文/齊俊河，劉永勝·中國鍛壓協(xié)會

金屬成形是指利用有源動力，在工裝模具的限制范圍內(nèi)，使金屬材料發(fā)生變形而得到所需形狀零件的過程。金屬成形零件主要包括鍛件、沖壓件、鈑金制作件等，消耗金屬板材、管材、棒材、線材和型材等所有金屬材料總量的70%。整個金屬成形行業(yè)從業(yè)大軍1000 多萬人，每年創(chuàng)造工業(yè)增加值達2 萬億元，采購成形技術(shù)裝備800 億元，消耗工模具1000 億元。在鍛造、沖壓和鈑金制作三大金屬成形行業(yè)中，生產(chǎn)工藝、技術(shù)設(shè)備、工模具和原材料四大要素缺一不可。其中，以金屬成形機床為主的技術(shù)裝備提供了成形能量，在保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減少操作人員，控制生產(chǎn)成本，環(huán)保節(jié)能，可否持續(xù)發(fā)展等各方面都起到關(guān)鍵作用。

當(dāng)今這個年代，網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化不僅改變了我們的工作和生活方式，而且也在顛覆制造和金屬成形行業(yè)。目前，金屬成形企業(yè)自動化、信息化和智能化建設(shè)已是當(dāng)務(wù)之急，而采用智能化機床，又是使用自動化生產(chǎn)，建設(shè)信息化工廠，實現(xiàn)智能化制造的先決條件，反之，沒有智能化機床，就很難或者說不可能實現(xiàn)企業(yè)的自動化、信息化和智能化。所以，金屬成形企業(yè)采用智能化機床或進行機床智能化改造，是企業(yè)智能化建設(shè)的必修課。在智能化金屬成形機床中，主驅(qū)動的智能化十分重要；而解決金屬成形機床主驅(qū)動智能化的核心就是采用伺服主驅(qū)動。

下面基于金屬成形機床的應(yīng)用行業(yè)，沖壓行業(yè)成形機床的主驅(qū)動方式伺服化問題做一下分析展望，以便各金屬成形機床企業(yè)規(guī)劃自己的發(fā)展方向，幫助各金屬成形零部件制造企業(yè)選擇采購機床，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高綜合競爭力。

金屬成形機床發(fā)展到今天，無論是機械機床，還是液壓機床，向伺服主驅(qū)動方向發(fā)展已勢在必行。金屬成形機床采用伺服主驅(qū)動的優(yōu)點，已得到各行業(yè)生產(chǎn)實踐的充分證明，采用伺服主驅(qū)動的金屬成形機床不僅工藝性好，而且節(jié)能，容易實現(xiàn)自動化集成、信息化聯(lián)網(wǎng)和智能化控制，是未來金屬成形企業(yè)的必選。

沖壓生產(chǎn)的兩大類主要成形機床中，機械壓力機的伺服驅(qū)動(圖1、圖2、圖3 和圖4)將逐步取代傳統(tǒng)的異步電機驅(qū)動，從而完成沖壓成形機床和生產(chǎn)工藝的一次革命。在歐、美、日沖壓行業(yè)，機械伺服壓力機已被廣泛使用，據(jù)悉像舒勒、小松這樣的世界頂級沖壓機床公司，對于大型壓力機用戶，已不再推薦使用傳統(tǒng)式機械壓力機；根據(jù)中國鍛壓協(xié)會了解到的信息，世界頂級汽車公司在中國的合資企業(yè)，其主機廠沖壓車間，今后也不再采用傳統(tǒng)式機械壓力機。液壓機的液壓伺服直驅(qū)技術(shù)(圖5)也將推動液壓機的技術(shù)變革，降低能耗，提高沖次，進一步提升液壓機的綜合性能，從而拓寬液壓機的應(yīng)用范圍。精沖壓力機也在由目前普遍采用的伺服閥控液壓(帶有蓄勢器和大油箱)壓力機向伺服泵控液壓(沒有蓄勢器，只用小油箱)驅(qū)動方式發(fā)展，甚至是向機械伺服驅(qū)動方式(目前僅用于200t 以下的小型壓力機)發(fā)展。熱沖壓壓力機與精沖壓力機的發(fā)展思路同出一轍，也正在由閥控液壓壓力機向泵控伺服驅(qū)動方式發(fā)展，甚至是向機械伺服驅(qū)動方式發(fā)展(圖6 和圖7)。此外，還有揚鍛、徐鍛等企業(yè)也生產(chǎn)采用伺服驅(qū)動的設(shè)備。

金屬管材和線材的兩大類成形機，管子折彎機和線材彎曲機也由早期的普通液壓主驅(qū)動和液壓伺服進給，發(fā)展到純機械伺服主驅(qū)動和機械伺服進給全電動化方式(圖8 和圖9)，使機床結(jié)構(gòu)更加簡單，更加容易實現(xiàn)自動化，便于維護保養(yǎng)，操作安全可靠，可實現(xiàn)節(jié)能、綠色生產(chǎn)。

總之，金屬成形機床主驅(qū)動的伺服化，使設(shè)備性能更優(yōu)，工藝性更好；更適合實現(xiàn)自動化生產(chǎn)、信息化管理、數(shù)據(jù)化診斷；更加節(jié)能環(huán)保，人文綠色，可持續(xù)發(fā)展。其中，機械伺服直接驅(qū)動是目前最先進的驅(qū)動方式。由于受伺服控制系統(tǒng)和伺服電機制造技術(shù)和成本的制約，大型金屬成形機床采用機械伺服直驅(qū)方式仍十分困難，在電機與滑塊之間，仍需一套機械傳動結(jié)構(gòu)，但都是采用機械式剛性連接，能量傳遞效率高，運動控制精度高，結(jié)構(gòu)簡單便于制造和維護。

20 年前，日本和德國主要鍛壓機床公司已開始研發(fā)機械伺服主驅(qū)動壓力機，10 年前，日本和德國汽車行業(yè)開始使用機械伺服壓力機。目前，日本和德國主要汽車公司，大型汽車車身沖壓件生產(chǎn)，基本采用機械伺服壓力機線或多工位壓力機，一級供應(yīng)商也開始使用機械伺服壓力機進行生產(chǎn)。我國機械伺服壓力機的研發(fā)起于15年前，但是迄今為止，還沒有得到很好的應(yīng)用，原因是國產(chǎn)機械伺服壓力機所用的伺服控制系統(tǒng)和伺服電機主要靠進口，使得國產(chǎn)機械伺服壓力機價格昂貴，各沖壓企業(yè)很難承受。從而也制約了我國機械伺服壓力機的推廣和應(yīng)用，影響到我國沖壓企業(yè)的長遠發(fā)展。

希望各金屬成形機床企業(yè)能與協(xié)會一同積極爭取國家產(chǎn)業(yè)政策的支持，廣泛開展產(chǎn)學(xué)研合作，加大研發(fā)伺服驅(qū)動系統(tǒng)和低轉(zhuǎn)速大扭矩伺服電機的力度，制造出中國金屬成形企業(yè)用得起的機械伺服成形機床。同時，也呼吁各鍛造、沖壓和鈑金制作企業(yè)，積極采用國產(chǎn)機械伺服成形機床，不僅可以為自己打開一個更加廣闊的市場，而且還能夠承擔(dān)更大的社會責(zé)任，為企業(yè)、為行業(yè)，為國家、為社會打造一個更加美好的生存空間！