相比傳統(tǒng)的注塑機(jī)，伺服節(jié)能注塑機(jī)配備了高性能的伺服變速動(dòng)力控制系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)注塑機(jī)能量需求的更佳匹配和自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了30%~80%的節(jié)電效果。同時(shí)，該設(shè)備還顯著縮短了系統(tǒng)的運(yùn)行周期，并提高了設(shè)備的生產(chǎn)率和可靠性，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
節(jié)能環(huán)保和高科技是塑料機(jī)械行業(yè)未來的發(fā)展特征，產(chǎn)品差異化的附加價(jià)值創(chuàng)新理念也無不滲透在現(xiàn)今的塑料行業(yè)當(dāng)中。
作為專業(yè)生產(chǎn)高品質(zhì)注塑機(jī)的企業(yè)，以次明確為科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略定位：競(jìng)相專注于專業(yè)化的伺服節(jié)能型注塑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造，以滿足全球客戶多樣化的產(chǎn)品需求。
作為設(shè)備選用必須以高科技設(shè)備的采用和針對(duì)生產(chǎn)工藝的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行配套改造，有利于提升和發(fā)展注塑機(jī)的制造和加工核心技術(shù)，并以此為依托，研發(fā)技術(shù)含量高且附加值高的伺服節(jié)能注塑機(jī)。
據(jù)介紹伺服節(jié)能注塑機(jī)在保留傳統(tǒng)注塑機(jī)原有的優(yōu)異功能之外，又配備了高性能的伺服變速動(dòng)力控制系統(tǒng)，通過使用交流伺服驅(qū)動(dòng)替代傳統(tǒng)的液壓、直流、步進(jìn)和BD變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)，使動(dòng)態(tài)響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩密度得到了進(jìn)一步提高，并顯著縮短了系統(tǒng)的運(yùn)行周期，提高了設(shè)備的生產(chǎn)率和可靠性，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
在整個(gè)注塑機(jī)的成型過程中，通過對(duì)不同的壓力流量進(jìn)行相應(yīng)的頻率輸出，并對(duì)壓力流量進(jìn)行精確的閉環(huán)控制，成功實(shí)現(xiàn)了伺服電機(jī)對(duì)注塑機(jī)能量需求的更佳匹配和自動(dòng)調(diào)整。由于整合了傳統(tǒng)液壓注塑機(jī)與全電動(dòng)注塑機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，伺服節(jié)能注塑機(jī)在市場(chǎng)上得到廣大客戶的青睞。針對(duì)其之所以深受客戶歡迎，本文將重點(diǎn)對(duì)這種新型的伺服節(jié)能型注塑機(jī)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
傳統(tǒng)注塑機(jī)與伺服節(jié)能注塑機(jī)動(dòng)力控制系統(tǒng)的比較
眾所周知，傳統(tǒng)的注塑機(jī)是以普通電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)定量泵進(jìn)行工作的，其工作原理（如圖1所示）是：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵從油箱中吸油并加壓輸出，并通過各種控制閥控制油的壓力、流量和方向，以保證設(shè)備能夠以一定的力(或扭矩)和速度按所要求的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)注塑成型的各個(gè)過程。但是，在這一過程中，由于注塑機(jī)油泵的速度不可調(diào)，多余的油只能通過溢流排入油箱，從而產(chǎn)生熱量和能量的浪費(fèi)。
注塑機(jī)的工作原理 src="http://info.21cp.com/Jixie/UploadFiles_6469/201202/20120207145328460.jpg" border=0>
傳統(tǒng)注塑機(jī)的工作原理
相比之下，伺服節(jié)能系統(tǒng)將注塑機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)劃分為6大要素，即伺服電機(jī)、編碼器、齒輪泵、伺服驅(qū)動(dòng)器、壓力傳感器和驅(qū)動(dòng)控制模塊。其中，驅(qū)動(dòng)控制模塊是區(qū)別于傳統(tǒng)注塑機(jī)的關(guān)鍵和核心所在。其具體的工作過程與關(guān)鍵技術(shù)（如圖2所示）可以概括為：
1.伺服驅(qū)動(dòng)器接受由注塑機(jī)控制器發(fā)出的壓力(P)和流量(Q)指令，并將其轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速指令傳遞給伺服電機(jī)。伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪泵旋轉(zhuǎn)，而齒輪泵則按指令輸出壓力流量，同時(shí)壓力傳感器采集系統(tǒng)壓力信息，并反饋至伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服電機(jī)則將轉(zhuǎn)速信息反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器。隨后，伺服驅(qū)動(dòng)器通過轉(zhuǎn)換將實(shí)際的壓力和流量信息反饋給注塑機(jī)控制器。通過對(duì)比實(shí)際流量、壓力與指令流量、壓力的情況，注塑機(jī)控制器適時(shí)調(diào)整指令流量和壓力，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
2.伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度可達(dá)到0.03ms，遠(yuǎn)大于變量泵0.3ms的響應(yīng)速度，從而顯著提升控制精度。
3.該系統(tǒng)的另一個(gè)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)是，為注塑機(jī)選擇了合適的伺服系統(tǒng)。在這里，此款注塑機(jī)改變了注塑機(jī)動(dòng)力配置的設(shè)計(jì)方法：直接從制品要求出發(fā)來選擇注塑機(jī)的動(dòng)力配置，并將注塑成型的每一個(gè)步驟需要列出壓力、流量和時(shí)間要求，以此計(jì)算出各個(gè)步驟實(shí)際所需的功率，再計(jì)算出整個(gè)周期的功率，從而確定所選的伺服動(dòng)力配置。這樣做的好處是，從各個(gè)步驟的細(xì)節(jié)上強(qiáng)化和明確了動(dòng)力要求，使其不但滿足制品的生產(chǎn)要求，而且剛好能夠完全滿足生產(chǎn)要求，從而從源頭開始控制能源浪費(fèi)，達(dá)到節(jié)能效果。
節(jié)能的基本原理
由上分析可知，注塑機(jī)的電能消耗主要來自于電機(jī)油泵。對(duì)于傳統(tǒng)的注塑機(jī)，其油泵電機(jī)處于全速運(yùn)轉(zhuǎn)，即使在不需要油壓的情況下，電動(dòng)機(jī)仍處于額定轉(zhuǎn)速的空轉(zhuǎn)狀態(tài)，消耗電能。相比之下，新型注塑機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)了油泵電機(jī)的變速控制，通過同步跟蹤壓力和流量情況成功實(shí)現(xiàn)對(duì)不同階段的不同轉(zhuǎn)速控制，從而達(dá)到節(jié)電目的。也就是說，通過伺服控制器調(diào)整油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變油泵的輸出功率，使其能夠根據(jù)合模、射膠、保壓、冷卻和開模等不同工藝階段輸出相應(yīng)的信號(hào)，通過控制驅(qū)動(dòng)器以及控制油泵的輸出，將注塑過程中多余的能量節(jié)省下來。
作為一個(gè)高響應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)電效果非常顯著。根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的不同，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)30%~80%的節(jié)電效果，而且產(chǎn)品壁厚越厚、冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，越省電。
伺服節(jié)能注塑機(jī)的主要特點(diǎn)
與傳統(tǒng)的注塑機(jī)相比，該伺服節(jié)能注塑機(jī)的主要特點(diǎn)是：
1.響應(yīng)更快、精度更高。該設(shè)備的伺服電機(jī)從靜止到達(dá)到額定轉(zhuǎn)速只需要30ms，低壓低流量的重復(fù)再現(xiàn)性為±0.5%，同時(shí)避免了變頻電機(jī)的遲滯性。相比傳統(tǒng)的注塑機(jī)，其壓力流量的速度響應(yīng)僅為0.03s左右，不僅可顯著提高重復(fù)精度，且位置精度可達(dá)0.1mm以內(nèi)。
2.成型周期更短，效率更高。由于采用了伺服電機(jī)，注塑機(jī)每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)與停止所需的時(shí)間更少，而且取消了比例閥后，減少了液壓的泄漏情況，速度更快。
3.電機(jī)的能耗更低。相比傳統(tǒng)的異步電機(jī)80%左右的效率，相同功率的該設(shè)備，其伺服電機(jī)的效率可達(dá)90%以上，更加節(jié)約能耗。
4.傳統(tǒng)的電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，其電流是正常運(yùn)行時(shí)的5倍，而該設(shè)備采用軟啟動(dòng)模式，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。
5.節(jié)水節(jié)油。該系統(tǒng)具有高效率，能有效避免油溫上升，且水冷卻時(shí)的容量減小，升溫幅度降低，從而降低了液壓油的更換率。通過對(duì)部分管件廠家跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備一年內(nèi)僅在炎夏10~20天的時(shí)間需要使用冷卻水，而且所使用的冷卻水量?jī)H為傳統(tǒng)注塑機(jī)的1/3。
6.噪聲更低。注塑機(jī)噪音來源主要就是動(dòng)力系統(tǒng)，伺服電機(jī)和齒輪泵組成的動(dòng)力系統(tǒng)因其工作特性決定本身噪音就很小，以至于配備該系統(tǒng)的注塑機(jī)噪音也特別小。
節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益的比較
1.傳統(tǒng)的注塑機(jī)
以鎖模力為1000t的注塑機(jī)為例，其耗電量與馬達(dá)性能、模具和原料等各種工況密切相關(guān)。根據(jù)以往的改造經(jīng)驗(yàn)，其負(fù)載率約為60%，即市電運(yùn)行實(shí)耗功率按油泵馬達(dá)功率的55%計(jì)算。由此可得，該設(shè)備油泵馬達(dá)每小時(shí)的耗電量為：
45（kW）×2×55%＝49.5（°/h）
若電費(fèi)按1.00元/°計(jì)價(jià)，使用時(shí)間按每月30天，每天20h計(jì)算，則注塑機(jī)的油泵馬達(dá)部分每月消耗的電費(fèi)約為：
49.5（°/h）×30（天）×20（h）×1.00（元/°）＝29700（元/月）
2.伺服節(jié)能注塑機(jī)
將伺服節(jié)能注塑機(jī)的節(jié)電率按平均50%進(jìn)行核算，則同等規(guī)格的TRX-M1000伺服節(jié)能注塑機(jī)每月可回收的效益為：
29700（元/月）×50%=14850（元/月）
那么，1臺(tái)機(jī)器每年創(chuàng)造的節(jié)能效益為:
14850（元/月）×12（月）=178200（元）
需要注意的是，以上數(shù)據(jù)僅為舉例說明，具體數(shù)據(jù)還要以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。
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