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工业自动化 吴清荣 等·节能的专机伺服动力系统设计与实现
节能的专机伺服动力系统设计与实现
吴清荣，蒋鼎
( 海天塑机集团有限公司技术四科，浙江 宁波 315800)
摘要 ： 为了使专用领域的注塑机能实现“技术恰到好处”理念，本文提出了根据专机使用原料的实际生产工艺参数来设计规
划专机的伺服动力系统，做到专机专用，从而实现“技术恰到好处”，避免“大马拉小车”的动力浪费现象，最终实现降低设计
成本且能耗降低，给客户带来意想不到的“惊喜”。
关键词 ： 专机 ；伺服动力系统 ；工艺参数 ； PVC
中图分类号 ： TQ330.493 文章编号 ： 1009-797X(2019)06-0049-02
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.06.008
随着社会经济的发展，能源问题日益紧张，因此 注塑压力、流量等参数的给定是由上位机完成，
节能减排一直是政府部门所倡导的绿色文化，注塑工 即注塑机的电脑控制器，它是整个注塑机的 “ 大脑 ”，
业也不例外，特别是近年来，对注塑机的节能环保要 指令都从控制器的面板中进行输入，上位机将指令发
求越来越高，客户对机器能耗问题的关注度也逐渐增 送至伺服驱动器中，伺服驱动器就计算出相应的转速
强。目前市场上大多专用领域的注塑机（以下简称专 来带动伺服电机旋转，伺服电机再带动齿轮泵转动。
机）是在原有标准注塑机上更改螺杆料筒实现的，对 伺服电机编码器为旋转变压器，它负责检测电机转速
于其他方面的关注相对较少，比如机器能耗、机型成 并反馈给伺服驱动器，压力传感器测量实际压力并将
本等问题，而专机往往面对的是小众产业客户，对这 压力反馈给伺服驱动器和上位机。
些问题的敏感性要更高一些。
本文根据我司倡导的 “ 技术恰到好处 ” 理念，提 2 技术恰到好处的专机理念
出了利用专机原料生产的实际工艺参数来规划设计专 2.1 节能的专机伺服动力系统原理
机的伺服动力系统，从而实现专机专用，降低机器能 目前市场上大多数专机只是针对原料特性来更改
耗，减少机型设计成本，能给客户带来更多的惊喜。“ 技 螺杆料筒组件进行设计的，从某种意义上来讲无法达
术恰到好处 ” 是一种全新的注塑机设计理念，它能实 到专机专用，这样对于较多的专机来说它们动力系统
现降低专机能耗且能够减少设计成本。 可能存在一定的浪费，这样就不能很好体现出伺服动
力系统的节能效果。本文中所提到的专机伺服动力系
1 系统构成 统是根据原料的实际生产工艺参数来进行伺服动力单
注塑机伺服控制系统由上位机、伺服驱动器、伺 元的设计选型。根据专机原料生产时注射、储料的速
服动力单元、执行机构、压力传感器等组成，系统框 度及机器油缸大小来对动力系统所需流量进行规划设
图如图 1 所示，其中伺服动力单元由伺服同步电机、 计，再根据电机的最高转速来设计齿轮泵的排量大小；
齿轮泵和旋转编码器组成 [1] 。 根据专机原料生产的实际工艺参数中的压力反馈、注
塑机每个工艺流程的产品周期占比及齿轮泵排量来计
算出伺服电机的平均扭矩。
2.2 节能的专机伺服动力系统实现过程
为了更好地说明节能的专机伺服动力系统是如何进
作者简介 ：吴清荣（1988-），男，硕士研究生，主要从事
图 1 注塑机伺服动力单元系统构成 项目管理及电气设计。
收稿日期 ：2018-07-23
2019 第 45 卷 ·49·
年
