
图1 H&T公司领导人Mathias Schwarzendahl先生说:“我们认为,伺服技术还处在发展的起步阶段,它将会开拓新的应用领域。”
伺服压力机已经进入变形加工技术领域中来,而伺服压力加工也已经成为变形加工技术领域的中心议题。业内人士将伺服压力机视为变形加工领域的一次技术革命,因为其恰恰在新材料的变形加工中有着极高的灵活性和通用性。
多少年来,机械压力机和液压压力机一直统领着变形加工技术市场,伺服驱动技术的出现打破了这一局面,它给压力机的结构设计带来了新的可能性。压力机供应商和用户认为,无论是从机械效率还是能源利用率的角度来看,伺服驱动压力机都更具优势。关于伺服压力机能否成为发展趋势的议论多种多样,对此Crimmitschau市H&T公司的领导人Mathias Schwarzendahl先生(图1)表示:“我们认为,伺服技术还处在发展的起步阶段。利用这一技术,将来会替代那些配备了飞轮的机械式压力机。它的发展将与20世纪80年代中期运输设备的发展非常相似,目前在运输设备领域,伺服驱动技术已经完全代替了传统的机械驱动。”
全球著名压力机生产厂Aida S.r.l公司的副总经理Klaus Rothenhagen先生(图2)认为,伺服压力机已经在变形加工技术领域中站稳了脚跟。世界各地已经有1000多台伺服压力机投入使用,而且许多用户也已经自该技术中获利。而能够为该伺服压力机提供配套电动机的专业的驱动技术公司Desch公司(图3)的看法则不完全相同。“这种类型的压力机还没有完全正式的进入变形加工技术领域。”Arnsberg市Desch公司的销售总监及压力机驱动技术专家Rainer Schulte-Siepmann先生表示。但通过诸多专家的介绍以及反复的讨论,得出的信息都证明了一点,即变形加工技术领域中伺服驱动技术的研发和投入正方兴未艾。

图2 Aida S.r.l公司的副总经理Klaus Rothenhagen先生说:“原则上伺服压力机适于在冲压加工的所有领域中使用,其特殊的优点开拓了冲压技术的应用领域。”
无论是压力机生产厂还是其用户,都一致认为无法细数伺服压力机的优点。Rothenhagen先生认为:伺服压力机最大的优点是可以任意地编写控制程序,实现冲压曲线、速度曲线和加速曲线的人为控制,这就开辟了迄今为止未知的应用领域。同样在这一方向上,Schwarzendahl先生说道:“伺服压力机的优点就是可以对变形度进行机械优化。”作为驱动技术专家,Schulte-Siepmann先生认为能够与各个变形加工工艺相匹配且非常灵活的冲压变形加工速度是非常有益的。“必要时,甚至能够在冲压模具合模之后,让冲头重新进入模腔。伺服技术的出现,使冲头能够更快且更加有目的性的运动,这同时也标志着冲压质量和冲压生产率的提升。”基于已经了解到的伺服压力机的这些优点,使其也具备了很好的通用性。“伺服压力机把机械压力机和液压压力机的优点充分融合起来了。” Rothenhagen先生说道。伺服压力机可以精确的在前进或后退中进行工作,并且并能够在下止点停留足够长的时间。在产品的批量生产中,灵活的冲压速度,尤其是其运动学性能,表现更加突出。其冲压速度几乎可以调节到零,通过伺服驱动也明显提高了冲压设备工作的可靠性,简化了产品调试程序。
对此,Rothenhagen先生的看法是:伺服压力机终究会找到自己的市场,并最终替代液压伺服技术的压力机成为主流。Schwarzendahl先生则坚信:伺服压力机现在已经属于全能产品,具备全方位冲击压力机市场的能力了。“至于伺服压力机是否是全能产品,是否具有全方位冲击市场的能力,我给出的回答是肯定的。尽管不同伺服驱动系统的结构形式、工作速度和精度都有着明显的差异。”Desch公司的Schulte-Siepmann先生说:“用户可以用最小的转速在整个负载范围内冲压,可以利用更高的恒定转速进行冲裁,可以利用设定的冲压速度来完成结构复杂的零件加工,或者在往复冲程中利用最少的冲压行程数量来完成冲压,而最重要的是该压力机的精确性和高速度,是以前只有利用机械挤压才能实现的。”
Schulte-Siepmann先生认为,这些特点是伺服驱动压力机所独具的。“一方面是这种驱动方案有着灵活性很高的伺服电动机,另外,其有与驱动电机相匹配的变速器,两者相结合就能得到用户所期望的理想的转速范围和冲压力了。”Schwarzendahl先生也证实道:“对此有多种不同的动力传递方式可供选择。”在Klaus Rothenhagen先生的眼中,若要使伺服压力机充分发挥其优点,使用的外部设备也有着非常重要的意义。他认为:“转换器和拉深垫等都能使伺服压力机的表现更加完美。”

图3 Desch公司的电动机,输出扭矩为250kNm
这种伺服压力机的应用领域非常广阔,在变形加工领域中是没有限制的,能够满足变形加工的所有要求。而率先采用该技术的仍然是汽车领域的制造商们。但Schwarzendahl先生表示,在不久的将来该技术也会被应用到液压技术和连接技术领域以及包装行业之中。
而Rothenhagen先生认为伺服压力机的使用没有技术领域的限制,只要是板材加工就能够使用这种压力机。Schulte-Siepmann先生则说的更加明确:“伺服压力机适合于在变形加工工艺复杂的零件冲压中使用。这里所说的变形加工工艺包括冲孔、冲裁、拉伸和压印,但也包括一些新的生产工艺技术,例如焊接或者螺纹加工。这种机床未来的潜力取决于模具制造者的创造力。因此,它的发展目前还看不到结束的迹象。”
Rothenhagen先生认为伺服压力机在其他方面的应用潜力,尤其是在能源管理方面的发展潜力是非常巨大的,尽管这种伺服驱动本身就是一种节能技术。用Schwarzendahl先生的话来讲,伺服压力机的研发才刚刚开始。
伺服压力机的优良特性
伺服压力机实现了柔性化和智能化,工作性能大幅提高。由于原动机由不能调节和控制的普通感应电机改为CNC控制的可任意调节的伺服电动机,因此其自动化和智能化程度提高,工作效率也大幅提高;可以获得任意的滑块特性,设备的工艺适应性扩大;可以根据不同工艺采用相应的优化曲线,提高工作性能。
另外,伺服压力机的精度大幅提高。一方面,伺服压力机的运动可以精确控制;另一方面,可以优化滑块运动特性。伺服压力机省去了飞轮和离合器,甚至可采用直接传动,传动环节大大减少,维修工作量亦相应减少,这样就减少了维修工作,并实现节能,而且伺服压力机非常环保,并能提高模具寿命和生产率。