松岗注塑机伺服改造可行性分析报告 一、现况及改造原因 &发展伺服注塑机目的：节约资源、降低成本、提升品质、改善工况！ &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的构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的需求，传统的注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量比例高达80%-90%。随着能源问题日益受到重视，节约能源变得越来越重要，设计与制造新一代&节能型&注塑机，就成为迫切需要关注和解决的问题。 &在注塑机节能问题上目前存在两个主要的解决方案，即全电动式和电动&液压混合式，各自主要特点如下： &松岗伺服电机的可行性1、全电动式注塑机有一系列优点，特别是在环保和节能方面的优势，节电最大可以达到80%，另外，由于使用伺服电机注射控制精度较高，转速也较稳定，还可以多级调节。但全电动式注塑机在使用寿命上不如全液压式注塑机，价格是全液压式注塑机的8-10倍，国内厂家目前在全电动式机型上还缺乏成熟的技术和使用经验，市场上仍以日系设备为主。 &2、电动&液压式注塑机是集液压和电驱动于一体的新型注塑机，它融合了全液压式注塑机的高性能和全电动式的节能优点，使用寿命上相当于全液压式注塑机，价格是全液压式注塑机的1.2-1.5倍，这种电动-液压相结合的节能型注塑机已成为国内注塑机技术发展的一个主导方向。 &二、性能比较 &注塑机的工艺过程一般分为合模、锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、松模、开模、取出等几个阶段，各个阶段需要不同的压力和流量。对于油泵马达而言，注塑过程的负载总是处于变化状态，在定量泵的液压系统中，油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程称为高压节流，据统计由高压节流造成的能量损失高达36%-68%。 &目前主要的节能技术为变频节能技术，但变频节能技术仍有它的明显缺点，即：由于变频控制时电机响应速度限制，使得设备的生产效率有所降低；同时变频器控制电机低速运行时输出力矩不足，因而不能稳定工作在更低的转速下，使得节能效果大受影响。是否&&有更好的产品和技术能够满足用户更高的要求呢？其实，在一些技术交流会和行业媒体上，很多有识之士已经提到将伺服永磁同步电机应用于注塑机上。 &由于交流伺服具有杰出的速度、力矩控制特性，使伺服式油电混合节能注塑机在不同工作阶段都具备了变频系统所不具备的崭新特点，简述如下表： &合模、锁模阶段： &动作要求：合模动作尽可能快速动作，在模具到位时立即停止，防止模具到位时撞模，并且在模具移动时如出现异物卡模时及时停止移动。 &机型 &动作的实现 &能量消耗分析 &传统油压机 &采用调节阀门，部分流量进入开合模油缸推动锁模动作，其余流量经节流阀回流 &异步电机带动油泵以亚同步速转动，合模动作消耗部分流量，回流部分能量为浪费的能量 &变频式电液混合节能型 &变频器调节油泵的速度，油泵电机以适当的速度供油，流量回流很少 &锁模阶段油压较大而需要流量较少，但变频系统较难在低速下（10-20Hz以下）稳定运行，此阶段势必需要加大溢流，带来能量损耗。 &伺服式电液混合节能型 &伺服器调节油泵速度，供油速度等于推动合模油缸所需要的油量，完全没有溢流，并且可以精确控制合模动作的行程距离，在到位后自动实现锁模。在合模的过程中，伺服系统工作于带力矩限制的速度闭环控制模式，如果出现异物卡住模具导致阻力非正常增加时，电机会自动停止运行 &合模移动中电机效率可达85%以上，锁模阶段电机速度接近零速而最大出力不减，功率消耗最小。 &&&射胶阶段： &&动作要求：匀速射出，速度精度高，射出量精确控制，射满模腔后立即转为压力控制进入保压过程 &机型 &动作的实现 &能量消耗分析 &传统油压机 &采用调节阀门，部分流量进入射胶油缸推动射胶动作，其余流量经节流阀回流 &异步电机带动油泵以亚同步速转动，射胶动作消耗部分流量，回流部分能量为浪费的能量。由于射胶动作对压力和速度都有要求，因而电机负载较重，从电网取用功率很大，能量损失也比较大。 &变频式电液混合节能型 &变频器调节油泵的速度，采用多段速度控制，在不同的阶段，油泵电机以适当的速度供油，流量回流很少 &高速射胶阶段需要流量较大而且油压较大，溢流压力大流量小。此阶段能量消耗大，损耗较小。低速射胶阶段需要流量较小而且油压较大，溢流压力和流量都比较大。此阶段损耗较大。 &伺服式电液混合节能型 &伺服器调节油泵速度，速度调节可以脱离&多段速度&的思路，实现速度平滑给定控制。供油速度等于推动射胶动作所需要的油量，完全没有溢流，并且可以方便、精确控制射胶动作的行程距离。 &射胶阶段中电机效率可达90%以上，由于效率高并且没有溢流，所以此阶段能量消耗较大，但没有多余的消耗。 &&&保压阶段： &动作要求：恒定压力控制，确保产品成型密度一致 &机型 &动作的实现 &能量消耗分析 &传统油压机 &控制高压节流阀调节压力，实现恒压控制 &异步电机带动油泵以亚同步速转动，所有流量均经节流阀回流。此&&&&时所需油压很大，电机从电网的取用功率很大，并且所有能量都被浪费 &变频式电液混合节能型 &变频器调节油泵的速度到能够输出所需出力的最低速度，大压力低速供油，所有流量全部经溢流阀回流。由于变频器低速运行性能欠佳，所以压力波动较大 &保压阶段需要的压力较大，由于变频器难以做到零速满力矩稳定运行，所以需要运行于较低转速（如10-20Hz以下），所有流量全部溢流。此阶段系统能量消耗不大，但全部为损耗。 &伺服式电液混合节能型 &伺服器调节油泵速度至接近零速，并且转入力矩控制，精确保持压力 &此时电机输出力矩较大，但转速接近零速，所以几乎不输出功率，从电网取用的功率仅几百瓦。 &&&熔胶、冷却阶段： &动作要求：熔胶时进行速度控制，要求尽可能较快地将射台推出至适当的位置，同时螺杆将足够量的熔胶推出至射口处，并且要求射台推出时有一定的背压。为节省时间，熔胶与冷却一般同时进行，但如果冷却时间较长，会出现熔胶结束后仍需等待冷却的空等时间。 &机型 &动作的实现 &能量消耗分析 &传统油压机 &采用调节阀门，部分流量进入液压马达驱动螺杆，部分进入射胶油缸推动射台回程动作，其余流量经节流阀回流 &异步电机带动油泵以亚同步速转动，在熔胶阶段溢流较少，此时功率消耗较大，能量损失较少。但在&空等&时段，所有流量均经节流阀回流，功率消耗较大，所有能量都被浪费 &变频式电液混合节能型 &变频器调节油泵的速度至适当的供油速度，部分流量经溢流阀回流并由溢流阀调节压力。 &熔胶阶段需要流量和压力都较大，此时功率消耗较大，小部分流量溢流，能量损失较小。但到达&空等&时段，运动系统需要的流量为零，&&&&由于变频器难以做到零速满力矩稳定运行，所以需要运行于较低转速（如10-20Hz以下），所有流量全部溢流。此阶段系统能量消不大，但全部为损耗。 &伺服式电液混合节能型 &伺服器调节油泵速度至最佳速度，精确控制射台和螺杆速度。 &熔胶阶段需要流量和压力都较大，此时功率消耗较大，但实际效率接近90%，功率损耗很小。在到达&空等&时段时，运动系统需要的净流量为零，伺服器调节油泵速度至接近零速，并且转入力矩控制，稳定保持压力。此时电机输出力矩较大，但转速接近零速，所以几乎不输出功率，从电网取用的功率仅几百瓦。 &&&松模、开模阶段： &动作要求：快速打开模具，动作快捷到位 &机型 &动作的实现 &能量消耗分析 &传统油压机 &采用调节阀门，部分流量进入开合模油缸推动松模、开模动作，其余流量经节流阀回流 &异步电机带动油泵以亚同步速转动，此阶段功率消耗较大，能量浪费较小 &变频式电液混合节能型 &变频器调节油泵的速度至适当的供油速度推动松模、开模动作，部分流量经溢流阀回流。 &此阶段需要流量和压力都较大，此时功率消耗较大，小部分流量溢流，能量损失较小。 &伺服式电液混合节能型 &伺服器调节油泵速度至最佳速度，快速控制松模、开模动作。 &此阶段需要流量和压力都较大，此时功率消耗较大，实际效率接近90%，功率损耗很小。 &&&&&0锁模120100合模冷却熔胶射胶保压开模取出消耗功率（%）工作循环时间（秒）普通油压机变频型油电混合伺服型油电混合松模&能量消耗图 &采用伺服系统对油泵进行控制时，除了上表中列出的节能特点外，由于伺服能快速响应所给定的控制信号，并且能够在速度控制和力矩控制之间灵活地切换以实现运动控制或油压控制，所以工作周期也能有所缩短，注塑成品质量也有所提高。合理的供油量控制更减轻了冷却系统的负荷和功率损耗。 &三、优 点 &1、节能 &采用伺服系统的注塑机，系统压力、流量双闭环，液压系统按照实际需要的流量和压力来供油，克服了普通定量泵系统高压溢流产生的高能耗，在预塑、合模、射胶等高流量工作阶段电机按照设定的转速工作，在保压、冷却等低流量工作阶段降低了电机转速，油泵电机实际能耗降低了50%--80%； &2、响应迅速，生产效率高 &伺服系统响应速度快，压力上升时间和流量上升时间快至30ms，提高了液压系统的响应速度，减少了动作转换时间，加快了整机的运行节拍； &注塑机液压系统自动运行时，当有阀门打开时，系统压力会瞬间下降，伺服系统可以在30ms以内迅速补充油量，恢复压力至设定值； &3、压力稳定精密 &伺服系统调节能力强，压力闭环控制模式使系统压力非常稳定，压力波动量低于&0.5bar，提高了塑料产品的成型质量； &&伺服系统还可以按照电脑设定的任意压力、流量曲线运行，为开发各种塑料产品的成型工艺创造了条件； &4、重复精度高、省料 &伺服系统采用闭环转速控制，射台运动位置重复精度高，生产出的产品精度高，一致性好；克服了普通异步电机定量泵系统由于电网电压、频率等变化会带来转速变化，进而引起流量变化，使注塑产品成品率降低的缺点； &5、油温温升低 &&注塑机工作由开机至进入稳态油温上升8℃-10℃，室温35℃下无需冷却水， &冷却器的用量也大为减少，延长了整机特别是液压油、液压易损件（如油封）的寿 &命； &6、噪声低 &液压系统的噪声在65dB以内，改善了操作机器的现场环境； &四、总结： &将普通注塑机改造为伺服注塑机，虽然需要一定程度的投入，但是此种新型注塑机在节约资源、降低成本、性能提升、改善工况方面都有较大优势；随着伺服技术已经成熟，伺服系统的价格下调及大家对伺服注塑机认识的深入，发展伺服注塑机乃必然趋势！
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查看此供货商的企业资讯　　根据预塑加料前后注座是否后退，即喷嘴是否离开模具，注塑机一般设有三种选择。
　　（1）固定加料：预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具，注座也不移动。
　　（2）前加料：喷嘴顶着模具进行预塑加料，预塑完毕，注座后退，喷嘴离开模具。选择这种方式的目的是：预塑时利用模具注射孔抵住喷嘴，避免熔料在背压较高时从喷嘴流出，预塑后可以避免喷嘴和模具长时间接触而产生热量传递，影响它们各自温度的相对稳定。
　　（3）后加料：注射完成后，注座后退，喷嘴离开模具然后预塑，预塑完注座前进。该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料，由于喷嘴与模具接触时间短，避免了热量的流失，也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。
　　注射结束、冷却计时器计时完毕后，预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融料挤送到螺杆头前面。由于螺杆前端单向阀的作用，熔融塑料积存在机筒的前端，将螺杆向后迫退。当螺杆退到预定的位置时（此位置由行程开关确定，控制螺杆后退的距离，实现定量加料），预塑停止，螺杆停止转动。紧接着是倒缩动作，倒缩即螺杆做微量的轴向后退，此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除，克服由于机筒内外压力的
　　一般注塑机既可手动操作，也可以半自动和全自动操作。
　　手动操作是在一个生产周期中，每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。一般在试机调模时才选用。
　　半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作，但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门，取下工件，再关上安全门，机器方可以继续下一个周期的生产。
　　全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意，如需要全自动工作，则（1）中途不要打开安全门，否则全自动操作中断；（2）要及时加料；（3）若选用电眼感应，应注意不要遮闭了电眼。
　　实际上，在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的，如给机器模具喷射脱模剂等。
　　正常生产时，一般选用半自动或全自动操作。操作开始时，应根据生产需要选择操作方式（手动、半自动或全自动），并相应拨动手动、半自动或全自动开关。
　　半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好，操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等，不会因操作者调
　　注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出形式的选择，料筒各段温度及电流、电压的监控，注射压力和背压压力的调节等。
　合模→预塑→倒缩→喷嘴前进→注射→保压→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→开门→取工件→关门→合模。
　　注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机，按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压——机械（连杆）式，按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。
　　（1）卧式注塑机：这是最常见的类型。其合模部分和注射部分处于同一水平中心线上，且模具是沿水平方向打开的。其特点是：机身矮，易于操作和维修；机器重心低，安装较平稳；制品顶出后可利用重力作用自动落下，易于实现全自动操作。目前，市场上的注塑机多采用此种型式。
　　（2）立式注塑机：其合模部分和注射部分处于同一垂直中心线上，且模具是沿垂直方向打开的。因此，其占地面积较小，容易安放嵌件，装卸模具较方便，自料斗落入的物料能较均匀地进行塑化。但制品顶出后不易自动落下，必须用手取下，不易实现自动操作。立式注塑机宜用于小型注塑机，一般是在60克以下的注塑机采用较多，大、中型机不宜采用。
　　（3）角式注塑机：其注射方向和模具分界面在同一个面上，它特别适合于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的平面制品。它占地面积比卧式注塑机小，但放入模具内的嵌件容易倾斜落下。这种型式的注塑机宜用于小机。
　　（4）多模转盘式注
注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注塑成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料——熔融塑化——施压注射——充模冷却——启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。
注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。
注塑成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料——熔融塑化——施压注射——充模冷却——启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。
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