注塑机伺服改造方案.pdf

注 塑 机 伺 服 改 造 方 案 目录 1 传统注塑机伺服节能改造的必要性和可行性 2 传统定量泵注塑机原理和伺服液压驱动系统原理及性能优 点 3.伺服液压驱动系统与异步伺服和变量泵系统的性能对比 4 伺服液压驱动系统的组成 5 注塑机伺服改造项目的实施过程和改造条件 6 注塑机伺服改造后的机器性能 7 伺服液压驱动系统改造实例 2 / 14 一 传统注塑机伺服节能改造的必要性和可行性 现代注塑生产企业属于劳动密集型与技术密集型的结合，半手 工，半自动化生产模式。由于国情的特殊性，我国逐渐变成世 界少有的产品加工大国，世界工厂的概念愈加显著。注塑业已 进入了一个完全的微利时代。降低成本，保证品质，开发新品 是微利时代赢得市场的唯一出路，也是企业从市场降价风暴中 脱颖而出的最佳时机。注塑是一种工业产品生产造型的方法。 产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑机是将热性塑料或热 固材料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成 型设备。注塑通常由注射系统，合模系统，液压传动系统，电 气控制系统，润滑系统，加热及冷却系统，安全监测系统等组 成。注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇，然而在注塑产品 的成本构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的 需求，普通注塑机油泵电机存在较大的损耗，因而极具节能潜 力。根据统计，整个注塑机的能耗过程中电机的耗电量占整个 注塑机耗电量的60%左右。所以想办法降低电机的能耗的就是 降低注塑企业成本非常重要的关键点之一。注塑机的伺服节能 改造对现代注塑企业是非常必要和有益的。现代永磁同步电动 机是一种新型电机，效率更高，性能不断提高，价格不断下降， 已经更多的应用在了工业系统上。永磁同步电机及其伺服控制 理论和技术的发展为我们提供理想的注塑机节能改造方案。 3 / 14 二 传统定量泵注塑机原理和伺服液压驱动系统原理及性能优 点 1) 传统的定量泵系统的工作原理是：电机以额定转速带动油 泵工作，给系统提供源源不断的液压动力，而注塑机各个 工作阶段需要的压力和流量是不同的，而电机带动油泵运 转所提供的液压油的能量是注塑机的最高转速液压流量。 传统定量泵注塑机通常在需要改变负载流量和压力时,用阀 门调节,这时输入功率变化不大,大量能量以压力差的形式 损耗在阀门，产生溢流，此过程称高压节流。一个周期工 作过程中, 负载的变化导致系统压力变化比较大,但油泵仍 在工频运行,其供油量是恒定不变的, 多余的液压油经溢流 阀流回油箱,做无用功, 白白地浪费了电能, 多余的能量在回 油箱的过程中,又加大了冷却系统的负载。据统计，根据注 塑机工况的不同，这部分浪费的能量大概在液压系统所需 能量的30%到70%之间。 2) 伺服液压驱动系统是通过根据注塑机电脑板的压力和流量 信号通过专用的注塑卡进行信号转换，变成伺服驱动器可 以接受的给定信号，从而利用注塑机的给定流量信号控制 电机的转速来建立起注塑机油压系统的压力，利用编码器 进行速度的闭环控制，然后再利用压力传感器的反馈信号 和压力给定信号进行比较，反馈给控制器，通过控制器的 4 / 14 PID 快速调节响应，使得压力稳定在给定值，保证了系统压 力的稳定性，从而进行注塑机输出压力的闭环控制。伺服 液压驱动系统可根据注塑机当前的工作状态，如锁模、射 胶、熔胶、开模、顶针等阶段以及压力和流量的设定要求, 自动调节油泵的转速,调节油泵的供油量,使油泵实际供油 里与注塑机实际负载流量在任何工作阶段均能保持一致,使 电机在整个变化的负载范围内的能量消耗达到所需的最小 程度,彻底消除了溢流现象,并确保电机平稳,精确的工作。 3) 伺服液压系统的性能优点 采用伺服液压驱动控制系统, 供油时供等于需 超强 求。冷却时, 电机处于停止状态。电机的输出功 节电 率大大降低, 减少不必要的能耗, 电机节电率在 30% 以上。 采用压力和流量双闭环的伺服液压驱动系统,系