1.3 伺服机械压力机

1.3.1 伺服机械压力机的发展概况

重载交流伺服驱动技术的出现为改变传统机械压力机长期存在的一系列问题带来了契机，它以柔性化、智能化、节能环保等特点，正引爆传统成形装备领域的一场革命，成为世界成形装备技术的最新发展方向。伺服机械压力机成为其中最典型的代表，它不但可以保持传统机械驱动的种种优点，而且克服了其工作特性不可调等缺点，使机械驱动的成形装备具有了柔性化、智能化的特点，工作性能和工艺适应性大大提高；同时，还简化了结构，方便安装、减少维修、降低能耗、减轻重量。它是高新技术与传统机械技术相结合的典范，对于推动成形装备的更新换代，具有不可限量的影响。短短十多年，其应用领域已经从注塑机发展到折弯机、机械压力机、数控回转头压力机和螺旋压力机等各种成形设备。

日本在世界上较早开展伺服机械压力机技术的研究和产品开发，20世纪80年代后期交流伺服驱动技术被用于注塑机，并在20世纪90年代得到迅速发展，全电动伺服注塑机进入市场，在这些产品中，伺服电动机+滚珠丝杠取代了液压缸。1987年东洋工机（ Toyokoki）开发了首台由100kN的交流伺服电动机驱动的折弯机，采用滚珠丝杠传动，此机床可视为首台伺服机械压力机，如图1-2所示。此后，日本各压力机制造厂商都投入到伺服机械压力机的开发中。1997年，日本小松公司开发出 HCP3000型伺服机械压力机，其最大负荷为800kN，工作机构为两条滚珠丝杠。小松公司在2009年就声称已经在全球安装了超过2000台单点和多点伺服机械压力机，最大吨位达35 MN。德国、西班牙、中国等国家也开发出了多种型号的伺服机械压力机。

伺服机械压力机的正式产品虽然在世纪之交才问世，迄今仅有十多年的历史，但发展十分迅猛，日本、德国等国的主要锻压装备制造厂家均把伺服机械压力机作为主要发展方向，已制订了相应的行业标准。据估计，21世纪最初十年，全球已经有数千台伺服机械压力机投入生产。据日本锻压机械工业会的统计，2003年日本伺服机械压力机仅占全部锻压机械的4%，而2017年1～9月份已经达到32%。

我国锻压装备制造行业紧跟世界潮流，纷纷开展了这一新技术的研究和产品开发。2004年，国家专利局颁布了两件有关伺服机械压力机的专利；2009年，“大型伺服机械压力机” 被列入国家重大科技专项。国内诸多重点高校从21世纪初期就开展了相关技术研究，不少主要锻压机床制造厂家也都开展了伺服机械压力机新产品的开发和应用研究工作。

图1-2 100kN电动伺服折弯机（日本Toyokoki， 1987）