BWS注塑型伺服驅(qū)動器在注塑機(jī)中的應(yīng)用

一、 BWS注塑型伺服驅(qū)動器在注塑機(jī)上的解決方案

液壓系統(tǒng)的注塑機(jī)，有立式和臥式之分。

1.1 立式注塑機(jī)的解決方案

數(shù)十克的立式注塑機(jī)，油泵采用一個齒輪泵，電機(jī)的容量也較小，電器控制電路也較簡單。安裝時，將注塑機(jī)專用型伺服驅(qū)動器直接接入電機(jī)的供電回路，再將流量比例閥的信號（0～1A），經(jīng)變換為4～20mA信號送到變頻器的相應(yīng)端口上，這樣，隨著加工過程的變化，液壓油的流量也在變化。一般來說，取相對值變化較大的流量信號做控制信號較好，控制信號變化對伺服驅(qū)動器頻率調(diào)節(jié)的范圍大一些；而壓力信號相對值變化較小，對伺服驅(qū)動器頻率調(diào)節(jié)的范圍小一些。如果伺服驅(qū)動器頻率調(diào)節(jié)的范圍不能滿足工藝要求，可用伺服驅(qū)動器的功能“頻率增益”來調(diào)整。注塑機(jī)專用伺服驅(qū)動器就是在伺服驅(qū)動器的基礎(chǔ)增加了0～1A信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，使用起來更方便些。

1.2 臥式注塑機(jī)的解決方案

60克以上的都是臥式注塑機(jī)，60克～500克的注塑機(jī)，有的是一個油泵，也有的是二個油泵。一個油泵注塑機(jī)，安裝注塑機(jī)專用型伺服驅(qū)動器的過程，和立式注塑機(jī)的改造是相同的：仍然是從流量比例閥取出0～1A的信號作為伺服驅(qū)動器的速度調(diào)節(jié)信號，雖然速度調(diào)節(jié)信號是由液壓回路元件反饋到伺服器，但調(diào)節(jié)回路中沒有給定信號，因此控制還是屬于開環(huán)控制方式。也是因為節(jié)能的原因，大中型注塑機(jī)的油泵可能不止一個，如三菱850-MM，1300- MM，1800- MM，2000-MM注塑機(jī)均有三個油泵。對應(yīng)注塑工藝流程，在合模階段，所需的系統(tǒng)壓力較低，這時只有1#油泵工作，到鎖模階段所需的系統(tǒng)壓力較高時，2#油泵再投入工作，在注射階段所需的壓力最高，三臺油泵同時投入工作，脫模開模所需的壓力較低，再分別停止3#，2#油泵工作。只要開機(jī)，1#油泵就一直運行。用三臺小油泵按不同的工藝階段間斷工作，比用一臺大泵一直在運行要節(jié)能。

具有二個以上油泵的注塑機(jī)如何改造？這里以三菱1800-MM注塑機(jī)的改造為例加以說明。三菱1800-MM注塑機(jī)有三個45KW油泵電機(jī)，用一臺伺服驅(qū)動器驅(qū)動1#油泵電機(jī)，伺服驅(qū)動器的調(diào)節(jié)信號取自注塑機(jī)流量比例閥，這樣，此伺服驅(qū)動器的頻率就隨注塑機(jī)液壓油的流量的改變而變化。另外二個油泵電機(jī)，可以分別用二臺伺服驅(qū)動器驅(qū)動。不過這二臺伺服驅(qū)動器對電機(jī)不進(jìn)行調(diào)速，只作兩位式的控制，即起動和停止?？刂扑欧?qū)動器的起動和停止信號，取自于原來該油泵電機(jī)的起動和停止信號。伺服驅(qū)動器的上限頻率設(shè)定在50Hz以下，具體設(shè)定值與加工的工件尺寸，材料，料筒的溫度等因素有關(guān)。如果變頻器運行頻率低于 50Hz，就可以節(jié)能。實際上，注塑機(jī)設(shè)計時都留有余量，加工工件尺寸，材料的變化所需的油壓也要隨之變化。如果注射的壓力過大而鎖模力不足，會使工件出現(xiàn)飛邊；若注射力不足，模具腔內(nèi)塑料會注不滿，工件報廢；保壓力不足時，工件中塑料比較厚的地方會出現(xiàn)收縮。

二、安裝注塑機(jī)專用型伺服驅(qū)動器的注意事項

2.1 注塑機(jī)伺服驅(qū)動器的選型

注塑機(jī)的負(fù)載性質(zhì)是恒轉(zhuǎn)矩類，機(jī)械特性較硬，動態(tài)特性要求較高注塑機(jī)用伺服驅(qū)動器是在通用變頻器的基礎(chǔ)上增加了0～1A信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，提高了使用性能。

考慮到注塑工藝各階段的時間有一定要求，伺服驅(qū)動器的加速和減速時間要短，一般為1秒，伺服驅(qū)動器的容量選擇要根據(jù)實際情況。因此，在選配伺服驅(qū)動器容量前，應(yīng)實測一下注塑機(jī)在各個工序過程中，油泵電機(jī)工頻狀態(tài)運行的最大負(fù)荷電流，以此作為選擇伺服驅(qū)動器容量的依據(jù)。伺服驅(qū)動器的額定電流最好為控制電機(jī)額定電流的 1.1~1.5 倍，電壓等級應(yīng)與控制電機(jī)相符，這樣可能需要伺服驅(qū)動器容量加大一級選型。

2.2 要有備用系統(tǒng)

注塑機(jī)安裝注塑機(jī)專用型伺服驅(qū)動器之后，應(yīng)該有的工頻起動回路作為備用，這樣一旦注塑機(jī)專用型伺服驅(qū)動器有故障，還能用工頻起動油泵電機(jī)繼續(xù)運行，以減少因注塑機(jī)專用型伺服驅(qū)動器發(fā)生故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 注塑機(jī)用型變頻器信號提取點

取雙比例閥的流量信號（0～1A），經(jīng)變換為4～20m的信號送到伺服驅(qū)動器的相應(yīng)端口上。流量信號取相對值較大的作為控制信號，以擴(kuò)大調(diào)節(jié)范圍。壓力信號相對值變化較小，對伺服驅(qū)動器頻率的調(diào)節(jié)范圍小一點。如果伺服驅(qū)動器的調(diào)節(jié)范圍不能滿足成形工藝的需要，可用伺服驅(qū)動器的“頻率增益”功能來調(diào)整。

2.4 調(diào)試前注意事項

安裝注塑機(jī)用型伺服驅(qū)動器比較簡單，但在改造前應(yīng)詳細(xì)了解注塑機(jī)工況，熟悉注塑機(jī)工藝流程，調(diào)試時應(yīng)注意以下事項：仔細(xì)觀察注塑機(jī)工頻運行是否正常，油泵馬達(dá)是否經(jīng)常處于過載狀態(tài)；根據(jù)注塑機(jī)的模具及注塑工藝觀察注塑機(jī)節(jié)電改造的潛能；控制信號線路注意正負(fù)極性不要接反；信號線與主回路線要分開布線等。

2.5 注塑機(jī)用型變頻器對數(shù)字儀表的干擾

現(xiàn)在注塑機(jī)上廣泛使用是伺服驅(qū)動器，其輸出電流中含有諧波成分，可能會對注塑機(jī)產(chǎn)生干擾，最易受干擾的是溫度控制儀表，因此，安裝伺服驅(qū)動器應(yīng)做好抗干擾措施。變頻器需加裝輸入和輸出電抗器或高頻磁環(huán)等；引入伺服驅(qū)動器的控制線要作屏蔽處理；機(jī)殼要可靠接地；不要使伺服驅(qū)動器的輸入輸出電纜與伺服驅(qū)動器的控制信號線平行或捆綁在一起；伺服驅(qū)動器安裝在注塑機(jī)內(nèi)部時，特別要關(guān)注通風(fēng)散熱。

三、調(diào)試常見問題及處理方法

由于注塑機(jī)工藝的特殊性，在安裝注塑機(jī)專用型伺服驅(qū)動器的過程中，會遇到各種故障，以下為在安裝注塑機(jī)伺服的過程中常遇到的問題及處理方法。

3.1 注塑機(jī)用型伺服驅(qū)動器頻率無變化

由于伺服驅(qū)動器采用注塑機(jī)閥控電流信號進(jìn)行調(diào)速，伺服驅(qū)動器運行后出現(xiàn)頻率顯示為0.0（有的伺服驅(qū)動器顯示為0）現(xiàn)象，其主要原因為信號極性接反;信號取錯;信號接線端口與參數(shù)設(shè)定不符;注塑機(jī)輔助電源故障等，出現(xiàn)這種故障應(yīng)先查明注塑機(jī)閥控制的類別是電流信號、電壓信號還是脈沖控制信號（部分機(jī)型），及信號正負(fù)極性是否與伺服驅(qū)動器控制端子對應(yīng)。

3.2 油泵噪音大

注塑機(jī)用型伺服驅(qū)動器運行后有些注塑機(jī)會發(fā)出異常的噪音，這時應(yīng)判斷噪聲源在何處，是來自電機(jī)還是油泵，若為油泵的噪音則可能原因有：注塑機(jī)液壓油過少，有空氣吸入；注塑機(jī)濾油器或油路阻塞；注塑機(jī)油泵葉片磨損較嚴(yán)重；遇到以情況應(yīng)先檢查注塑機(jī)油泵，排除故障后方可運行，另外當(dāng)注塑處于低速高壓工作狀態(tài)時，也會出現(xiàn)油泵噪音異常情況，這時適當(dāng)提高速度信號。

四、BWS注塑型伺服驅(qū)動器在注塑機(jī)行業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢

4.1 BWS注塑型伺服驅(qū)動器為電流矢量控制方式，起動轉(zhuǎn)矩大，0.5 Hz 可以達(dá)到150%的額定轉(zhuǎn)矩；動態(tài)響應(yīng)快，階躍轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間《 200 ms；穩(wěn)速精度為0.5%。動態(tài)響應(yīng)快，有效解決了目前困擾注塑行業(yè)用伺服驅(qū)動器后加工周期變長的痼疾。

4.2 BWS注塑型伺服驅(qū)動器獨特的轉(zhuǎn)矩控制性能，在不影響瞬間力矩的情況下對過電流進(jìn)行有效控制，避免了伺服驅(qū)動器頻繁保護(hù)或大電流燒壞伺服驅(qū)動器的現(xiàn)象，給配套廠家提供了信心。

4.3 Z系列伺服驅(qū)動器模擬量輸入與頻率的對應(yīng)關(guān)系可以設(shè)為折線式，可設(shè)置兩個拐點，便于滿足鎖模時所需要的強(qiáng)大的壓力。同時伺服驅(qū)動器的控制特性，使得負(fù)載電流得以有效控制。

4.4 通過外圍接線端子，可直接接受0~1A 的電流信號，可直接從比例流量閥獲取轉(zhuǎn)速控制信號。

4.5 可以接受0~1A電流的信號及0~10V的電壓信號，對注塑機(jī)一些工藝段的采集信號進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到完美的控制效果。