Die Funktionsweise von Spritzgießmaschinen
Spritzgießmaschinen sind Kunststoffspritzgießmaschinen, deren Arbeitsprozess im Wesentlichen vier Schritte umfasst: Erhitzen, Schließen der Form, Einspritzen und Druckhalten. Die Spritzgießmaschinen spritzen körniges Kunststoffmaterial in den geschlossenen Formhohlraum ein, nachdem sie es erhitzt und plastifiziert haben. Das Material wird eine Zeit lang unter einem bestimmten Druck gehalten. Nach dem Abkühlen wird die Form geöffnet, und die geformten Kunststoffprodukte werden entnommen. Die Grundstruktur des Verfahrens besteht aus Trichter, Schnecke, Heizsystem, Einspritzmechanismus, Form und so weiter. Das Spritzgießen ist ein zyklischer Produktionsprozess mit starker Periodizität.
Das Antriebssystem der Spritzgießmaschine konzentriert sich hauptsächlich auf Präzisionssteuerung und Energieeinsparung und wird hauptsächlich in ein rein hydraulisches Antriebssystem, ein elektro-hydraulisches Hybrid-Antriebssystem und ein rein elektrisches Servo-Antriebssystem entsprechend den verschiedenen Antriebsmethoden unterteilt.
Vollständig hydraulisches Antriebssystem
Funktionsprinzip des vollhydraulischen Antriebs
Das vollständige hydraulische Antriebssystem besteht hauptsächlich aus normalen quantitativen Pumpen oder variablen Pumpen, Überdruckventilen, Drosselventilen und elektromagnetischen Wegeventilen sowie anderen herkömmlichen Hydraulikkomponenten. Stellen Sie den Sollwert des Überdruckventils und des Drosselventils so ein, dass der Druck und die Einspritzgeschwindigkeit den Anforderungen des Einspritzvorgangs entsprechen. Verwenden Sie das Zeitrelais und die speicherprogrammierbare Steuerung, um das Ein- und Ausschalten der einzelnen elektromagnetischen Schaltventile zu steuern. Dadurch wird sichergestellt, dass jeder Prozesszyklus in geordneter Weise durchgeführt wird.
Vor- und Nachteile von vollhydraulischen Antrieben
Die Struktur des Hydrauliksystems ist zuverlässig, kostengünstig und leicht zu warten. Es kann jedoch nur eine schaltende Steuerung und höchstens einige wenige Stufen der Geschwindigkeits- und Drucksteuerung bieten. Diese Einschränkung bedeutet, dass es die Prozessanforderungen der abgestuften Einspritzung nicht mehr erfüllen kann. Außerdem verbleibt das Überdruckventil während des Betriebs im Überlaufzustand. Dieser Zustand führt zu einem großen Überström- und Drosselverlust, was einen erheblichen Energieverlust zur Folge hat. Infolgedessen ist es für das System schwierig, die aktuellen Anforderungen komplexer Spritzgießprozesse zu erfüllen.
Elektro-hydraulische Hybrid-Antriebssysteme
Elektro-hydraulische Hybrid-Methode, von der traditionellen Ventilsteuerung in eine Pumpe Regelung, die Kombination der Vorteile der hydraulischen hohe Leistungsdichte, Multi-Achsen-Steuerung und elektrische hochpräzise Steuerung, Energieeinsparung hervorragende Eigenschaften, schnell durch den Markt begünstigt und weit gefördert.
Natürlich kann das elektrohydraulische Hybridantriebssystem in die folgenden drei Typen unterteilt werden:
Proportionale Steuerungssysteme
Das Proportionalsteuersystem hat die Vorteile einer hohen Präzision, einer schnellen Reaktion, einer vereinfachten Systemstruktur und einer einfachen Steuerung. Im Vergleich zu Servoventilen sind die Anforderungen an die Reinheit des Hydrauliköls und die Druckverluste gering, und es erfüllt die meisten industriellen Anforderungen. Trotz gewisser Überlauf- und Drosselungsverluste ist es energieeffizienter als ein System aus quantitativen Pumpen und Ventilen und kann einen geschlossenen Regelkreis und eine bessere Wiederholbarkeit bieten.
Frequenzkontrollsystem
Das System der variablen Frequenzsteuerung regelt die Motordrehzahl durch Änderung der Stromversorgungsfrequenz. Durch diese Anpassung wird das Hubvolumen der Dosierpumpe verändert und sichergestellt, dass der von der Last benötigte Durchfluss oder Druck mit dem System kompatibel ist. Dadurch eliminiert das System im Wesentlichen alle Überlauf- und Drosselverluste und reduziert den Einsatz verschiedener Hydraulikventile erheblich.
Servo-Steuerungssysteme
Das Servosteuerungssystem umfasst ein vollelektrisches System mit Servomotor, ein Servoventilsystem und ein elektrohydraulisches Verbundsystem mit Servomotor. Das servoelektrische System hat im Vergleich zum servohydraulischen System ein Ausführungselement weniger. Dies spart nicht nur Energie, sondern bietet auch eine hohe Präzision, einen breiten Bereich von Einspritzgeschwindigkeitseinstellungen und eine gute Stabilität bei niedrigen Geschwindigkeiten. Die vollelektrischen Spritzgießmaschinen verwenden viele Servomotoren. Dies führt zu hohen Entwicklungskosten und einem Preis, der um ein Vielfaches höher ist als der einer normalen Spritzgießmaschine.
Vollelektrisches Servoantriebssystem
Das vollelektrische Servoantriebssystem besteht hauptsächlich aus Servomotor, Treiber, Encoder und Steuerung. Der Servomotor gibt entsprechend den Anweisungen der Steuerung präzise Drehzahl und Drehmoment ab und treibt die Schnecke zum Schmelzen von Kunststoffen, zum Einspritzen und für andere Vorgänge an. Der Encoder erfasst die Positions- und Geschwindigkeitsinformationen des Motors in Echtzeit und gibt sie an die Steuerung zurück. So entsteht ein geschlossener Regelkreis, der die Genauigkeit und Stabilität der Bewegung gewährleistet.
Zu den Merkmalen des elektrischen Servoantriebssystems gehören:
Hohe Präzision: Erzielen Sie eine hochpräzise Positions-, Geschwindigkeits- und Druckregelung, die die Maßgenauigkeit und Qualitätskonstanz von Spritzgussprodukten erheblich verbessert.
Hohe Reaktionsfähigkeit: Der Servomotor hat die Eigenschaft, schnell zu reagieren, wodurch der Arbeitszustand schnell angepasst und die Produktionseffizienz verbessert werden kann.
Energieeinsparung und Umweltschutz: kein Auslaufen von Hydrauliköl und kein Energieverlust, mehr Energieeinsparung und Umweltschutz.
Geringe Wartungskosten: einfache Struktur, geringerer Hydraulikölwechsel und geringere Wartungskosten, geringere Gesamtbetriebskosten.
Einfach zu bedienen: digitales Steuersystem, freundliche und intuitive Benutzeroberfläche, einfach zu verstehen und zu verwenden.
Zusammenfassung und Anwendung
Herkömmliche Hydrauliksysteme sind insgesamt zuverlässig, preiswert und wartungsfreundlich. Sie haben jedoch Schwierigkeiten, die Anforderungen an hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit bei komplexen Spritzgießprozessen zu erfüllen. Elektrohydraulische Hybridsysteme und elektrische Systeme mit hochpräziser Steuerung, Energieeinsparung und schneller Reaktionsgeschwindigkeit werden auf dem Markt immer beliebter. Das vollelektrische, servoangetriebene System hingegen hat einen höheren Energiespareffekt und eine höhere Präzision, ist aber auch teurer.
Branchen wie die Elektronik-, Automobil- und Medizintechnik nutzen Spritzgießmaschinen in großem Umfang. Gegenwärtig werden in China hauptsächlich proportionale variable Pumpensysteme und variable Frequenzsteuerungssysteme eingesetzt. Im Ausland haben sich neben dem traditionellen vollhydraulischen Antrieb neue Übertragungstechnologien entwickelt, die vollständig durch elektrische Servos angetrieben werden. Zum Beispiel hat eine vollelektrische Spritzgießmaschine eine hohe Schließkraft, eine hohe Einspritzgeschwindigkeit und eine sehr hohe Kosteneffizienz und Energieeinsparung von bis zu 70%. Viele Unternehmen haben hochpräzise Servoantriebssysteme eingeführt, um die Konsistenz der Produktgröße zu verbessern und die Ausschussrate zu verringern. Gleichzeitig erreichen sie eine erhebliche Senkung des Energieverbrauchs und der Produktionskosten.
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