一、注塑機原理與工藝介紹

 

注塑機是一種專(zhuān)用的塑料成型機械。它利用塑料的熱塑性，經(jīng)適當加熱熔化后，加高壓快速流入模,經(jīng)一定時(shí)間保壓、冷卻，成為各種型材和塑料制品。

 

注塑機的一個(gè)工作循環(huán)包括如下運作：

 

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

(2）注射臺前移：噴嘴與模具緊貼；

(3）注射：注射螺桿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(guò)此動(dòng)作，使模腔內的塑料制品冷卻成形；

(5）預塑：傳統上應用液壓馬達驅動(dòng)螺桿并后退，料斗中加入的塑料粒子被前推進(jìn)行預塑。螺桿后退到預定位置，停止轉動(dòng)，準備下一次注射；

(6）注射臺后退，開(kāi)模；

(7）頂出制品。

 

液壓系統通過(guò)油泵和不同閥門(mén)的配合產(chǎn)生壓力和流量，提供油缸和液壓馬達所要求的推動(dòng)力和移動(dòng)速度。

 

二、注塑機常見(jiàn)方案對比

 

 1、傳統注塑機系統方案： 

 

傳統定量泵注塑機是采用定量泵供油的，注塑過(guò)程的各個(gè)動(dòng)作對速度、壓力的要求不一樣，它是通過(guò)注塑機的比例閥采用溢流調節的方式將多余的油旁路流回油箱，在整個(gè)過(guò)程中，馬達的轉速是不變的，故供油量也是固定的，而由于執行動(dòng)作是間隙性的，也并不可能是滿(mǎn)負載的，因此定量供油浪費了很大的能量。

 

變量泵注塑機在馬達轉速不變的情況下，根據壓力、流量的變化改變液壓泵排量，同時(shí)電機負載也會(huì )隨著(zhù)排量而改變。如果忽略機械能到液壓能轉換過(guò)程中的能量損失，則可近似認為油泵的輸出功率與電機的輸出轉矩與電機轉速成正比。所以變量泵比定量泵方案要節省能量。

 

2、變頻改造方案：

 

此方案將控制比例流量閥的電流/壓力信號同時(shí)輸入給變頻器的模擬量輸入端，通過(guò)控制油泵電機的轉速，油泵的實(shí)際流量正比于電機的轉速，油泵的功率因此也正比于電機的轉速，起到了節能的目的。其系統方案圖所圖1所示。根據塑料制品和工藝要求的不同，其節能效果從35%至70%的范圍內不等。

 

圖1 注塑機變頻改造方案系統圖

 

3、伺服改造方案：

 

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

 

系統方案如圖2所示：

 

圖2注塑機伺服油泵方案

 

伺服驅動(dòng)方案與普通變頻異步電機驅動(dòng)方案相比，具有節能率高、效率高、成品率高等優(yōu)點(diǎn)。伺服驅動(dòng)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系統方案，以CA500系列重載型伺服驅動(dòng)器為伺服電機控制平臺，搭配電液注塑伺服專(zhuān)用適配卡和旋變適配卡，與同步電機組成伺服閉環(huán)控制系統。

 

圖4 伺服系統電氣配線(xiàn)圖

 

四方伺服注塑機方案特點(diǎn)：

 

1、基于大裕量硬件平臺設計，可120%重載長(cháng)期運行，過(guò)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全系列全系列內置制動(dòng)單元，用戶(hù)可按需配置制動(dòng)電阻實(shí)現快速制動(dòng)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(yōu)異的伺服電機控制算法，可以驅動(dòng)行業(yè)通用的同步電機；

6、優(yōu)異的伺服電機控制算法，發(fā)揮伺服電機快速響應特性；

7、八段專(zhuān)用PID模塊，高精度高響應油壓控制，壓力波動(dòng)低于±0.5bar；

 

四、小結

 

本文介紹了一種基于四方CA500系列重載型伺服驅動(dòng)器的注塑機伺服驅動(dòng)系統，該方案具有高效的節電功能，其節電率能達40~90%，且系統響應快，運行穩定可靠，保護功能強大，操作簡(jiǎn)單方便。既能夠滿(mǎn)足注塑成型工藝要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，又減少了設備維護費用，為用戶(hù)創(chuàng )造了良好的經(jīng)濟效益。目前已成功應用于多個(gè)注塑機伺服應用系統。

 

 參考文獻

 

1、《CA500系列系列重載型伺服驅動(dòng)器說(shuō)明書(shū)V1.1》   深圳市四方電氣技術(shù)有限公司

2、《電液伺服專(zhuān)用擴展卡使用說(shuō)明書(shū)V1.2》            深圳市四方電氣技術(shù)有限公司

 

 

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