一、注塑機原理與工藝介紹

 

注塑機是一種專用的塑料成型機械。它利用塑料的熱塑性，經適當加熱熔化後，加高壓快速流入模,經一定時間保壓
、冷卻，成為各種型材和塑料製品。

 

注塑機的一個工作循環包括如下運作：

 

(1）鎖合模：模板快速接近定模板，且確認無異物存在時，係統轉為高壓
，將模板鎖合；

(2）注射台前移：噴嘴與模具緊貼
；

(3）注射：注射螺杆以一定的壓力和速度將料筒前端的熔料注入模腔；

(4）保壓
、冷卻：通過此動作，使模腔內的塑料製品冷卻成形；

(5）預塑：傳統上應用液壓馬達驅動螺杆並後退，料鬥中加入的塑料粒子被前推進行預塑。螺杆後退到預定位置，停止轉動，準備下一次注射；

(6）注射台後退
，開模；

(7）頂出製品。

 

液壓係統通過油泵和不同閥門的配合產生壓力和流量
，提供油缸和液壓馬達所要求的推動力和移動速度。

 

二、注塑機常見方案對比

 

 1、傳統注塑機係統方案： 

 

傳統定量泵注塑機是采用定量泵供油的
，注塑過程的各個動作對速度
、壓ya力li的de要yao求qiu不bu一yi樣yang，它ta是shi通tong過guo注zhu塑su機ji的de比bi例li閥fa采cai用yong溢yi流liu調tiao節jie的de方fang式shi將jiang多duo餘yu的de油you旁pang路lu流liu回hui油you箱xiang
，在zai整zheng個ge過guo程cheng中zhong，馬ma達da的de轉zhuan速su是shi不bu變bian的de，故gu供gong油you量liang也ye是shi固gu定ding的de，而er由you於yu執zhi行xing動dong作zuo是shi間jian隙xi性xing的de，也ye並bing不bu可ke能neng是shi滿man負fu載zai的de，因yin此ci定ding量liang供gong油you浪lang費fei了le很hen大da的de能neng量liang。

 

變量泵注塑機在馬達轉速不變的情況下，根據壓力、流(liu)量(liang)的(de)變(bian)化(hua)改(gai)變(bian)液(ye)壓(ya)泵(beng)排(pai)量(liang)
，同(tong)時(shi)電(dian)機(ji)負(fu)載(zai)也(ye)會(hui)隨(sui)著(zhe)排(pai)量(liang)而(er)改(gai)變(bian)。如(ru)果(guo)忽(hu)略(lve)機(ji)械(xie)能(neng)到(dao)液(ye)壓(ya)能(neng)轉(zhuan)換(huan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)能(neng)量(liang)損(sun)失(shi)，則(ze)可(ke)近(jin)似(si)認(ren)為(wei)油(you)泵(beng)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)與(yu)電(dian)機(ji)的(de)輸(shu)出(chu)轉(zhuan)矩(ju)與(yu)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)成(cheng)正(zheng)比(bi)。所(suo)以(yi)變(bian)量(liang)泵(beng)比(bi)定(ding)量(liang)泵(beng)方(fang)案(an)要(yao)節(jie)省(sheng)能(neng)量(liang)。

 

2、變頻改造方案：

 

此方案將控製比例流量閥的電流/壓(ya)力(li)信(xin)號(hao)同(tong)時(shi)輸(shu)入(ru)給(gei)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)模(mo)擬(ni)量(liang)輸(shu)入(ru)端(duan)
，通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)油(you)泵(beng)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)
，油(you)泵(beng)的(de)實(shi)際(ji)流(liu)量(liang)正(zheng)比(bi)於(yu)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)，油(you)泵(beng)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)此(ci)也(ye)正(zheng)比(bi)於(yu)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)，起(qi)到(dao)了(le)節(jie)能(neng)的(de)目(mu)的(de)。其(qi)係(xi)統(tong)方(fang)案(an)圖(tu)所(suo)圖(tu)1所示。根據塑料製品和工藝要求的不同，其節能效果從35%至70%的範圍內不等。

 

圖1 注塑機變頻改造方案係統圖

 

3
、伺服改造方案：

 

伺服改造方案原理與方案2相同，不同之處在於油泵的驅動不一樣。方案2由普通異步電機與變頻器驅動
，而伺服方案中油泵的驅動由永磁同步伺服電機和伺服驅動器組成。

 

係統方案如圖2所示：

 

圖2注塑機伺服油泵方案

 

伺服驅動方案與普通變頻異步電機驅動方案相比，具有節能率高、效率高、成品率高等優點。伺服驅動電機液壓能耗要比傳統注塑機節能40~90%，比變頻器改造注塑機節能20~50%。

 

圖3三種油泵方案節能對比圖

 

三、四方伺服注塑機方案介紹

 

四方注塑機同步伺服油泵係統方案
，以CA500係列重載型伺服驅動器為伺服電機控製平台，搭配電液注塑伺服專用適配卡和旋變適配卡，與同步電機組成伺服閉環控製係統。

 

圖4 伺服係統電氣配線圖

 

四方伺服注塑機方案特點：

 

1、基於大裕量硬件平台設計，可120%重載長期運行，過載能力強；

2、油壓和流量信號可以選擇CAN通信給定和模擬量給定兩種方式
；

3、CA500全係列全係列內置製動單元，用戶可按需配置製動電阻實現快速製動效果；

4
、電液注塑伺服擴展卡搭配標準機型使用，方便安裝、更換和版本升級；

5、優異的伺服電機控製算法，可以驅動行業通用的同步電機；

6、優異的伺服電機控製算法
，發揮伺服電機快速響應特性；

7
、八段專用PID模塊，高精度高響應油壓控製，壓力波動低於±0.5bar；

 

四
、小結

 

本文介紹了一種基於四方CA500係列重載型伺服驅動器的注塑機伺服驅動係統
，該方案具有高效的節電功能，其節電率能達40~90%，且qie係xi統tong響xiang應ying快kuai，運yun行xing穩wen定ding可ke靠kao，保bao護hu功gong能neng強qiang大da，操cao作zuo簡jian單dan方fang便bian。既ji能neng夠gou滿man足zu注zhu塑su成cheng型xing工gong藝yi要yao求qiu，提ti高gao產chan品pin質zhi量liang和he產chan量liang，又you減jian少shao了le設she備bei維wei護hu費fei用yong，為wei用yong戶hu創chuang造zao了le良liang好hao的de經jing濟ji效xiao益yi。目mu前qian已yi成cheng功gong應ying用yong於yu多duo個ge注zhu塑su機ji伺si服fu應ying用yong係xi統tong。

 

 參考文獻

 

1、《CA500係列係列重載型伺服驅動器說明書V1.1》   深圳市四方電氣技術有限公司

2
、《電液伺服專用擴展卡使用說明書V1.2》            深圳市四方電氣技術有限公司

 

 

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