交流伺服压力机及其关键技术（下）

　　镁合金的塑性成形一直是金属成形加工的一个难题。KOMATsU公司在其HCP3000伺服压力机上成功地完成了镁合金杯形件的反挤压成形。见图8，图9。毛坯为080 mm×8 mm板料，坯料置入凹模后，凸模慢速下降，将毛坯压在凸模和顶料器之间，在下降过程中毛坯被加热到300℃；当顶料器到下极限位置时，滑块保持恒定压力，以更低的速度下行，挤压开始，直至反挤压工作全部完成；然后滑块快速回程。滑块在一个循环内经历了4种不同的速度，其中挤压过程还是恒压控制。显然，在普通机械压力机上这一工艺是无法实现的。

图8镁合金毛坯(左)和挤压工件(右)

图9镁合金反挤压成形过程

7 结论与讨论

　　7.1 交流伺服压力机的发展前景

　　交流伺服压力机在性能上具有许多优越性，这已经被证实。但是这种压力机究竟有多大的发展前景，业界并没有一致的看法，世界上真正实现了商品化生产的国家也不多。普通交流电动机+飞轮的传动方式具有价廉、简单、可靠等一系列优点，有悠久的历史，已经在锻压机械中得到广泛应用，在可预见的将来，不可能也没有必要在所有的压力机中都采用伺服驱动。但是伺服驱动为压力机带来的一系列优点，尤其是柔性化和节能减噪等的确为锻压设备展示了诱人前景。锻压生产在节能、环保和高性能方面的要求日益提高，将使其的竞争力越来越大。

　　大功率交流伺服电机及其控制系统目前价格十分昂贵，是这一技术推广应用的主要障碍。造成这一问题的主要原因是大功率交流伺服电机及其驱动控制系统目前基本为国外产品所垄断。随着国内技术的开发，与进口产品开展竞争，市场价格就会迅速降低，这一技术在成形装备的应用领域也会越来越广。可以预见，伺服压力机将在一些重要的制造领域，如电子产品、汽车等精密制造领域发挥越来越大的作用。将部分地取代液压机、普通机械压力机、螺旋压力机。

　　值得关注的是，国外用交流伺服电机驱动改造液压传动系统，组成一种新的交流伺服电机——液压系统，运用于折弯机、液压机，取得了成功。

　　7.2 交流伺服驱动的能耗和电动机容量

　　如上所述，普通压力机中，电机的负荷相对比较稳定，即使是工作周期的非工作时段，飞轮也要消耗能量以恢复飞轮转速，全周期均消耗能量，电机额定功率基本上等于周期的平均能耗。对于交流伺服驱动而言，没有飞轮，实际消耗的功率是变动的。就电机的额定功率而言，伺服压力机将大于普通机械压力机。但是，由于两种驱动方式功率消耗情况大不相同，伺服压力机实际能耗仍低于普通压力机。减小电机容量的途径之一是提高电机过载能力。

　　7.3 伺服压力机工作时对电网的冲击

　　伺服曲柄压力机工作时将会产生很大的短时冲击电流，尤其是大吨位压力机，这将对电网产生极大的危害，必须予以重视。一个有效的方法是采用电容储能。相反，伺服螺旋压力机在换向时电流将比普通螺旋压力机小，减少电机发热和电流冲击。

　　7.4 加快交流伺服成形装备技术的研究开发

　　以交流伺服电机取代传统异步电机，可以大大提高成形装备的自动化、智能化水平，改善工作性能，具有划时代的意义。目前国内这一技术尚比较落后，但国外发达国家也刚起步不久，鉴于其广阔的应用前景，必须加快这项技术的研究开发，方可赶上装备技术世界发展的潮流。