一种用于伺服注塑机的节能动力系统的制作方法

文档序号:8576547阅读:826来源:国知局
一种用于伺服注塑机的节能动力系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种动力系统,属于伺服注塑机的技术领域,尤其是一种用于伺服注塑机的节能动力系统。
【背景技术】
[0002]注塑机是一种塑料注射成型的机器,在整过运行过程中,一般包括注射、保压、储料、座退、开模、顶出、合模、座进等动作,各个动作都需要不同的压力和流量。如注射时需要较大的流量,模腔快注射满时一般压力会增加,而流量会降低;关模时前期压力较低,只要推动模板移动,为了加快速度而需要较大的流量,后期高压锁模时确实需要很高的压力和较低的流量,在座台动作时,则通常只需要较低的流量和压力即可。按常规的设计方法,为满足较大的流量,则需要较大排量的油泵;为实现大排量下能生产高压,则需要电机能输出较大的扭矩。当大压力、小流量时,伺服电机、伺服驱动器都会发热,产生较多的能量损耗,且大排量油泵和大扭矩电机都会使机器有较大的硬件成本。
[0003]动力系统大致有三种模式:
[0004]1、定量泵动力系统组成:三相异步电机、定量泵、比例压力阀和比例流量阀等。三相异步电机提供一个固定转速的旋转动力;在三相异步电机带动下,定量泵按固定排量输出液压油;而系统各动作需要的不同的压力和流量,分别由比例压力阀和比例流量阀控制。当在保压,注塑机动作压力大于设定值时,油泵排出的油无法进入系统,则油泵排出的油通过比例压力阀和比例流量阀流回油箱;当注塑机动作压力小于设定值时,比例压力阀保持封闭,不会有油通过比例压力阀流回油箱;当注塑机动作不需要全部流量时,多余的流量通过比例流量阀流回油箱。通过比例压力阀或比例流量阀流回油箱液压油,对于注塑机各动作无益,在系统当中做了无用功,产生了较大的能量损耗。无论机器是否动作,三相异步电机都在工作,也会消耗能量,造成能量的损失。
[0005]2、变量泵动力系统组成:三相异步电机、变量泵、排量控制比例阀、比例压力阀等。三相异步电机提供一个固定转速的旋转动力;在三相异步电机带动下,变量泵按可按上位机设定的流量值,通过排量比例阀调整油泵的实际排量;注塑机需要的压力通过比例压力阀调节,当在保压等,注塑机动作压力大于设定值时,油泵排除的油,无法输入到系统中的还是通过比例压力阀流回油箱。变量泵系统比定量泵系统在节能方面已经有了很大的进步,在速度控制模式时,变量泵系统只提供系统需要的流量,不会提供多余的流量,但在压力控制模式下,关注压力的稳定,肯定有部分液压油会通过比例压力阀溢流回油箱,无法避免这部分能量的损失。
[0006]3、伺服动力系统组成:伺服驱动器、伺服同步电机、定量泵、溢流阀(安全阀)等。伺服驱动器可控制伺服同步电机输出不同的转速,从而带动定量泵输出不同的流量。并且通过检测安装在伺服电机上的转速编码器,可对电机旋转运动进行闭环控制,从而可以稳定每个周期中同一动作时定量泵输出的流量。通过检测安装在系统上的压力传感器,可对电机旋转运动的扭矩进行闭环控制,在保压等需要压力控制的动作时,可以稳定每个周器中同该动作的压力,在非压力控制的动作时,可作为压力保护使用。溢流阀在系统中起安全保护作用。只有当伺服驱动器出现故障时,系统压力不受控制,超出设备允许最高压力时起作用。伺服动力系统比定量泵系统和变量泵系统都更加节能,因为它可按照各动作需要提供准确的压力和流量,不产生多余的流量损耗,并且在冷却等不需要电机工作的时候,伺服电机系统可停止电机的运转,可避免无谓运行产生的能量损耗。但伺服电机可降低电机的转速的特点,使它只能使用齿轮泵或柱塞泵等,不能使用叶片泵。而无论是齿轮泵还是柱塞泵在工作时,系统压力都会按照转速及油泵的齿数或柱塞数,产生相应的脉动。在高压力、低流量的情况下,如保压动作,或慢速高压注射时,脉动更加明显。
[0007]在以液压油作为动力的注塑机上,伺服动力系统是目前最节能的动力方案。按常规伺服动力的设计方法,系统的流量是电机转速和油泵排量的乘积,一般采用定量泵,系统流量也就和电机转速成正比。电机转速和伺服驱动器输出的频率相关,即与伺服电机输出的有效电压相关,系统的压力与电机的扭矩和油泵的排量相关,电机的扭矩是系统的压力和油泵排量乘积。在额定功率内,电机扭矩与电机电流成正比。一般设计伺服动力系统,为满足较大的流量,则需要较大排量的油泵;为了再各工况下能生产高压,则需要电机能输出较大的扭矩。当注塑机动作需要较大压力时,伺服电机需要较大的扭矩,为产生较大的扭矩,伺服电机和伺服驱动器需要较大的电流,电流越大,伺服电机、伺服驱动器发热量越大,产生较多的能量损耗。并且大排量油泵和大扭矩电机都会使机器有较大的硬件成本。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的是为了弥补现有技术的不足,提供一种可降低伺服电机和伺服电机驱动器的功率,最终降低机器的成本,同时具有节能效果的用于伺服注塑机的节能动力系统。
[0009]为了达到本实用新型的目的,技术方案如下:
[0010]一种用于伺服注塑机的节能动力系统,其特征在于:包括油箱、测速传感器、伺服电机驱动器、伺服电机、控制器、压力传感器、输油管路、比例流量阀、斜排角控制油缸、变量排油泵、油泵阀板,
[0011]所述变量排油泵设置在所述输油管路上,伺服电机设置在变排量油泵上,
[0012]所述伺服电机驱动器同时与所述伺服电机、所述测速传感器、及控制器相连,
[0013]变量排油泵的输出端与油泵阀板相连通,所述压力传感器设置在所述油泵阀板上,
[0014]所述压力传感器与控制器以及伺服电机驱动器相连,所述比例流量阀设置在所述变量排油泵上,所述比例流量阀与控制器的输出端相连。
[0015]作为优选的技术方案:所述变排量油泵上设置有斜盘位置传感器,所述斜盘位置传感器与所述伺服电机驱动器连接。
[0016]作为优选的技术方案:变量排油泵在系统最高压力和最大流量时所需的功率大于伺服电机或伺服驱动器的额定功率。
[0017]控制器为PLC(Programmable Logic Controller,PLC),即可编程逻辑控制器。控制器与伺服驱动器通过总线进行连接通讯。
[0018]斜盘位置传感器用于测定变量排油泵的排量,伺服驱动器可根据变量排油泵上的斜盘位置传感器的信号,调整输出转速,进而通过伺服电机调整变量排油泵的排量。
[0019]伺服驱动器和伺服电机在做高压低速注射,或者低速保压时,控制器按规则调整变量排油泵排量,使伺服驱动器和伺服电机保持较小的电流,伺服电机保持较高的转速,从而保证长时间的工作,以及稳定的压力。
[0020]节能动力系统包括伺服电机、伺服驱动器、变量排油泵、压力传感器、总线通讯线及控制器。控制器和伺服驱动器之间通过总线进行连接,总线上的信号包括压力、流量指令信号、变量排油泵排量信号等、以及其他信号。伺服驱动器接受上位机信号,以及接受系统中压力传感器、斜盘位置传感器、电机转速编码等信号后,经计算输出电压和电流,驱动伺服电机按一定转速和扭矩运行;另外,伺服驱动器接受上位机信号后,输出流量信号控制变量排油泵的流量。变量排油泵为带斜盘位置反馈的变量柱塞泵,变量排油泵在注塑机最高系统压力下需要的扭矩是伺服电机额定扭矩的1.5?2倍,伺服电机在最高压力最大油泵排量时所需的电流是伺服驱动器的额定电流的1.8?2.3倍。
[0021]本实用新型的控制方法为:在注塑机运行各个动作时,上位机都会发出压力、流量、变量泵斜排角指令信号等,变量泵斜排角会按照不同的动作进行比例输出,如注射、储料等大流量动作时,按设定流量值输出,除注射、储料动作外,其余动作时按设定流量值得X% (X数值可在上位机上设定,按照油泵排量的在系统压力下需要的扭矩为电机的额定扭矩的1.2倍进行计算)输出;在注射动作时,前期模腔未填充,负载较低,变量排油泵排量最大伺服电机也能承受,随着模腔填充,负载不断增大,当伺服电机电流超过伺服驱动器额定电流值的1.5倍时,伺
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1