注塑机交流伺服电动机驱动液压泵系统的应用及设计研究

全数字交流伺服系统在塑料机械中的应用随着科技的发展，塑料机械行业的竞争也日益激烈。

伺服控制系统作为自动化技术重要组成部分，是塑料机械自动化发展的关键。

全数字交流伺服系统具备响应迅速、稳定性高、控制精度高等优点，因而在塑料机械中应用越来越广泛。

一、全数字交流伺服系统的概述全数字交流伺服系统是将伺服控制中的模拟信号处理和数字信号处理采用一套芯片来完成，实现数字信号变模拟信号的功效，故称为全数字伺服系统。

全数字伺服系统拥有计算速度快、控制精度高等特点，使它们能够提高塑料机械行业的生产效率、减少生产成本、提高了产品品质和稳定性。

二、塑料机械中的应用1.注塑机中的应用注塑机中的液压伺服系统控制，需要通过对伺服阀进行控制，来调整顶针信号、背压信号、溶融温度信号等。

与传统的液压控制相比，全数字交流伺服系统的反应速度更快、控制精度更高，能够更好地实现工艺要求中对于极高的控制精度和响应速度。

2.挤出机中的应用挤出机的伺服系统主要用于辊轮控制，高速运转、连接工具的定位控制等。

全数字交流伺服系统对各种工艺参数都在严格控制，如细丝控制、恒力控制、温度控制等都具有非常显著的控制效果。

3.吹塑机中的应用一般，吹塑机上需要进行的项包括：吹气、紧缩、压力、反块等，这些操作都需要进行准确定位，而全数字交流伺服系统由于有着较快的采样周期、强大的滤波作用和更加灵敏的控制反应，因此对于准确定位极为有利，提高了吹塑机的工艺质量。

三、优越性1.控制精度高全数字伺服系统采用数字化的运动控制库，实现精确定位，增加了系统的控制精度和稳定性。

2.响应速度快全数字伺服系统采用了数据处理芯片，将信号和指令的处理速度提高到了最大，从而实现了较快这大的响应速度。

3.运动平滑全数字伺服系统采用独特的控制算法，通过增加轨迹规划算法精度，降低了系统中不可避免的振荡和波动。

4.适应性强全数字伺服系统智能型适应性强，能够对不同的工艺要求、工作工况和环境变化做出适应性响应，提高了系统的工作安全性和可靠性。

液压伺服系统研究论文1、液压伺服操纵系统原理目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服操纵具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力操纵，驱动力、力矩和功率大，尺寸小重量轻，加速性能好，响应速度快，操纵精度高，稳定性容易保证等。

液压伺服操纵系统的工作特点：(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接，从而组成闭环操纵系统。

反馈介质可以是机械的，电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。

(2)系统的主反馈是负反馈，即反馈信号与输入信号相反，两者相比较得偏差信号操纵液压能源，输入到液压元件的能量，使其向减小偏差的方向移动，既以偏差来减小偏差。

(3)系统的输入信号的功率很小，而系统的输出功率可以达到很大。

因此它是一个功率放大装置，功率放大所需的能量由液压能源供给，供给能量的操纵是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述，液压伺服操纵系统的工作原理就是流体动力的反馈操纵。

即利用反馈连接得到偏差信号，再利用偏差信号去操纵液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服操纵系统中，操纵信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。

机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采纳机械构件，常用于飞机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。

但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。

电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采纳电气和电子元件或计算机，形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。

电液伺服系统具有操纵精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点，可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

2、液压传动帕优点和缺点液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是因为它与机械传动、电气传动相比，具有以下主要优点：1液压传动是由油路连接，借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。

伺服系统在注塑机中的应用注塑机作为一种重要的塑料机械设备，广泛应用于化工、汽车、电子等产业领域。

伺服系统作为一种高精度、高效、低噪音、节能环保的控制系统，在注塑机中得到了广泛应用。

本文将主要探讨伺服系统在注塑机中的应用技术及优势。

一、伺服系统在注塑机中的应用技术伺服系统由伺服驱动器和伺服电机组成，其中伺服电机是一种高度精确的同步电机，具有高性能运动控制能力。

伺服系统具有精密位置、速度、加速度控制能力，能够提供高速、高精度的动力输出。

在注塑模具的开合、注射、压力控制、注塑周期控制等方面，伺服系统起到了至关重要的作用。

1.开合模控制注塑机的开合模控制通常采用伺服电机作为动力源，通过PLC编程实现闭环控制，实现高精度、高稳定性的开合模运动控制。

伺服电机具备快速反馈的能力，能够及时对开合模运动进行控制调节，保证模具运动的精度和稳定性。

2.注射控制注塑机的注射控制是最复杂的控制之一，包括塑料熔融、塑料进料、塑料压缩和塑料注射四个阶段，要求精细控制。

传统注塑机采用伺服电机控制注射进料，电液伺服系统控制塑料的压缩剂注入。

在新型注塑机中，采用了电机直接驱动注射，利用高精度编码器实现精准控制塑料的进料和注射量。

这种控制方式可以提高注塑品质的一致性和稳定性。

3.压力控制注塑过程中的压力控制是保证注塑质量稳定的关键之一，也是注塑机伺服控制的重要应用之一。

传统注塑机的压力控制通常采用“定值控制”或“PID算法控制”，这种控制方式控制效果难以调节，且受到了机械零件间磨损等方面的干扰，注塑精度和质量无法提高。

伺服控制系统采用高精度的传感器，实现闭环控制，精度更高，能够及时反馈注塑压力变化，从而实现稳定的注射行驶和注塑压力控制。

4.注塑周期控制注塑周期控制包括注塑时间、压缩和恢复时间的控制，是注塑品质稳定的重要保障。

传统注塑机通常采用固定周期模式，这种模式无法适应各种注塑产品的需求。

伺服控制系统采用可编程控制器（PLC）实现动态注塑周期，使注射和保压时间动态地调整和优化。

第一章绪论1.1研究的目的及意义随着经济的发展和人们生活水平的日益提高，塑料制品在生活中的应用越来越广，进而带动了塑料加工设备的发展，注塑机是完成塑料制品生产的主要手段之一，是发展塑料工业的基础之一，是衡量塑料工业技术水平的标准之一。

因此，注塑机的发展完善程度及潜力的发挥对塑料制品质量，以及提高生产率，改善劳动条件和降低成本等有重要作用。

在设计过程中，会涉及多门专业课程的知识，通过这次结业设计，基本达到以下几点目的：巩固和深化已学的理论知识，掌握液压控制系统设计计算的一般方法和步骤；1.熟悉并会用有关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料；2.对所学理论知识的进一步巩固掌握；能综合运用所学知识解决相应的实际工程问题，达到学以致用；3.锻炼学生的实践操作能力，培养学生树立独立思考问题和处理问题的能力;4.培养学生的文献检索能力与科技文献写作能力。

1.2国内外发展及状况注射成型是使热塑性或热固性塑料在加热机筒中经过加热，剪切，混合，压缩和输送，熔融并使之均匀化，然后借助推杆把物料送进模具，经保压，冷却，最终形成塑料制品的一种方法。

这种机器称之为注塑机，或注射机。

注塑机是1845年在金属压铸机原理基础上制造出来的。

1919年醋酸纤维被制造出来，注射技术得到进一步发展。

1926年生产出活塞式注塑机。

1930美国和德国出现电力驱动的注射机。

1932年德国制造出带分流梭的注射机。

1940年，德国出现了螺杆直接注射法，但因限制，而品种不多，发展不大。

随着石油化学的发展，塑料品种和数量的增多，各种注塑机相继出现。

1956年世界上出现第一台往复螺杆式注塑机。

目前普通往复式螺杆注塑机发展到能满足特殊要求的专门用途的注射机，有排气式，多色式，发泡注塑机增强反应注塑机，为适应电子，钟表计算机等工业行业的应用需要，发展了精密注射机，精度可达0.1～0.001ｍｍ，规格与1000多种。

注射机的控制系统也由普通继电器控制，发展到采用微电子技术实行整机控制，和反馈控制。

伺服控制系统在注塑机上的应用摘要：我国是塑料机械产品生产和使用大国，对注塑机的使用需求很强，且市场发展迅速，对于设备更新和技术应用的标准也在不断的升高。

传统注塑机设备的生产效率已经无法满足当前设备生产和市场发展的实际需要。

当前市场上仍然大量运行着以普通的异步电动机拖动的液压式注塑机，这种设备的整体耗能高，使用过程中会出现很大的资源浪费，并且不具备环保和节能能力。

目前开发节能环保高效率的注塑机已经成为了非常紧迫的发展任务。

为此本研究将以伺服控制系统的应用作为创新点，将其在注塑机上的应用效果和应用优势进行细致的分析和讲解。

关键词：伺服系统；控制系统；注塑机；应用更新前言注塑机是注射成型机或者注射机的一种统称，它能够将热塑性塑料或者热固性塑料利用塑料成型模具制造成各种各样不同的形状。

注塑机通常由合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统以及安全监测系统组成，其中液压传动系统是影响设备生产效能的关键。

液压传动系统为注塑机提供动能，满足注塑机不同机械部分的压力、温度及速度需求。

传统的注塑机主要采用的是异步电动机拖动液压式注塑，其应用效率不高，并且在使用过程中经常会出现无功能耗，单位时间内的应用功率小，使用过程中经常会出现发热情况难以进行解决。

而改变设备应用效率的直接办法，就是改变其控制系统[1]。

伺服控制系统是当前较为合适的新系统选择。

伺服控制的最大优势在于可以精确定位设备的运行，让机械设备按照既定的标准进行自动控制，既能够节省设备的应用输出，还提升了应用的效率。

本研究将以伺服控制系统的加入作为切入点，对未来注塑机的发展给出部分参考。

1.关于伺服控制系统及注塑机的更新应用（一）、伺服控制系统在注塑机中的应用本研究所采用的伺服控制系统为交流伺服控制器和交流永磁伺服电机，通过电液混合式驱动为注塑机提供必要的能源驱动。

永磁同步电机区别于传统的感应电机，传统的感应电机是通过定子的旋转磁场在转子中产生感应电流，最后形成电磁转矩。

注塑机交流伺服电动机驱动液压泵系统的应用及设计研究张友根（宁波海达塑料机械有限公司，浙江宁波315200）摘要：交流伺服电动机驱动液压泵系统具备节能高效的特性，越来越广泛使用于注塑机。

研究了交流伺服电动机与六种不同类型的泵组合的动力驱动源的性能特点及应用范围；研究了交流伺服电动机驱动液压泵系统与整机性能设计之间的特点；研究了交流伺服电动机驱动液压泵系统与三相交流异步电动机驱动液压泵系统之间的注射性能的不同点。

根据交流伺服电动机是一个多变量、强耦合、非线性、变参数的特点，开发现代非线性控制方法应用于注塑机上的研究，是提高注射成型控制性能的迫切需要解决的课题。

根据注射成形特点，开发交流伺服控制器的控制性能。

举例说明了交流伺服电动机驱动液压泵系统设计应用及需注意的问题。

关键词：注塑机；交流伺服系统；液压泵；节能；性能；设计；应用；研究中图分类号：TH137.9文献标识码：A文章编号：1008-0813（2010）12-0015-10Application and Design Study for AC Servo Motor Driven HydraulicPump System of Injection Molding MachineZHANG You-gen(Haida Ningbo Plastic Machinery Co.,Ltd.，Ningbo315200)Abstract:The AC servo motor driven hydraulic pump system has the energy conservation highly effective characteristic,more and more widespread use in injection molding machine.Has studied the AC servo electrical machinery the power drive source performance characteristic which and the application scope combines with six different type's pumps;Has studied the AC servo motor driven hydraulic pump system and between the complete machine performance design characteristic;Has studied the AC servo motor driven hydraulic pump system and the three-phase AC asynchronous machine actuates between the hydraulic pump system's injection performance diversity. According to the AC servo electrical machinery is multivariable,the close coupling,the misalignment,the variable element characteristic,the development modern misalignment control method applies on injection molding machine's research,enhances the topic which the injection molding control performance urgent needs to solve.According to injection forming characteristic,development the AC servo controller's control performance.Has explained with examples the question which the exchange servo motor driven hydraulic pump system design application and must pay attention.Key Words：injection molding machine;AC servomechanism;hydraulic pump;energy conservation;performance;design;using; study0前言交流伺服电动机驱动液压泵系统应用于注塑机是近年发展的一种先进的高性能及高效节能系统，越来越广泛使用于注塑机。

液压泵伺服驱动在注塑机中的应用摘要液压泵伺服驱动系统具有较高的节能效果，被广泛应用于注塑机中。

液压泵伺服驱动系统对于提高注塑机节能效果及控制精度的进一步提高具有重要作用。

本文对液压泵伺服驱动在注塑机中的应用进行了一定的探讨。

关键词液压泵；伺服驱动；注塑机；应用液压驱动是液压驱动型注塑机中的重要组成部分，液压驱动型注塑机节能技术的主要研究领域集中围绕液压驱动和控制技术的主题展开。

国产注塑机液压系统在20世纪90年代末期开始逐步升级为负载敏感型比例变量泵系统，其应用领域也不断扩展，由小型注塑机向大型注塑机扩展。

基于液压泵伺服驱动的注塑机由于系统输出的压力流量与负载驱动控制的要求趋于一致，注塑机的能耗显著降低，最高节能效率能够达到60%左右。

近几年来，随着能源问题日益突出，市场对注塑机的节能技术提出了更高的要求，其中新型液压泵伺服驱动技术的研究和应用十分广泛，且在大量的试验中取得了较好的效果。

我公司通过在注塑机中应用意大利西威的XVY系列伺服驱动器以及公司自产的TLMO系列永磁同步电机，有效实现了注塑机节能效果的进一步提升。

这也充分说明了液压泵伺服驱动技术对推动注塑机节能效果的进一步提升具有重要作用。

1 系统构成及工作原理1.1 注塑机生产工艺流程注塑是一种注射兼模塑的成型方法。

其主要过程是将塑料粉料或粒料放入注塑机料筒内，经过疏松、压缩、剪切、拉升、混合及加热等多个步骤，使材料充分融合，然后向融合的材料施加注射压力，经过喷嘴及模具浇道系统注入低温模具终，再经过恒压冷却、定型得到具有一定形状和精度的塑料成品，具体步骤如图1 所示。

注塑机液压泵伺服驱动系统原理如图2所示，注塑机液压泵伺服驱动系统主要依靠交流永磁同步伺服电机、伺服驱动器、液压油泵、压力传感器、旋转变压器构成。

这种系统为注塑机提供了心的驱动和控制概念，使其节能水平更加接近全电动注塑机。

液压泵伺服驱动系统在运行的过程中，注塑机控制器会将机器工作时的速度和压力的设定值转换为模拟信号或数字信号发送到伺服驱动器，伺服驱动器根据所接受的信号指令控制伺服电机带动液压油泵工作。

伺服控制系统在塑机领域的应用一、引言伺服控制系统在塑机领域的应用已经成为塑料加工行业中的关键技术之一、伺服控制系统通过对电机进行高精度的位置、速度和力矩控制，实现了塑料成型过程中的精确控制和高效生产。

本文将重点介绍伺服控制系统在塑机领域的应用，并探讨其在提高生产效率、提高产品质量和节约能源方面的优势。

二、伺服控制系统的工作原理伺服控制系统由伺服电机、传感器、控制器和执行机构组成。

伺服电机通过传感器监测输出轴的位置、速度和力矩，并将信息反馈给控制器。

控制器通过比较反馈信号和设定值来产生控制信号，控制执行机构的运动。

通过这种闭环控制方式，伺服控制系统能够实现对电机运动的精确控制。

1.注塑机在注塑机中，伺服控制系统可以实现对模具的开闭、保压周期和注射速度的精确控制。

通过对开闭模具的控制，可以实现注塑件的精确成型，避免缺陷和浪费。

通过对保压周期和注射速度的控制，可以实现塑料的均匀熔融和充填，提高产品质量。

同时，伺服控制系统还可以根据注塑件的形状和尺寸变化，实现模具的自动调整和换模，提高生产效率。

2.吹塑机在吹塑机中，伺服控制系统可以实现对吹塑模具的开闭和吹塑周期的精确控制。

通过对吹塑模具的开闭控制，可以实现塑料瓶的精确成型，避免厚薄不均和变形。

通过对吹塑周期的控制，可以实现吹塑瓶的均匀充气和冷却，提高产品质量。

同时，伺服控制系统还可以实现模具的自动调整和换模，提高生产效率。

3.挤出机在挤出机中，伺服控制系统可以实现对挤出机螺杆的转速和送料速度的精确控制。

通过对挤出机螺杆转速的控制，可以实现塑料的均匀熔融和挤出，避免气泡和异物。

通过对送料速度的控制，可以实现挤出机的稳定运行，提高产品质量。

同时，伺服控制系统还可以根据产品的形状和尺寸变化，实现送料机构的自动调整，提高生产效率。

四、伺服控制系统在塑机领域的优势1.提高生产效率：伺服控制系统可以实现对塑机各个部件的精确控制，减少生产误差和生产停机时间。

通过自动调整和换模，可以快速适应不同产品的生产要求，提高生产效率。

伺服系统在液压驱动中的应用伺服系统作为一种高精度控制技术，广泛应用于各个领域，其中之一就是液压驱动。

液压驱动是利用液体介质传递能量来实现机械设备的运动和控制的一种方式。

而伺服系统能够通过控制液压系统中的伺服阀，精确调节液压系统的压力、流量和位置，从而实现液压驱动的高精度控制需求。

一、伺服系统的基本组成伺服系统主要由液压泵、液压阀、液压缸、伺服阀、传感器和控制器等组成。

液压泵负责向液压系统提供所需的液压动力，液压阀控制液压系统的流量和压力，液压缸将液体能量转化为机械能量，伺服阀则起到调节液压系统的功能。

而传感器则用于实时监测和反馈液压系统的运行状态，控制器则根据传感器反馈的信息，对伺服阀进行精确的控制。

二、伺服系统在液压驱动中的优势1. 高精度控制：伺服系统能够实时监测并控制液压系统的压力、流量和位置等参数，实现精确的控制。

这对于一些需要高精度运动和控制的场合，如数控机床、机械手等，具有重要意义。

2. 快速响应：伺服系统采用闭环控制的原理，能够快速响应控制信号，实现对液压系统的实时控制。

相比于传统的开环控制系统，伺服系统具有更高的动态响应性能。

3. 广泛适应性：伺服系统可以适应各种液压驱动方式，如液压缸驱动、液压伺服电机驱动等，具有较高的灵活性。

同时，伺服系统还可以根据实际需要进行参数的调整和优化，以满足不同应用的需求。

4. 高效节能：伺服系统能够根据实际工况需求对液压驱动进行精确的控制，避免了能量的过量消耗。

这不仅可以提高设备的能源利用率，还有利于降低系统的运行成本。

三、伺服系统在液压驱动中的应用案例1. 数控机床：数控机床是伺服系统在液压驱动中应用得比较广泛的领域之一。

伺服系统可以实现对数控机床的高精度控制，包括位置的控制、速度的控制和力的控制等。

这对于提高数控机床的加工精度和生产效率具有重要意义。

2. 机械手：伺服系统在机械手领域的应用也非常广泛。

机械手需要进行高精度的定位和运动控制，伺服系统能够实现对机械手关节的精确控制，使其能够完成复杂的操作任务，如装配、搬运等。