6.1 伺服液壓機簡介

伺服液壓機是一種以液體為工作介質，應用伺服電動機驅動主傳動液壓泵，通過液壓系統驅動滑塊運動的一種液壓機。伺服液壓機采用伺服電動機進行驅動，可以減少控制閥回路。伺服液壓機采用大功率交流伺服電動機取代普通交流異步電動機，通過交流伺服電動機帶動液壓泵作為能量源，通過控制交流伺服電動機的轉速來控制泵的轉速進而控制其流量和流速。大功率交流伺服電動機具有效率高、可控、可調、可靠性好的優點，從而可以簡化液壓機的液壓系統結構，提高液壓機的工作性能。

伺服液壓機的主液壓泵采用伺服電動機驅動，液壓機滑塊處安裝位移傳感器，液壓機的主液壓缸上腔安裝有壓力傳感器，如圖6-1所示。控制器根據壓力信號、位置信號、速度信號等計算出伺服電動機的轉速，從而控制液壓泵的輸出，實現壓力、位置、速度的精準控制。伺服液壓機不需要復雜的壓力控制閥、流量控制閥等元件，簡化了液壓控制回路，依靠調節伺服電動機的轉速，來控制液壓機的壓力、速度、位置等參數。

伺服液壓機充分利用伺服電動機可頻繁啟動、可變速的特性，實現伺服控制，從而減少液壓機能耗，提高液壓機工作性能。難變形材料如鎂合金的塑性成形一直是金屬成形加工的一個難題，高溫下變形速率對鎂合金成形性能和成形質量有著重要影響，采用普通的液壓機很難成形這些材料，而伺服液壓機由于具有優良的工作性能，很適合應用于加工這些材料。

伺服液壓機具有高效性、高精度、高柔性、低噪環保性等特點，使得它的應用將越來越廣泛，在成形工藝中的應用也將越發重要。伺服液壓機在一些重要的制造領域，如電子產品、汽車等精密制造領域發揮著越來越重要的作用。

伺服液壓機可用于拉深、沖裁、彎曲和冷鍛等汽車零部件的生產制造。采用計算機控制，利用數字技術以及反饋控制方法達到高精度控制：既可對壓機滑塊位置進行控制（滑塊的位置重復控制精度為±0.01mm），也可對滑塊速度進行控制，同時，還可對滑塊的輸出力進行控制（控制精度可達滑塊最大輸出力的1.6%），從而使汽車制造中采用高強度鋼板、鋁合金板材的大型覆蓋件的成形成為可能。與此同時，改善了壓機工作環境，降低了噪聲和振動，為拓展新加工工藝和模具制造方法提供了廣闊前景。

伺服液壓機和普通液壓機相比，具有以下優點：

1）柔性高，滑塊運動數控伺服。普通液壓機工作時的行程和速度都是通過手動調節的，控制精度低。采用了伺服閥和伺服泵控制的液壓機可以通過數控方式實現液壓機的控制，但也存在著控制精度低、可控范圍窄和能量利用率低等缺點。伺服液壓機采用伺服電動機作為主驅動源，通過調節伺服電動機的轉速和方向，控制滑塊的運動速度和位置，可以方便地實現滑塊運動的數控伺服。伺服電動機具有響應速度快、調節精度高和調速范圍寬等優點，不僅可以實現鍛壓能量的伺服控制，還可以在需要的范圍內數字設定滑塊的工作曲線，有效提高壓力機的工藝范圍和加工性能。在鍛壓階段和回程階段可以采用不同的運動速度，滿足滑塊對低速鍛壓和快速回程的工作需求。通過伺服控制滑塊的運動曲線，有利于提高鍛件精度，延長模具壽命。

2）結構緊湊，維護保養方便。普通的液壓機需要復雜的液壓控制回路，結構復雜，占用空間大，維護保養不便。伺服液壓機采用伺服電動機實現伺服控制，可以省去部分復雜的回路系統，對液壓機的液壓回路進行簡化，有利于液壓機的維護保養。由于省去了部分復雜的液壓回路，伺服液壓機可以降低生產成本。

3）節能降噪，提高能源利用率，改善工作環境。普通的液壓機在工作時噪聲大，嚴重污染工業生產環境，影響操作人員的身體健康。伺服液壓機比普通液壓機平均可降低噪聲3～20dB，有效改善工業生產環境。普通液壓機在工作時耗能多，能源利用率低。伺服液壓機與普通液壓機相比平均可節約電能20%～60%，節能效果顯著，能源利用率高。

4）生產率高。由于滑塊的運動曲線可以根據需求進行設置，所以可以根據需求調節滑塊的運動速度和滑塊行程次數。伺服液壓機的行程可調，行程次數相應可以提高；在保證行程次數不變的情況下，可以提高非工作階段的行程速度，降低沖壓階段的鍛沖速度，提高工件的加工質量。相比于普通液壓機，伺服液壓機的生產率得到了很大提高。

5）發熱少，減少制冷成本和液壓油成本。伺服液壓機液壓系統無溢流發熱，在滑塊靜止時無流量流動，故無液壓阻力發熱，其液壓系統發熱量一般為傳統液壓機的10%～30%。由于系統發熱量少，大多數伺服液壓機可不設液壓油冷卻系統，部分發熱量較大的可設置小功率的冷卻系統。由于泵大多數時間為零轉速和發熱小的特點，伺服控制液壓機的油箱可以比傳統液壓機油箱小，換油時間也可延長，故伺服液壓機消耗的液壓油一般只有傳統液壓機的0.5倍左右。