传感器在注塑机上的应用_自动化成套控制系统_中国百科网
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传感器在注塑机上的应用
    摘要：传感器主要应用于注塑机开合模、座台进退、射出行程，顶出行程的测量等卧式注塑机立式注塑机传感器在注塑机中关键的应用随着工业应用领域对注塑机生产过程中精度控制要求不断提高，传感器在注塑机中得到广泛应用，而随着传感器在注塑机中应用技术日趋成熟，用户也因此能够更易化生产流程，提高生产效率，取代了老一代注塑机机械手动系统，实现了工厂生产自动化和数字化。传感器主要应用于注塑机开模和合模、座台推进、射出形成、以及定出形成等位置测量，这良好的保证了生产的质量，提高生产过程中的灵活性和安全性，同时又能降低成本。目前注塑机节能改造在浙江、山东、广东已有较多成功的案例，hlpa在实现注塑机节能改造中，运行情况较好。本例是一种较典型的一种注塑机改造案例，它保留了原y-△起动，而且操作同原操作一模一样，只是增加了一项节电市电运转功能。原理：原注塑泵是全速（50hz）运行，在注塑过程中所需能量是通过电脑板控制比例流量阀和比例压力阀开启度大小来满足要求的，而使用变频调速以后，是把比例流量阀、比例压力阀的信号取出来，调泵速度，需要多少供应多少来处理的。注意事项：⑴根据不同的工作，注塑机要求反应速度有差别，根据实际情况高定加/减速时间。⑵由于注塑机负载较大，选择时请选大一档。⑶在换模、试模时，请使用市电运行，试用完毕用节电运行。⑷在调试时，请注意干扰的处理，对于不同的注塑机生产厂家，使用的电脑板抗干扰能力差异极大，因此需用滤波器处理，一般情况下都必须加磁环处理。⑸早期生产的注塑机信号可能是单阀的，则使用时接入1路信号即可，或直接接串到变频上即可。⑹本例中信号是双路0~10v信号，但有部分信号是电流信号的，可直接接入，经过模拟量高低短设定合适运行频率。前 言变频调速技术于80年代初开始在国内开发应用，它最典型的应用是在电机节能领域。在发达国家，变频器在电机上运用的普及率已达到80%以上。据统计，法国每一美元国民生产总值的能耗为8.719kj，日本为9.797kj，而中国却高达43.394kj。据日本科学技术资源厅调查会推荐，日本如果在全国采用变频调速器可节约日本总电力的10%。我国国家经贸委节约综合利用司在1996年就曾组织国内20多名专家编写《风机水泵节能改造指南》一书，2000年7月国家计委又组织上海江苏两省市节能机构推广变频调速节能技术。在应用方面，辽河油田采用变频技术，安装了25台变频器1818.2kw，年节约电能约602万度，平均节电率在35%以上。近两年来，随着变频器在恒压供水、纺织、机车空调、家电行业、注塑行业等领域的应用所取得的节电效益，变频器在中国已迈入一个飞速发展和推广普及的崭新时代。当前，电机是我国最主要的耗电机电，它约占企业整体耗电量的50%左右，而对于每一个生产性企业特别是塑胶注塑加工企业而言，电费在运作成本中所在比率约为20-50%。因此，如何节约电能，降低成本，提高生产效益和企业竞争力，是每个企业家所特别关注的问题。注塑机变频节电工程项目简介注塑机是一种典型的周期性变动负荷设备，一个完整的生产周期包括锁模、射胶、充填、熔胶、冷却、开模等阶段。对于其液压系统来说，每个阶段对压力的需求是不同的，从油泵的负荷特性可知,油泵转速愈高其输出压力愈大，这样只要调节油泵电机的转速就可以实现液压系统压力的调节。注塑机专用变频节电器正是利用这一特点，根据注塑机生产工艺的需求，直接利用注塑机同步信号和电气控制，控制注塑机比例流量阀或比例压力阀，将传统的定量泵改变成为节能型变量泵，变频器全过程跟踪各级压力和流量的变化，自动进行油泵电机的转速调节，这样使得电动机的电耗随输出负荷的变化呈合理的匹配关系，达到最大限度的节电目的。★。电机软启动，启动时无大电流冲击，延长电机使用寿命；使用相同功率的电机群，在省电的同时，还可大幅度地降低由于电机通常方式运行时冲击电流对供电或发电机组装机容量的要求;★。减轻开锁模振动和机械冲击，延长设备和模具的使用寿命；★。系统发热明显减少，液压系统油温降低，减缓油质劣化程度，延长密封件的老化时间，降低停机维修机会，节省大量维护费用；★。注塑机冷却用水可节省30%以上。★。保留注塑机油泵马达原有y-δ启动/运行线路不变；★。对注塑机原有液压系统及计算机控制系统不作变动；★。更换模具及改变注塑机工作动态，均无需对变频节电器作任何调整；★。采用市电/节能运行控制方式，以备故障时不影响生产。变频节电投资回报分析一、以震德cj180 m3注塑机为例分析如下：下图是一台油泵电机节电与非节电运行的实测功率特性曲线.注塑机型号： 震德cj180 m3注塑机油泵电机功率：18.5kw加工产品特征：硬塑装配玩具（abs材质），一模八腔，11.5盎士成型周期：32秒由上图可看出，由于采取了变频调速技术，在节电状态下，油泵电机的输出功率在一个周期的各个阶段较之非节电状态均有明显下降，特别是在冷却、清料时输出功率几乎为零。图中阴影部分即反映出节省出来的功率。二、18.5kw变频节电器投资成本与回报周期分析：1、18.5kw之变频节电器以一小时节约4度电计算，设电费单价为0.90元/度.2、该变频节电器一年可节约的电费为:4度 χ 24小时/天 χ 360天/ 年 χ 0.90元/度 = 31104元。3、投资成本为18.5kw变频节电器一台，约合人民币17500元。4、投资回报率 = =178%。5、投资回报周期 = 12(月) ÷ 投资回报率= 12 ÷ 178% =6.74(月)三、其它型号变频节电器投资与回报分析变频器功率（kw） 变频器额定电流（a） 每小时可节约电度数（kwh） 每月可节约的电度数（kwh） 每月可节约电费（元） 回收期（月）15 32 3 至8个月18.5 38 4 22 45 5 30 60 6 37 75 7 45 90 8 注：设电费单价为0.90元/kwh，日开机时间为24小时，每月开机30天。四、节电率保证与售后服务1、油泵电机节电率达不到30%，无条件拆机退款；2、一个月包退、三个月包换、一年半包修及终身提供技术支持与产品维护。3、专业人士免费上门安装调试及培训。五、已承接完成的部分工程有：1、新兴玩具厂注塑机节电改造工程2、南新五金塑胶制品厂注塑机节电改造工程3、黄泥塘玩具厂注塑机节电改造工程4、日升塑胶厂注塑机节电改造工程5、合艺电子有限公司注塑机节电改造工程6、深圳特利丰电子厂注塑机节电改造工程7、永业五金塑胶制品厂注塑机节电改造工程8、正新塑胶玩具厂（常平）注塑机节电改造工程附：注塑机专用变频节电器箱规格尺寸产 品型 号 高（mm） 宽（mm） 厚（mm） 配用变频器功率 （kw） 配 用接 触 器jxy-01 780 420 300 15,18.5 40ajxy-02 890 450 340 22,30 50/60ajxy-03
37,45 80/95ajxy-04
55,75 125/150a节能原理注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分：①液压系统油泵的电能消耗 ，②加热器的电能消耗③循环冷却水泵的电能消耗其中液压油泵的用电量占整个注塑机用电量的80%以上，所以降低其耗电量是注塑机节能的关键。注塑机在合模、锁模、射z、冷却等阶段所需压力和流量都是变化的，当注塑机的油量需求发生变化时，由设在油泵出口的溢流阀来调节负载压力和流量，而电机的输出功率不变，因而造成能量浪费。注塑机专用节电器采用闭环控制，通过传感器检测注塑机的压力和流量信号，自动调节油泵转速，使供油量与注塑机需求一致（即降低输出功率），达到节能的目的。节能效果图[img]584330.gif[/img]系统特点一般工况节电率可达25%-65%；降低液压油温，减少冷却水的用量。液压油泵的寿命可延长8倍；减少电机轴承、油泵叶片等磨损程度，延长其使用寿命；市电/节电切换。若节电运行发生故障，可切换到市电运行，不影响生产；完善的运行指示和故障查询功能；提高功率因数，减少无功损耗，具有软起动特性，起动时无大电流冲击；保留注塑机油泵马达原有y△/启动/运行不变；对注塑机原有液压系统及电脑控制系统不作变动。[b]一、前言[/b]从50年代推出了螺杆式塑料注射成形机至今已有50多年的历史。目前在工程塑料加工业中，80%采用注射成型。塑料颗粒（abs，聚乙烯，改型聚苯乙烯等）在注塑机料筒内进行多段加热器加热融蚀后，经螺杆搅拌增压后注射入模具腔内，保压冷却成形，完成一个工件的加工过程。对于塑料加工，注塑机完整的工艺流程为，合模―锁模―注射―保压―冷却―脱模―开模。其中保压和冷却，脱模和开模是同时进行的，即保压过程中，模具在通水冷却；在开模的过程中，模具内的脱模顶针由隐蔽处逐渐后伸出，使附注在模具上的工件脱落,开模到位后一个加工过程结束。不论大，中，小型注塑机，其工艺流程都是相同的。目前绝大多数的注塑机都是液压传动的注塑机，以上的工艺动作过程所需要的动力，均由液压系统中的油泵提供，油泵又有变量泵和定量泵之分。在注塑机工作时,一个工作周期中各个工序的负荷变化很大，液压系统所要求的流量和压力是不同的，生产油泵时已经考虑了这种变化，当液压系统需要的流量和压力变化时，油泵的供油量自动地增大或减小来与以适应，这种油泵就是变量泵，不需要再用变频器进行调速控制。广泛使用的另一种油泵是定量泵，它的供油量是恒定的，注塑机工作过程中流量和压力的变化是靠流量比例阀和压力阀来调节的，多余的油量经溢流阀流回油箱。这样，加剧了阀门和油泵的磨损，造成油温升高，电机噪声过大。另外，从注塑机的设计看，通常在设计时油泵都要留有余量，一般考虑10%～15%，但油泵的系列是有限的，往往选不到合适的油泵型号时就往上靠，存在严重的“大马拉小车”现象，造成电能的大量浪费。因此，对定量泵的注塑机进行变频调速改造，节约电能，提高经济效率具有重要的意义。[b]二、注塑机节能分析[/b]根据注塑机的工艺过程，画出系统油压p与时间t的关系图如图一[img]535754.jpg[/img]由图可见，合模和脱模，开模系统所需油压较低，且时间较短；而注射，保压，冷却系统所需油压较高，且时间较长，一般为一个工作周期的40%～60%，时间的长短与加工工件有关；间歇期更短，这也与加工工件的情况有关，有时可以不要间歇期。以上的图只是一种简单的近似表示，实际上，如果注射的螺杆用油马达驱动，注射时的系统油压会高一些。注塑机加工工件的重量，从数十克到数万克不等，最大注塑机已到92000克。因此，注塑机就有中，小型和大型之分，加工数十克的小工件和加工数千克的大工件一个周期的时间也是不相同的；就是对同一台注塑机，加工工件的原料不同，各段工艺流程中所需的压力和时间也是变化的。这些工艺参数的设定，是由现场技术员根据经验数据和试验的情况制定的。从图一可见，一个周期工作流程中，负载的变化导致系统压力变化比较大，但油泵仍在50hz运行，其供油量是恒定不变的，多余的液压油经溢流阀流回油箱，做无用功，白白地浪费了电能。对油泵进行变频调速，将定量泵改变为类似变量泵的特性。系统所需压力较高时，油泵电机50hz运行，所需压力较小时，变频器降频运行。电机输出的轴功率与油泵的出口压力和流量的乘积正比，油泵电机转速降低后，输出轴功率降低，就可以达到有效节能，一般节电率在20%～50%。[b]三、注塑机变频节能调速改造方案[/b]使用液压系统的注塑机，有立式和卧式之分。数十克的立式注塑机，油泵采用一个齿轮泵，电机的容量也较小，电器控制电路也较简单。改造时，将变频器接入电机的供电回路，再将流量比例阀的信号(0～1a)，经变换为4～20ma或0～10v信号送到变频器的相应端口上，这样，随着加工过程的变化，液压油的流量也在变化。一般来说，取相对值变化较大的流量信号做控制信号较好，控制信号变化对变频器频率调节的范围大一些；而压力信号相对值变化较小，对变频器频率调节的范围小一些。如果变频器频率调节的范围不能满足工艺要求，可用变频器的功能“频率增益”来调整。如果使用希望森兰bt40s变频器，功能码f27，频率增益的调节范围50%～200%。注塑机专用变频器就是在通用变频器的基础增加了0～1a信号转换环节，使用起来更方便些。60克以上的都是卧式注塑机，60克～500克的注塑机，有的是一个油泵，也有的是二个油泵。一个油泵注塑机的改造和立式注塑机的改造是相同的。仍然是从流量比例阀取出0～1a的信号作为变频器的速度调节信号，虽然速度调节信号是由液压回路元件反馈到变频器，但调节回路中没有给定信号，因此控制还是属于开环控制方式。也是因为节能的原因，大中型注塑机的油泵可能不止一个，如三菱850-mm,1300-mm,1800-mm,2000-mm注塑机均有三个油泵。对应注塑工艺流程，在合模阶段，所需的系统压力较低，这时只有1#油泵工作，到锁模阶段所需的系统压力较高时，2#油泵再投入工作，在注射阶段所需的压力最高，三台油泵同时投入工作，脱模开模所需的压力较低，再分别停止3#，2#油泵工作。只要开机，1#油泵就一直运行。用三台小油泵按不同的工艺阶段间断工作，比用一台大泵一直在运行要节能。具有二个以上油泵的注塑机如何改造？这里以三菱1800-mm注塑机的改造为例加以说明。三菱1800-mm注塑机有三个45kw油泵电机，用一台变频器驱动1#油泵电机，变频器的调节信号取自注塑机流量比例阀，这样，此变频器的频率就随注塑机液压油的流量的改变而变化。另外二个油泵电机，可以分别用二台变频器驱动。不过这二台变频器对电机不进行调速，只作两位式的控制，即起动和停止。控制变频器的起动和停止信号，取自于原来该油泵电机的起动和停止信号。变频器的上限频率设定在50hz以下，具体设定值与加工的工件尺寸，材料，料筒的温度等因素有关。如果变频器运行频率低于50hz，就可以节能。实际上，注塑机设计时都留有余量，加工工件尺寸，材料的变化所需的油压也要随之变化。如果注射的压力过大而锁模力不足，会使工件出现飞边；若注射力不足，模具腔内塑料会注不满，工件报废；保压力不足时，工件中塑料比较厚的地方会出现收缩。本例二台变频器的运行频率为37hz，注塑机的节能率达23%。[b]四、注意事项[/b]1.变频器的选型注塑机的油泵普遍使用的是叶片泵和柱塞泵，机械特性为恒转矩，选用具有恒转矩特性的变频器，v/f控制或矢量控制变频器均可，也可选用注塑机专用型。考虑到注塑工艺各阶段的时间有一定要求，变频器的加速和减速时间要短，一般为1秒，变频器的容量就要适当加大。根据经验，矢量控制变频器选大一档，v/f控制的变频器选得更大一些。为防止过载烧电机，调试变频器时，注意设定好电子热功能。2.备用系统注塑机进行变频节能改造时，保留原有的工频起动回路作备用，这样一旦变频器有故障，还能用工频起动油泵电机继续运行。3.变频器对注塑机数字仪表的干扰现在注塑机上广泛使用是交-直-交变频器，其输出电流中含有谐波成分，可能会对注塑机产生干扰，最易受干扰的是温度控制仪表，因此，在安装变频器时需要注意的是：（1）变频器需加装输入和输出电抗器（2）也为了避免相互造成干扰，引入变频的控制线要作屏蔽处理。信号最好采用4～20ma电流信号。（3）变频器机壳要可靠接地。（4）变频器安装在注塑机内部时，特别要关注通风散热。4.电机转速降低后的温升电机用变频器驱动后，温升会增加10%，电机速度又降低后，自带的风机转速变慢，散热效率减低，温升还会增加；但是，考虑到油泵是间歇工作的，温升也不会增加多少。在我们做过的注塑机改造中，有的在电机上加了恒速风机，有的也没加，加与不加恒速风机，根据电机工作时的温度来决定。[b]五、结语[/b]对注塑机进行变频调速，主要的目的在于节能。从小型，中型到大型注塑机都可以加装变频器进行节能改造。改造之初，涉及到节能效率的估算。注塑机节能主要与注塑工艺过程相关，做出一个准确的计算的困难的，一般来说，经过改造，一个油泵电机的注塑机节能在30%～50%之间，多个油泵电机的注塑机节能在15%～30%之间。另外，油泵速度的降低减少了机械的磨损，间接的经济效益也不可小视。1、全电动注塑机的优势全电动注塑机不仅能满足特殊用途的需要，而且还有比普通注塑机更多的优点。最近，德国费罗玛提克米拉克隆公司/ferromotik milacron的应用分部主管jorg dassow博士在公司一间敞开车间内说：“在局部领域，只有液压注塑机或者全蓄压力注塑机才具有这种基本的优点。”同时，他认为在需要极长时间闭模和极高的锁模压力加工领域，依然是需要用液压注塑机。jorg博士指出，全电动注塑机已被认可的优点是低能耗和高精度。他宣称，费罗玛提克?米拉克隆公司的技师们已证实了全电动注塑机可节省50%-70%的能源，而且在冷却水利用方面也有类似的效果。另外，由于全电动注塑机是采用行程短的独立驱动拉杆，因而其精确很高。全电动注塑机的高精度往复运动不可忽略，因为对塑机零部件的质量要求已明显提高了。全电动注塑机的另一个优点就是可以降低噪音，这不仅使工人们受益，而且还能降低隔音生产车间里的投资建设成本。2、日本全电动注塑机发展概况日本注塑机制造商早在20世纪80年代便率先开发全电动注塑机，并且多年来不断更新技术。在2003npe展览会上展出了日精公司/nissei最新系列全电动注塑机。其elject nex系列包括9种型号，锁模力由30-460吨。适用范围广，从小型精密零部件，多组分部件到大型部件均能生产。trexel公司已经和日精公司达成协议，将他们的mucell微孔泡沫专利技术安装到30吨锁模力的机型上。除此外，因为日精公司销往中国的产品已占其出口量之50%，他们计划将在上海设办事处，设立客户服务与零件配送中心。日精公司出品的nex系列注塑机主要优点是能扩大注塑成型的选择范围和拥有一种称为tact的全新控制系统，该系列注塑机的优点是控制系统减少注塑压力的波动变化。与elject es系列相比，其注塑成型的精密度要高出50%。有更好的回应特性和可重复性，因而注塑速度可提高40%。另外tact系统具有很宽的控制程序，如保压压力、合模压力以及模内工艺控制都有标准的控制程序。同时，高负载的特性可解决有光学用途的厚壁类产品生产问题。夹模装置(扁平夹模)的主要特点是能较快速地进行开/关和顶出制件操作。因为有了这些优点，从锁模到顶出制品，时间可缩短35%。扁平夹模可获得由中心支撑的移动和固定压板传输过来的均匀合模力。另一个来自日本的住友/sumito-mo公司宣称，他们生产的新一代sed系列注塑机将引起人们为全电动注塑机与杂混式、液压式注塑机进行一场争论。sed系列注塑机将杂混和液压注塑机的高速、高压与全电动注塑机的节能，较清洁的生产加工环境，高精度以及重复性能等优点综合起来，以直接驱动技术作为一大亮点。生产有多种规格型号，最高锁模力可达200吨的sed系列注塑机有四个直接驱动伺服电机，用于驱动塑化，注塑，合模和顶出装置。除了塑化外每步运作均使用一个滚动螺栓和螺母传动。四个电机都没有安装传送带，所提供的机械能、重复性能和持久性能都达到最佳效果，同时还能避免使用传送带所带来的磨损、调整传送带间隙以及灰尘落入的麻烦。3、嵌件成型住友公司的全电动立式注塑机的新sr系列注塑机是带旋转台的立式注塑机专门为生产嵌件、再注射部件设计的，应用于汽车、电子、医疗和消费用品的部件工业化生产领域。这种注塑机安装有5台伺服电机，在必要时才产生制动力，如此可有效利用能源。5个机械运转步骤包括：塑化、注射、合模、顶出以及平台旋转都由这些伺服电机控制。据住友公司介绍，这种注塑机注射量精度平均值偏差幅度低于0.02%，重复性很高。由于该型注塑机能够同步进行嵌件和制品的加工处理，还有高速旋转平台，因此其成型周期很短。注塑机上的电动齿轮驱动平台旋转180度用时不到1.6秒，并且采用一个机械制动装置来重复定位，再有，sr系列还有比其他厂商的注塑机可减小30%的运行轨迹和空间，比液压立式注塑机降低50%的电能消耗，并且对冷却系统的要求较低等优点。4、杂混式电动注塑机在赫斯基公司/husky推出杂混注塑机获得成功后不久，住友公司又向世人展示了他们的新型杂混注塑机，可供的型号有se350hy和se450hy两种。这种带有蓄能器的杂混注塑机是专为包装和其他高速生产用途而开发设计的。设有3台伺服电机，采用数字-数字和数字全闭环回路控制系统，用于控制塑化、合模和顶出等加工过程。液压式蓄能器与住友sgm高速肘杆注塑机上的液压系统设计极为相似。用于操作置换注塑单元，保压/背压和螺杆回拉等动作。两台蓄能器和数控伺服阀相连在一起，数控伺服阀配备有精密监测控制及反馈装置，以达到精密注射控制。速度传感器和伺服阀可作出快速反应，对注塑过程进行控制。大容量、泡状蓄能器能确保压力稳定控制，因而可消除对特制氮气灌的依赖，还可降低因外界气温变化所带来的影响。此外，液压油和氮气压力传感回路可保障压力的恒定控制和平稳的压力传输。5、光学用部件制造注射塑料光学部件市场需求正在不断增长。在汽车、通讯器材、传感器、医疗器械以及消费品领域，塑料光学零部件已经得到广泛的应用。现在已拓展到生物技术和环境技术领域，并保持持续发展的趋势。与玻璃制品工艺相比，用注射塑料工艺制造的光学部件其主要优点是有很大的自由设计空间，复杂的几何图形部件也能注塑成型，另外，如连接器、螺丝连接或者成套组件均能直接注为一体。成型周期短和自动化程度高使注射成型工艺比玻璃生产工艺有明显的成本优势。光学纯度、透光率和折光率是选择制造光学零部件材料的因素，这就限制了加工工艺的选择范围。基于这些因素以及对精确度和可重复性的要求，必须选择一套合适生产系统，重复性是指在生产过程中无需进一步调整就能确保每个制品的质量偏差极微。德国巴顿菲尔/battenfeld公司出品的em系列全电动注塑机是由全数字伺服电机驱动，运动十分精确。另外，这种注塑机还具有注塑周期短和运行成本低等优点。em系列全电动注塑机最近已有锁模力从55-176吨的型号。em
unilog b4型注塑机是一种可用于生产光学零部件的注塑机。在合模装置的侧面安装有5点位双肘杆装置，其对夹紧压力的控制具有可重复性。与模塑区相分离的中央润滑装置，精密地对各个肘杆触点和驱动轴进行润滑。即使在有滑动分辨和抽芯装置的模具内，模具复杂锁紧机械装置也在高精度控制下起作用。这种b4型注塑机上的模具锁紧机械装置还安装有多向定位压力曲线控制系统。注塑装置内安装有两台同步电机。螺杆加料段设有传感器，进一步改善了对真实压力的控制。可对模内冷却定型数据实施直接传输，无需作任何调整，由此缩短了定型时间。而且，伺服液压驱动系统对模具赋予高的喷嘴接触压力。类似上述标准的运行方式，能缩短成型周期。当驱动能缓慢下降阶段，伺服电机亦能提供高能补偿。由于没有油冷却步骤，注塑机的能耗相对减少，至少节省20%，而使用巴顿菲尔公司的合模装置则可节能最高达50%。6、光盘同样是光盘的载体，dvd盘比cd盘用途更多，产量也大。基于这原因，toyo机械和金属公司已经开发出一款用于制作dvd光盘的高精度伺服注塑机。设有4条转向拉杆(4td)，双电机注射机械装置，固定压板模具夹紧系统和一个称为plcs-11的新型控制系统。由于dvd光盘要求统一的厚度，因而4td可在连续生产过程中调整参数来调节光盘的厚度，toyo公司出品的disc pro系列st50注塑机，能够同步注塑生产dvd光盘。面对中国市场对注塑机需求的不断增长，toyo公司将设在日本本土的工厂扩大产能。扩建后月产量可达40台。至此整个日本厂商的光盘注塑机月产能翻了一倍，也就是80台。7、多部件注塑成型多组分成型注塑机是以德国费罗玛?提克公司的全电动elektra的改良系列为代表。这家德国公司最近在fakuma展览会上展示了这种小型155双色注塑机。注塑机的夹紧装置内安装了带有2+2型腔的旋转平台，可以模内装配生产家用电器的开关盒。该注塑机另有一个立式全电动注塑装置，令人感兴趣的是它既可作液压式也可作杂混式注塑机，作为一种单色的改进型注塑机。8、微注射成型随着医疗技术领域对微型器械需求的不断增长，微型部件的成型同时给模具制造商和注塑机制造商带来挑战，这是因为质量可靠的微型部件要求有精确和反复的注料份量。加工的塑料颗粒要确保每粒直径不超过1.5mm，以保证进料和熔融物料均匀。因此要获得高质量的熔料，必须配备专用的注塑机和塑料粒。德国费罗玛?提克公司推出一种直径为14mm的螺杆，对塑化控制、熔体均匀以及最小注射量的控制都有很好的效果。在fakuma展览会上这种螺杆安装在费罗玛?提克公司的elektra型注塑机上演示，采用4型腔模具，生产一个质量为0.694g的听力助听器。这种小直径螺杆的塑化长度足以保证生产这类小零件产品的品质如一。日本日精公司推出了合模力达3吨的elject au3e型注塑机，安装有专为加工工程塑料(如聚甲醛)等的专用螺杆，并装有一个8mm直径的柱塞。日精公司也生产eljeet et5型注塑机，其合模力是5吨，针对生产0.5-5g的注塑料制件。这种注塑机设计成宽拉杆结构，可容纳一个150×150mm的模具，采用直接压力合模装置，据说可以延长模具的使用寿命。综上所述，可以看出全电动注塑机是专为注塑机能适应更快速、更高压力、提高精确度和高灵活性的要求而设计。提高生产率和降低成本，是全电动注塑机的主要卖点。(资讯来源：中华机械网)在注塑机中，应用最为广泛的控制规律为比例、积分、微分控制，简称pid控制。当注塑机压力，速度及温度实际参数不能完全可靠掌握，或得不到精确的数学模型，控制理论的其它技术难以采用时，参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用pid控制技术最为方便。即当我们不完全了解注塑时实际的压力，速度，温度o或不能通过有效的测量手段来获得上述参数时，最适合用pid控制技术。pid控制，实际中也有pi和pd控制。pid控制就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。比例（p）控制比例控制是一种最简单的控制方式。其控制的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（steady-state error）。积分（i）控制在积分控制中，控制系统的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个注塑机控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（system with steady-state error）。为了消除稳态误差，在注塑机压力，速度，温度控制中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动注塑机电脑的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(pi)控制，可以使注塑机系统在进入稳态后无稳态误差。微分（d）控制在微分控制中，注塑机电脑中压力，速度，温度的信号输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。 注塑机电脑在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的注塑机电脑，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(pd)能改善系统在调节过程中的动态特性。pid的参数整定是注塑机控制系统设计的核心内容。它是根据注塑过程的特性确定压力，速度，温度pid控制的比例系数、积分时间和微分时间的大小。pid控制参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据注塑机动作系统的数学模型，经过理论计算确定控制参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过注塑机实际动作进行调整和修改。二是注塑机动作过程整定方法，它主要依赖注塑机动作控制经验，直接在注塑机运转时进行压力，速度及温度调整，且方法简单、易于掌握，在注塑机调试中被广泛采用。pid控制参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照注塑机调试经验对pid参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的pid参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。在注塑现场整定过程中，我们要保持pid参数按先比例，后积分，最后微分的顺序进行，在观察现场过程值pv的趋势曲线的同时，慢慢的改变pid参数，进行反复凑试，直到控制质量符合要求为止。在对注塑机压力，速度及温度的具体整定中，我们通常先关闭积分项和微分项，即将ti设置为无穷大、td设置为零，使其成为纯比例调节。初期比例度按经验数据设定，根据pv曲线，再慢慢的整定比例控制比例度，使系统达到4：1衰减振荡的pv曲线，然后，再加积分作用。在加积分作用之前，应将比例度加大为原来的1.2倍左右。将积分时间ti由大到小的调整，真到系统再次得到4：1的衰减振荡的pv曲线为止。若需引入微分作用，微分时间按td=(1/3~1/4) ti计算，这时可将比例度调到原来数值或更小一些，再将微分时间由小到大调整，直到pv曲线达到满意为止。有一点需要注意的是：在凑试过程中，若要改变ti、td时，应保持 的比值不变。在找到最佳整定参数之前，要对pv值曲线进行走势分析，判断扰动存在的变化大小，再慢慢的进行凑试。如果经过多次乃找不到最佳整定参数或参数无法达到理想状态，而注塑生产工艺又必须要求较为准确，那就得考虑单回路pid控制的有效性，是否应该选用更复杂的pid控制。值得注意的是：pid最佳整定参数确定后，并不能说明它永远都是最佳的，当由外界扰动的发生根本性的改变时，比如说压力比例阀调整清洗了，加热圈更换了，其实若温度要精密调节，不同是产品，不同的背压，热惯性都不同，都要进行调整！我们就必须重新根据需要再进行最佳参数的整定，它也是保证pid控制有效的重要环节。 当然实际注塑生产中只要一段时间进行一次检定即可！注塑机液压系统是一个压力和流量波动都较大的系统，在开模，合模，射胶回样，顶出等不同工作阶段，其压力和流量都要发生有规律的变化，多数时间内，负载的实际耗油量均小于油泵的供油量，造成高压状态下液压油部分经溢流阀，比例阀等液压元件溢出，该溢流部分工作时，电机空专，不仅未作任何有用功，而且产生热量，造成液压油发热，既耗能又有害。因此，根据注塑机当前的工作状态，如开模，射胶，回料，顶同等阶段以及压力和带度的设定的要求，自动调节油泵的专速，调节油泵供油量，使油泵实际供油量与注塑机实际负载流量在任何工作阶段均能保持一致，这样，液压油的溢流训分便没有了，彻底消除了溢流现象，油泵出力减少，节省了油泵电机的电能消耗。变频节能控制便是利用控制供油马达在不同的阶段，提供相应的专速，使定量泵变为节能型变量泵这一原理，来达到注塑机节能状态。设备改造后的优点节能效果明显 可达30%~65%优化电气设施，减轻变压器负荷，减少新开厂和新建工厂的增容费延长整机寿命，世电器控制度标准稳定，软启动减轻开锁、模震动，避免设备撞击，性低油温，延长密封件使用寿命。操作方便，生产中不需要对节电器进行调整，全程自动跟踪控制，且有多种保护功能，简单，安全方便。降低噪声，改造后设备噪声降低约10db设备动作更稳，作业环境得动改善。ed2003系列变频器在注塑机上的节能改造应用一、注塑机运行现状及特点随着中国wto的加入，中国工业在今后一段时间内将有一个飞速发展的良好机遇，作为制造业中的注塑行业将首领风骚，特别是在江、浙，及福建，广东的沿海地区聚集了几万家的注塑厂家，作为竞争性很强的行业，成本成了一个突破的瓶颈，在成本构成中，电费占了很大的比例，而现在绝大多数比例的厂家用的全是定量泵注塑机，电能浪费非常严重，因此如何有效地节能降耗也就成了迫切需要解决的问题。注塑机的工艺过程一般分为：锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模等几个机械阶段，各阶段需要有不同的工作压力和流量。对于油泵马达而言，注塑过程是处于变化的负载状态，现有注塑机绝大部分为定量泵的液压系统，其油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程称高压节流。高压节流效率一般为60%~70%，能量损失为30%~40%。同时，由于液压油长期的全速循环流动，与液压件，机械件的剧烈磨擦，造成油温过高，噪音过大，机械寿命缩短等现象的产生。工艺过程如下简图：[img]48806.jpg[/img]注塑成型工况的特点：第一、 每一个动作的完成都有时间、压力、速度和位置等几个参数的配合，也就是说某一位置的位移都必须有相同的压力和速度，且在不同的位置和时间内其压力和速度又是可变的。第二、 注塑机的执行是程序化的，也就是说，某一动作完成后必须要将其终止信号传送给程序控制器，程序控制器收到信号后才会发出执行下一动作的指令，而在每个信号的交换与确认之间一定有一个信号传送和终止时间，这个终止时间循环往复不规律地周期动作内出现，就会让注塑机处于复杂变化之中，尤其是变频工作，信号的起、停会造成变频器的起、停，这样对变频器是一个大的考验。第三、 动作内部的突变也是其工况特点，如在锁模过程中，快速锁模―慢速低压护模―高压高速锁模的工况突变是很剧烈的，又如在注射过程中，慢速注射―快速―慢速―快速―慢速的射交过程工况也是很严峻的。第四、 成型工艺的状况随注塑机太、模具、原材料性能等因素的变化，其工况可能会变的极其严峻。一、 节能原理传统注塑机采用定量泵供油，在额定的转速下供油量不变，而注塑过程的各个动作对速度和压力的要求不一样，通过注塑机的比例阀采用溢流调节的方式将多余的油旁路回油箱，在整个过程中，马达的的转速是不变的，故供油量也是固定的，而执行的动作是间隙性的，也并不是满负载的，因此定量供油就有很大的浪费空间，据实测至少有50%左右。变频节能器就是针对这一浪费空间，根据注塑机发出的各个动作信号，适时适量调整各个动作所需的马达转速（即流量调节），让泵出的油量刚好能满足动作的需要，而在非动作状态时让马达停止下来，这样节能空间进一步增大了，所以对注塑机改造能带来巨大的节能效果，如下运行示意图：[img]638275.jpg[/img]变频运行就是在工频运行的基础上加上红虚线框部分（变频控制系统）三、节能改造后的效果（1）、在工、变频方面比较，在不改变注塑机和变频器参数的前提下，射出成型品的品质方面无影响，周期在变频工作时会慢0.3~1.2s（变频器的功率越大，产品工况越复杂，周期就会相应的增加）；在射出的稳定性和重复精度方面，变频状况较工频状态稳定，因为变频状况注塑机压力油温可降至35~40℃，在此状况下的油温能保证液压执组件的重复精度和稳定性，压力油的使用寿命也会延长，也减轻了中央运水系统的负荷，油温较工频状态降低15~18℃。（2）、增加了公司电力系统的装机容量。电力系统本身预留一定的容量供用电设施启动用，工频状况下马达采用星三角形降压延时启动，此时启动电流是电机额定电流的4~7倍，若多台大功率的电机同时启动，将对电网产生很大的冲击。为经得起冲击，只有加大系统的容量。而采用变频器时启动马达属于软启动，只需在额定电流下就可以启动，且启动平滑无冲击，这样可以减小启动时对电网的冲击，从另外角度增加了系统的装机容量。（3）、变频状态下工作时有很强的保护功能。变频器保护可有以下三方面：a、保护变频器本身，b、可以保护马达，c、可保护注塑机免受错误操作。在此保护功能下，可以保证注塑机在标准的系统压力和系统速度下工作。如所执行的动作需要的压力和速度超过系统压力和系统速度下工作，此时变频器将进入保护状态。比如：未到熔融温度强行熔胶，因注塑机过负载工作，变频器就会通过恒速过流进行保护，如是工频状态下，注塑机可以借助强大的动力，扭断火箭头、炮筒、螺杆或者熔胶液压马达。又比如：超过140bar的锁模压力强行高压锁模，变频器会对超过140bar的锁模力的执行动作进行保护，也就会出现恒速过电流，工频时其锁模力还可大幅度地提高，机械系统将会受到致命的打击。若保证所有执行动作所需的压力都在标准的系统压力和速度之内，变频器就不会保护，对注塑机本身也有很大的好处。（4）、变频状态下：因马达的转速随不同的动作需求在作剧烈的变化，马达的转速会降低一半以上，而马达散热风扇的排量与马达转速有直接的关系，故散热效果会减低马达温度会较工频状态升高10~13℃。以下是以宝源450pc机台生产手提电锯外壳（原材料pc+abs）时，各个动作状态所消耗的电流对比（不含电热功率消耗）。[img]968099.jpg[/img]
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