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伺服节能注塑机原理解析
发布时间：
2023-04-12 17:00
来源：
中自数字移动传媒
相比传统的注塑机，伺服节能注塑机配备了高性能的伺服变速动力控制系统，成功实现了对注塑机能量需求的更佳匹配和自动调整，实现了30%~80%的节电效果。同时，该设备还显著缩短了系统的运行周期，并提高了设备的生产率和可靠性，延长了设备的使用寿命。
据介绍伺服节能注塑机在保留传统注塑机原有的优异功能之外，又配备了高性能的伺服变速动力控制系统，通过使用交流伺服驱动替代传统的液压、直流、步进和BD变频调速驱动，使动态响应和转矩密度得到了进一步提高，并显著缩短了系统的运行周期，提高了设备的生产率和可靠性，延长了设备的使用寿命。
在整个注塑机的成型过程中，通过对不同的压力流量进行相应的频率输出，并对压力流量进行精确的闭环控制，成功实现了伺服电机对注塑机能量需求的更佳匹配和自动调整。由于整合了传统液压注塑机与全电动注塑机的优点，伺服节能注塑机在市场上得到广大客户的青睐。针对其之所以深受客户欢迎，本文将重点对这种新型的伺服节能型注塑机进行详细介绍。
传统注塑机与伺服节能注塑机动力控制系统的比较
众所周知，传统的注塑机是以普通电动机带动定量泵进行工作的，其工作原理（如图1所示）是：电动机带动油泵从油箱中吸油并加压输出，并通过各种控制阀控制油的压力、流量和方向，以保证设备能够以一定的力(或扭矩)和速度按所要求的方向进行运动，从而实现注塑成型的各个过程。但是，在这一过程中，由于注塑机油泵的速度不可调，多余的油只能通过溢流排入油箱，从而产生热量和能量的浪费。
传统注塑机的工作原理
相比之下，伺服节能系统将注塑机的动力系统划分为6大要素，即伺服电机、编码器、齿轮泵、伺服驱动器、压力传感器和驱动控制模块。其中，驱动控制模块是区别于传统注塑机的关键和核心所在。
1.伺服驱动器接受由注塑机控制器发出的压力(P)和流量(Q)指令，并将其转换为转速指令传递给伺服电机。伺服电机带动齿轮泵旋转，而齿轮泵则按指令输出压力流量，同时压力传感器采集系统压力信息，并反馈至伺服驱动器，伺服电机则将转速信息反馈给伺服驱动器。随后，伺服驱动器通过转换将实际的压力和流量信息反馈给注塑机控制器。通过对比实际流量、压力与指令流量、压力的情况，注塑机控制器适时调整指令流量和压力，从而实现闭环控制。
2.伺服系统的响应速度可达到0.03ms，远大于变量泵0.3ms的响应速度，从而显著提升控制精度。
3.该系统的另一个设计关键点是，为注塑机选择了合适的伺服系统。在这里，此款注塑机改变了注塑机动力配置的设计方法：直接从制品要求出发来选择注塑机的动力配置，并将注塑成型的每一个步骤需要列出压力、流量和时间要求，以此计算出各个步骤实际所需的功率，再计算出整个周期的功率，从而确定所选的伺服动力配置。这样做的好处是，从各个步骤的细节上强化和明确了动力要求，使其不但满足制品的生产要求，而且刚好能够完全满足生产要求，从而从源头开始控制能源浪费，达到节能效果。
节能的基本原理
注塑机的电能消耗主要来自于电机油泵。对于传统的注塑机，其油泵电机处于全速运转，即使在不需要油压的情况下，电动机仍处于额定转速的空转状态，消耗电能。相比之下，新型注塑机节能控制系统则实现了油泵电机的变速控制，通过同步跟踪压力和流量情况成功实现对不同阶段的不同转速控制，从而达到节电目的。也就是说，通过伺服控制器调整油泵电机的转速，改变油泵的输出功率，使其能够根据合模、射胶、保压、冷却和开模等不同工艺阶段输出相应的信号，通过控制驱动器以及控制油泵的输出，将注塑过程中多余的能量节省下来。
作为一个高响应的闭环系统，整个系统的节电效果非常显著。根据生产产品的不同，该系统可实现30%~80%的节电效果，而且产品壁厚越厚、冷却时间越长，越省电。
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