宇鑫自動化：析伺服電機在塑料機械中的成功應用

時間：2014-05-28作者：深圳市宇鑫自動化技術(shù)有限公司瀏覽：73

 

我國是注塑機生產(chǎn)和應用的大國，而且每年以6%-8%的速度快速增長。目前市場上生產(chǎn)和使用的95%注塑機大部分是以普通異步電動機拖動的液壓式注塑機。普通注塑機通常采用液壓傳動，其結(jié)構(gòu)包含注射裝置、開合模裝置、液壓傳動裝置和電氣控制裝置，后者的作用是保證注塑機預定工序的要求（壓力、速度、溫度、時間、位置）和動作程序準確有效地工作。

在傳統(tǒng)的注塑機中液壓傳動裝置主要由油泵、液壓控制閥、壓力電磁比例閥、流量電磁比例閥、各種不同的動作油缸、油泵電機及其它液壓附件和管道組成，液壓傳動系統(tǒng)中的動力由電機帶動油泵提供。其中，油泵絕大部分是定量油泵，電動機通常提供額定功率和轉(zhuǎn)速，油泵將電動機所輸入的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，然后向液壓系統(tǒng)的液壓組件輸送具有一定壓力和流量的液壓油，滿足液壓執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動負載所需能量的要求。

為了能使注塑機的驅(qū)動不僅不影響產(chǎn)能甚至可以提高產(chǎn)能，業(yè)界開始用伺服驅(qū)動器和伺服電機來驅(qū)動，該系統(tǒng)通常由內(nèi)建PQC伺服驅(qū)動器+伺服馬達+定量泵三部分組成。

用伺服驅(qū)動器的較大優(yōu)點，首先是節(jié)能，因為當系統(tǒng)保壓時注塑機控制器會同時給壓力和流量信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器會根據(jù)PID換算后將低速驅(qū)動伺服電機運轉(zhuǎn)實現(xiàn)節(jié)能，其次是產(chǎn)能得到很大的提高，因為伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機運轉(zhuǎn)相應很快，而且交流伺服電機一般可以運轉(zhuǎn)到2000轉(zhuǎn)/分以上，所以注塑機在進行除保壓狀態(tài)外的其它工作狀態(tài)時基本上執(zhí)行的是速度模式，其電機轉(zhuǎn)速很快就可實現(xiàn)了注塑機運轉(zhuǎn)周期加快，提高了產(chǎn)能，再次是系統(tǒng)保壓時壓力的穩(wěn)定性很好，因為該驅(qū)動系統(tǒng)是個死循環(huán)控制系統(tǒng)，注塑機系統(tǒng)壓力通過壓力傳感器傳遞到驅(qū)動器上并通過驅(qū)動器的PID快速調(diào)節(jié)響應，從而保證了系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性。

根據(jù)以上分析，全電動節(jié)能率較高，但技術(shù)難度、價格和維護成本高，只有少量大企業(yè)才能有能力研發(fā)，規(guī)模生產(chǎn)至少要3-5年后，因此，電液伺服是當前注塑機技術(shù)發(fā)展的較主要趨勢，也是能較快形成規(guī)模化生產(chǎn)的方式，異步電液伺服性能和同步伺服性能一樣，但價格較低，維護較簡單，因此，異步電液伺服取代同步電液伺服是大勢所趨。

當前，市面上的一些伺服產(chǎn)品，采用雙閉環(huán)解耦控制，對電機的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速實時監(jiān)控、調(diào)整，而且響應時間短、簡化系統(tǒng)、安裝方便。

在這方面，深圳宇鑫自動化的三協(xié)伺服電機產(chǎn)品應用較多，同時還有許多廠商生產(chǎn)了注塑機**的伺服節(jié)能系統(tǒng)，節(jié)能效果非常明顯。

在制袋機上的應用

制袋機的關(guān)鍵技術(shù)在于如何保證切斷長度的精度控制及生產(chǎn)速度的提高。早期的制袋機均采用曲柄擺桿、扇形齒輪和追趕離合器機構(gòu)，由曲柄機械調(diào)整袋長，由微電機修正搖桿扇面齒輪面上的偏心位置進行定位修正以達到定位控制目的，但此機構(gòu)無論是制造還是進行袋長設置都很麻煩，且運行速度慢，定長切割精度不高。隨著交直流伺服技術(shù)的提高，制袋機的生產(chǎn)速度及產(chǎn)品定長精度兩個問題都有了較好的解決方案。

制袋機在工藝上可分為熱封裁切和定長牽引兩類動作，一般這兩類動作各占一半的制袋周期且互鎖。整個的制袋過程主要分為抬刀，定位，封切三個部分。封切刀由主電機經(jīng)過減速后帶動進行循環(huán)的抬刀和封切動作，伺服系統(tǒng)帶動壓料輥進行定位，色標電眼對色標進行跟蹤。伺服的高速啟停性能用于制袋定位，簡化了機械機構(gòu)，解決了老式機械速度慢，定位精度不高，浪費材料等缺點。

當前，深圳宇鑫自動化的三協(xié)伺服電機產(chǎn)品在該行業(yè)里應用較多，且大多為注塑機**伺服產(chǎn)品。


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