摘要：MH500作為液壓控制的專用伺服系統(tǒng)，將液體壓力和流量特定工藝參數(shù)融入到驅(qū)動(dòng)器控制軟件中，特有PQ解耦控制方案和多段PID控制技術(shù)是成型更快、更精密。已廣泛應(yīng)用于注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、油壓機(jī)、磨床等液壓控制設(shè)備，除了節(jié)能之外還能提高單班產(chǎn)量和制品精度。

1.壓鑄機(jī)簡介

壓鑄機(jī)的工藝過程一般分為鎖模、給湯、壓射、抽芯、開模，頂針、冷卻、蓄壓等幾個(gè)階段，各個(gè)階段都是通過油泵馬達(dá)泵出液壓油到各個(gè)油缸推動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成一系列動(dòng)作，各個(gè)階段需要不同的壓力和流量。對(duì)于液壓系統(tǒng)來說，每個(gè)階段對(duì)壓力、流量的匹配各不一樣，而油泵的功率是根據(jù)其運(yùn)行過程中最大負(fù)載配置的，而壓鑄機(jī)一個(gè)工作周期中只有高壓鎖模和壓射工作階段負(fù)載較大，其他工作階段一般較小，在冷卻過程的負(fù)載幾乎為零。對(duì)于油泵馬達(dá)而言,壓鑄機(jī)過程是出于變化的負(fù)載狀態(tài),在定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達(dá)以恒定的轉(zhuǎn)速提供恒定的流量，而工作所需壓力和流量大小是靠壓力比例閥和流量比例閥來調(diào)節(jié)的，通過調(diào)整壓力或流量比例閥的開度來控制壓力或流量大小。多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓截流，由它造成的能量損失一般在50%左右。

2.液壓伺服簡介

上海英威騰（原上海御能）作為市場(chǎng)主流的液壓伺服供應(yīng)商，擁有超過6年的開發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，其kinway品牌的MH500液壓伺服在注塑機(jī)、壓鑄機(jī)、油壓機(jī)、磨床等設(shè)備上廣泛應(yīng)用，擁有數(shù)萬臺(tái)市場(chǎng)保有量。MH500為液壓控制專用伺服系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)壓力/流量的高精度的閉環(huán)控制液壓伺服；具有3倍過載能力，流量響應(yīng)和壓力響應(yīng)性能更好；自帶的CAN總線功能可滿足大型設(shè)備多泵并聯(lián)的應(yīng)用需求；特有的PQ（壓力和流量）解耦控制方案和多段PID控制技術(shù)，成型更快、更精密；單機(jī)功率范圍為7.5kW-55kW，對(duì)于系統(tǒng)排量在320L/min以上的壓鑄機(jī)，由于受到油泵排量與響應(yīng)速度的限制，可采用多泵合流的控制方案。

3.液壓伺服控制方案特點(diǎn)

1)節(jié)能：系統(tǒng)壓力、流量雙閉環(huán)，液壓系統(tǒng)按照實(shí)際需要的流量和壓力來供油，克服了普通定量泵系統(tǒng)高壓溢流產(chǎn)生的高能耗，在保壓、冷卻等低流量工作階段降低了電機(jī)轉(zhuǎn)速，油泵電機(jī)實(shí)際能耗降低了50%-80%。

2)響應(yīng)迅速，生產(chǎn)效率高：響應(yīng)速度快，壓力和流量上升時(shí)間快至毫秒級(jí)，提高了液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減少了動(dòng)作轉(zhuǎn)換時(shí)間，加快了整機(jī)的運(yùn)行節(jié)拍；壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)有閥門打開時(shí)，系統(tǒng)壓力會(huì)瞬間下降，MH500伺服可在30ms以內(nèi)迅速補(bǔ)充油量，恢復(fù)壓力至設(shè)定值。

3)壓力穩(wěn)定、精密：伺服調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，壓力閉環(huán)控制模式使系統(tǒng)壓力非常穩(wěn)定，壓力波動(dòng)量低于±1kg,提高了金屬產(chǎn)品的成型質(zhì)量；還可以按照電腦設(shè)定的任意壓力、流量曲線運(yùn)行，為開發(fā)各種金屬產(chǎn)品的成型工藝創(chuàng)造了條件。

4)低噪音、弱振動(dòng)：由于伺服是在矢量控制下啟動(dòng)，伺服電機(jī)運(yùn)行非常平穩(wěn)，正常情況下幾乎聽不到電機(jī)的噪音，運(yùn)行起來只有很小的振動(dòng)感，所謂的潤物細(xì)無聲。

5)轉(zhuǎn)速提升流量大：采用恒功率控制技術(shù)，將額定轉(zhuǎn)速1500RPM的電機(jī)恒功率升速到2000RPM，提高了壓鑄機(jī)開合模速度；在保證同等流量時(shí)可以選擇小一號(hào)排量的泵，以及小一級(jí)功率的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而降低系統(tǒng)成本。

4.伺服型壓鑄機(jī)特點(diǎn)

1)單模次節(jié)能率較高：徹底消除高壓節(jié)流，比傳統(tǒng)壓鑄機(jī)節(jié)能40%-70%。

2)伺服系統(tǒng)響應(yīng)速度快：0-100%壓力變化最快可達(dá)30ms，提高生產(chǎn)效率5%-12%。以伊之密DM500機(jī)型為例，生產(chǎn)某產(chǎn)品，原來循環(huán)周期為34s，投入伺服系統(tǒng)后，循環(huán)時(shí)間提高到31s。

3)降低液壓油溫：減少冷卻水的用量30%以上，某種場(chǎng)合甚至完全不需水冷，提高液壓元器件的壽命和減少維修量。

4)改善工作環(huán)境：降低運(yùn)行噪音，非工作狀態(tài)下，伺服電機(jī)為停止?fàn)顟B(tài)，無噪音，一般全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間很短，降低了整體噪音。

5.壓鑄機(jī)改造應(yīng)用

在壓鑄機(jī)生產(chǎn)的成本的構(gòu)成中，電費(fèi)占了相當(dāng)?shù)谋壤瑐鹘y(tǒng)的壓鑄機(jī)油泵電機(jī)耗電占整個(gè)設(shè)備耗電量的比例高達(dá)50%-80%，壓鑄機(jī)伺服節(jié)能改造極大地降低了油泵電機(jī)的能耗，實(shí)現(xiàn)了壓鑄機(jī)高節(jié)能率，同時(shí)對(duì)機(jī)器精度的提高、生產(chǎn)效率的提高、合格率的提高等具有極大的作用，普通壓鑄機(jī)的伺服改造必將成為國內(nèi)壓鑄機(jī)節(jié)能改造的主導(dǎo)方向，2014年上半年，上海英威騰僅在華東地區(qū)改造的壓鑄機(jī)就超過200臺(tái)。

壓鑄機(jī)伺服節(jié)能改造后，系統(tǒng)壓力、流量雙閉環(huán)，液壓系統(tǒng)將按照實(shí)際需要的流量和壓力來供油，克服了普通定量泵系統(tǒng)高壓溢流產(chǎn)生的高能耗。壓鑄機(jī)節(jié)能改造后在伺服系統(tǒng)對(duì)油泵進(jìn)行控制時(shí)，由于伺服能快速響應(yīng)所給定的控制信號(hào)，并且能夠在速度控制和力矩控制之間靈活地切換以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制或壓鑄控制，所以工作周期也能有所縮短，壓鑄成品質(zhì)量也有所提高；合理的供油量控制更減輕了冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷和功率損耗。

圖1：壓鑄機(jī)改造前的電機(jī)及油泵

圖2：壓鑄機(jī)改造后伺服電機(jī)及齒輪泵

圖3：MH500液壓伺服在伊之密壓鑄機(jī)的改造應(yīng)用

圖4：MH500液壓伺服配雙聯(lián)泵的改造應(yīng)用

結(jié)束語：

近年來，隨著客戶對(duì)于壓鑄機(jī)的效率、穩(wěn)定性、低能耗、可維護(hù)性等方面提出了越來越高的要求以及伺服電機(jī)的成熟應(yīng)用和價(jià)格的大幅度下降。壓鑄機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分也從定量泵應(yīng)用技術(shù)逐漸演變成伺服技術(shù)。

英威騰伺服節(jié)能技術(shù)是目前壓鑄機(jī)領(lǐng)域液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)的又一重大突破，壓鑄機(jī)電液伺服系統(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)心的成本、效率、油溫等問題，代表了壓鑄機(jī)的發(fā)展方向。