摘要：傳統的注塑機油泵電機耗電占設備耗（hào）電量（liàng）比例高達80%，降低注塑機能耗主（zhǔ）要（yào）就要降低油泵電機的能耗，將油泵電機改造為電動（dòng）—液壓式（shì）伺服電機可以非常（cháng）理想地（dì）實現（xiàn）節電的（de）目標。CA500係列重載型伺服驅（qū）動器（qì）可搭配電（diàn）液注塑伺服擴展卡，驅動CM500係列永（yǒng）磁同步電機，應用於電液注塑機（jī）伺服配套和改造中。

    
      一、注塑機原理與工藝介紹

   
      注塑機是一種專用的塑料（liào）成型機械。它利（lì）用塑料（liào）的熱（rè）塑性，經適當加熱熔化後，加高壓快速流入模,經一（yī）定時間保壓、冷卻，成為各種型材和塑（sù）料製品。

注塑機的一個工作循環包（bāo）括如下運作：

(1）鎖合模：模（mó）板（bǎn）快速接近定模板，且確認（rèn）無（wú）異物（wù）存在時，係統轉為高壓，將模板鎖合；
(2）注射台前移：噴嘴與模具緊貼；
(3）注射（shè）：注射螺杆以一定的壓力和速度將料（liào）筒前端（duān）的熔料注（zhù）入模腔；
(4）保壓、冷卻：通過此動作，使模腔內的塑料製品（pǐn）冷卻（què）成形；
(5）預塑：傳統上應用液壓馬達驅（qū）動螺杆並後退，料鬥中加入的塑（sù）料粒子被前推進行預塑。螺杆後退到預定位置，停止轉動，準備下一次注射（shè）；
(6）注射台後退，開模（mó）；
(7）頂出製品。

    
 液壓係統通過油泵和（hé）不同閥（fá）門的配合產生（shēng）壓力和流（liú）量，提供油缸和液壓馬達（dá）所要求的推動力和移動速度。

   
      二、注塑機常見方案對比

   
       1、傳統注塑機係統方案： 

  
      傳（chuán）統定量泵注塑機是采用定量泵供油的，注塑（sù）過程的各個動作對速度、壓力的要求不一樣，它是通過注塑機的比例閥采用溢（yì）流調節的方式將（jiāng）多餘的油旁路流回油箱，在整個過程中，馬達的（de）轉速（sù）是不變的，故供油量也是固定（dìng）的，而由於執行動作是間隙性的，也並不可能是滿負載的，因此定量供油（yóu）浪費了很大（dà）的（de）能量。

   
      2、變頻改造方案：

   
     變頻改造方案比傳統（tǒng）的定量泵方案節能，通過將比例流量閥的電流（liú）/壓力（lì）信號同時輸入給變頻器的模擬量輸入端（duān），通（tōng）過控製油泵電機（jī）的轉速，油泵的實際（jì）流量正比於電機的轉速，油泵的功（gōng）率因此也正比於電機的轉速，起到了節能的目的，其節能效果從25%至50%的範圍內不等。

   
     3、同步伺服改造方案：

   
       伺服改造方案原理與方案2在油泵上的驅動不一樣。方案2由普通異步電機與變（biàn）頻器（qì）驅動，而伺服方案中油泵的驅動由永磁同步伺服電機和伺服驅動器組成（如圖1）
   

 
 
                           圖1 注塑機同步伺服方（fāng）案

   
      同步伺服方案與（yǔ）普通變頻異步電機驅動方案相比，具有節能率高、效率高、成品率高等（děng）優點（diǎn）:

 伺服驅動器結合同步伺服電機，低頻轉矩大，轉速精度高，成品穩定性更高；
 伺服驅動係統動態響應快（kuài），轉矩響應時間小，提高工藝效率；
 實時檢測（cè）壓力反饋，對（duì）壓力、流量作出響應的調整，電機的輸出功率與其負荷相匹配，與注塑（sù）機整個（gè）工藝完全吻合，在不影響生產效率的前（qián）提下實現高效（xiào）節能；
 同步電機轉子無勵磁，每安培出力大，更節能；

   
      伺服驅動（dòng）電機液壓能耗要比傳（chuán）統注塑機節（jiē）能30~70%。

      
 
          圖2三種油泵方案節能對比（bǐ）圖

   
         三、四方伺服注塑機（jī）方案介紹

   
       四方注塑機同步伺服油泵係統方案，以CA500係列重載型伺服驅動器為控製平台，搭配電液注塑伺服專用適配卡和旋變適（shì）配卡（kǎ），與（yǔ）CM500同步電機組成伺（sì）服閉環控製係統。

       
  
           圖3 伺服係統（tǒng）電氣（qì）配線圖

        四方伺服注塑機方案特點

   
      1、CA500伺服驅動器特點：

   
 CA500伺服驅動器結合（hé）CM500同步伺服電（diàn）機，低頻轉矩大，0.5HZ可（kě）以達到220%的（de）額定轉矩；
 CA500伺服驅動器動態響應快，轉（zhuǎn）矩響應時間小於5ms；穩速精度達到±0.02%；
 針對注塑機在特定（dìng）工藝環節短時間大電流衝（chōng）擊的要（yào）求，CA500采用大餘量重載（zǎi）設計，額定負載120%長期運行，160%持續（xù）60秒，200%持續1秒；
 全係列內置製動單元，節省安裝空間和外置（zhì）製動單元成本（běn）；
 專為（wéi）電液伺服注塑（sù）機（jī）開（kāi）發的（de）PID模（mó）塊，精準控製（zhì）油壓，壓力波動（dòng）低於±0.5bar，維持係統的壓力快、準（zhǔn）、穩達到（dào）設定的壓力和流量（liàng）；
 可擴展的開放式平台設計，標（biāo）配CAN通訊接口（kǒu），多種通訊協議格式可（kě）選，適應各類注塑（sù）機電腦係統；
 係（xì）統具有多泵合流及多泵分流控製功能，可最大限度降低係統成本，縮（suō）短用戶的製品工（gōng）藝周期，提（tí）高效率；
 簡化的調試功能（四方電機免調試（shì）），最大（dà）程序減少客戶調試參數，安裝使用方便。

   
      2、CM500交流永磁伺服電機特點：

   
 CM500伺服電機噪音低、振動（dòng）及轉動慣量小、響應速度快、運（yùn）行平穩、結構緊湊、功率（lǜ）密度高；
 CM500電機采用高性能稀（xī）土永磁材料，抗去磁能力強。電機轉（zhuǎn）子采用特殊（shū）結構和工藝，外殼防護等級為IP54，絕緣等級為F級，保（bǎo）證電機運行中的可靠性；
 采用堅固耐（nài）用的無刷旋轉變壓器作（zuò）為反饋元件，能適應高溫、震動、灰塵、油汙等（děng）各種惡劣環境。

     
       四、小結

   
    本文介紹了一種基於四方CA500係列重（chóng）載型（xíng）伺服驅動器和CM500同步（bù）伺服電機在（zài）注塑機伺服係統上應用，本方案具有高（gāo）效的節電功能（néng），其節電率能達40~90%，且係統響應（yīng）快（kuài），運行穩定可靠（kào），保（bǎo）護功能強大，操作簡單方便。既能夠滿足注塑成型工藝要求，提高產品質量和（hé）產（chǎn）量，又減少了設備維護費（fèi）用，為用（yòng）戶創造了（le）良好的經濟效益。目前已成功應用於多個注塑機伺服應用係統。