一、注塑機(jī)行業(yè)分析：
注塑機(jī)是塑料加工業(yè)中使用量最為廣泛的加工機(jī)械，約占整個(gè)塑機(jī)行業(yè)的40％。不僅有大量的產(chǎn)品可用注塑機(jī)直接生產(chǎn)，而且它還是組成注拉吹工藝的關(guān)鍵設(shè)備。早期的注塑機(jī)都是全液壓式，能耗高、噪音大、可維護(hù)性較差。近年來(lái)，隨著伺服電機(jī)的成熟應(yīng)用和價(jià)格的大幅度下降，以及用戶對(duì)于注塑機(jī)的效率、穩(wěn)定性、低能耗、可維護(hù)性、噪音等方面都提出了越來(lái)越高的要求。注塑機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分也從定量泵、變量泵、變頻應(yīng)用技術(shù)逐漸演變成伺服技術(shù)。在這一進(jìn)程中，伺服泵節(jié)能注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)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)系的效率問(wèn)題，以及工藝重復(fù)性、噪音等方面的需求，代表了國(guó)內(nèi)注塑機(jī)的發(fā)展方向。隨著塑膠制品多樣化市場(chǎng)需求越來(lái)越大,注塑機(jī)設(shè)備的升級(jí)換代也越來(lái)越快。原有的全液壓式注塑機(jī)也愈來(lái)愈不能滿足節(jié)能、效率和環(huán)保的需要，伺服泵注塑機(jī)的改造，業(yè)已成為該行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

二、注塑機(jī)改造設(shè)計(jì)方案
2.1    注塑機(jī)的工作原理

注塑機(jī)是借助螺桿（或柱塞）推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料以高壓快速方式，注射入到閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)冷卻固化定型后取得制品的設(shè)備。 

圖一：注塑機(jī)的工作原理示意圖

2.2  注塑機(jī)的工藝過(guò)程

注塑機(jī)的工作模式為順序循環(huán)過(guò)程:

  1、鎖合模：動(dòng)模板快速接近定模板（包括慢-快-慢速），且確認(rèn)無(wú)異物存在下，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為高壓，將模板鎖合（保持油缸內(nèi)壓力）。
    2、射臺(tái)前移到位：射臺(tái)前進(jìn)到指定位置（噴嘴與模具緊貼）。
    3、注射：可設(shè)定螺桿以多段速度、壓力和行程，將料筒前端的溶料注入模腔。
    4、冷卻和保壓：按設(shè)定多種壓力和時(shí)間段，保持料筒的壓力，同時(shí)模腔冷卻成型。
    5、冷卻和預(yù)塑(儲(chǔ)料）：模腔內(nèi)制品繼續(xù)冷卻，同時(shí)液力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料粒子前推，螺桿在設(shè)定的背壓控制下后退，當(dāng)螺桿后退到預(yù)定位置，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，注射油缸按設(shè)定松退，預(yù)料結(jié)束。
    6、射臺(tái)后退：預(yù)塑結(jié)束后，射臺(tái)后退到指定位置。
    7、開(kāi)模：模扳后退到原位（包括慢-快-慢速）
    8、頂出：頂針頂出制品。

2.3   注塑機(jī)改造原理圖

由其原理框圖可知：對(duì)原定量泵系統(tǒng)的改造，需拆除原有電機(jī)及油泵，并作以下配置：

配置伺服電機(jī)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)編碼器、齒輪油泵、濾波器、制動(dòng)電阻、高精度壓力傳感器及一些其他附件。通過(guò)此配置，時(shí)刻對(duì)系統(tǒng)的壓力和流量進(jìn)行檢測(cè)反饋，及時(shí)通過(guò)改變伺服同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，對(duì)壓力、流量做出相應(yīng)的調(diào)整，最終維持系統(tǒng)的壓力快、準(zhǔn)、穩(wěn)達(dá)到設(shè)定的壓力和流量。 

三、改造前后收益對(duì)比

3.1 改造前的現(xiàn)狀

定量泵通過(guò)異步電機(jī)工頻運(yùn)行，高出系統(tǒng)的壓力油通過(guò)溢流閥回油，油溫高、噪音大、液壓油泄漏大、用戶電費(fèi)成本很高、維護(hù)麻煩；可以提供很高的壓力，變量泵相對(duì)定量泵可以省部分電，但仍避免不了定量泵所有的缺點(diǎn)，并且泵的壽命降低了。

3.2 改造后的收益

節(jié)能:
與傳統(tǒng)的定量泵與變量系統(tǒng)相比，伺服油泵控制系統(tǒng)結(jié)合了伺服電機(jī)啊快速的無(wú)極調(diào)速特性和液壓油泵的自主調(diào)節(jié)油壓特性。帶來(lái)巨大的節(jié)能潛力。以不同油壓下電機(jī)電流的大小作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，我們的驅(qū)動(dòng)器基本保持輸出電流和油壓線性變化。
高效:
(1) 高轉(zhuǎn)速帶來(lái)高效率, ：可以通過(guò)提高電機(jī)轉(zhuǎn)速增加油泵的輸出量，提高整機(jī)運(yùn)行速度。
(2) 響應(yīng)速度快：響應(yīng)時(shí)間最短可至20ms，提高液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
精密：
(1)位置重復(fù)精度：快速響應(yīng)速度保障了開(kāi)、合模精度，射膠終點(diǎn)位置精度可以達(dá)到0.1mm；配合精密模具，可以達(dá)到0.3%的注塑精度。
(2)壓力控制精度：高精度，高響應(yīng)的PID算法模塊使系統(tǒng)壓力非常穩(wěn)定，壓力波動(dòng)度與正負(fù)0.5bar，提高了塑料制品的成型質(zhì)量。
靜音：
配置有低噪音螺旋泵的伺服節(jié)能注塑機(jī)，在優(yōu)異PID算法模塊控制下，噪音大大低于普通注塑機(jī)，實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)行，改善工作環(huán)境
油壓:
我們達(dá)到100ms穩(wěn)定不超調(diào)，高于業(yè)內(nèi)水平，但是需要合適的調(diào)節(jié)器增益
成本：
應(yīng)用該系統(tǒng)后消耗用油少，節(jié)省注塑機(jī)維護(hù)成本，運(yùn)行成本非?？陀^