伺服電機驅動是目前成形裝備發展的一個(ge) 新方向，不但可以實現成形裝備柔性化和智能化，還可以提高生產(chan) 率和產(chan) 品質量、節能環保。——孫友鬆

孫友鬆主要社會(hui) 職位有：全國鍛壓學會(hui) 副理事長、設備委員會(hui) 副主任，廣東(dong) 省機械工程學會(hui) 副理事長，廣東(dong) 省鍛壓學會(hui) 副理事長，廣州市鍛壓學會(hui) 理事長，廣州市機電工程學會(hui) 副理事長，廣州歐美同學會(hui) 副會(hui) 長，廣東(dong) 省工業(ye) 設計學會(hui) 理事長，《工業(ye) 工程》雜誌主編，《塑性工程學報》、《鍛壓技術》、《鍛壓裝備與(yu) 製造技術》等雜誌編委。

伺服電機驅動是目前成形裝備發展的一個(ge) 新方向，不但可以實現成形裝備柔性化和智能化，還可以提高生產(chan) 率和產(chan) 品質量、節能環保。傳(chuan) 統的壓力機，尤其是各種機械壓力機，均以交流感應電機為(wei) 動力，靠飛輪儲(chu) 存能量、離合器控製起停。其最大的缺點是滑塊工作特性固定，無法調節，工作適應性差，缺乏“柔性”。伺服壓力機是成形裝備的最新發展，它以計算機控製的交流伺服電機為(wei) 動力，通過螺旋、曲柄連杆、肘杆或其它機構將電機的旋轉運動轉化為(wei) 滑塊所需的直線運動。它不但可以保持機械驅動的種種優(you) 點，而且改變了其工作特性不可調的缺點，使機械驅動的成形裝備也具有了柔性化、智能化的特點，工作性能和工藝適應性大大提高。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(yu) 傳(chuan) 統機械技術的結合，對於(yu) 推動成形裝備的更新換代，具有不可限量的影響。

伺服電機傳(chuan) 動指電動機的轉速或其它參數可以按照任意的輸入信號而變化。正是在這種背景下，發達國家在上世紀末期，開始了將伺服傳(chuan) 動技術應用於(yu) 鍛壓機械的研究和產(chan) 品開發，出現了交流伺服電動機驅動的壓力機，十多年來得到了迅速發展。

伺服壓力機的特點

（1）實現柔性化和智能化，工作性能提高 由於(yu) 原動機由不能調節和控製的普通感應電機改為(wei) CNC控製可任意調節的伺服電動機，自動化智能化程度提高，工作效率提高；可以獲得任意的滑塊特性，設備的工藝適應性擴大；可以根據不同的工藝采用相應的優(you) 化曲線，提高工作性能。例如在伺服壓力機上拉深，成形極限可以提高25%。

（2）精度高 一方麵，伺服壓力機的運動可以精確控製，一般均裝有滑塊位移檢測裝置和滑塊行程調節裝置，滑塊的任意位置（包括下死點）可以準確控製。伺服壓力機滑塊位置精度一般可以達0.01mm；另一方麵，滑塊運動特性可以優(you) 化，例如拉深、彎曲、壓印時，適當的滑塊曲線可減少回彈提高製件精度。

（3）簡化傳(chuan) 動環節，減少維修和節省能量 伺服壓力機省去飛輪、離合器甚至采用直接傳(chuan) 動，傳(chuan) 動環節大大減少，維修工作量亦相應減少。

伺服壓力機節能主要體(ti) 現在以下幾個(ge) 方麵：伺服電動機較普通感應電機效率高。伺服電動機采用變頻調速，效率高，損耗小。減速時采用電磁製動，製動能量可儲(chu) 存回收。與(yu) 機械製動和液壓傳(chuan) 動的節流調速相比，可大大節省能量。在普通壓力機中，飛輪空轉耗能約占總能耗的6—30%，。伺服壓力機沒有飛輪，僅(jin) 在工作時電機才旋轉，這一部分能量得以節省。在普通壓力機中，離合器（主要指摩擦離合器）耗能約占總能量的20%，伺服壓力機取消了離合器，這一部分能量得以節省。大多數中小型機械壓力機，采用摩擦製動器。製動器每周期均工作，消耗能量；伺服壓力機製動器僅(jin) 在停車時才起作用，製動耗能得以節省。

當然，節能效果尚決(jue) 定於(yu) 變流以及儲(chu) 能和再利用的效率。總體(ti) 而言，伺服壓力機較普通機械壓力機和液壓機都要節能。例如，采用這一技術的全電動注塑機較傳(chuan) 統液壓式注塑機節能25-60%。

（4）環保 伺服壓力機的環保特性體(ti) 現在它具有液壓機的性能，但是又沒有液壓係統，完全消除了油液汙染；又由於(yu) 傳(chuan) 動係統簡化，傳(chuan) 動噪音大大減少；滑塊運動特性優(you) 化，減少工藝噪聲，如靜音衝(chong) 裁，極大地改善生產(chan) 環境。

（5）提高模具壽命和生產(chan) 率　由於(yu) 振動減少，模具壽命可以提高3倍，設備壽命也相應提高。由於(yu) 伺服壓力機行程可以方便地調整，可以根據成形工藝需要，使壓力機在必要的最小行程工作，生產(chan) 效率得以提高。其工作頻率不但高於(yu) 液壓機，而且可以高於(yu) 普通機械壓力機。

電動螺旋壓力機由於(yu) 其一係列優(you) 點，近年來得到很大的發展，尤其在大噸位螺旋壓力機中具有巨大的潛力，目前最大噸位已經達到320,000KN。

有人曾分析電動螺旋壓力機電機的發熱過程，由於(yu) 螺旋壓力機電機轉差率大，引起轉子發熱，認為(wei) 其傳(chuan) 動效率不比普通摩擦壓力機高，小能量打擊時，效率甚至低於(yu) 普通摩擦壓力機。伺服電機驅動技術的出現，從(cong) 根本上解決(jue) 了這一問題。日本ENOMOTO公司在其電動螺旋壓力機中，采用了伺服技術，開發了100—1000噸的伺服螺旋壓力機。該產(chan) 品獲2002年日本新技術開發設計獎。其主要優(you) 點是節能和控製精確方便，據稱，節能效果達50%。

結論與(yu) 討論

（1）伺服壓力機的發展前景 伺服壓力機在性能上具有許多優(you) 越性，這已經被證實。但是這種壓力機究竟有多大的發展前景，業(ye) 界並沒有一致的看法，世界上真正實現了商品化生產(chan) 的國家也不多。普通交流電動機+飛輪的傳(chuan) 動方式具有價(jia) 廉、簡單、可靠等一係列優(you) 點，有悠久的曆史，已經在鍛壓機械中得到廣泛應用，在可預見的將來，不可能也沒有必要在所有的壓力機中都采用伺服驅動。但是伺服驅動為(wei) 壓力機帶來的一係列優(you) 點，尤其是柔性化和節能減噪等的確為(wei) 鍛壓設備展示了誘人前景。鍛壓生產(chan) 在節能、環保和高性能方麵的要求日益提高，將使它的競爭(zheng) 力越來越大。

大功率伺服電機及其控製係統目前價(jia) 格昂貴，是這一技術推廣應用的主要障礙。造成這一問題的主要原因是大功率伺服電機及其驅動控製係統目前基本為(wei) 國外產(chan) 品所壟斷。隨著國內(nei) 技術的開發，與(yu) 進口產(chan) 品開展競爭(zheng) ，市場價(jia) 格就會(hui) 迅速降低，這一技術在成形裝備的應用領域也會(hui) 越來越廣。可以預見，伺服壓力機將在一些重要的製造領域，如電子產(chan) 品、汽車等精密製造領域發揮越來越大的作用。它將部分地取代液壓機、普通機械壓力機、螺旋壓力機。

（2）伺服驅動的能耗和電動機容量　　如上所述，普通壓力機中，電機的負荷相對比較穩定，即便是工作周期的非工作時段，飛輪也要消耗能量以恢複飛輪轉速，全周期均消耗能量，電機額定功率基本上等於(yu) 周期的平均能耗。對於(yu) 伺服驅動而言，沒有飛輪，實際消耗的功率是變動的。就電機的額定功率而言，伺服壓力機將大於(yu) 普通機械壓力機。但是，由於(yu) 兩(liang) 種驅動方式功率消耗情況大不相同，伺服壓力機實際能耗仍低於(yu) 普通壓力機。減小電機容量的途徑之一是提高電機過載能力。

（3）伺服壓力機工作時對電網的衝(chong) 擊　　伺服曲柄壓力機工作時將會(hui) 產(chan) 生很大的短時衝(chong) 擊電流，尤其是大噸位壓力機，這將對電網產(chan) 生極大的危害，必須予以重視。一個(ge) 有效的方法是采用電容儲(chu) 能。相反，伺服螺旋壓力機在換向時電流將比普通螺旋壓力機小，減少電機發熱和電流衝(chong) 擊。

（4）加快研究開發步伐　　以伺服電機取代傳(chuan) 統感應電機，可以大大提高成形裝備的自動化、智能化水平，改善工作性能，具有劃時代的意義(yi) 。目前國內(nei) 這一技術尚比較落後，但國外發達國家也剛起步不久，鑒於(yu) 其廣闊的應用前景，必須加快這項技術的研究開發，方可趕上裝備技術世界發展的潮流。