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1、,注塑机伺服泵应用技术讲座,2009,华南区：张志军,大纲,一：注塑机常识二：马达与驱动器常识三：液压泵与阀，以及液压原理图四：马达扭矩与油泵的匹配，马达驱动器匹配计算五：马达与油泵的连接方式六：周边附件七：调试指南,一：注塑机常识,一：注塑机常识,工作原理注塑机是借助螺杆（或柱塞）推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料以高压快速方式，注射入到闭合好的模腔内，经冷却固化定型后取得制品的设备。,一：注塑机常识,注射装置，合模装置均水平排列。有的体积较大，可以注塑大体积的塑制品机身低，加料方便，操作维修方便，成品顶出后可自由落下，易实现自动化。缺点：占地面积大，模具拆卸比较麻烦。,一：注塑机
2、常识,注射装置和锁模装置处于同一垂直中心线上，占地面积小 因为模具表面朝上，嵌件放入、定位容易，容易实现嵌件成型。模具的重量由水平模板支承作上下开闭动作，不会发生类似臥式机的由于模具重力引起的前倒，使得模板无法开闭的现象。有利于持久性保持机械和模具的精度。缺点：料斗高，加料不方便，仅适用于注射量小于60cm3的制品生产,一：注塑机常识,1、锁合模：动模扳快速接近定模扳（包括慢-快-慢速），且确认无异物存在下，系统转为高压，将模板锁合（保持油缸内压力）。2、射台前移后退：射台前进到指定位置（喷嘴与模具紧贴）。3、射出、预塑：可设定螺杆以多段速度、压力和行程，将料筒前端的溶料注入模腔。4、冷却和保
3、压：按设定多种压力和时间段，保持料筒的压力，同时模腔冷却成型。5、顶针：模腔内制品继续冷却，同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推，螺杆在设定的背压控制下后退，当螺杆后退到预定位置，螺杆停止旋转，注射油缸按设定松退，预料结束。6、射台后退：预塑结束后，射台后退到指定位置。7、开模：模扳后退到原位（包括慢-快-慢速）8、顶出：顶针顶出制品。,一：注塑机常识,一：注塑机常识,问题1：注塑机吨位是什么意思？注塑机吨位是指锁模力的大小，单位KN,1TON=10KN问题2：注塑机系统压力是什么意思？注塑机工作时，通常在保压的时候，系统压力最高，因此系统压 力通常和保压压力一样，国际标准单位MPa.工程单
4、位kgf.1MPa=9.8kgf问题3：注塑机流量和吨位有何关系？通常情况下，机器吨位越大，类似活塞杆，缸的直径越大，才有可能 产生更大的压强（帕斯卡定律），直径越大，所需要的流量越大,一：注塑机常识,问题4：系统流量和泵的排量有何关系？油泵的排量是指油泵每旋转一圈，所排出的油的体积。系统流量是指当油泵处于一定转速时，单位时间内所排出的油的体积 油泵排量的单位为cc/rev,系统流量的单位为L/min 系统流量=油泵排量*油泵转速/1000,一：注塑机常识,问题5:注塑机系统有大致哪些吨位等级？吨位和流量的对应关 系如何？吨位等级：90T-50l/min 320T-180l/min120T-6
5、6l/min 400T-220l/min140T-70l/min 500T-240l/min160T-82l/min 700T-360l/min190T-102l/min 850T-450l/min260T-146l/min,一：注塑机常识,问题6:决定注塑机伺服油泵的是注塑机的那几项指标？关系到注塑机伺服泵系统选型的是注塑机的吨位和压力。由于吨位 和流量之间有大致的对应的关系，准确的说，是流量和压力。故：当我们要给注塑机做选型配置时，一定要知道注塑机的流量和系统压力，否则，我们的工作可能出现差错,二：马达与驱动器,1：伺服泵系统包含那些组件？注塑机系统的动力来自与电机驱动的液压泵系统，其中包
6、含了电机，油泵，驱动器，压力传感器，滤波器，制动电阻。2：目前市面上主要有那些电机？目前，市面上主要有宁波菲仕电机，武汉登奇电机，顺德森洋电机 技术上以宁波菲仕电机最为成熟，价格上以顺德森洋电机最为便宜3：怎样评估电机的特性？评估电机的特性应该从A:速度扭矩特性曲线,B:扭矩的波动特性 C:效率,二：马达与驱动器,4：汇川的伺服泵驱动器是怎么命名的?IS300 T 015 C R R：代表旋变 C:CAN通讯功能支持 电流等级 T:三相380V 产品系列号注意：电流等级为：015，020，030，040，050，070，100，150,二：马达与驱动器,5：汇川的驱动器可以驱动那些电机？凡是交
7、流永磁同步电机，带有旋转变压器编码器接口的电机，均可被汇川IS300系列驱动。目前，无论是国内伺服电机，还是国外的电机，用在注塑机上的绝大部分是旋变编码器接口的6:汇川的驱动器从哪个电流等级开始，需要另配制动单元 由于IGBT模块的原因，目前汇川驱动器从070电流等级的驱动器需要配置制动单元7：如何选配合适的制动单元？汇川的制动单元型号为MDBU-xx.Xx表示电流。有35A,70A两种，,二：马达与驱动器,汇川的制动单元有四个电压等级，其中，B级为输入380V级别。,二：马达与驱动器,8：旋转变压器编码器的原理？,旋转变压器编码器，顾名思义，是一个旋转的变压器，通过给原边励磁，可理解为马达的
8、定子，转子则有两副绕组，一副正弦绕组，一副余弦绕组）。所不同的是：定子与转子有匝数比的关系。,二：马达与驱动器,9：旋转变压器编码器的接线是怎样的？,信号引脚：SIN+（sin信号输出）:标准线色：黄SIN-（sin信号输出参考）:标准线色：蓝COS+（cos信号输出）:标准线色：红COS-（cos信号参考）:标准线色:黑R+（电源正）:标准线色：红白R-（电源负）:标准线色：黄白,二：马达与驱动器,10：旋转变压器编码器的安装工艺有什么要求？如果安装不好，将有什么可能的现象出现,这是多摩川公司的官方文件。详细阐述了安装的工艺要求。由于采用电磁原理，因此，安装不满足工艺要求时，将导致编码器识别
9、不正确，可能频繁报编码器错误和过载误报警。,二：马达与驱动器,11：马达的扭矩T(NM)，功率P（KW），转速n（RPM）三者之间存在何种关系？T=9550*P/n12:马达的基本参数有哪些？A:扭矩T(nm);B:额定电流(A);C:额定转速(rpm);D:功率(KW);E:额定电压(V);F:转矩常数KT(nm/A)13：转矩KT值是怎样定义的？实际应用中有和意义？转矩常数表示马达每安培电流的出力大小。KT=额定扭矩/额定电流 对于马达而言，每得到一安培的电流，由于KT不同，所产生的转矩 大小不同。实践中，KT值越大，拖动同样的负载电流可能会小，从而减小驱动 器容量,二：马达与驱动器,14
10、：菲仕马达有哪些规格?,U1004,U1005,U1007,U1010,U1013是机座号，同一机座号有1500RPM,1700RPM2000RPM.,二：马达与驱动器,15：如何读菲仕马达的型号？,U1004-机座号15-转速表示.有15，17，20。表示1500,1700,2000.3-三相电机,二：马达与驱动器,16：森洋电机有哪些规格？,SY0850-8kw,50NM,1500RPMSY1150-11KW,50NM,1500RPMSY1370-13KW,70NM,1500RPMSY1812018KW,120NM,1500RPMSY2215022KW,150NM,1500RPMSY372
11、2037KW,220NM,1500RPM,二：马达与驱动器,17：在电机无铭牌，无参数情况下，如何估算电机的磁极对数？断开马达电源，任意短接UVW其中两相，然后用手转动马达转 轴，这个时候，转轴每转动一对磁极位置，将有明显的波动 感，转动一圈有多少次波动，就有多少对磁极。原理：由于电机转子存在永磁体，定子为正弦波绕组，当旋转转子时，定子 线圈切割了磁力线，因此在定子产生感应电势。当其中短接任意两相时，感 应电势形成闭合回路，产生电流，此电流形成磁场，这个磁场和转子磁场相 互作用，而产生磁阻转矩。每切割一对磁体，产生阻力明显不同，由此，可以判别磁极对数。通常情况下，注塑机用电机磁极为8对极。,三
12、：液压泵、阀、液压原理图符号,1：液压油泵有哪些类型？以及工作原理和特点 根据结构，可以分为：螺杆泵，齿轮泵，柱塞泵，叶片泵 1.1 螺杆泵：由一对互相啮合的曲面螺杆和进油腔，出油腔组成。但是出油腔体的体积小于进油腔体的体积，油受到压缩而产生压力。,特点：由于是曲面啮合，产生油压的过程在螺杆运行一周是连续的，所以，供油连续，油压稳定，噪声低，泄漏量小。但由于螺杆副是精密部件，所以对油品质量要求高,三：液压泵、阀、液压原理图符号,1.2：齿轮泵：分为内啮合齿轮泵和外啮合齿轮泵。齿轮泵利用齿轮间的空隙进行排油，同样具有进油腔和出油腔体，出油腔体容积小于进油腔体容积，故液压油受到压缩产生压力。C:/
13、Documents and Settings/0322/My Documents/齿轮泵工作原理.avi齿轮泵工作原理.avi,特点：1：由于利用齿与齿间的空隙排油，故连续中存在断续，因而油压较螺杆泵波动大2：由于两个齿轮间啮合处有空间，因而存在困油区，产生困油噪声3：制造成本低，但制造工艺简单4：由于存在齿侧泄漏，故泄漏比较大,三：液压泵、阀、液压原理图符号,1.3：柱塞泵：在一个可以调整角度的斜盘上均匀分布9支柱塞，9支柱塞的一端与电机轴相连，电机旋转时，带动9支柱塞轮流往复运动完成排油过程。通过调整斜盘的斜度，可以调整柱塞的形成，而形成变量泵。示意图：C:Documents and Se
14、ttings0322桌面斜盘柱塞.jpg,特点：1：由于柱塞容易做好密封，故泄漏很小2：由于斜盘斜度可调，故可以很容易做到变量排油3：由于9柱塞的往复运动供油，供油不如齿轮泵和螺杆泵连续，故油压容易波动4：由于柱塞制造精密，因此油品质量要求高5：由于柱塞泵机械结构复杂，运动体多，因而噪声是所有泵中最大的。,三：液压泵、阀、液压原理图符号,1.4：叶片泵：叶片泵由转子和定子组成，但是定子和转子不是同心安装的，定子是一个光滑的圆柱腔体。转子表面开由很多叶片槽，用于安装叶片。当转子旋转时，叶片被甩出叶片槽，刮到定子内壁。转子偏心安装时，大容积一侧形成进油腔体，小容积一侧形成出油腔体，产生压缩而供油,
15、特点：1：由于可以跳整偏心，故容易做到变量2：由于叶片是因离心力甩出，故不能低于一定速度供油3：由于单个叶片承受的压力较小，故不容易做成高压泵。4：由于叶片强行刮到定子内壁，故噪声较大,三：液压泵、阀、液压原理图符号,2：叶片泵可以用于伺服泵系统吗？为什么？不可以，因为叶片泵必须高于某个速度叶片才可以被离心力甩出，这个速度通常是800RPM，而伺服泵系统，在保压时，速度要求非常低，通常只有几十转。因此，不能使用叶片泵,三：液压泵、阀、液压原理图符号,3：通常情况下，各种泵适合的转速是多少？螺杆泵：2000-2400rpm 柱塞泵：1500-1800rpm 齿轮泵：1700-2100rpm 叶片
16、泵不适合伺服泵系统，不予讨论4：油研（yuken）柱塞泵有哪些规格？,三：液压泵、阀、液压原理图符号,5：settima螺杆泵有哪些规格？,GR28，33，38，47，55，72是指同一个机座号，一个机座号下面覆盖几个排量。同一机座号下，排量越大，壳体可以承受的压力越小。,三：液压泵、阀、液压原理图符号,6：上海诚捷齿轮泵有哪些规格？,注意：上海诚捷齿轮泵为内啮合齿轮泵，仅高压泵适合伺服系统,三：液压泵、阀、液压原理图符号,7:液压系统的原理图符号识别,原理图,半结构图,三：液压泵、阀、液压原理图符号,8：液压系统的元件符号C:/Documents and Settings/0322/桌面/f
17、uhao.doc桌面fuhao.doc,三：液压泵、阀、液压原理图符号,9：表征油泵的参数有哪些？表征一台油泵，应当有以下数据：A:连续供油压力（额定压力），单位:MPa B:峰值压力（壳体能承受的的最高压力）,单位：MPa C:排量（每旋转一圈，所能排出的油的体积），单位:CC/rev D:油泵的额定转速，单位RPM,三：液压泵、阀、液压原理图符号,10：一台具有额定排量q(cc/rev)，额定压力p(kgf)的油泵，需要的扭矩T(nm)怎么计算？T=0.0159*p*q 例如：有一台油泵，其排量为36CC/REV，额定压力为175kgf.需要的驱动扭矩为：T=0.0159*36*175=1
18、00NM.这条公式所包含的扭矩，并不计算油泵的容积效率。,三：液压泵、阀、液压原理图符号,11：叶片泵可以用于伺服泵系统吗？为什么？不可以，因为叶片泵必须高于某个速度叶片才可以被离心力甩出，这个速度通常是800RPM，而伺服泵系统，在保压时，速度要求非常低，通常只有几十转。因此，不能使用叶片泵,四：油泵所需扭矩，电机，驱动器的匹配计算,1：油泵匹配电机的基本步骤和方法：A:一台额定排量q的油泵，产生一定的压力p,所需要的扭矩 T油泵=0.0159*p*q(NM).B:由于电机具备一定的过载能力，而同时由于注塑机并非时时刻刻处于最大扭矩状态，因此，油泵需要的扭矩并不需要完全有电机的额定扭矩提供。
19、根据目前伺服电机的现状，通常这个过载系数约1.6倍。C:由于注塑机所成型的材料，工艺条件有所不同，对于高速高压的工艺过程（例如PET瓶胚机，瓶盖机，射胶阻力很大且时间长），过载系数应当不超过1.3倍。D：匹配此油泵的电机扭矩为：T电机=T油泵/1.31.6,四：油泵所需扭矩与电机的匹配计算,E：查相关的电机参数表。先选定电机扭矩。F：根据不同电机制造商提供数据，通常一个电机扭矩下有1500RPM，1700rpm,2000rpm三个转速段。G：根据系统所配置的油泵的不同，选定转速。由此，可以确定电机H：电机选定之后。扭矩和转速是确定的，因此，电机的KT值可以查表得到。,四：油泵所需扭矩与电机的匹
20、配计算,2：驱动器匹配的计算 A:根据前面油泵所需扭矩 T油泵=0.0159*p*q(nm),B:根据前面计算所选取的电机的KT值。可以计算电机的最大电流为 I=T油泵/KT（A）C：根据驱动器过载能力，150%，60S，150%以下长期工作。可以选定驱动器。注意：由于各种油泵的容积效率不一样，阻力矩不一样，电机特性不一样，电流应当留有适当余量。,五：马达与油泵的连接方式,5.1：目前市面有两种连接：A：伸轴的法兰连接B：凹轴的内插连接 5.2 在订电机的时候，由于涉及用户安装油泵的问题，因此，我们必须关注这个问题.基本上：A：如果采用花键型螺杆泵，必须声明是订螺杆泵花键凹轴内插连接的电机，同
21、时，需提供所配置的螺杆泵的型号；B：如果采用除花键以外的其他油泵，例如平键的螺杆泵，诚捷的齿轮泵等，可以订平键内插，也可以订伸轴电机C：如果是订伸轴电机，必须考虑法兰，联轴器的供货，这些，电机厂是不能提供的。我们事先必须和用户沟通好，法兰和联轴器如何提供。,五：马达与油泵的连接方式,5.3：思考，如何大概计算法兰毛坯？用CAD图形表达？探讨这个问题的必要性在于：由于现在很多的伺服电机并不提供法兰，而用户没有批量决定电机之前，是不会专门加工法兰的。而之前采用异步电机和变量泵时，是有法兰的。这样，当我们了解毛坯计算的时候，可以充分利用现有的异步机法兰毛坯。加快试机的进度。而当我们面临改造市场的时候
22、，我们首要解决的就是这个问题。因此，根据电机和油泵的轴长，轴径，止口，安装螺孔，来计算法兰毛坯的大概尺寸，是必须的。,六：周边附件,6.1：周边附件之压力传感器 目前市面常用的压力传感器有：DANFOSS,HONEWELL,PSI,JUMO,VIKA 这些压力传感器均经过了汇川公司的认可，无论是压力稳定性，还是EMC抗干扰特性，可以放心使用。其中，DANFOSS,HONEWELL,JUMO带有压力阻尼，PSI,VIKA无压力阻尼,六：周边附件,6.1：周边附件之电动门 汇川公司有专门的电动门一体化驱动器，和专门用于门驱动的小功率直接驱动电机。.大型设备研究注塑机研究电动门专夹现场STP6847
23、1.AVI.大型设备研究注塑机研究电动门专夹现场STP68472.AVI,六：周边附件,6.2：汇川门机有何优点？汇川门机是基于伺服驱动原理的，采用交流永磁同步电机作为执行机构。具备完善的扭矩控制，速度控制。有如下特点：A：省减速机的直接驱动技术；采用了低速大扭矩设计，通过降低额定转速达180RPM，可以在同功率情况下较异步机提高10倍扭矩；B:具有速度控制和距离控制两种主流模式。内部具备完善的加减速速度，扭矩曲线。无需减速开关 C：关门受阻反弹开门保护功能。符合电梯，注塑机安全标准。由于使用了矢量控制，通过设置，监测关门过程中受阻力矩，超过标准时自动反弹开门，保护人生安全。省去了原来注塑机门
24、的安全胶条开关 D：具备关门0速锁定。防止大吨位注塑机异步机门机工作中震开。E：具有门宽自学习功能。准确，平稳的停靠。F：体积小。安装方便。大约是异步机一半的尺寸和重量,六：周边附件,6.3：汇川门机有哪些规格？A：驱动器：200W，400，750W三个规格,注意：电动门上，1000T 以下，关门之处无特殊阻力，用200W级 1000T以上，或关门之处有特殊阻力者，用400W级,六：周边附件,B：马达：2,7NM,5NM两个规格 参数：额定功率：50W 100W 额定扭矩：2.7NM 5NM 额定电压：100V 100V 额定电流：0.59A 1.2A 额定频率：24HZ 24HZ 额定转速：
25、180RPM 180RPM 可超速到30HZ,225RPM.,六：周边附件,B：马达：2,7NM,5NM两个规格 参数：额定功率：50W 100W 额定扭矩：2.7NM 5NM 额定电压：100V 100V 额定电流：0.59A 1.2A 额定频率：24HZ 24HZ 额定转速：180RPM 180RPM 可超速到30HZ,225RPM.,六：周边附件,6.4：压力传感器 通过汇川测试的压力传感器：DANFOSS,HONEWELL,JUMO,PSI PSI为国产品牌。,六：周边附件,6.5：压力传感器支持的输出类型有哪些？汇川支持哪些类型的输出？压力传感器通常有0-10V电压型输出，和4-20
26、MA电流型输出。汇川对于这两种类型均支持，只是外部改变接线方式。、6.6：采用电流型输出好还是采用电压输出型好？电流型输出抗干扰性好于电压输出型。但是电压输出型容易得到。6.7：目前，市面上主流的电脑有哪些？东华-自产自用。佳明-泓讯。震德-富士。伊之密-盟立 力劲-谛洲。凯迪威-盟立。主流电脑：泓讯，谛洲，盟立，国产：伊仕通,七：调试指南,请参考新版本手册C:Documents and Settingszhang桌面伺服注塑机功能码.doc,七：调试指南,1：保证电机空载的自学习目的：A:学习电机转子磁极与编码器的磁极偏角 B：学习不同电机的交、直轴电感，反电势等自适应速度环和电流环 所需的
27、数据：电机铭牌数据：额定电压，额定电流，额定频率，额定转速。方法：在没有带油泵负载的情况下，直接用F1-16=2的调谐方式。在有带油泵负载的情况下，需要打开溢流阀，和溶胶阀，尽可能降 低轴负载，再用F1-16=2的方式调谐得到的数据：A：磁极偏角Fr-08旧版/A1-02新版 B：反电势F1-15 C：交轴，直轴的电感值以及两轴电流环参数注意：请运行调谐3次，确保A1-02磁极角误差在5度以内。,七：调试指南,自学习过程中可能出现的异常现象1：ERR20报警停机,ERR43报警，ERR10报警原因：编码器环节存在问题，或反相，或断线，或焊接线错误处理：尝试用参数A1-03将编码器极性取反或者改
28、变UVW相序。如果不能解决，则 应当检查编码器的接线，或者检查编码器的安装工艺现象2：面板出现“TUNE”，但一直不会消失，仿佛死机一般。原因：编码器环节存在问题，通常是断线，或整个插头接触不良，或PG卡不良处理：检查编码器接线，或尝试更换PG卡注意：自学习不能通过，绝对不允许运行伺服系统！,七：调试指南,2：自学习完成之后的验证（低速普通速度模式试运行）目的：确认编码器环节无问题，确认马达驱动正常方法：A：将液压系统溢流阀打开，将溶胶阀打开；B：限制驱动器的输出转矩在50%以下；（F2-10）C：限制驱动器的运行频率在30HZ以下（F0-08设置）D：按下面板“RUN”按钮，马达以指定频率运
29、转。结果：观察电流是否在1A以下，如果电流过大，或突变，不正常 听马达运转声音，如果存在异响，不正常 电流正常，无异响，可以尝试高速运行。处理：电流波动或者异常响声，通常是电流环和反电势不正确，最有可能导致的原 因，是自学习过程中，溶胶阀没有打开，溢流阀不能充分卸压，马达受到阻 力，并不能以全速运转，不能全速运转的情况下，将导致反电势过低，这一 点，也可以通过查看反电势予以确定。,七：调试指南,3：弱磁超速验证（高速普通速度模式试运行）目的：确认电流环无问题，弱磁升速控制无问题方法：设置电机在额定频率以上运行（F0-08）。通常森洋电机的磁极为8极，额定频率为100HZ。菲仕电机磁极为8极，额
30、定频率为133HZ。结果：从额定频率开始，由于直轴去磁电流增加，驱动器输出电流开始增加。根据 弱磁越深，输出电流增加越大。异常：如果在进入弱磁点之后，电流并没有随着弱磁深度（超速程度）而增加。则 表明弱磁没有成功。处理：如果弱磁不能成功，请联系汇川公司售后服务。,七：调试指南,4：油压控制环节加入（A3组参数）A：A3-00=2(驱动器控制油压模式，AI给定油压和流量)B：A3-01=最高转速（液压系统需要）C：A3-02=系统油压（本液压系统需要的最大油压）D：A3-03=最大反馈油压（指传感器的最大量程对应的油压）E：A3-04:给定油压的斜率（通常为50-100MS）F：A3-08A3-
31、10：反向卸油最大速度，底压，底流，根据系统需要设置 A3组的其他参数均为PID。共提供4组PID，可以通过外部端子进行切换。系统非常简易，使用PID默认参数即可实现良好的油压PID控制。,七：调试指南,5：油压控制环节部分参数的验证（U1组参数）A：可以通过U1-00（编码器实时角度）参数验证编码器工作是否正常，马达静 止时，此值为0。马达运行时，此值从0-360度变化。B：U1-01：给定油压查看。可以在驱动器未使能情况下，由上位电脑给出油压 值，看这个值和电脑给出的值是否一致。检查信号通道。C：U1-02：反馈油压查看，可以在驱动器正常运转的情况下，看这个值是否和系 统的指针油压表是否一
32、致，校对传感器的量程。,七：调试指南,6：关于制动电阻 制动电阻选型不合理，有可能导致驱动过电流报警ERR2,3,4,和ERR5,6,7过电压报警。ERR2,3,4是过电流，有可能是制动电阻阻值过小。请按照手册选择阻值 ERR,5,6,7是过电压报警，有可能是制动电阻阻值过大，请按照手册选择阻值 7：关于输入滤波器和输出磁环 滤波器和磁环都是用来有效减轻驱动器对电脑的干扰。凡是有整流和滤波的场合，都存在高次谐波成份，这种谐波进入电网，将有可能 对电子设备造成一定程度的干扰，因为滤波器和输出磁环的存在，可以降低高次 谐波进入电网的程度。从而降低干扰。滤波器的选取原则是：与驱动器的额定电流一致或者略小于驱动器额定电流。,
