注塑機(jī)伺服泵的應(yīng)用

1、同步機(jī)驅(qū)動(dòng)器同步機(jī)驅(qū)動(dòng)器在注塑機(jī)上的應(yīng)用在注塑機(jī)上的應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)物對(duì)照系統(tǒng)實(shí)物對(duì)照- -伺服泵伺服泵永磁同步電機(jī)特點(diǎn)永磁同步電機(jī)特點(diǎn)1、低頻大轉(zhuǎn)矩極對(duì)數(shù)多；2、節(jié)能轉(zhuǎn)子無勵(lì)磁，每安培出力大（Kt）；3、轉(zhuǎn)矩控制精度高無轉(zhuǎn)差頻率；4、弱磁困難電壓限制，氣隙大，一般不超頻運(yùn)行。同步機(jī)適應(yīng)的編碼器及匯川同步機(jī)適應(yīng)的編碼器及匯川PG卡（選件）卡（選件）異步電機(jī)可選用的異步電機(jī)可選用的PGPG卡類型：卡類型：MD32PG、MD32PGD、UVW型（MD32PG3）型號(hào)型號(hào) 供電電供電電壓壓 編碼器類型編碼器類型 最遠(yuǎn)傳輸距離最遠(yuǎn)傳輸距離分頻輸出分頻輸出 響應(yīng)速度響應(yīng)速度 MD32PG MD32PG 15V

2、 15V 開路集電極輸出開路集電極輸出 8080米米 無無 080kHz 080kHz MD32PGD MD32PGD 15V 15V 開路集電極輸出開路集電極輸出 8080米米 462 462 080kHz 080kHz UVWUVW型型（MD32PG3MD32PG3）5V 5V 差分輸出（差分輸出（ABZABZ或或ABZ+UVWABZ+UVW）150150米米 1 1080kHz(AB)080kHz(AB)010kHz(UVW) 010kHz(UVW) 正余弦型正余弦型 5V 5V 差分輸出差分輸出（ABZ+SinCosABZ+SinCos） 5050米米 1 1080kHz(AB) 08

3、0kHz(AB) 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)信號(hào)sincossincos永磁同步電機(jī)可選用的永磁同步電機(jī)可選用的PGPG卡類型卡類型：UVW型、正余弦型、ABZ型、旋轉(zhuǎn)變壓器、無編碼器（試機(jī)）永磁同步機(jī)的自學(xué)習(xí)永磁同步機(jī)的自學(xué)習(xí)1 1、永磁同步機(jī)自學(xué)習(xí)的內(nèi)容？、永磁同步機(jī)自學(xué)習(xí)的內(nèi)容？電機(jī)參數(shù)； 編碼器零點(diǎn)位置角；2 2、永磁同步機(jī)自學(xué)習(xí)的方法？、永磁同步機(jī)自學(xué)習(xí)的方法？空載轉(zhuǎn)動(dòng)學(xué)習(xí)；帶負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)學(xué)習(xí)；靜止學(xué)習(xí)；pfnNN60注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓控制注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓控制特點(diǎn)：定量泵通過異步機(jī)工頻運(yùn)行，高出系統(tǒng)的壓力油通過溢流閥回油；油溫高；噪音大；液壓油泄漏大；用戶電費(fèi)成本很高；

4、但可以提供很高的壓力，維護(hù)煩；變量泵相對(duì)定量泵可以省部分電，但仍避免不了定量泵的缺點(diǎn)注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電液混合控制（伺服泵）注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電液混合控制（伺服泵）伺服節(jié)能泵型注塑機(jī)，配置伺服配置伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、高精度壓電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器、高精度壓力傳感器力傳感器；時(shí)刻對(duì)系統(tǒng)的壓力和流量進(jìn)行檢測(cè)反饋，及時(shí)通過改變伺服同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩對(duì)壓力、流量作出響應(yīng)的調(diào)整，最終維持系統(tǒng)的壓力快、準(zhǔn)、穩(wěn)達(dá)到設(shè)定的壓力和流量；動(dòng)態(tài)響應(yīng)高、成品重復(fù)精度高、噪音低、最大程度的節(jié)省電費(fèi)；與傳統(tǒng)的定量泵和變量泵系統(tǒng)相比，同噸位的注塑機(jī)選配的電機(jī)功率要小些，安裝空間小、設(shè)備整體檔次提升可以恒功率超速運(yùn)行，如電機(jī)額定180

5、0rpm,可以超到2000RPM.注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)全電動(dòng)控制注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)全電動(dòng)控制注塑系統(tǒng)中不含有任何液壓油路控制，所有動(dòng)作都依靠電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成；電動(dòng)注塑機(jī)必然清潔；由于是無油機(jī)制，意味著不需要冷卻，不需要冷卻管路的購置、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用；成本明顯高于液壓機(jī)，采用伺服、驅(qū)動(dòng)器、高精度傳感器等，成形產(chǎn)品高精度；運(yùn)行噪音降低；節(jié)能明顯，低能耗，全電動(dòng)注塑機(jī)可節(jié)省50%-70%的能源，而且在冷卻水利用方面也有類似的效果；在一些需要極長時(shí)間閉模和極高的鎖模壓力加工領(lǐng)域，依然是需要用液壓注塑機(jī)，全電動(dòng)替代不了注塑機(jī)油壓控制方案注塑機(jī)油壓控制方案匯川伊士通電液混合控制方案（一）匯川伊士通電液混合控制方案（

6、一）實(shí)際壓力表顯示實(shí)際壓力表顯示通訊給定壓通訊給定壓力和流量兩力和流量兩路信號(hào)路信號(hào)系統(tǒng)通過注塑機(jī)本身主機(jī)板中的PID算法控制油泵轉(zhuǎn)速，最終目標(biāo)使得油泵輸出油壓快、準(zhǔn)、穩(wěn)達(dá)到注塑機(jī)操作面板設(shè)定壓力值010v對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)MPa匯川伊士通電液混合控制方案（二）匯川伊士通電液混合控制方案（二）實(shí)際壓力表顯示實(shí)際壓力表顯示通訊給定壓通訊給定壓力和流量兩力和流量兩路信號(hào)路信號(hào)系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)器自身的PID算法控制油泵轉(zhuǎn)速，最終目標(biāo)使得油泵輸出油壓快、準(zhǔn)、穩(wěn)達(dá)到注塑機(jī)操作面板設(shè)定壓力值010v對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)MPa注塑機(jī)伺服系統(tǒng)框圖注塑機(jī)伺服系統(tǒng)框圖匯川伊士通電液混合控制油壓方案匯川伊士通電液混合控制油壓方案( (二）二

7、）注塑機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)的真實(shí)需求可以理解為：注塑機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)的真實(shí)需求可以理解為：需要壓力控制的時(shí)候，壓力變化迅速平穩(wěn)、不超調(diào)，如注射階段不需要壓力控制的時(shí)候，壓力變化迅速平穩(wěn)、不超調(diào)，如注射階段不出現(xiàn)飛邊，保壓階段滿足注射材料的壓力要求；出現(xiàn)飛邊，保壓階段滿足注射材料的壓力要求；需要速度控制的時(shí)候，速度上升迅速平穩(wěn)，如注射階段保證所有注需要速度控制的時(shí)候，速度上升迅速平穩(wěn)，如注射階段保證所有注射料快速均勻，避免出現(xiàn)缺料等情況。射料快速均勻，避免出現(xiàn)缺料等情況。對(duì)注塑機(jī)控制的難點(diǎn)：1、不同工藝階段對(duì)驅(qū)動(dòng)的要求分析注射階段：速度上升快，油壓限制穩(wěn)定；保壓階段：油壓限制快速穩(wěn)定；工件頂出階段：不振蕩，動(dòng)作平滑

8、；其它階段：速度平滑；2、油壓PI調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方式的選擇驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)油壓PI調(diào)節(jié)；電腦板實(shí)現(xiàn)油壓PI調(diào)節(jié)；匯川伊士通電液混合控制油壓方案匯川伊士通電液混合控制油壓方案( (二）二）客戶關(guān)注指標(biāo)：客戶關(guān)注指標(biāo)：1）油壓控制的快速性和穩(wěn)定性：我們達(dá)到）油壓控制的快速性和穩(wěn)定性：我們達(dá)到100ms穩(wěn)定不超調(diào)，穩(wěn)定不超調(diào)，和業(yè)內(nèi)水平持平，但是需要合適的調(diào)節(jié)器增益。和業(yè)內(nèi)水平持平，但是需要合適的調(diào)節(jié)器增益。2）節(jié)能指標(biāo)：以不同油壓下電機(jī)電流的大小作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，）節(jié)能指標(biāo)：以不同油壓下電機(jī)電流的大小作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，我們變頻器基本保持輸出電流和油壓線性變化，蒙德的驅(qū)動(dòng)器油壓我們變頻器基本保持輸出電流和油壓線性變

9、化，蒙德的驅(qū)動(dòng)器油壓高于高于100Bar后電流比我們的大，是伊士通放棄的主要原因。后電流比我們的大，是伊士通放棄的主要原因。3）靜音指標(biāo)：要求電機(jī)運(yùn)行低噪聲，和電機(jī)、油泵的關(guān)系比較）靜音指標(biāo)：要求電機(jī)運(yùn)行低噪聲，和電機(jī)、油泵的關(guān)系比較大，低速保壓階段，我們驅(qū)動(dòng)器控制聲音非常小，電流噪聲可以通大，低速保壓階段，我們驅(qū)動(dòng)器控制聲音非常小，電流噪聲可以通過增加載波頻率減弱。過增加載波頻率減弱。4）成本指標(biāo)：應(yīng)用該系統(tǒng)后消耗用油少，極有可能節(jié)省油箱的）成本指標(biāo)：應(yīng)用該系統(tǒng)后消耗用油少，極有可能節(jié)省油箱的水冷系統(tǒng)，或者改為簡易的可控風(fēng)扇散熱系統(tǒng)，節(jié)省注塑機(jī)造價(jià)成水冷系統(tǒng)，或者改為簡易的可控風(fēng)扇散熱系統(tǒng)，

10、節(jié)省注塑機(jī)造價(jià)成本和運(yùn)行成本非常可觀。本和運(yùn)行成本非?？捎^。注塑機(jī)伺服應(yīng)用需要關(guān)注的一些問題注塑機(jī)伺服應(yīng)用需要關(guān)注的一些問題1 1、電機(jī)選擇和電流計(jì)算、電機(jī)選擇和電流計(jì)算力矩計(jì)算公式：N = 0.0156*V（泵的排量）*P（最高壓力）/ KtKt值說明(每安培的轉(zhuǎn)矩值，NM/A)：Kt = (9550 * 電機(jī)額定功率kW / 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速RPM）/ 電機(jī)額定電流A 2 2、泵的選擇、泵的選擇不同泵的問題：葉片泵，齒輪泵，螺桿泵泵的效率問題：油壓的泄漏導(dǎo)致效率下降，和油壓有關(guān)。葉片方式和齒輪方式的油泵存在出葉片方式和齒輪方式的油泵存在出油脈動(dòng)大、低速瀉漏大油脈動(dòng)大、低速瀉漏大等問題，在該方案

11、等問題，在該方案中不可用。中不可用。注塑機(jī)伺服控制調(diào)試方法注塑機(jī)伺服控制調(diào)試方法1 1、旋變的使用、旋變的使用旋變的接線；旋變的極對(duì)數(shù)；旋變的自學(xué)習(xí)；2 2、三種油壓控制方式、三種油壓控制方式驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)油壓PI調(diào)節(jié)，模擬量給定油壓和流量；驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)油壓PI調(diào)節(jié)，CAN通訊給定油壓和流量；電腦板實(shí)現(xiàn)油壓PI調(diào)節(jié)，驅(qū)動(dòng)器僅作執(zhí)行結(jié)構(gòu)；注塑機(jī)伺服控制調(diào)試方法注塑機(jī)伺服控制調(diào)試方法3 3、驅(qū)動(dòng)器環(huán)路設(shè)定、驅(qū)動(dòng)器環(huán)路設(shè)定電流環(huán)：和電感有關(guān)，默認(rèn)1000，600；速度環(huán)：要求動(dòng)態(tài)性能高，默認(rèn)60，0.5；4 4、油壓調(diào)節(jié)器、油壓調(diào)節(jié)器油壓上升斜率設(shè)定：200ms；最大油壓設(shè)定；油壓模擬輸入設(shè)定；兩組油壓P

12、I調(diào)節(jié)器，默認(rèn)：60，10和60，3；現(xiàn)場(chǎng)試機(jī)概況（一）現(xiàn)場(chǎng)試機(jī)概況（一）寧波菲仕電機(jī)參數(shù)I0=48.7A;IN=34.9A;PN=18.8KW; TN=100N; UN=312V;KT=2.9NM/A 額定頻率120Hz;額定轉(zhuǎn)速1800rpm;油泵電機(jī):50L/MIN注塑機(jī)設(shè)計(jì)最高油壓：140MPa;理論計(jì)算公式 L/機(jī)器所需流量V(泵排量) * n(轉(zhuǎn)速) /1000 如果 L 需要放余量，可以乘以一個(gè)系數(shù)(如1.05) 此處計(jì)算出來的 N 可以乘以0.8 ，因?yàn)殡姍C(jī)可以過載， N(泵所需轉(zhuǎn)矩) 0.0156 * V(泵排量) * P(系統(tǒng)最高壓力) 而且系統(tǒng)最高壓力使用時(shí)間也是很短的

13、I = Nm / Kt Kt 轉(zhuǎn)矩系數(shù) (理論計(jì)算 Kt （9550*18.8/1800)/34.9=2.86)當(dāng)當(dāng)140公斤壓力時(shí)，理論計(jì)算驅(qū)動(dòng)器電流為公斤壓力時(shí)，理論計(jì)算驅(qū)動(dòng)器電流為 I=(0.0156*50*140)/2.9=38Al現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)得電流140公斤時(shí)變頻器顯示電流為公斤時(shí)變頻器顯示電流為45A; 壓力表顯示壓力時(shí)，變頻器運(yùn)行到時(shí)顯示電流A；將理論計(jì)算38A零空壓力4A42A;與實(shí)際45A差不多現(xiàn)場(chǎng)試機(jī)概況（二）現(xiàn)場(chǎng)試機(jī)概況（二）驅(qū)動(dòng)器端子接線及參數(shù)設(shè)定（選用自身油壓控制，通訊設(shè)定壓力和流量）CHCLX1X2COMGNDAI1+24VCAN通訊使能運(yùn)行注射時(shí)對(duì)應(yīng)PID2壓力傳感

14、器信號(hào)10v旋變編碼器接口旋變編碼器接口DB1:RESDB2:RES+DB3:SIN+DB4:SIN_DB5:COS+DB9:COS_功能碼功能碼功能碼說明功能碼說明單位單位備注備注Fr-08Fr-08零點(diǎn)位置角0.1度辨識(shí)結(jié)果參數(shù)F4-13F4-13AI最小輸入電平0.01V油壓輸入?yún)?shù)F4-14F4-14AI最小輸入對(duì)應(yīng)油壓的百分比0.1%F4-15F4-15AI最大輸入電平0.01VF4-16F4-16AI最大輸入對(duì)應(yīng)油壓的百分比0.1%FU-00FU-000：非油壓控制模式；1：驅(qū)動(dòng)器油壓控制（模擬量設(shè)定油壓）；2：驅(qū)動(dòng)器油壓控制（電腦板設(shè)定油壓）；3：電腦板油壓控制；油壓控制模式FU

15、-01FU-01最大油壓Bar油壓控制相關(guān)FU-02FU-02設(shè)定油壓BarFU-03FU-03油壓PI調(diào)節(jié)器KPFU-04FU-04油壓PI調(diào)節(jié)器KI1FU-05FU-05油壓上升斜率120msFU-06FU-06旋變的極對(duì)數(shù)1旋變參數(shù)FU-07FU-071表示旋變接反FU-09FU-09XI輸入端子狀態(tài)（X2為注射端子對(duì)應(yīng)F4-01=00）FU-10FU-10油壓PI調(diào)節(jié)器KP2FU-11FU-11油壓PI調(diào)節(jié)器KI2U1-00U1-00轉(zhuǎn)子實(shí)時(shí)角度0.1度顯示參數(shù)U1-01U1-01設(shè)定油壓0.1%U1-02U1-02實(shí)際油壓0.1%U1-03U1-03旋變實(shí)時(shí)角度0.1度U1-04U1-04油壓調(diào)節(jié)的ITU1-05U1-05實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速RPM現(xiàn)場(chǎng)試機(jī)概況（三）現(xiàn)場(chǎng)試機(jī)概況（三）示波器顯示壓力信號(hào)狀態(tài)示波器顯示壓力信號(hào)狀態(tài)圖1仿真器捕捉設(shè)定