惠豐變頻器在塑料機(jī)械上的應(yīng)用

摘要：
本文根據(jù)對塑膠機(jī)的工作原理，詳細(xì)介紹了惠豐變頻器的實(shí)際使用特點(diǎn)及使用后的影響。

一、前言
最近10年，中國經(jīng)濟(jì)一直保持著高速增長，與此不協(xié)調(diào)的是：持續(xù)數(shù)年的電力供應(yīng)緊張嚴(yán)重影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)，上半年全國拉閘的省市區(qū)已達(dá)24個(gè)。很多地區(qū)都實(shí)行通“四”停“三”，企業(yè)叫苦連天，不得不考慮花費(fèi)大量資金自己上發(fā)電機(jī)組以解燃眉之急。
我國是鞋業(yè)的最大制造國，企業(yè)有2萬多家，其中福建，江蘇，浙江又是全國的塑料制鞋基地，有大小流水線上萬條。今年塑料成本成倍上升，企業(yè)之間競爭更加激烈。節(jié)能降耗作為企業(yè)增加效益，提高競爭力的重要手段已成為廣泛共識，逐步被人們接受。

二、全自動(dòng)圓盤式塑膠類射出成型機(jī)（以下簡稱“圓盤機(jī)”）工作原理與特點(diǎn)
圓盤機(jī)是制鞋企業(yè)的常用設(shè)備，也是出了名的“電老虎”，企業(yè)老板對它是“愛，恨交加”，主要是該機(jī)械用電功率大。國內(nèi)已有很多企業(yè)對注塑機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了節(jié)能改造，效果很好一般節(jié)電率都實(shí)現(xiàn)了30%以上，但對圓盤機(jī)改的卻很少，經(jīng)過分析主要原因是大家對圓盤機(jī)的工作原理不是很了解，以至于無從下手。
機(jī)械特點(diǎn)
a 主要用于生產(chǎn)：單色、雙色、三色運(yùn)動(dòng)鞋、休閑鞋鞋底。
b 原料為熱可塑性材料： TPR，PVC等
c 該機(jī)械微電腦控制，分為主機(jī) ，副機(jī)，操作簡單。
圓盤機(jī)與臥式注塑機(jī)的工作原理的比較
1 液壓系統(tǒng)
兩種機(jī)械動(dòng)力都是靠液壓驅(qū)動(dòng)，油泵采用定量葉片泵模式（臥式注塑機(jī)一部分采用變量泵），在注射工作工程中，根據(jù)工藝的不同要求，注射壓力高低變換很頻繁，其中低壓維持（冷卻保壓）是通過溢流閥過壓溢流泄壓，在整個(gè)過程中傳統(tǒng)模式電機(jī)一直在工頻下全速運(yùn)行。 電能浪費(fèi)很嚴(yán)重。
2 機(jī)械組成
單色機(jī)：一臺主機(jī)，跟臥式注塑機(jī)有點(diǎn)類似。
雙色機(jī)：一臺主機(jī)和一臺副機(jī)。 副機(jī)負(fù)責(zé)射膠，熔膠，上模，下模等動(dòng)作，主機(jī)包括了副機(jī)的動(dòng)作，多了一個(gè)圓盤旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)模具的移動(dòng)和定位。
三色機(jī)： 有一臺主機(jī)和2臺副機(jī)組成
3 模具的組成
臥式注塑機(jī)： 一套模具工作，工藝變更時(shí)模具也要變換
圓盤機(jī)： 機(jī)型不同模具數(shù)量也不同，一般為 18 20 24 30套模具。根據(jù)工藝的不同要求，我們通過操作顯示屏設(shè)定模位使用是否有效。 如： TY-322, 24模位（可以安裝24副模具），生產(chǎn)中可以根據(jù)需要設(shè)定全部或部分模具為有效模具位）。工作原理： 大轉(zhuǎn)盤實(shí)行高速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)掃描檢測到有效模位時(shí)，單片機(jī)和PLC根據(jù)設(shè)定的程序?qū)p速運(yùn)行，到達(dá)定位位置時(shí)，轉(zhuǎn)盤進(jìn)行精確定位，實(shí)現(xiàn)模具的定模。否則，轉(zhuǎn)盤會(huì)一直運(yùn)行到下個(gè)有效模位。
臥式注塑機(jī)： 只要有開合摸信號，注塑機(jī)就可以工作
4 壓力的調(diào)整
2者都采用了比例壓力控制，注塑機(jī)每生產(chǎn)一種產(chǎn)品，工藝壓力就是一個(gè)固定值
圓盤機(jī)因?yàn)槟＞叨啵總€(gè)模位的壓力可以通過面板單獨(dú)設(shè)定，適用于不同射出量的產(chǎn)品生產(chǎn)。
5 模具的工作模式
臥式注塑機(jī)： 活動(dòng)模和固定模，固定模不動(dòng)，活動(dòng)模在有指令時(shí)執(zhí)行左右開模和鎖模，整個(gè)過程為直線運(yùn)動(dòng)。
圓盤機(jī)：固定模具和活動(dòng)模具是有大轉(zhuǎn)盤來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和定位的。 當(dāng)有鎖模和開模指令時(shí)。液壓缸執(zhí)行上升和下降動(dòng)作。取產(chǎn)品時(shí)。由操作人員人為的打開活動(dòng)模具，取出產(chǎn)品。
6 圓盤
根據(jù)機(jī)械模具數(shù)量的不同，在圓盤上等分了若干模具位。若主機(jī)和副機(jī)都沒有檢測掃描到有效模具位時(shí)，單片機(jī)和PLC將發(fā)出指令圓盤由主機(jī)提供壓力進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)系統(tǒng)檢測到有效位時(shí)，圓盤減速后進(jìn)行精確定位。
7 產(chǎn)品的冷卻方式
臥式注塑機(jī)采用水冷，有冷卻時(shí)間的概念，通過水冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模具和產(chǎn)品的冷卻
圓盤機(jī)： 無時(shí)間冷卻概念，無冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，靠冷卻風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的冷卻

三、圓盤機(jī)的工作原理
圓盤機(jī)作為制作鞋底的注射機(jī)，注射過程包括以下幾個(gè)動(dòng)作： 鎖模，射料，熔膠，開模，圓盤快速 ，慢速等各個(gè)動(dòng)作，整個(gè)過程對工作速度和工作壓力都有不同的要求，通過操作面板實(shí)現(xiàn)設(shè)定。
單色機(jī)：一臺主機(jī)，主要向系統(tǒng)提供壓力，完成射膠熔膠和開模鎖模動(dòng)作，同時(shí)控制轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)，完成模具的移動(dòng)和定位。
雙色機(jī)，三色機(jī)與單色機(jī)有點(diǎn)類似，主機(jī)負(fù)責(zé) 圓盤的移動(dòng)和定位。
該機(jī)器運(yùn)行控制分為手動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行兩部分：手動(dòng)控制時(shí)，操作人員必須提供相應(yīng)的命令，變頻器才會(huì)完成相應(yīng)的動(dòng)作。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，各模位選用完成，各模位選用完成，進(jìn)料量，壓力，時(shí)間都設(shè)定完成且料管溫度加熱已到達(dá)后，將主機(jī)油泵啟動(dòng)，將手動(dòng)，自動(dòng)開鎖切換到自動(dòng)位置，按自動(dòng)啟動(dòng)按鍵即可進(jìn)行自動(dòng)步驟。
在自動(dòng)運(yùn)行中，將自動(dòng)狀態(tài)切回手動(dòng)狀態(tài)，除圓盤會(huì)執(zhí)行慢速定位的動(dòng)作外（圓盤在運(yùn)行中做此切換）其他動(dòng)作及時(shí)停止，可用手動(dòng)操作復(fù)位。

四、圓盤機(jī)的節(jié)電原理與分析
圓盤機(jī)的電氣設(shè)計(jì)是按照最大的生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)的，而實(shí)際生產(chǎn)中很少用得了這莫大的功率，老式的機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中油泵馬達(dá)轉(zhuǎn)速保持不變，輸出功率也是基本保持不變，生產(chǎn)中存在大馬拉小車現(xiàn)象。造成了能源的浪費(fèi)。同時(shí)由于機(jī)械在工作過程中存在著壓力的突變，會(huì)造成機(jī)械結(jié)構(gòu)壓力沖擊大，油溫高，整機(jī)壽命低。
圓盤機(jī)具有主 ，附機(jī)結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)式多模位轉(zhuǎn)盤的特點(diǎn)，但實(shí)際使用過程中，使用到的有效模位并沒有那模多，試機(jī)和打樣使用到的更少，造成了主副機(jī)經(jīng)常處于長時(shí)間待機(jī)狀態(tài)。副機(jī)只有檢測到有效模具位時(shí)，才執(zhí)行動(dòng)作。在圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)副機(jī)不做任何動(dòng)作，平時(shí)高速運(yùn)行的電機(jī)產(chǎn)生的高壓油通過溢流閥泄放到油箱，這部分液壓油不僅沒做有用功，而且產(chǎn)生熱量
可行性分析：
圓盤機(jī)的控制一般采用比例流量比例壓力控制模式，既微處理器將設(shè)定的壓力流量值 轉(zhuǎn)換為0——-1A的模擬信號來控制閥的線圈，從而控制閥的開度實(shí)現(xiàn)壓力與流量的控制。我們在采用變頻器時(shí)可以使用變頻器的外部模擬量控制功能，通過轉(zhuǎn)換將0——-1A的電流信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制信號實(shí)現(xiàn)模擬量對變頻器的控制，實(shí)現(xiàn)對油泵馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制，真正做到需要多大的壓力，電機(jī)就出多大的力。通過這種方式我們實(shí)際是將一個(gè)定量泵轉(zhuǎn)換成了節(jié)能型的變量泵，實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起，大大減輕了合模，開模時(shí)的震動(dòng)，穩(wěn)定生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長機(jī)器的使用壽命，同時(shí)節(jié)約了電能。（附電路圖）