欧瑞注塑机伺服系统在注塑机上的应用

对于塑料制品行业来说，电耗是其生产成本的主要部分，而注塑机是塑料制品厂的主要能耗设备之一，因此降低注塑机的能耗、提高生产效率成为注塑行业降低成本、提高产品竞争力的有效途径。

目前绝大多数的注塑机都属于液压传动注塑机，液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供。在注塑周期的过程中，注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同，必须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所须的流量和压力。液压系统的负荷变化很大，传统注塑机采用定量泵，不能调节输出转速和功率，因此多余的能量只能在挡板、油路泄露、油的温升中消耗掉。这样既加剧了各种阀门的磨损，又造成油温过高，电机噪音过大，以及机械寿命缩短等现象。并且通常在设计中，用户油泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，造成电能的大量浪费。因此伺服系统在注塑机上的应用，对于减少能源浪费提高生产效率具有重要意义。

SDZ10系列注塑机专用交流伺服系统是欧瑞传动自主研发，具有完全自主知识产权的高性能伺服驱动系统。SDZ10系列伺服驱动器采用32位高性能的数字信号处理器（DSP），具有电压利用率高、功率因数高、动态响应速度快、控制精度高、噪音低等特点。其液压能耗要比比传统注塑机节能40~90%。

二、伺服系统的节能原理

1、伺服节能

在同样的油泵和同样的系统压力下，油泵的输出功率跟电机转速、转矩完全成正比例。传统注塑机使用额定转速1500转的4极电机，输出转速不可调节。如果改成可控制的伺服系统，可以完全根据系统当前的流量要求进行速度控制，根据当前的压力要求控制转矩输出。比如：注塑机系统使用64cc的油泵，系统最大压力要求175bar，此时传统油泵的输出功率约为28kw。改用伺服系统，如果在熔胶动作下系统要求50%的系统压力和50%的熔胶速度，此时的输出功率就会变为7KW左右，省电75%。

2、动态功率因数补偿节能

普通定量泵注塑机的功率因数较低一般在0.6~0.8之间，而使用伺服系统以后，由于伺服内部滤波电容的作用，使得功率因数提高到0.9以上，从而减少了无功损耗，增大了电网的有功功率。

3、软启动节能
    普通注塑机，由于电机为直接启动或Y/△启动，启动电流等于(3-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对设备的使用寿命极为不利。而使用伺服系统后，利用伺服驱动的电流控制特性，将使启动电流从零开始，最大值也不超过系统最大压力要求的电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和模具的使用寿命。

三、注塑机节能改造原理

1、注塑机成型的工艺过程

注塑机主要用于热塑性塑料的成型加工。注塑机成型工艺是一个按照预定的周期性动作过程，即以锁模－－射嘴前进－－射胶－－保压—熔胶、冷却－－开模－－顶出制品－－顶杆退回—锁模等加工工序达到某件产品成型。注塑机通常采用液压传动，其结构包含注射装置、开合模装置、液压传动装置和电气控制装置，后者的作用是保证注塑机按工艺过程以预定每个工序的要求（压力、流量、温度、时间、位置）和动作程序准确有效地工作。

在传统的注塑机中，液压传动装置主要由油泵、液压控制阀、压力电磁比例阀、流量电磁比例阀、各种不同的动作油缸、油泵电机及其它液压附件和管道组成，其中，油泵是定量油泵，电动机通常提供额定功率和转速，油泵将电动机所输入的机械能转变为压力能，然后向液压系统的液压元件输送具有一定压力和流量的液压油，满足液压执行机构驱动负载所需能量的要求。

2、伺服系统的控制系统

以欧瑞传动电气有限公司的SDZ10系列注塑机专用伺服系统举例说明改造过程：首先要把原系统的普通异步电机和定量油泵换为伺服电机以及内齿轮啮合泵，在油泵输出直通管路里增加压力变送器，去掉原系统的比例压力阀比例流量阀以及相应的放大板。从注塑机的电脑控制里取出压力给定和流量给定的模拟信号，经过综合处理转变为0-10VDC的模拟电压信号，直接加在欧瑞伺服驱动器的系统压力给定信号和系统流量给定信号的输入端；将油泵出口的压力传感器接入伺服的压力反馈信号端口。伺服系统通过接入的压力和流量信号进行PI调节，改变伺服电机的输出转矩和转速，从而改变油泵电机的输出流量Qt和压力p，以满足注塑机在各个工序中所需的油压大小和流量速度。

注塑机伺服系统的控制系统方框图如下

SDZ10伺服控制端子接线

四﹑应用实例

五、注塑机节能改造的注意事项

六、结束语

注塑机改造伺服系统其节电效果显著，平均节电率能达60%，且系统起压快，运行可靠平稳，保护功能强，同步控制准确，操作简单方便。既能够满足注塑成型工艺要求，稳定了产品质量和产量，又减少了设备维护费用，为用户创造了良好的经济效益。因此，伺服系统值得在注塑行业中推广应用。

参考文献：略