IS在壓鑄機上的應用方案

1、IS300伺服泵在壓鑄機上的應用摘要：隨著低碳時代的到來，節(jié)能環(huán)保已經成為各行業(yè)倡導的主題。匯川IS300伺服泵的強勢推出，正是迎合了液壓行業(yè)多年來的需求，推動了整個行業(yè)技術的創(chuàng)新和進步!在短短的時間內，匯川伺服泵以其快、準、穩(wěn)的優(yōu)良特性已經在注塑機、油壓機、鞋機、鋁型材擠出機領域占領了一席之地，為行業(yè)提供了更具有競爭力的新一代節(jié)能產品！ 匯川IS300伺服驅動器從根本上克服了傳統(tǒng)油壓機的這一弊病，當系統(tǒng)需要的流量發(fā)生變化時，馬達的轉速隨流量命令大小而改變，使得油泵排出的流量發(fā)生變化，即真正做到“要多少給多少”的控制，因此在油壓機上的節(jié)能應用，對于減少能源浪費具有非常重要意義。關鍵詞：PLC

2、IS300 壓鑄機 伺服泵 節(jié)能一、壓鑄機工作原理：臥式冷室壓鑄機主要由機身、電氣系統(tǒng)、壓射機構、合型機構、液壓系統(tǒng)五部分組成。其壓射系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示。壓鑄機工作機理的分析完成一個鑄件的工藝過程是由壓鑄機的上位機PLC或工控一體機來完成的，具體的動作時序為：動1插芯動2插芯合型低壓合型系統(tǒng)壓力鎖型合型完成靜插芯慢壓一快二快（同時增壓）（冷卻時間到）靜抽芯開型動2抽出動1抽出頂出前延時頂出頂出后延時壓回頂回恢復原位延時卸荷。如此重復循環(huán)進行鑄件生產。壓鑄機的每一個動作過程都可通過電磁閥的通斷，改變液壓系統(tǒng)的狀態(tài)，動作的快慢是由PQ比例壓力閥來進行自動控制。合攏模具，將金屬液以人工或其他方

3、式澆入壓室，壓射沖頭按預定的速度和一定的壓力推送金屬液，使之通過模具的澆道，從內澆口填充進入模具型腔；填充完畢，沖頭保持一定的壓力，直至金屬液完全凝固成為壓鑄件為止；這時，澆道和澆口套（沒有澆口套的模具在該處即為連體壓室）內的金屬液也同時凝固，成為澆口和余料餅；打開模具，沖頭與開模動作同步移動，從而推著余料餅隨著壓鑄件和澆口一同留在動模而脫離定模，到達一定的距離時，沖頭便返回復位；開模后，壓鑄件、澆口和余料餅留在動模上，隨即頂出并取出壓鑄件；至此，完成一次壓鑄循環(huán)。二、壓鑄機結構性能概述：（1）合模機構：驅動壓鑄模進行合攏和開啟的動作。當模具合攏后，具有足夠的能力將模具鎖緊，確保在壓射填充的過

4、程中模具分型面不會脹開。鎖緊模具的力即稱為鎖模力（又稱合型力），單位為千牛（kN），是表征壓鑄機大小的首要參數(shù)。（2）壓射機構：按規(guī)定的速度推送壓室內的金屬液，并有足夠的能量使之流經模具內的澆道和內澆口，進而填充入模具型腔，隨后保持一定的壓力傳遞給正在凝固的金屬液，直至形成壓鑄件為止。在壓射動作全部完成后，壓射沖頭返回復位。（3）液壓系統(tǒng)：為壓鑄機的運行提供足夠的動力和能量。（4）電氣控制系統(tǒng)：控制壓鑄機各機構的執(zhí)行動作按預定程序運行。（5）零部件及機座：所有零部件經過組合和裝配，構成壓鑄機整體，并固定在機座上。（6）其他裝置：先進的壓鑄機還帶有參數(shù)檢測、故障報警、壓鑄過程監(jiān)控、計算機輔助的生

5、產信息的存儲、調用、打印及其管理系統(tǒng)等。（7）輔助裝置：根據自動化程度配備澆料、噴涂、取件等裝置。二、伺服系統(tǒng)節(jié)能原理目前主流的壓鑄機的動力配置還是以三相異步機拖動葉片泵作恒速運動為主，但實際在生產過程中，每個動作的快慢和壓力大小是不一樣的，通過采用溢流閥的方式達到壓力的設定，通過節(jié)流閥的方式達到速度設定的目的，根據能量守恒的原理，P總=P有用+P無用，P有用=P壓力*Q流量/60，Q流量=N轉速*Q排量，各個動作所需的流量其對應的馬達轉速是不一樣的，事實上馬達的實際輸出轉速是恒定的，所以就存在著能量浪費。主要表現(xiàn)在幾個階段，如關門循環(huán)/冷卻/噴霧/取件這四個階段對壓鑄機本身而言是不需做功的，

6、但成型工藝上又必須要這些動作，所以目前的壓鑄機在這四個階段上電機以恒轉速在運轉，造成高壓溢流，這就是能量的浪費，如果改成伺服是完全可以把電機停下來的，如果這四個階段在整個成型工藝中的占空比超過50%的話，那么通過經驗計算節(jié)能達到40-50% 是可能的，另一個節(jié)能方面是保壓/頂針/座進/抽芯等低速中壓的動作也會存在節(jié)能。三、伺服系統(tǒng)設計思想 分析壓鑄機/注塑機動作原理和控制的要點，二者有相似點，也有不同點： 相似點：按照成型工藝條件設定每個動作順序及各自流量和壓力，工作時通過電腦系統(tǒng)輸出的流量和壓力及動作的執(zhí)行信號來控制液壓閥的動作，從而來推動液壓執(zhí)行機構（如油缸、液壓馬達等）。當伺服驅動系統(tǒng)接

7、收到流量和壓力信號后，通過控制電機的轉速與轉矩向系統(tǒng)提供精確的壓力與流量，油泵的輸出流量正比于電機的轉速，油路內的壓力正比于電機的輸出扭矩，采用伺服系統(tǒng)的注塑機/壓鑄機，系統(tǒng)內壓力、流量雙閉環(huán)控制，按照實際需要的流量和壓力來供油，克服了普通定量泵系統(tǒng)高壓溢流產生的高能耗。不同點：注塑機是采用螺桿旋轉來完成加料，后通過油缸驅動完成螺桿前移射膠動作，而壓鑄機是通過外部加料的方式，注射油缸驅動外加氣輔高壓來完成瞬間注射動作，所以注塑機最大射速也只有1000MM/S，而壓鑄機可以達到8000MM/S甚至更高（附加的氣輔瓶數(shù)目越多其射速更高），為什么要用這么高的射速呢？緣于所用原料不一樣，注塑機用的是熱

8、熔性塑料，凝固慢，相對成型速度慢，冷卻時間長，而壓鑄機用的是鋁鎂合金料，化成金屬液體，凝固快，相對成型速度快，冷卻時間短。壓鑄機在工作時，是有一個時序動作專門用來給氮氣瓶充油至設定壓力，可以通過設定時間也可以通過壓力繼電器兩種方法完成充壓，充壓完成由PLC發(fā)出指令執(zhí)行下一個動作。我們在改成液壓伺服時，要解決系統(tǒng)動作伺服控制和儲能器充壓兩個問題。壓鑄機的系統(tǒng)動作伺服控制方法：采用速度模式控制，可以達到在動作的執(zhí)行過程中不會因壓力到達而電機轉速下降至動作速度過慢，造成射速達不到至產品做不好，故此，采用A3-00=0的模式。壓鑄機的儲能器充壓方法：速度模式下，PLC給定儲能充壓指令后，我們外加一個繼

9、電器從驅動器上引入10V電壓至AI2，當繼電器線圈得電后10V就給到AI2，此時電機以最快的速度往儲能器充壓，通過儲能器壓力繼電器切換到下一個執(zhí)行動作。四、系統(tǒng)更改 電氣改動：上位機控制系統(tǒng)不作大的改動，壓力信號輸出至壓力閥保留，流量閥信號接至驅動器AI2，如是電流型，需加模擬信號轉換板。油路改動：原有動作執(zhí)行油路基本不作改動，因伺服本身能夠控制壓力和流量，它是一個直通式油路，因此可以流量Q閥，因控制方式原因保留比例壓力P閥。下面是整個控制的原理和接線圖四、伺服配置 LK200T壓鑄機原配置 三相交流異步機 22KW/980威格仕葉片泵 35V38A 118CC/REV， 根據原有要求進行配型，型號如下：驅動器：IS300T050-C （匯川） 一臺制動電阻：2.5KW/16歐 一支三相交流永磁同步伺服電機：ISMG-22D15CD-131F （匯川） 一臺主泵：EIPH3-064RK23-10 （艾可樂齒輪泵） 一個 五、伺服系統(tǒng)在壓鑄機上的應用優(yōu)勢節(jié)能優(yōu)勢：單位時間內可以節(jié)省，降低生產成本。數(shù)據類型工作時間（H）所耗電量（KWH）平均耗電量（KWH）能效比（%）定量泵壓鑄機34321440伺服型壓鑄機437293548%效率優(yōu)勢：單位時間內提高單班產能，從而節(jié)省生產成本。數(shù)據類型工作時間（H）