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周全解析注塑机伺服体系及将来市场趋势

发布时间:2012/8/3 13:54:26来源:互联网点击:[3682]

    伺服节能技巧概述

    早期注塑机以全液压式为主,关于节能及环保的供献明显较弱,全电注塑机是节能与环保供献上最具代表性的设备技巧,二者重要差别上在于伺服马达的应用,而油电混淆注塑机兼具液压与伺服之长处。另外,油压机在长时间保持高压、赶过力时仍有全电机没法完全代替的优势,是以具节能环保的全液压体系也是现阶段最具潜能的设备技巧。


    传统定量泵与伺服体系之差别

    注塑机从标准举措上可分化成锁模、射胶/保压、加料、冷却、开模、顶出等几个阶段,各个阶段皆须要供给不合且恰当的压力和流量,对油泵马达而言,注塑机成型过程是属于变更的负载状况。在定量泵的液压体系中,马达以恒定转速持续供给恒定流量,虽然经过过程比例式压力流量比例阀(EFBG)可达到各阶段所需压力及流量比例设备的成果,但控制所需以外的液压油仍须排回油箱。对注塑机而言,输入功耗形成的电力消费是持续性的,也就是说若注塑机处待机状况,定量泵仍赓续供给恒定的流量并直接排回油箱,构成相昔时夜且不须要的电力消费。

    伺服体系的控制技巧可改良上述定量泵液压体系的缺点。伺服马达经过过程编码器传输旌旗灯号回馈至驱动器停止精准的反转展转控制,使受控液压油之流量需求经油泵直接输入,也就是说输入流量的大年夜小是经过过程精准转速的增减控制来取得。液压油压力控制方面则经过过程油泵上串连的压力传感器,将压力旌旗灯号成果传递回馈至驱动器端停止持续的闭回路控制,以达到压力精准控制的目标,如此一来,伺服控制体系便可精准的供给注塑成型各阶段所须要的压力与流量,比较定量泵体系,可大年夜幅降低输入的电力消费。

    注塑成型节能道理

    从注塑成型各阶段电力消费状况来看,加料及冷却两阶段属于长时间举措,其电力最值得节俭,特别是冷却,伺服体系对注塑机而言完全不需做功,换言之,产品成型周期中冷却时间越长,节能效益就越明显。

    注塑机伺服节能体系之构成

    普通应用于全液压注塑机伺服节能体系的标准构成为三大年夜组件:伺服马达、驱动器及油泵组。伺服马达分为AC感应伺服与永磁式伺服(同步伺服);驱动器的控制技巧根据马达特点分为变频控制及伺服控制;油泵类型罕见有齿轮泵、柱塞泵、叶片泵,齿轮泵包含外齿轮、内齿轮及螺旋式。

    除上述标准三大年夜构成组件以外,伺服控制体系尚须要以下从属配件:

    1)控制卡(ControlCard)

    有些称PG卡,用于通信接口之沟通与转换,使编码器旌旗灯号回馈至该卡停止转速的向量控制。

    2)编码器传输线(Encoder)

    传递编码器上各端子旌旗灯号至驱动器端,其驱动器端经常使用9pinD-sub作为通信沟通接口。

    3)制动电阻(BreakResistance)

    又称刹车电阻或上升电阻,防止马达急转急停时因马达逆转所产生的电流直接回充至驱动器端,形成驱动器烧毁,制动电阻将消费此回充电流转成热放走。今朝已开辟对回充电流停止电力贮存并可反复应用的技巧,是节能又一进步。

4)压力传感器(PressureSensor)

    伺服体系对注塑成型停止压力闭回路控制的重要回馈组件,常设置在液压油泵出口端,经常使用压力规格为输入0-10V,对应最大年夜压力为250bar。

    5)电磁搅扰滤波器(EMIFilter)

    连接于RST与驱动器之间,防止驱动器受搅扰或亦能够本体产生电磁搅扰扩及RST,招致其它机台也遭到搅扰而影响运作。

    6)交换电抗

    降低主电源谐波、峰值电流,保护驱动机构的电子组件,也防止主电源的电压尖脉冲惹起跳闸,关于电力质量较差的地区建议装置。

    7)电抗圈:用于降低辐射搅扰,增添讯号因搅扰形成传输的不稳定。   

    伺服控制体系性能及节能验证

    巿面上伺服节能体系包含有台湾、大年夜陆、日本及欧美系列等多样化产品,各家体系的关键构成组件简直具高度搭配性,惟拼凑成套的体系其性能稳定性、操控性及价格公道性仍待检视。整套伺服控制体系中,以驱动器技巧门槛属较高层级,国际虽有很多业者具开辟才能,其稳定性、耐用性、安然性等仍待经久检视,故今朝罕见体系中仍以日本及欧美系列产品占多数,如大年夜金、东芝、东京计器、安川、三菱、伦茨、西门子及TDE等,国际如台达电子、赛艺等,大年夜陆则以汇川及御能应用量较多;伺服马达则由于开辟技巧较成熟,整合较轻易,国际已稀有家厂商具制造才能,大年夜陆本地伺服马达也生长的如火如荼;而油泵制造技巧门槛更高,罕见油泵技巧来自德国及日本品牌占多数,德制产品包含有艾克乐、弗依特、帕克、布赫等,日制产品包含有大年夜金、SETIIMA及油研等。

    面对巿面上如此多样化的伺服节能体系产品,若何寻获更好且性价比高的产品,强大鑫供给一系列测试办法替客户停止严格把关。

    性能考验办法

    伺服节能体系关于注塑作业的履行,重要条件要具有精准控制才能与反响的灵敏度。当操控器收回压力与速度控制敕令时,伺服节能体系马达油泵组需敏捷从油箱内将油泵吸出,以供给各单位履行的做功须要。油压动力体系控制性能的好坏可藉由该马达油泵组于压力、速度的稳态控制才能、照应灵敏性及静态照应操控性来辨别。

    注塑成型过程当中,射胶与保压阶段为影响成型品德最重要的两个阶段,注塑阶段侧重以速度控制为主、压力限制为辅,目标在快速完成模穴充填,速度的超出量过大年夜或反响时间太长皆有能够形成产品的缺点,如应力集中、成品粘模等。保压阶段由于熔胶已充填,仅需对熔胶的紧缩停止稳定的补偿,是以成型侧重以压力控制为主、速度限制为辅,尽能够防止因补偿压力不稳定形成成型密度不均一而衍生出如应力不均等成绩。

    当伺服体系收到控制器敕令时,马达油泵急速供给所需压力与流量需求。检视伺服控制体系基本性能表示的重要参考目标以下:1)反响时间:表示体系从肇端举措,刹时反响达到设定值所须要的时间,越快表示体系照应才能佳。2)超出量:起升刹时其最大年夜峰值超出预期设定值的量,超出量越小,表示目标控制才能稳定性高。3)瞬时照应:旌旗灯号从起升刹时,体系之时间照应部分仍属震动,其所需花费的时间,花费时间越短表示体系恢复安定性较敏捷,对成型周期时间短或需极端地高/高压开关者较具控制优势。4)稳态照应:表示瞬时照应消掉后,所残剩之时间照应部分,稳态时间越长,表示体系持续负载下的安定性佳。5)降低时间:控制停止时恢复至原始待机状况下所须要的时间,此成果也将影响当控制切换至较低的压力或速度时,同等切换所须要的反响时间。6)下冲量:当控制切换由高至较低的压力或速度时,因马达反转设计形成的下冲成果,此控制目标与超出量雷同,下冲量越小,目标控制才能越佳。

    还有一个很重要的参考目标称之稳态误差,压力之稳态误差重要来自油泵保送时因赓续受压力闭回路控制及齿轮泵保送所产生的液压动摇等综合身分形成的压力涟波景象,此动摇与设计值之误差表示称为稳态误差;速度控制稳态误差表示亦遭到速度闭回路控制影响,上述稳态表示成果都可经过过程PID的调剂使更稳定输入。

    节能验证办法

    伺服节能体系应用于注塑机确切具有省能之功能,除上述体系性能评定以外,固然省能的多寡也是受关怀的议题。故针对注塑机节能标准,如欧洲Euromap60及中国大年夜陆GB都已制订注塑机节能标准测试标准,台湾地区于2011年预备推动注塑机节能认证标准及标记。

    欧规Euromap60注塑机动力消费测定标准明白定义了比较特定机械的能量消费之测定,仅需推敲注塑机包含一具来去活动螺杆一注塑单位的热塑性单位,电加热料管及一无任何帮助的程度(卧式)锁模单位,不包含供给机台及模具的冷却体系、外部空压体系等。

    大年夜陆GB节能标准规定了注塑机的能耗检测办法、能耗等级评定和节能评价。该标准仅实用于实际打针容积大年夜于16cm3的单螺杆。两种标准都实用于注塑机耗能(节能)测试,并可用于评定不合伺服节能体系的能效。

    趋势

    回想CHINAPLAS2011国际橡塑展,伺服节能体系已经是各注塑机展商必备的根本条件,展场中伺服节能体系整合供货商至少10家以上,解释伺服节能体系技巧趋于成熟,且已有很多厂商投入临盆及制造,乃至直接垂直整合。伺服体系中关键的控制适配卡也已有提出应用之概念,若整合此技巧资本亦表示伺服油泵控制技巧将可自行控制。别的大年夜型两板机也陆续被展示出,不难发明,伺服节能体系若用在高阶大年夜型机种其节能效益必定明显,惟伺服马达、驱动器等大年夜功率需求仍待考验,故下阶段的伺服节能体系导入超大年夜型机种应用必定是趋势之一,其大年夜功率伺服马达、控制器和大年夜流量油泵将会是下阶段的重要关键零组件。