速看|什么樣的伺服控制技術(shù)讓液壓機(jī)才能不被淘汰？
現(xiàn)代液壓機(jī)發(fā)展趨勢(shì)
液壓機(jī)是一種利用液體靜壓力來(lái)加工各種材料的機(jī)械，它常用于壓制工藝和壓制成形工藝，如鍛壓、沖壓、冷擠、校直、彎曲、翻邊、薄板拉深、粉末冶金、壓裝等等。從1795年第一臺(tái)水壓機(jī)發(fā)明到現(xiàn)在，液壓機(jī)經(jīng)歷了200多年的改進(jìn)和創(chuàng)新，由于其具有加工工藝“萬(wàn)能性”，使得液壓機(jī)廣泛應(yīng)用在國(guó)民生產(chǎn)的各行各業(yè)。
隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷發(fā)展，制造行業(yè)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，為了提高液壓機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，傳統(tǒng)液壓機(jī)必須克服油液泄漏、油溫升高、傳動(dòng)精度低、能耗大等缺點(diǎn)，提高液壓機(jī)的控制精度和效率，實(shí)現(xiàn)綠色液壓機(jī)的設(shè)計(jì)和制造。
液壓機(jī)的系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，國(guó)內(nèi)外液壓機(jī)的研究重點(diǎn)主要集中在伺服控制技術(shù)、綠色節(jié)能技術(shù)、集成化技術(shù)、機(jī)液混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)、多工位液壓機(jī)技術(shù)以及其他輔助技術(shù)等方面。
一、伺服控制技術(shù)
伺服控制是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其核心技術(shù)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化。伺服液壓機(jī)就是將伺服控制技術(shù)與液壓系統(tǒng)相結(jié)合的一種新型壓力機(jī)，它指的是主傳動(dòng)油泵采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，減少控制閥回路，調(diào)節(jié)主油泵完成對(duì)滑塊精確控制。
圖1伺服控制液壓機(jī)原理
圖1為伺服液壓機(jī)圓體，液壓機(jī)的主油缸上腔安裝有壓力傳感器，在液壓機(jī)滑塊處安裝位移傳感器。控制器根據(jù)壓力反饋信號(hào)、位置反饋信號(hào)、壓力給定信號(hào)、位置給定信號(hào)、速度給定信號(hào)等計(jì)算出伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制液壓泵的輸出，以進(jìn)行壓力、速度、位置控制。
伺服驅(qū)動(dòng)液壓機(jī)依靠調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來(lái)控制液壓機(jī)的壓力、速度、位置等參數(shù)，取消了液壓控制回路中的壓力控制閥、流量控制閥等元件，簡(jiǎn)化了液壓控制回路。伺服驅(qū)動(dòng)液壓機(jī)在滑塊快降、滑塊靜止在上限位進(jìn)行上下料時(shí)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速為零；滑塊加壓和回程時(shí)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速由設(shè)定速度確定；滑塊在保壓時(shí)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速僅彌補(bǔ)泵和系統(tǒng)的泄漏。傳統(tǒng)液壓機(jī)在整個(gè)工作過程中電機(jī)始終處于恒定轉(zhuǎn)速。
圖2在工作過程中的轉(zhuǎn)速區(qū)別
圖2為在整個(gè)工作過程中，傳統(tǒng)液壓機(jī)與伺服控制液壓機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的區(qū)別，圖中1為滑塊快降階段，2為滑塊加壓工作階段，3為保壓階段，4為滑塊回程階段，5為滑塊靜止時(shí)的上下料階段。
與傳統(tǒng)液壓機(jī)相比，伺服控制技術(shù)應(yīng)用在液壓機(jī)上主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
◆ 精度高
伺服電機(jī)主要靠脈沖來(lái)定位，每接受1個(gè)脈沖就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，單單考慮伺服電機(jī)其控制精度可以達(dá)到1/1024圈，結(jié)合相應(yīng)的傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)滑塊任意位置的精確控制。伺服液壓機(jī)相較傳統(tǒng)液壓機(jī)運(yùn)動(dòng)曲線可以優(yōu)化，適當(dāng)?shù)幕瑝K曲線可以抑制板材壓制過程回彈，提高之間精度。
◆ 柔性高
滑塊運(yùn)動(dòng)曲線可根據(jù)不同生產(chǎn)工業(yè)和模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，可設(shè)計(jì)特殊的工作特性曲線，進(jìn)行高難度高精度加工，實(shí)現(xiàn)滑塊“自由移動(dòng)”?；瑝K運(yùn)動(dòng)方式可以是往復(fù)式、在下死點(diǎn)停留等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)方式，如圖3所示日本學(xué)者采用往復(fù)式運(yùn)動(dòng)曲線壓制薄板制件，能有效的抑制變形曲率較大處褶皺現(xiàn)象。
圖3沖頭往復(fù)式?jīng)_壓
◆ 效率高
可以在較大范圍內(nèi)設(shè)定滑塊行程次數(shù)，滑塊速度和行程調(diào)節(jié)方便，能根據(jù)成形工藝，滑塊可在最小行程工作，借助自動(dòng)送料技術(shù)，大大提高生產(chǎn)效率。
◆ 節(jié)能
伺服液壓機(jī)和機(jī)械壓力機(jī)相比省去飛輪、離合器，采用直接傳動(dòng)，傳動(dòng)環(huán)節(jié)大大減少，潤(rùn)滑量減少，可維護(hù)性強(qiáng)。沒有離合器結(jié)合能耗，滑塊停止后，電機(jī)停轉(zhuǎn)，也沒有了電機(jī)、皮帶輪空轉(zhuǎn)，能耗顯著降低。在普通機(jī)械壓力機(jī)中，飛輪空轉(zhuǎn)耗能約占總能耗的6%~30%，離合器(主要指摩擦離合器)耗能約占總能量的20%，伺服液壓機(jī)沒有飛輪和離合器，這部分能量得以節(jié)省。日本某公司曾進(jìn)行過3000 kN液壓機(jī)連續(xù)工作功耗對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果證明伺服液壓機(jī)節(jié)能32%~42%。
盡管伺服控制技術(shù)在液壓機(jī)上展現(xiàn)了強(qiáng)大的生命力，目前仍然有很多關(guān)鍵技術(shù)需要完善：
A 研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大功率伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制單元；
B 開發(fā)采用伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的液壓機(jī)主油泵；
C 研究能量回收系統(tǒng)；
D 開發(fā)專用控制系統(tǒng)；
E 開發(fā)智能化成形工藝庫(kù)。
目前日本網(wǎng)野、德國(guó)力士樂、穆格、威格士等國(guó)際著名液壓元件制造公司都已開發(fā)了交流伺服液壓機(jī)，并已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)天鍛、合鍛、興迪等企業(yè)目前也研發(fā)出了系列伺服液壓機(jī)，并且也推向了市場(chǎng)。下圖就是興迪源機(jī)械自主研發(fā)的Y63伺服水脹成形液壓機(jī)，該液壓機(jī)采用高壓液體對(duì)空心件或者管坯向外成形，并使其逐漸貼合模具型腔，成形為指定形狀和尺寸的零件，開口高度大，可實(shí)現(xiàn)軸線長(zhǎng)度較大零件的成形。
二、綠色節(jié)能技術(shù)
盡管液壓機(jī)有能量密度高、工藝萬(wàn)能性、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是能耗大、能量利用率低、噪聲大、液壓油泄漏對(duì)環(huán)境污染大等問題，一直阻礙其發(fā)展。綠色節(jié)能技術(shù)是提高液壓機(jī)的能量利用率，并降低液壓泄漏，該技術(shù)也成為衡量液壓機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，綠色節(jié)能技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)液壓機(jī)的一個(gè)重要發(fā)展方向。
液壓傳動(dòng)中系統(tǒng)的能量傳遞過程為：電能、化學(xué)能-機(jī)械能-液壓能-機(jī)械能，如圖4所示。
圖4 液壓系統(tǒng)中的能量損失
液壓系統(tǒng)的能量損失可分為三類：
◆ 能量轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換損失。包括液壓泵和液壓馬達(dá)中的機(jī)械摩擦損失、壓力損失和容積損失，這些能耗主要形成溫升轉(zhuǎn)化為熱量，而熱能不可逆，不能加以回收利用。能量損耗的多少不僅與能量轉(zhuǎn)換元件類型有關(guān)，還與工況、運(yùn)行工作點(diǎn)以及磨損情況等因數(shù)有關(guān)。
◆ 液壓回路傳輸損失。過剩流量和過剩壓力是產(chǎn)生液壓回路能量損失的根本原因。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，節(jié)流控制是實(shí)現(xiàn)各種控制功能的基本方法，但液阻不可避免的會(huì)產(chǎn)壓降，這種壓降必然是一種能量損耗，這部分能量主要以熱能的形式傳遞到環(huán)境中，不可回收，這些能耗主要與液壓回路有關(guān)。
◆ 液壓源與負(fù)載不適應(yīng)而產(chǎn)生的匹配損失。液壓機(jī)的噸位在設(shè)計(jì)之初已經(jīng)固定，在不同工件加工過程往往會(huì)出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，這必然造成液壓源供給系統(tǒng)的能量大于需求，而造成能量浪費(fèi)，此外一般液壓機(jī)的有效工作行程僅為總行程的1/3甚至更小，空行程階段主缸充滿高壓油液，造成能量浪費(fèi)，這也是油溫升高的另一個(gè)重要原因。
根據(jù)分析可知，要實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)的節(jié)能可以從下面兩個(gè)方面考慮：一是選擇合適高效的液壓元件，改善和提高元件的能量轉(zhuǎn)換效率；二是選擇設(shè)計(jì)合理的液壓系統(tǒng)，改善和提高液壓系統(tǒng)回路的效率。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)液壓機(jī)綠色節(jié)能的研究重點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：
1、節(jié)能型液壓元件
節(jié)能型液壓元件主要集中在液壓泵和液壓控制閥。世界四大液壓元件生產(chǎn)公司都將電子控制與液壓泵變量控制相結(jié)合，得到較好的節(jié)能效果，如前文提到的伺服控制技術(shù)，與此同時(shí)液壓泵與原動(dòng)機(jī)的一體化和自由活塞內(nèi)燃機(jī)的結(jié)合使用具有高效率、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外研究人員的重視。液壓控制閥多采用節(jié)流原理，造成壓降損失，而基于磁流變液和電流變液的控制閥，利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)改變流體粘性達(dá)到改變回路壓強(qiáng)的方法無(wú)壓降損失，節(jié)能效果明顯，給液壓節(jié)能技術(shù)提供了新的思路。
2、節(jié)能型液壓系統(tǒng)
日本研究人員江木正夫曾根據(jù)節(jié)能效果將液壓系統(tǒng)節(jié)能化的發(fā)展劃分為五個(gè)階段，即節(jié)流閥控制、負(fù)載感應(yīng)閥控制、負(fù)載感應(yīng)泵控制、泵容積控制和泵回轉(zhuǎn)數(shù)控制階段，其發(fā)展趨勢(shì)由閥控制逐漸轉(zhuǎn)為泵控制。
泵節(jié)能的核心思想是液壓源提供的功率與負(fù)載匹配，基于這一思想出現(xiàn)了很多節(jié)能系統(tǒng)，如混合動(dòng)力技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、液壓變壓器技術(shù)和二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及能量回收系統(tǒng)(如下圖)。未來(lái)液壓節(jié)能系統(tǒng)可能是一些先進(jìn)技術(shù)的融合，如將變頻調(diào)速技術(shù)、能量回收技術(shù)和二次調(diào)節(jié)技術(shù)的結(jié)合在一起將會(huì)有更好的節(jié)能效果。
3、水壓傳動(dòng)技術(shù)
水液壓技術(shù)其實(shí)是在第一次工業(yè)革命中興起的古老技術(shù)，是液壓傳動(dòng)技術(shù)的初始階段，而后隨著石油工業(yè)的發(fā)展，液壓油取代了水作為工作介質(zhì)，而隨著世界各國(guó)對(duì)節(jié)能環(huán)保的呼聲越來(lái)越高，許多科學(xué)又把目光投向了水這一環(huán)保工作介質(zhì)。
液壓傳動(dòng)技術(shù)向水液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展研究，不是技術(shù)的簡(jiǎn)單的重復(fù)和循環(huán)，而是要向更高的階段發(fā)展.從經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、難燃性、與工作環(huán)境的相容性以及可持續(xù)發(fā)展等方面考慮，自來(lái)水(或海水)都是一種理想的工作介質(zhì)。
它的主要優(yōu)點(diǎn)有：
1)成本較低;
2)對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品無(wú)污染;
3)抗燃性好;
4)可壓縮性小。
但是要想將水壓技術(shù)得到真正意義上的工業(yè)應(yīng)用必須解訣防腐、氣蝕、潤(rùn)滑、防凍等關(guān)鍵技術(shù)，這給液壓機(jī)帶來(lái)了挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
三、集成化技術(shù)
1、電機(jī)與閥一體化
電磁直驅(qū)閥是一種將電機(jī)與普通液壓閥集成在一起的新型液壓閥，如下圖所示，該閥的該閥的電機(jī)械轉(zhuǎn)換器是永磁直線力馬達(dá)，用它來(lái)直接驅(qū)動(dòng)閥芯，與傳統(tǒng)伺服閥相比，它取消了噴嘴-當(dāng)班前置級(jí)，用先進(jìn)的位移傳感器替代了工藝負(fù)載的機(jī)械反饋裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)提高了可靠性，大大降低了制造成本。該閥已廣泛應(yīng)用于壓鑄、冶金等重工業(yè)設(shè)備上。
MOOG DDV伺服閥結(jié)構(gòu)圖
2、電機(jī)與泵一體化
液壓電機(jī)泵是一種將液壓泵與原動(dòng)機(jī)高度融合的新型液壓動(dòng)力元件，該結(jié)構(gòu)形式的電機(jī)泵比傳統(tǒng)的通過聯(lián)軸器將兩者進(jìn)行聯(lián)接的電機(jī)--泵裝置更具有優(yōu)勢(shì)，如結(jié)構(gòu)緊湊、功率重量比大、體積小、噪音和振動(dòng)低、可靠性高等等，電機(jī)內(nèi)置省去聯(lián)軸器整體尺寸減少20%，工作噪聲減少10dB以上，德國(guó)Voith Turbo H L Hydraulic公司與日本大金公司均有這方面的系列產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)在這方面的產(chǎn)品較少，下圖為燕山大學(xué)設(shè)計(jì)的一種軸向柱塞液壓電機(jī)泵。這種結(jié)構(gòu)是將永磁同步電動(dòng)機(jī)與斜盤式軸向柱塞泵高度集成，以永磁同步電動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)置有斜盤式軸向柱塞泵，其泵的進(jìn)油口和出油口分別設(shè)在泵體兩端，整個(gè)流道環(huán)繞在泵體側(cè)壁，通過流體在泵內(nèi)循環(huán)流動(dòng)以帶走電機(jī)定、轉(zhuǎn)子以及各種摩擦等產(chǎn)生的熱量，起到散熱冷卻的作用。
1前端蓋2大軸承3進(jìn)油口4泵套5殼體6斜盤7電機(jī)轉(zhuǎn)子8回程盤9滑靴10柱塞11缸體12配流盤13小軸14電機(jī)定子15后端蓋16小軸承17回油口
軸向柱塞液壓電機(jī)泵結(jié)構(gòu)圖
四、機(jī)液復(fù)合驅(qū)動(dòng)技術(shù)
機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)的設(shè)計(jì)人員和制造者，長(zhǎng)期以來(lái)圍繞機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和不足，爭(zhēng)論不休，各抒己見。但是有一點(diǎn)是無(wú)可爭(zhēng)辯的事實(shí)，那就是兩者都在揚(yáng)長(zhǎng)去短，吸收對(duì)方的優(yōu)點(diǎn)逐漸完善本身。把液壓驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)同時(shí)應(yīng)用在一臺(tái)壓力機(jī)上成為近幾年研究的熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外有很多類似的專利，下圖為一種典型的機(jī)械液壓復(fù)合式壓力機(jī)。
1液壓系統(tǒng)2伺服電機(jī)3機(jī)械連桿4滑塊5機(jī)身
圖/機(jī)械液壓復(fù)合式壓力機(jī)機(jī)
空行程采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，在連桿完全豎直處于鎖模狀態(tài)時(shí)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)油缸進(jìn)行公稱力壓制。機(jī)械液壓復(fù)合式壓力機(jī)將空行程與公稱力行程單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，空行程采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械連桿，有效的降低了液壓能在空行程階段的浪費(fèi)，并最大限度的保留了機(jī)械壓力機(jī)快速精確定位的優(yōu)點(diǎn)，空行程電機(jī)為伺服電機(jī)，提高了控制精度。
1大電機(jī)2內(nèi)缸體3行星絲杠4外缸體5行星減速器6小電機(jī)7活塞桿
空行程與工作行程單獨(dú)驅(qū)動(dòng)增壓缸
基于空行程與工作行程單獨(dú)驅(qū)動(dòng)原理，可以設(shè)計(jì)很多節(jié)能型液壓缸，上圖為一種結(jié)合行星絲杠和伺服電機(jī)的增壓缸，空行程采用小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作行程采用大功率電機(jī)配合行星減速器和增壓腔，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，緊湊。
國(guó)內(nèi)外在近幾年在機(jī)械液壓復(fù)合驅(qū)動(dòng)方面作了大量工作，其中以德國(guó)和日本的研究成果具有代表性。盡管兩國(guó)的設(shè)計(jì)方案不同，德國(guó)是以機(jī)械傳動(dòng)(即曲柄一連桿系統(tǒng))作為壓力機(jī)的主傳動(dòng)，日本則相反把液壓系統(tǒng)作為主傳動(dòng)，但是兩種模式的基本宗旨都是把機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn)綜合應(yīng)用到一臺(tái)壓力機(jī)上。不少公司(其中不乏知名的大企業(yè))和科研單位在這方面投入了大量人力、財(cái)力，事情本身就足以反映出這項(xiàng)科研開發(fā)項(xiàng)目的重要意義。具有實(shí)用性的樣機(jī)已經(jīng)開發(fā)出來(lái)，但仍需經(jīng)過一段時(shí)間的各種試驗(yàn)并不斷完善。相信在可以預(yù)見的將來(lái)，這種新型壓力機(jī)將會(huì)有產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)，滿足用戶需要。
五、多工位液壓機(jī)技術(shù)
汽車覆蓋件和結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)過程需要沖壓、翻邊、整形、沖孔等多個(gè)沖壓工藝，對(duì)于某些高強(qiáng)鋼板還需要熱成形，以前都是采用單工位壓力設(shè)備分別逐步完成各個(gè)工序，由于設(shè)備分散布置，坯料需要中間輸送，降低了生產(chǎn)效率，增加了占地面積，對(duì)于熱成形工件，中間需要二次加熱，浪費(fèi)能源。
多工位壓力機(jī)是先進(jìn)的壓力機(jī)設(shè)備，是多臺(tái)壓機(jī)的集成，一般由線頭單元、送料機(jī)構(gòu)、壓力機(jī)和線尾部分組成。最快節(jié)拍可達(dá)25次/分以上、可滿足高速自動(dòng)化生產(chǎn)多工位液壓機(jī)結(jié)構(gòu)，如下圖所示，采用整體焊接的框架結(jié)構(gòu)，將多個(gè)液壓缸有序的排列，配合自動(dòng)。上下料技術(shù)可以快速的完成零件從坯料到產(chǎn)品的的沖壓制造。
多工位液壓機(jī)具有如下優(yōu)勢(shì)：
a 多道工序在一臺(tái)液壓機(jī)中不同工位完成，減少液壓機(jī)的數(shù)量，進(jìn)而減少設(shè)備占地面積；
b 減少設(shè)備中間的送料程序和操作人員；
c 提高生產(chǎn)效率；
d 減少投資成本。
六、其他輔助技術(shù)
1、自動(dòng)送料技術(shù)
自動(dòng)送料技術(shù)主要服務(wù)于多工位液壓機(jī)，采用多軸關(guān)節(jié)型機(jī)器人快速吸取工件，完成工件的翻轉(zhuǎn)并準(zhǔn)確將工件放置在下一個(gè)工序。
自動(dòng)送料是自動(dòng)生產(chǎn)線的基本條件之一，由于產(chǎn)品的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、材料物理性能的不同，自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的種類很多。
按照送料機(jī)構(gòu)的的控制方式的不同，一般可分為：機(jī)械式、電氣式、液壓與氣壓式和組合式。一般的送料機(jī)構(gòu)都是根據(jù)某一工況進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，通用性較差，設(shè)計(jì)和維護(hù)都需要專業(yè)技術(shù)人員，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，基于人體關(guān)節(jié)學(xué)而研制的多自由度機(jī)械手得到的迅速發(fā)展，其通用性強(qiáng)，控制精度高，配合圖像處理技術(shù)可以達(dá)到非常高的自動(dòng)化程度，基本上實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。
圖示為愛普生公司研究的6自由度組裝機(jī)器人它可以實(shí)現(xiàn)不同工序之間坯料的快速轉(zhuǎn)移，配合圖像處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能化制造，如檢測(cè)零件質(zhì)量和缺陷。
機(jī)械手 圖像檢測(cè)技術(shù)
2、智能拉深墊技術(shù)
拉深墊是液壓機(jī)的輔助部件，它板材在板材拉深過程提供合適的壓邊力。傳統(tǒng)的拉深過程，拉深墊一般采用液壓式或氣壓式，整個(gè)拉深過程壓邊力恒定，對(duì)于一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和淺拉深工件，基本能滿足要求，但是對(duì)于具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)、非對(duì)稱式零件，恒定壓邊力已經(jīng)不能滿足拉深要求，智能拉深墊技術(shù)因此應(yīng)運(yùn)而生。
分區(qū)域變壓邊力裝置壓邊缸施力點(diǎn)
數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，催生了數(shù)控液壓墊的出現(xiàn)，它可以根據(jù)板料成形工藝要求實(shí)時(shí)控制壓邊力，即各點(diǎn)的壓邊力可以設(shè)置不同值并可對(duì)壓邊力進(jìn)行分段控制。上圖（左）為舒樂公司研制的分區(qū)域變壓邊力拉深墊裝置，可以滿足復(fù)雜零件的拉深成形。上圖（右）為一種液壓驅(qū)動(dòng)的多點(diǎn)變壓拉深墊，可以根據(jù)工件的拉深特性編排壓邊力工藝，該種拉深墊能較好的控制拉深行程的壓邊力大小，保證工件加工質(zhì)量。
1螺母2絲杠3頂出桿4伺服電機(jī)5制動(dòng)器
圖/電動(dòng)伺服式拉深墊
隨著交流伺服電機(jī)的發(fā)展，以伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)拉深墊具有高效率、高精度、智能化和綠色環(huán)保等特點(diǎn)，上圖為一種電動(dòng)伺服式拉深墊，伺服電機(jī)4通過同步帶帶動(dòng)絲杠2轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母1將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為項(xiàng)冠的上下運(yùn)動(dòng)。由于取消了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，其控制精度和傳動(dòng)效率大大提高，與液壓和氣壓墊相比，電動(dòng)伺服式拉深墊具有更高的可控性和更小的空間以及綠色環(huán)保節(jié)能優(yōu)點(diǎn)。
結(jié)論
從前面的分析中可以看出，智能化與綠色節(jié)能化是未來(lái)液壓機(jī)的兩大發(fā)展主題，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的與液壓泵、液壓閥以及拉深墊等部件的結(jié)合，提高了液壓機(jī)的控制精度和響應(yīng)速度，降低了成本和能耗，新型液壓器件、水壓技術(shù)、節(jié)能型液壓系統(tǒng)、集成化技術(shù)以及機(jī)械液壓復(fù)合驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用都將使傳統(tǒng)的液壓技術(shù)擺脫高能耗缺點(diǎn)，朝著綠色節(jié)能化方向發(fā)展?，F(xiàn)代液壓技術(shù)的發(fā)展已不單單依賴于液壓行業(yè)自身的發(fā)展，它包含多個(gè)學(xué)科的協(xié)同發(fā)展，未來(lái)液壓機(jī)的發(fā)展要更多的依賴于材料學(xué)、電機(jī)學(xué)、控制學(xué)等多個(gè)學(xué)科的技術(shù)融合，這個(gè)給傳統(tǒng)的液壓技術(shù)注入了新的血液。
