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一、 BWS注塑型伺服驅(qū)動器在注塑機上的解決方案
液壓系統(tǒng)的注塑機,有立式和臥式之分。
1.1 立式注塑機的解決方案
數(shù)十克的立式注塑機,油泵采用一個齒輪泵,電機的容量也較小,電器控制電路也較簡單。安裝時,將注塑機專用型伺服驅(qū)動器直接接入電機的供電回路,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 臥式注塑機的解決方案
60克以上的都是臥式注塑機,60克~500克的注塑機,有的是一個油泵,也有的是二個油泵。一個油泵注塑機,安裝注塑機專用型伺服驅(qū)動器的過程,和立式注塑機的改造是相同的: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,大中型注塑機的油泵可能不止一個,如三菱850-MM,1300- MM,1800- MM,2000-MM注塑機均有三個油泵。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,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如何改造?這里以三菱1800-MM注塑機的改造為例加以說明。三菱1800-MM注塑機有三個45KW油泵電機,用一臺伺服驅(qū)動器驅(qū)動1#油泵電機,伺服驅(qū)動器的調(diào)節(jié)信號取自注塑機流量比例閥,這樣,此伺服驅(qū)動器的頻率就隨注塑機液壓油的流量的改變而變化。另外二個油泵電機,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)動器對電機不進行調(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、安裝注塑機專用型伺服驅(qū)動器的注意事項
2.1 注塑機伺服驅(qū)動器的選型
注塑機的負載性質(zhì)是恒轉(zhuǎn)矩類,機械特性較硬,動態(tài)特性要求較高注塑機用伺服驅(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)實測一下注塑機在各個工序過程中,油泵電機工頻狀態(tài)運行的最大負荷電流,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額定電流的 1.1~1.5 倍,電壓等級應(yīng)與控制電機相符,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)
注塑機安裝注塑機專用型伺服驅(qū)動器之后,應(yīng)該有的工頻起動回路作為備用,這樣一旦注塑機專用型伺服驅(qū)動器有故障,還能用工頻起動油泵電機繼續(xù)運行,以減少因注塑機專用型伺服驅(qū)動器發(fā)生故障帶來的經(jīng)濟損失。
2.3 注塑機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
安裝注塑機用型伺服驅(qū)動器比較簡單,但在改造前應(yīng)詳細了解注塑機工況,熟悉注塑機工藝流程,調(diào)試時應(yīng)注意以下事項:仔細觀察注塑機工頻運行是否正常,油泵馬達是否經(jīng)常處于過載狀態(tài);根據(jù)注塑機的模具及注塑工藝觀察注塑機節(jié)電改造的潛能;控制信號線路注意正負極性不要接反;信號線與主回路線要分開布線等。
2.5 注塑機用型變頻器對數(shù)字儀表的干擾
現(xiàn)在注塑機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
由于注塑機工藝的特殊性,在安裝注塑機專用型伺服驅(qū)動器的過程中,會遇到各種故障,以下為在安裝注塑機伺服的過程中常遇到的問題及處理方法。
3.1 注塑機用型伺服驅(qū)動器頻率無變化
由于伺服驅(qū)動器采用注塑機閥控電流信號進行調(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;注塑機輔助電源故障等,出現(xiàn)這種故障應(yīng)先查明注塑機閥控制的類別是電流信號、電壓信號還是脈沖控制信號(部分機型),及信號正負極性是否與伺服驅(qū)動器控制端子對應(yīng)。
3.2 油泵噪音大
注塑機用型伺服驅(qū)動器運行后有些注塑機會發(fā)出異常的噪音,這時應(yīng)判斷噪聲源在何處,是來自電機還是油泵,若為油泵的噪音則可能原因有:注塑機液壓油過少,有空氣吸入;注塑機濾油器或油路阻塞;注塑機油泵葉片磨損較嚴重;遇到以情況應(yīng)先檢查注塑機油泵,排除故障后方可運行,另外當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,這時適當提高速度信號。
四、BWS注塑型伺服驅(qū)動器在注塑機行業(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行有效控制,避免了伺服驅(qū)動器頻繁保護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大的壓力。同時伺服驅(qū)動器的控制特性,使得負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,對注塑機一些工藝段的采集信號進行補償,達到完美的控制效果。