究工作。

圖1-2 100kN電動(dòng)伺服折彎?rùn)C(jī)（日本Toyokoki， 1987）