高端沖壓設(shè)備——伺服壓力機(jī)

合肥合鍛機(jī)床股份有限公司總經(jīng)理 王玉山

現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展要求壓力機(jī)不僅能夠高速度、高精度、大負(fù)載運轉(zhuǎn)，而且應(yīng)具有更大的柔性，能迅速、方便地改變輸出運動規(guī)律。近年來，快速發(fā)展的難成形材料成形、復(fù)雜形狀零件成形、復(fù)合成形及高精度成形技術(shù)對沖壓設(shè)備的工作性能提出了更嚴(yán)格的要求，迫切需要開發(fā)新一代壓力機(jī)—伺服壓力機(jī)。

伺服壓力機(jī)與傳統(tǒng)壓力機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料成形性好，滑塊運動柔性好，以及降噪節(jié)能顯著等優(yōu)點， 被譽(yù)為第三代壓力機(jī)。隨著其在汽車零件、電子零件等高精度及難成形零件加工領(lǐng)域中的應(yīng)用，已顯示出了其他壓力機(jī)所無法比擬的優(yōu)越性，成為世界沖壓技術(shù)及裝備發(fā)展的主要潮流之一，是成形裝備發(fā)展的新動向，設(shè)備柔性化發(fā)展的必然趨勢。

伺服壓力機(jī)主要用于拉深、沖裁、彎曲及冷鍛等生產(chǎn)線中。采用計算機(jī)控制，利用數(shù)字技術(shù)（以及反饋控制方法） 達(dá)到高精度控制，從而使汽車制造中采用高強(qiáng)鋼板、鋁合金板材的大型覆蓋件成形成為可能。與此同時，也可以控制壓力機(jī)的滑塊運動軌跡，不但能提高模具壽命數(shù)倍，而且改善了壓力機(jī)工作環(huán)境，降低了噪聲和振動，為拓展新成形加工工藝和模具制造方法提供了廣闊前景。

伺服驅(qū)動壓力機(jī)的一系列優(yōu)點，如柔性化和節(jié)能減噪等為鍛壓設(shè)備展示了誘人前景。尤其在節(jié)能、環(huán)保和高性能方面，將部分取代液壓機(jī)、普通機(jī)械壓力機(jī)、螺旋壓力機(jī)等。

目前，國際知名鍛壓裝備生產(chǎn)商已經(jīng)推出了機(jī)械連桿伺服壓力機(jī)、曲柄多連桿伺服壓力機(jī)、直動式伺服壓力機(jī)、液壓式精密伺服壓力機(jī)及液壓式伺服壓力機(jī)等多種類型的伺服壓力機(jī)，壓力機(jī)規(guī)格從40kN到25 000kN。在日本，新能源汽車的主要沖壓件已全部由伺服壓力機(jī)加工完成。中國國內(nèi)已有一汽、二汽等大型汽車制造企業(yè)采用伺服壓力機(jī)。德國力士樂、穆格、威格士等國際著名液壓元件制造公司用交流伺服電機(jī)驅(qū)動改造液壓傳動系統(tǒng)，組成一種新的交流伺服電機(jī)控制液壓系統(tǒng)，應(yīng)用于折彎機(jī)、液壓機(jī)，形成一種伺服液壓機(jī)，取得了成功，并已形成產(chǎn)品。

伺服壓力機(jī)的應(yīng)用將越來越廣泛，在成形工藝中的應(yīng)用也將愈發(fā)重要。對伺服壓力機(jī)的研究，不僅在理論上而且在實際生產(chǎn)中將會獲得很大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，充分體現(xiàn)了綠色制造中的節(jié)能、降噪的先進(jìn)思想?？梢灶A(yù)見，伺服壓力機(jī)將在一些重要的制造領(lǐng)域，如電子產(chǎn)品、汽車等精密制造領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

大功率交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動控制技術(shù)、閉環(huán)能量管理及反饋控制技術(shù)、基于伺服壓力機(jī)的成形工藝優(yōu)化、基于PID的綜合閉環(huán)控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)直驅(qū)主油泵的直接傳動控制技術(shù)、多種運動參數(shù)可控可調(diào)技術(shù)，以及基于等壽命和等強(qiáng)度理論的伺服壓力機(jī)機(jī)身優(yōu)化設(shè)計技術(shù)等，是目前伺服壓力機(jī)需研究的關(guān)鍵技術(shù)。另外，閉環(huán)測量反饋控制、高精度加工工藝、振動及噪聲控制，以及增力桿系機(jī)構(gòu)集成系統(tǒng)等，也是數(shù)控伺服壓力機(jī)研發(fā)過程中需要解決的難題。

合肥合鍛機(jī)床股份有限公司于2010年研發(fā)出SHPH27－200型伺服液壓機(jī)用于試驗研究，并于2012年將伺服液壓機(jī)推向市場，開創(chuàng)了液壓機(jī)驅(qū)動技術(shù)的新紀(jì)元。目前已經(jīng)開發(fā)了1000～10000kN的各類伺服液壓機(jī)，在滿足市場需要的同時，也帶動了鍛壓行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。