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伺服驅動器在電液伺服注塑機上的應用

發(fā)布時間:2021-04-14 責任編輯:wenwei

【導讀】注塑機是一種專用的塑料成型機械。它利用塑料的熱塑性,經適當加熱熔化后,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制品。
 
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,經適當加熱熔化后,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制品。
 
注塑機的一個工作循環(huán)包括如下運作:
 
(1)鎖合模:模板快速接近定模板,且確認無異物存在時,系統(tǒng)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:通過此動作,使模腔內的塑料制品冷卻成形;
(5)預塑:傳統(tǒng)上應用液壓馬達驅動螺桿并后退,料斗中加入的塑料粒子被前推進行預塑。螺桿后退到預定位置,停止轉動,準備下一次注射;
(6)注射臺后退,開模;
(7)頂出制品。
 
液壓系統(tǒng)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(tǒng)注塑機系統(tǒng)方案: 
 
傳統(tǒng)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、壓力的要求不一樣,它是通過注塑機的比例閥采用溢流調節(jié)的方式將多余的油旁路流回油箱,在整個過程中,馬達的轉速是不變的,故供油量也是固定的,而由于執(zhí)行動作是間隙性的,也并不可能是滿負載的,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(jù)壓力、流量的變化改變液壓泵排量,同時電機負載也會隨著排量而改變。如果忽略機械能到液壓能轉換過程中的能量損失,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(jié)省能量。
 
2、變頻改造方案:
 
此方案將控制比例流量閥的電流/壓力信號同時輸入給變頻器的模擬量輸入端,通過控制油泵電機的轉速,油泵的實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(jié)能的目的。其系統(tǒng)方案圖所圖1所示。根據(jù)塑料制品和工藝要求的不同,其節(jié)能效果從35%至70%的范圍內不等。
 
伺服驅動器在電液伺服注塑機上的應用
圖1 注塑機變頻改造方案系統(tǒng)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。
 
系統(tǒng)方案如圖2所示:
 
伺服驅動器在電液伺服注塑機上的應用
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(jié)能率高、效率高、成品率高等優(yōu)點。伺服驅動電機液壓能耗要比傳統(tǒng)注塑機節(jié)能40~90%,比變頻器改造注塑機節(jié)能20~50%。
 
伺服驅動器在電液伺服注塑機上的應用
圖3三種油泵方案節(jié)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(tǒng)方案,以CA500系列重載型伺服驅動器為伺服電機控制平臺,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(huán)控制系統(tǒng)。
 
伺服驅動器在電液伺服注塑機上的應用
圖4 伺服系統(tǒng)電氣配線圖
 
四方伺服注塑機方案特點:
 
1、基于大裕量硬件平臺設計,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全系列全系列內置制動單元,用戶可按需配置制動電阻實現(xiàn)快速制動效果;
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(yōu)異的伺服電機控制算法,可以驅動行業(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、八段專用PID模塊,高精度高響應油壓控制,壓力波動低于±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器的注塑機伺服驅動系統(tǒng),該方案具有高效的節(jié)電功能,其節(jié)電率能達40~90%,且系統(tǒng)響應快,運行穩(wěn)定可靠,保護功能強大,操作簡單方便。既能夠滿足注塑成型工藝要求,提高產品質量和產量,又減少了設備維護費用,為用戶創(chuàng)造了良好的經濟效益。目前已成功應用于多個注塑機伺服應用系統(tǒng)。
 
 參考文獻
 
1、《CA500系列系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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