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電動注塑機電氣控制論文范文
1與傳統液壓注塑機的比較優勢
跟傳統的液壓注塑機相比較，廣數精密全電動注塑機的最大優勢在于采用了伺服電機進行電氣控制。由于創新地采用了伺服電機，廣數精密全電動注塑機每一個注塑成型環節都可以長時間進行高精度控制，不但比傳統的液壓驅動節省五至七成的耗電量，而且還節省了液壓油以及冷卻水的成本。在注射速度方面，傳統的液壓式注塑機利用蓄能器技術能夠達到較快的注射速度，但是由于受到液壓閥及蓄能器動作特性的限制，不能達到較低的注射速度。而伺服電機的速度控制特性比較好，從極低到極高的速度都可以加以控制，具有較廣泛的速度適應范圍。圖2所示的是傳統液壓式注塑機液壓伺服系統與廣數精密全電動注塑機電氣伺服系統的對比圖。從圖中可看出，廣數精密全電動注塑機電氣伺服系統里的伺服電動機相當于傳統液壓傳動裝置里的動力源油泵，而且還直接起著液壓伺服閥以及執行元件（即油缸）的作用，因此其注射速度相應較快，精度也較高。
2廣數精密全電動注塑機的電氣控制
2.1工作原理
廣數精密全電動注塑機采用的是公司自主研究開發的GSK6000控制系統，該系統集注塑行業先進生產工藝控制方法之大成，實現高效、節能以及環保的三大注塑理念。廣數精密全電動注塑機的工作原理是充分利用塑料熱塑性，通過伺服電機控制塑料的加熱融化及其流入模腔的速度，再經過保壓及冷卻階段即可成型為形狀各異的塑料制品。在加工產品的時候，首先計量加料，經過加熱使原料熔融塑化，然后施加高壓注射到合好的模具里面，再經過一段時間的保壓和冷卻后開模，最后頂出制品即可完成整個產品注塑成型的過程。
2.2伺服單元的特性要求
廣數精密全電動注塑機的注射性能在非常大的程度上依賴于伺服控制系統精密、穩定的特性，要求伺服系統具備如下四方面特性。2.2.1精度高。為保證制品可以滿足精密注射成型的要求，伺服控制系統必須具備高質量以及高穩定性，務求令射膠等動作具備非常高的精度。所以，不但要求伺服單元在位置控制方面定位精度高，而且要求在速度控制方面提供高精度調速。2.2.2響應快。為使結構復雜的制品注塑成型，常需進行多級注射。要確保執行機構根據預設要求嚴格切換成形參數，不但要求伺服控制系統定位精度高，同時也要求其具備快速響應的良好特性，能夠很快地響應跟蹤指令信號。2.2.3調速范圍廣。無論是注射過程還是鎖模過程，執行機構都被要求在比較廣的速度范圍內運作。例如在驅動模板進行合模的過程中，為保護模具的安全，鎖模機構需要從移模階段的高速度切換到即將閉緊模具時的低速度，由此要求驅動鎖模機構運行的伺服單元能夠提供一個較廣的調速范圍，以實現最高轉速與最低轉速的轉換。2.2.4低速轉矩大。注塑機低速運轉時要求進給伺服系統具備較大的轉矩輸出。為滿足以上特性要求，廣數精密全電動注塑機對伺服系統的執行元件———伺服電機也提出了相應的幾點要求：（1）要求伺服電機在全部轉速范圍之內都可以平滑地運轉，轉矩的波動要小，特別是低速運轉的時候仍然要保持平穩的速度且無爬行的現象；（2）要求伺服電機具備相應的過載能力，以滿足系統低速以及大轉矩兩方面的特性要求；（3）要求伺服電機要有較小的轉動慣量、較大的堵轉轉矩、盡量小的機電時間常數以及盡可能小的啟動電壓，以滿足系統快速響應的特性要求；（4）要求伺服電機可以承受得起頻繁的啟動、制動以及反轉。
2.3動作控制
為了獲得高質量的注塑產品，廣數精密全電動注塑機在注塑的過程中，使用伺服電機來實現對每個運動機構動作的順序及過程控制，以確保注塑機能夠依照工序要求完成制品生產流程。廣數精密全電動注塑機的注射裝置是實現塑化計量、注射以及保壓補縮三項功能的關鍵部件，其結構設計和控制方式決定著制品的質量，能滿足兩個基本要求：一是在限定的時間里，提供設定數量、組分以及溫度均勻的熔料；二是按照塑料性能以及制品的結構情況，提供適合的注射速度及注射壓力，把熔料注入模腔。注塑的所有運動過程都是由廣數精密全電動注塑機的六臺伺服電機通過動作配合去驅動完成的。圖3所示為其主要部件結構圖。與注射螺桿同軸并且連接緊密的電機叫做射膠伺服電機，起到通過傳功裝置實現注射螺桿向前注射運動的作用。跟注射螺桿平行的電機叫做溶膠伺服電機，其作用主要是實現螺桿轉動使粒狀原料往前傳送。用于平移整個射臺的電機叫做射臺移動伺服電機，由該電機驅動完成射臺的往復運動。廣數精密全電動注塑機以伺服電機作為驅動裝置，其控制系統的硬件框架如圖4所示，主要組成有人機界面、運動控制器、邏輯控制器、伺服驅動、溫度控制單元以及傳感器六大部分。工藝程序控制基于傳感器的位置、溫度、壓力及速度等信息來進行，為達到高精密的注塑工藝建立了多個閉環環節。對于射出螺桿移動速度的控制，是將安裝在伺服電機后的編碼器信號作為輸入的信號，相比于在控制器內設定速度指令來說實現了半閉環控制。對于射出壓力的控制，是通過測定螺桿后的壓力傳感器信息來形成射出壓力的全閉環控制。而對于超低速位置的控制，則是以光柵尺去實現閉環的控制。廣數精密全電動注塑機動作控制系統的關鍵在于溫度、壓力等傳感器信號的高速處理。工藝程序控制裝置以及伺服電機驅動系統之間采用的是數字接口，兩者間只互相傳遞數字信號，抗干擾能力特別強、因此能夠實現高精度、微細量的穩定控制。
3結束語
以及人們環保意識的日漸加強，用戶對注塑機的要求越來越提高。廣數精密全電動注塑機在各種新型注塑機當中較具代表性，并隨著計算機技術的進一步發展，將來會朝著更加簡便化、更加智能化的方向發展，同時會對其自主研發的GSK控制系統及伺服電機提出更高的要求。
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