前言

机械压力机是运用最广的锻压机床，数量占全部锻压机械的80%以上，广泛应用于汽车制造、家用电器制造和电子信息装备制造等国家支柱产业。据2000年统计，机械压力机的国内保有量就已经超过100万台。

传统机械压力机采用感应电动机驱动，传动链有巨大的飞轮，用离合器-制动器控制，结构复杂、体积庞大，工作特性无法改变，能效仅为20%左右，不能适应现代智能化、绿色环保的生产要求。长期以来，人们一直在寻求解决办法，但由于技术的限制，锻压装备领域这一老大难问题一直得不到解决，机械压力机的传动模式一百余年来没有根本的变化。

重载交流伺服驱动技术的出现为改变这一局面带来了契机，它具有柔性化、智能化、节能环保等特点，正引发传统成形装备领域的一场革命，成为世界成形装备技术的最新发展方向，伺服机械压力机为其中最典型的代表。新型伺服机械压力机采用大功率交流伺服电动机驱动，去除了飞轮、离合器和制动器，不但使传统粗大笨重的压力机“瘦身”，而且滑块运动可以编程控制，性能柔性可调、能大幅节能。伺服机械压力机技术起源于日本，商品化产品在世纪之交才问世，虽只有20年历史，但发展十分迅猛，日本、德国等国的主要锻压装备制造厂家均把伺服机械压力机作为主要发展方向，已制订了相应的行业标准。

我国锻压装备制造行业紧跟世界潮流，纷纷开展这一新技术的研究和产品开发，国内诸多重点高校从21世纪初期就开展了相关技术研究，2009年“大型伺服机械压力机”正式列入国家重大科技专项，包括济南二机床集团有限公司等国内各主要锻压机床制造厂家都开展了伺服机械压力机新产品的开发。广汽丰田汽车有限公司（简称广汽丰田）、广汽本田汽车有限公司（简称广汽本田）、上汽大众汽车有限公司（简称上汽大众）、东风汽车有限公司载重车公司和奇瑞汽车股份有限公司等国内知名汽车制造厂家近年来纷纷引进了大型伺服机械压力机生产线，提高了生产率和产品质量，降低了能耗和噪声污染，提高了自动化、智能化水平，改变了锻压生产面貌。

对于正进行伺服机械压力机新产品开发的人员而言，由于新设备与传统压力机的设计、驱动和控制原理有极大的不同，亟须有可借鉴的设计理论和方法；而对广大新设备的使用者而言，迫切需要详细的技术资料，帮助他们更深入地了解设备的工作原理、设计和控制方法，尤其是如何充分利用新设备性能可控的优势，开发出最合适的锻压新工艺，充分发挥出新设备的潜力。

作者所在的科研团队在21世纪初即开始了这一技术的研究，近二十年来，在伺服机械压力机的设计、控制、数值模拟、能量回收、工艺开发和性能试验等方面进行了探索，取得了一些初步成果。与企业合作，先后开发了1100 kN、4000 kN 伺服机械压力机，以及630 kN伺服螺旋精压机、2250 kN伺服液压机，并完成了8000 kN压铸机的伺服化改造。

鉴于国内目前尚无一本伺服机械压力机专著，本着抛砖引玉的精神，作者在团队十多年研究开发工作的基础上，写作了这本专著，以期将我们在此领域的研究心得体会奉献出来，供大家参考借鉴。若能对读者有所帮助，作者将感到莫大欣慰。

全书共8章，主线为：背景-核心技术问题-应用。首先介绍伺服机械压力机产生的背景、发展概况和目前的发展趋势；然后叙述传动系统、驱动控制系统的设计方法。为解决复杂多连杆机构的设计分析难点，弥补计算机优化设计的不足，提出了“分解分析”“偏置设计”和“错峰设计”等方法。专门用一章介绍了课题组最新开发的一种串联非同步双伺服输入压力机。书中还叙述了基于伺服机械压力机的成形工艺编程原理及工艺库的概念，提供了课题组所做的若干伺服成形装备的测试试验。最后介绍了国内外一些典型的伺服成形技术应用实例。

全书由孙友松教授主持制订编写大纲和统稿，负责第1章、第2章、第6章、第8章的部分内容，以及3.1、3.2、3.6和7.4节内容的撰写；胡建国副教授负责第2章的计算机仿真计算、第4章、第5章，以及3.3、3.4、7.1和7.2节内容的撰写；程永奇副教授负责3.5、7.3节和第8章部分内容的撰写。

作者在此特别感谢研究团队的魏良模副教授和章争荣教授。魏良模副教授花费大量时间数次审阅文稿，尤其对第2章和第3章的内容提出了许多建设性的意见。章争荣教授在团队中最早提出串联非同步双伺服驱动的思想并在这方面做了大量工作。郑洪波博士、冼灿标硕士完成了液压伺服直驱的研究工作。林怡青教授、李大红副教授、曾文曲教授和朱新榕副教授在机构设计方面提供了诸多指导。团队的刘伟高级工程师、潘晓涛副教授、黎勉高级工程师，以及研究生魏航、史国亮、肖阳、方雅、何寄平、陈辉、张瑛、刘艳和周先辉等同志在研究开发过程中做出了诸多贡献。广东锻压机床厂有限公司和广东宏兴机械有限公司在研究中提供了全面的合作和支持，在此一并表示衷心的感谢！

尽管作者研究团队多年从事伺服成形装备的研究工作，但对这项新技术尚处于认识过程之中，尤其此项技术涉及材料加工、机械、电机、自动控制和计算机等多个领域，限于作者的知识面和水平，书中难免有片面和错误之处，诚恳地希望读者批评指正。

作者