英威騰液壓伺服在壓鑄機的應(yīng)用

1.壓鑄機簡介

壓鑄機的工藝過程一般分為鎖模、給湯、壓射、抽芯、開模，頂針、冷卻、蓄壓等幾個階段，各個階段都是通過油泵馬達泵出液壓油到各個油缸推動傳動機構(gòu)完成一系列動作，各個階段需要不同的壓力和流量。對于液壓系統(tǒng)來說，每個階段對壓力、流量的匹配各不一樣，而油泵的功率是根據(jù)其運行過程中最大負載配置的，而壓鑄機一個工作周期中只有高壓鎖模和壓射工作階段負載較大，其他工作階段一般較小，在冷卻過程的負載幾乎為零。對于油泵馬達而言,壓鑄機過程是出于變化的負載狀態(tài),在定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達以恒定的轉(zhuǎn)速提供恒定的流量，而工作所需壓力和流量大小是靠壓力比例閥和流量比例閥來調(diào)節(jié)的，通過調(diào)整壓力或流量比例閥的開度來控制壓力或流量大小。多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓截流，由它造成的能量損失一般在50%左右。

2.液壓伺服簡介

上海英威騰（原上海御能）作為市場主流的液壓伺服供應(yīng)商，擁有超過6年的開發(fā)和市場應(yīng)用經(jīng)驗，其kinway品牌的MH500液壓伺服在注塑機、壓鑄機、油壓機、磨床等設(shè)備上廣泛應(yīng)用，擁有數(shù)萬臺市場保有量。MH500為液壓控制專用伺服系統(tǒng)，可實現(xiàn)壓力/流量的高精度的閉環(huán)控制液壓伺服；具有3倍過載能力，流量響應(yīng)和壓力響應(yīng)性能更好；自帶的CAN總線功能可滿足大型設(shè)備多泵并聯(lián)的應(yīng)用需求；特有的PQ（壓力和流量）解耦控制方案和多段PID控制技術(shù)，成型更快、更精密；單機功率范圍為7.5kW-55kW，對于系統(tǒng)排量在320L/min以上的壓鑄機，由于受到油泵排量與響應(yīng)速度的限制，可采用多泵合流的控制方案。

3.液壓伺服控制方案特點

1) 節(jié)能：系統(tǒng)壓力、流量雙閉環(huán)，液壓系統(tǒng)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(chǎn)生的高能耗，在保壓、冷卻等低流量工作階段降低了電機轉(zhuǎn)速，油泵電機實際能耗降低了50%-80%。

2) 響應(yīng)迅速，生產(chǎn)效率高：響應(yīng)速度快，壓力和流量上升時間快至毫秒級，提高了液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減少了動作轉(zhuǎn)換時間，加快了整機的運行節(jié)拍；壓鑄機液壓系統(tǒng)自動運行時，當有閥門打開時，系統(tǒng)壓力會瞬間下降，MH500伺服可在30ms以內(nèi)迅速補充油量，恢復壓力至設(shè)定值。

3) 壓力穩(wěn)定、精密：伺服調(diào)節(jié)能力強，壓力閉環(huán)控制模式使系統(tǒng)壓力非常穩(wěn)定，壓力波動量低于±1kg,提高了金屬產(chǎn)品的成型質(zhì)量；還可以按照電腦設(shè)定的任意壓力、流量曲線運行，為開發(fā)各種金屬產(chǎn)品的成型工藝創(chuàng)造了條件。

4) 低噪音、弱振動：由于伺服是在矢量控制下啟動，伺服電機運行非常平穩(wěn)，正常情況下幾乎聽不到電機的噪音，運行起來只有很小的振動感，所謂的潤物細無聲。

5) 轉(zhuǎn)速提升流量大：采用恒功率控制技術(shù)，將額定轉(zhuǎn)速1500RPM的電機恒功率升速到2000RPM，提高了壓鑄機開合模速度；在保證同等流量時可以選擇小一號排量的泵，以及小一級功率的電機和驅(qū)動器，進而降低系統(tǒng)成本。

4.伺服型壓鑄機特點

1)單模次節(jié)能率較高：徹底消除高壓節(jié)流，比傳統(tǒng)壓鑄機節(jié)能40%-70%。

2)伺服系統(tǒng)響應(yīng)速度快：0-100%壓力變化最快可達30ms，提高生產(chǎn)效率5%-12%。以伊之密DM500機型為例，生產(chǎn)某產(chǎn)品，原來循環(huán)周期為34s，投入伺服系統(tǒng)后，循環(huán)時間提高到31s。

3)降低液壓油溫：減少冷卻水的用量30%以上，某種場合甚至完全不需水冷，提高液壓元器件的壽命和減少維修量。

4) 改善工作環(huán)境：降低運行噪音，非工作狀態(tài)下，伺服電機為停止狀態(tài)，無噪音，一般全負荷運行時間很短，降低了整體噪音。

5.壓鑄機改造應(yīng)用

在壓鑄機生產(chǎn)的成本的構(gòu)成中，電費占了相當?shù)谋壤?，傳統(tǒng)的壓鑄機油泵電機耗電占整個設(shè)備耗電量的比例高達50%-80%，壓鑄機伺服節(jié)能改造極大地降低了油泵電機的能耗，實現(xiàn)了壓鑄機高節(jié)能率，同時對機器精度的提高、生產(chǎn)效率的提高、合格率的提高等具有極大的作用，普通壓鑄機的伺服改造必將成為國內(nèi)壓鑄機節(jié)能改造的主導方向，2014年上半年，上海英威騰僅在華東地區(qū)改造的壓鑄機就超過200臺。

壓鑄機伺服節(jié)能改造后，系統(tǒng)壓力、流量雙閉環(huán)，液壓系統(tǒng)將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(chǎn)生的高能耗。壓鑄機節(jié)能改造后在伺服系統(tǒng)對油泵進行控制時，由于伺服能快速響應(yīng)所給定的控制信號，并且能夠在速度控制和力矩控制之間靈活地切換以實現(xiàn)運動控制或壓鑄控制，所以工作周期也能有所縮短，壓鑄成品質(zhì)量也有所提高；合理的供油量控制更減輕了冷卻系統(tǒng)的負荷和功率損耗。

壓鑄機改造后伺服電機及齒輪泵

MH500液壓伺服在伊之密壓鑄機的改造應(yīng)用

近年來，隨著客戶對于壓鑄機的效率、穩(wěn)定性、低能耗、可維護性等方面提出了越來越高的要求以及伺服電機的成熟應(yīng)用和價格的大幅度下降。壓鑄機的驅(qū)動部分也從定量泵應(yīng)用技術(shù)逐漸演變成伺服技術(shù)。

伺服節(jié)能技術(shù)是目前壓鑄機領(lǐng)域液壓驅(qū)動技術(shù)的又一重大突破，壓鑄機電液伺服系統(tǒng)在兼顧成本與性能、穩(wěn)定性的前提下，完美的解決了用戶關(guān)心的成本、效率、油溫等問題，代表了壓鑄機的發(fā)展方向。 (end)