橡膠注塑機(jī)消耗的能源量有三分之一來自液壓驅(qū)動。通過轉(zhuǎn)到基于貝加萊ACOPOSmulti驅(qū)動技術(shù)的伺服液壓方案，機(jī)器制造商Maplan能夠?qū)⑵潋?qū)動能耗降低70%，噪音水平降低一半。新方案還可以將空循環(huán)時間縮短15%，從而快速實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。
橡膠是由卷曲的聚合物鏈構(gòu)成的，這些聚合物鏈能夠承受拉伸而不易受損，一旦去除拉伸應(yīng)力，它們就會恢復(fù)至初始形態(tài)，這很像梳理后的卷發(fā)。橡膠的柔性和彈性使其成為各種應(yīng)用的完美原材料。無論是密封圈、密封墊、護(hù)套、電纜套管，還是橡膠、硅膠、彈性體部件，都幾乎是世界上每一個系統(tǒng)和設(shè)備上不可或缺的組成部分。在過去，使用壓片機(jī)生產(chǎn)的橡膠件的質(zhì)量會受到外部受熱不均的影響。自從注塑成型問世以來，材料均一性以及由此帶來的成品質(zhì)量就變得更容易控制了。
與塑料注塑工藝類似，料筒內(nèi)的熔料在螺桿的推動下以高壓和快速流經(jīng)射嘴注入模具。橡膠注塑與塑料注塑之間的主要區(qū)別在于模具中的化學(xué)過程不同，橡膠注塑比塑料注塑的冷卻過程更久。鎖模力還必須完全抵消材料受熱時的膨脹力。
Maplan是世界三大頂級橡膠注塑機(jī)制造商之一，公司的注塑機(jī)是在奧地利東部小鎮(zhèn)Ternitz開發(fā)、生產(chǎn)并組裝，然后通過其遍布全球的60個代理商和服務(wù)伙伴進(jìn)行銷售。注塑機(jī)的注射量范圍從10到26000cm3，鎖模力范圍從150到10000 kN。
CoolDrive II是對橡膠注塑機(jī)效率的革命
節(jié)能潛力
Maplan公司開發(fā)經(jīng)理Rudolf Eisenhuber在最近進(jìn)行的能源分析中發(fā)現(xiàn)，約三分之一的機(jī)器總能耗來自于驅(qū)動。注塑機(jī)在每年多達(dá)6000個工作小時內(nèi)需完成幾十萬次生產(chǎn)，循環(huán)周期從30秒到幾分鐘不等。在液壓驅(qū)動繼續(xù)空載運(yùn)行時，這個過程也需要中斷。
以前的驅(qū)動解決方案包含由異步電機(jī)驅(qū)動的壓力調(diào)節(jié)變量泵。驅(qū)動器必須連續(xù)運(yùn)行，因?yàn)槊看伍_關(guān)都會承擔(dān)電機(jī)過熱的風(fēng)險(xiǎn)，而且柱塞泵也不適合這種操作。多余的能量被轉(zhuǎn)換成熱量后必須由冷卻裝置排出，這需要消耗更多能量。
空載運(yùn)行和沖洗過程大大降低了驅(qū)動系統(tǒng)的整體效率，并且會產(chǎn)生大量無功功率。因此，由于存在特殊的技術(shù)要求，當(dāng)塑料注塑在向純電動驅(qū)動發(fā)展的時候，對橡膠注塑而言并不理想。
100%性能僅需20%能量
解決方案包含由伺服電機(jī)驅(qū)動的恒容量泵。得益于高達(dá)4000 rpm的較高轉(zhuǎn)速（相對于異步電機(jī)加變量泵通常實(shí)現(xiàn)的1500 rpm），內(nèi)部齒輪泵比相同流量的柱塞泵小60%。這些泵不僅能提高容積效率，降低噪音，還可以提供更精確的壓力控制。
真正的節(jié)能需配合泵的運(yùn)行，因此它與電機(jī)速度即實(shí)際需要的電能相關(guān)。由于該電能量在液壓循環(huán)過程中為零，因此驅(qū)動器會自動停止運(yùn)行。驅(qū)動側(cè)節(jié)能高達(dá)70%是一項(xiàng)創(chuàng)舉。另外一個優(yōu)勢是不需要經(jīng)常換油，從而降低了耗水量，有助于整體節(jié)能高達(dá)50%。
該方案在降低噪音方面具有良好的邊際效應(yīng)。“在工作期間，泵的運(yùn)行更加平穩(wěn)，這可以降低高達(dá)10分貝噪音，”Maplan公司CEO Wolfgang Meyer解釋道。“在液壓循環(huán)暫停期間，不會產(chǎn)生任何噪音。整體噪音水平降低50%，這代表著工作場所環(huán)境質(zhì)量的巨大改善。”
Maplan Cool Drive II電液伺服系統(tǒng)的另一個優(yōu)點(diǎn)是，它增加了由伺服技術(shù)所提供的動態(tài)特性。“這使Maplan最新機(jī)器的性能提升了10%，并大幅降低了單價，”Meyer補(bǔ)充道。
先進(jìn)解決方案 – 奧地利制造
Rudolf Eisenhuber心中帶著明確的要求開始尋找合適的系統(tǒng)方案。“我們需要一個完整的集成解決方案，它可以監(jiān)測并跟蹤性能數(shù)據(jù)，”他回憶道。“我們還要求解決方案能夠協(xié)調(diào)我們機(jī)器的模塊化設(shè)計(jì)，這些機(jī)器直到交付前才會呈現(xiàn)出最終的結(jié)構(gòu)和配置。而且我們希望把方便的開發(fā)工具交給我們的電氣及自動化技術(shù)人員，從而確保我們自己內(nèi)部掌握軟件專業(yè)知識。”
貝加萊憑借其完整的電液伺服解決方案Hybrid Drive Control從兩家供應(yīng)商中脫穎而出，該方案是貝加萊與液壓系統(tǒng)合作伙伴Dorninger Hytronics合作開發(fā)的，采用ACOPOS伺服驅(qū)動器控制8LS系列三相同步電機(jī)。
在該方案中，采用SPT代碼（智能過程技術(shù)）通過ACOPOS驅(qū)動器上的高動態(tài)閉環(huán)液壓控制對液壓壓力和容積進(jìn)行管理。這種可靈活配置的技術(shù)庫使用間接過程變量，有助于提高生產(chǎn)率和同步加工精度，并縮短響應(yīng)時間。
ACOPOS伺服驅(qū)動器通過POWERLINK連接上層Automation PC，該控制計(jì)算機(jī)除了運(yùn)行在Visual Components中設(shè)計(jì)的HMI應(yīng)用程序之外，還在AutomationRuntime下運(yùn)行Soft PLC。它還可以運(yùn)行Windows用以顯示詳細(xì)的產(chǎn)品和維護(hù)文檔以及存儲在系統(tǒng)上的用戶幫助文檔。X20接口模塊可以提供機(jī)器I/O點(diǎn)通信，根據(jù)不同的機(jī)器功能，點(diǎn)數(shù)從50至120不等。操作員則使用一個帶15"觸摸屏和定制化鍵盤的PC5000touch Automation Panel進(jìn)行操作。
“我們評估了所有解決方案可比較的能效水平，”Maplan公司電氣工程主管AloisPichler說道。“使貝加萊脫穎而出的是他們在開發(fā)過程中所體現(xiàn)的優(yōu)勢。”除了廣泛的自動化產(chǎn)品能夠應(yīng)用于各種Maplan機(jī)器之外，他指出貝加萊還能夠?qū)⑦^程控制和運(yùn)動控制集成到一個開發(fā)環(huán)境中。這使診斷功能可以直接集成在操作界面中，通過先進(jìn)的運(yùn)動控制技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行診斷。
客戶的感興趣程度表明Cool Drive®提供了合適的解決方案。“新驅(qū)動技術(shù)的額外費(fèi)用可以在短期內(nèi)收回，”Meyer說道。“雖然我們依然提供帶傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)的機(jī)器，然而現(xiàn)在我們60%的機(jī)器配備了來自貝加萊和Dorninger Hytronics的電液混合解決方案。”
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