相比傳統的注塑機，伺服節(jié)能注塑機配備了高性能的伺服變速動力控制系統，成功實現了對注塑機能量需求的更佳匹配和自動調整，實現了30%~80%的節(jié)電效果。同時，該設備還顯著縮短了系統的運行周期，并提高了設備的生產率和可靠性，延長了設備的使用壽命。
節(jié)能環(huán)保和高科技是塑料機械行業(yè)未來的發(fā)展特征，產品差異化的附加價值創(chuàng)新理念也無不滲透在現今的塑料行業(yè)當中。
作為專業(yè)生產高品質注塑機的企業(yè)，以次明確為科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略定位：競相專注于專業(yè)化的伺服節(jié)能型注塑系統的設計制造，以滿足全球客戶多樣化的產品需求。
作為設備選用必須以高科技設備的采用和針對生產工藝的薄弱環(huán)節(jié)進行配套改造，有利于提升和發(fā)展注塑機的制造和加工核心技術，并以此為依托，研發(fā)技術含量高且附加值高的伺服節(jié)能注塑機。
據介紹伺服節(jié)能注塑機在保留傳統注塑機原有的優(yōu)異功能之外，又配備了高性能的伺服變速動力控制系統，通過使用交流伺服驅動替代傳統的液壓、直流、步進和BD變頻調速驅動，使動態(tài)響應和轉矩密度得到了進一步提高，并顯著縮短了系統的運行周期，提高了設備的生產率和可靠性，延長了設備的使用壽命。
在整個注塑機的成型過程中，通過對不同的壓力流量進行相應的頻率輸出，并對壓力流量進行精確的閉環(huán)控制，成功實現了伺服電機對注塑機能量需求的更佳匹配和自動調整。由于整合了傳統液壓注塑機與全電動注塑機的優(yōu)點，伺服節(jié)能注塑機在市場上得到廣大客戶的青睞。針對其之所以深受客戶歡迎，本文將重點對這種新型的伺服節(jié)能型注塑機進行詳細介紹。
傳統注塑機與伺服節(jié)能注塑機動力控制系統的比較
眾所周知，傳統的注塑機是以普通電動機帶動定量泵進行工作的，其工作原理（如圖1所示）是：電動機帶動油泵從油箱中吸油并加壓輸出，并通過各種控制閥控制油的壓力、流量和方向，以保證設備能夠以一定的力(或扭矩)和速度按所要求的方向進行運動，從而實現注塑成型的各個過程。但是，在這一過程中，由于注塑機油泵的速度不可調，多余的油只能通過溢流排入油箱，從而產生熱量和能量的浪費。
傳統注塑機的工作原理
相比之下，伺服節(jié)能系統將注塑機的動力系統劃分為6大要素，即伺服電機、編碼器、齒輪泵、伺服驅動器、壓力傳感器和驅動控制模塊。其中，驅動控制模塊是區(qū)別于傳統注塑機的關鍵和核心所在。其具體的工作過程與關鍵技術（如圖2所示）可以概括為：
1.伺服驅動器接受由注塑機控制器發(fā)出的壓力(P)和流量(Q)指令，并將其轉換為轉速指令傳遞給伺服電機。伺服電機帶動齒輪泵旋轉，而齒輪泵則按指令輸出壓力流量，同時壓力傳感器采集系統壓力信息，并反饋至伺服驅動器，伺服電機則將轉速信息反饋給伺服驅動器。隨后，伺服驅動器通過轉換將實際的壓力和流量信息反饋給注塑機控制器。通過對比實際流量、壓力與指令流量、壓力的情況，注塑機控制器適時調整指令流量和壓力，從而實現閉環(huán)控制。
2.伺服系統的響應速度可達到0.03ms，遠大于變量泵0.3ms的響應速度，從而顯著提升控制精度。
3.該系統的另一個設計關鍵點是，為注塑機選擇了合適的伺服系統。在這里，此款注塑機改變了注塑機動力配置的設計方法：直接從制品要求出發(fā)來選擇注塑機的動力配置，并將注塑成型的每一個步驟需要列出壓力、流量和時間要求，以此計算出各個步驟實際所需的功率，再計算出整個周期的功率，從而確定所選的伺服動力配置。這樣做的好處是，從各個步驟的細節(jié)上強化和明確了動力要求，使其不但滿足制品的生產要求，而且剛好能夠完全滿足生產要求，從而從源頭開始控制能源浪費，達到節(jié)能效果。
節(jié)能的基本原理
由上分析可知，注塑機的電能消耗主要來自于電機油泵。對于傳統的注塑機，其油泵電機處于全速運轉，即使在不需要油壓的情況下，電動機仍處于額定轉速的空轉狀態(tài)，消耗電能。相比之下，新型注塑機節(jié)能控制系統則實現了油泵電機的變速控制，通過同步跟蹤壓力和流量情況成功實現對不同階段的不同轉速控制，從而達到節(jié)電目的。也就是說，通過伺服控制器調整油泵電機的轉速，改變油泵的輸出功率，使其能夠根據合模、射膠、保壓、冷卻和開模等不同工藝階段輸出相應的信號，通過控制驅動器以及控制油泵的輸出，將注塑過程中多余的能量節(jié)省下來。
作為一個高響應的閉環(huán)系統，整個系統的節(jié)電效果非常顯著。根據生產產品的不同，該系統可實現30%~80%的節(jié)電效果，而且產品壁厚越厚、冷卻時間越長，越省電。
伺服節(jié)能注塑機的主要特點
與傳統的注塑機相比，該伺服節(jié)能注塑機的主要特點是：
1.響應更快、精度更高。該設備的伺服電機從靜止到達到額定轉速只需要30ms，低壓低流量的重復再現性為±0.5%，同時避免了變頻電機的遲滯性。相比傳統的注塑機，其壓力流量的速度響應僅為0.03s左右，不僅可顯著提高重復精度，且位置精度可達0.1mm以內。
2.成型周期更短，效率更高。由于采用了伺服電機，注塑機每個動作的啟動與停止所需的時間更少，而且取消了比例閥后，減少了液壓的泄漏情況，速度更快。
3.電機的能耗更低。相比傳統的異步電機80%左右的效率，相同功率的該設備，其伺服電機的效率可達90%以上，更加節(jié)約能耗。
4.傳統的電機啟動時，其電流是正常運行時的5倍，而該設備采用軟啟動模式，不會對電網造成沖擊。
5.節(jié)水節(jié)油。該系統具有高效率，能有效避免油溫上升，且水冷卻時的容量減小，升溫幅度降低，從而降低了液壓油的更換率。通過對部分管件廠家跟蹤調查發(fā)現，該設備一年內僅在炎夏10~20天的時間需要使用冷卻水，而且所使用的冷卻水量僅為傳統注塑機的1/3。
6.噪聲更低。注塑機噪音來源主要就是動力系統，伺服電機和齒輪泵組成的動力系統因其工作特性決定本身噪音就很小，以至于配備該系統的注塑機噪音也特別小。
伺服節(jié)能系統的關鍵技術和工作過程示意圖
節(jié)能經濟效益的比較
1.傳統的注塑機
以鎖模力為1000t的注塑機為例，其耗電量與馬達性能、模具和原料等各種工況密切相關。根據以往的改造經驗，其負載率約為60%，即市電運行實耗功率按油泵馬達功率的55%計算。由此可得，該設備油泵馬達每小時的耗電量為：
45（kW）×2×55%＝49.5（°/h）
若電費按1.00元/°計價，使用時間按每月30天，每天20h計算，則注塑機的油泵馬達部分每月消耗的電費約為：
49.5（°/h）×30（天）×20（h）×1.00（元/°）＝29700（元/月）
2.伺服節(jié)能注塑機
將伺服節(jié)能注塑機的節(jié)電率按平均50%進行核算，則同等規(guī)格的TRX-M1000伺服節(jié)能注塑機每月可回收的效益為：
29700（元/月）×50%=14850（元/月）
那么，1臺機器每年創(chuàng)造的節(jié)能效益為:
14850（元/月）×12（月）=178200（元）
需要注意的是，以上數據僅為舉例說明，具體數據還要以實測數據為準。