文/威猛巴頓非爾（Wittmann Battenfeld）Markus Klaus

注塑機的驅動技術在不斷發(fā)展，伺服電動機已在注塑機中得到廣泛應用。注塑成型商需要了解今天的伺服驅動器有關成本、性能、維護和培訓的內容。

為了更好地了解當今可用的機器技術，針對現代注塑機不同的驅動技術使用一種共同的語言是很重要的。鑒于伺服電動機的各種應用比較復雜，本文將在成本、性能、維護和員工培訓方面，討論并解釋涉及機器驅動技術的15個最常見的術語和概念。

1.全電式注塑機

按照塑料工業(yè)協會（原SPI）的標準，一臺全電式注塑機至少有3根用伺服電動機驅動的主軸（合模運動、注射和計量/塑化）。剩下的3根軸（噴嘴接觸、頂出和模具高度調節(jié)）仍然可以通過液壓驅動。最有效率的機器是能夠使用一種動能回收系統（KERS）。這種已獲專利的工藝利用伺服電動機作為發(fā)電機，可以從每根軸上收集所有的減速能，并將其轉換成電能。然后將轉換后的能量反饋到機器中，通常用于加熱或控制功能。

使用帶有一臺液壓泵的伺服驅動已變得越來越普遍。它提供相當多的節(jié)能

2.混合式注塑機

3根主軸中有一根或多根是用液壓驅動但至少有一根是電驅動的注塑機稱為混合式注塑機。其中一個常見的例子是采用伺服驅動計量的液壓注塑機。計量是注塑機上最大的能量汲取部分（除了機筒加熱外）。因此，至少把一臺伺服電驅動裝置用于計量是一個明智的決定。混合式注塑機不是帶有一臺伺服驅動泵的機器，因為計量后面所有的運動仍然是通過液壓驅動的。

3.伺服（驅動）液壓注塑機

伺服驅動的液壓（或伺服液壓）注塑機是一種全液壓注塑機，它用一臺伺服電動機來驅動液壓泵。這些機器往往有一臺固定排量泵，但也可能有一臺帶有旋轉斜盤的可變排量泵（通常是DFEE或 DFEC）。

采用3臺可變排量泵的恒速液壓電動機是全液壓配置的一個例子

4.采用可變排量泵的標準液壓注塑機

這些機器通常有一臺恒速電動機和一臺帶有旋轉斜盤的可變排量泵，旋轉斜盤可以通過控制器進行調整，以調節(jié)泵的油流量滿足液壓系統的當前需求。如果機器不運動，這些泵也將空轉，造成能源浪費。

5.能源效率

歐洲塑料行業(yè)開發(fā)了一種將注塑機能源效率分類的系統?；谠撓到y的Euromap60.1標準把機器分為某些類別，并發(fā)展了某種標準來比較不同供應商生產的類似機器的能源效率（包括全電式、混合式等機型）。

伺服驅動泵（或伺服泵）注塑機與采用恒速電動機和可變排量泵的注塑機相比，無疑會顯示出更好的能源效率。伺服驅動泵上的伺服電動機只有在液壓需要油流量時才運行，即在軸不運轉的時候，泵不會運行，從而不會帶來能量消耗。當然，節(jié)約能源的多少在很大程度上取決于每一個具體應用的工藝過程。當恒速電動機空轉幾秒鐘或幾分鐘時，一個快速循環(huán)的包裝應用將比一個采用長期冷卻時間的應用具有更低百分比的能耗。

EuroMap 60.1的官方能源評級標志

一臺采用定速泵的常規(guī)液壓注塑機，其電能消耗包括油冷卻水要大于一臺伺服液壓注塑機

標準液壓注塑機、伺服驅動泵注塑機和全電式注塑機之間的單位能量消耗（每克塑料的加工能耗）對比

將電能直接轉化為動能的全電式注塑機，具有最佳的能源效率，因為沒有從電能到液壓然后再到動能的轉換。

根據能耗情況，有一個比較粗略的分類：（1）采用恒速電動機的液壓注塑機，具有100%的能耗；（2）只有計量采用電動的混合式注塑機，具有75%～80%的能耗；（3）伺服驅動泵注塑機，具有65%～70%的能耗；（4）全電式注塑機，具有45%～60%的能耗。

6.電氣驅動與液壓驅動的可重復性比較

在全電式注塑機上，伺服驅動軸的重復性至少比液壓驅動軸高10倍。一根主動伺服驅動軸幾乎沒有延遲，而采用液壓驅動，則延遲不可避免。對于加速和特有的減速，采用伺服驅動器的注塑機也比液壓驅動機器更準確。全電式注塑機還為即時生產的穩(wěn)定性創(chuàng)造了條件，因為沒有必要的油預熱，而且生產暫停后啟動更快。這是全電式注塑機的一個優(yōu)勢，伺服驅動泵機器是沒有的。

7.噪聲水平

全電式和伺服驅動泵注塑機，通常它們的噪聲水平遠低于標準的液壓注塑機?，F代的全電式和伺服驅動泵注塑機的噪聲水平約為68 dB。

8.速度和/或加速度

伺服與液壓驅動的速度和/或加速度的對比是行業(yè)內一個爭論比較多的話題。全電式驅動器有很好的加速度，比液壓系統中的升壓（泵斜坡上升）速度更好。由于油的壓縮性和液壓管線的膨脹，泵斜坡上升能力會變差。一些供應商因此會引用一句這樣的話：只有一個帶有儲壓器、閥門得到巧妙布置的設計完美的液壓系統可以與伺服驅動器相媲美。

圖為一臺注射伺服電動機。伺服的速度和加速度對比液壓驅動器存在較多的爭論，但伺服驅動器的加速度確實比較大

針對每根機器軸使用單獨的伺服驅動器，為平行合模和注射移動創(chuàng)造了條件。液壓注塑機采用多臺泵才可以做到這一點

9.平行運動

全電式注塑機針對每根軸通常使用一臺單獨的伺服驅動器。這使得這些機器非常靈活，因為所有的軸都能以平行運動使用。當有必要在開模和頂出過程中計量、在閉模過程中注射，以及在開模過程中頂出時，這一功能將會非常有用。伺服驅動泵注塑機和標準液壓注塑機未必有這樣的優(yōu)勢。大多數的供應商會提供第二臺甚至第三臺泵和液壓蓄能器作為一個選項。

10.液壓設計

一臺標準液壓注塑機在空轉的過程中，通過油的剪切和摩擦產生大量的余熱，這主要與可變排量泵和恒速電動機的設計以及工作原理有關。而伺服驅動泵注塑機在液壓系統中產生較少的熱量。實際上，一些加工商在生產過程中，根據工藝過程、機器的運行環(huán)境以及特定產品/工藝的加工順序，運行一個特殊的油加熱順序，使油保持在操作溫度。

11.機器成本

全電式機器通常由于電動驅動器、電動機和齒輪（滾珠絲杠或齒輪箱或齒條和小齒輪）的必要數量而比液壓機的價格更高。然而，在許多情況下，它們的節(jié)能性和利用率得到了提高（由于平行運動使周期更短，由于維護較少使運行時間更多），結合一些國家和能源公司提供的能源回扣，很容易計算出投資回報率（ROI）。一些供應商提供的伺服驅動泵注塑機仍然比標準的液壓注塑機更貴一些，但由于伺服驅動泵技術正在被整個行業(yè)大力推動發(fā)展，因此該技術的市場競爭日益增多，使得兩種機型的價格差異在逐步縮小。

12.泵、伺服電動機的服務

在液壓泵必須更換的情況下，不需要校準的固定排量泵要比可變排量泵的更換更快更容易。固定排量泵通常也要比可變排量泵便宜得多。雖然更貴的可變排量泵比固定排量泵的節(jié)能性更好，但隨著時間的推移，成型商也需要對此泵進行更換或維護。

當然，全電式機器從來不需要或者很少需要對泵進行維護。眾所周知的Rotex耦合（差速輪）不在伺服驅動泵注塑機和全電式注塑機上，因此不需要更換。這是每個成型車間的維護人員都知道得很清楚的事情。

一般來說，現代的機器要比它們原先的機型提供了更好的分析功能。伺服驅動器通?？梢院苋菀淄ㄟ^嵌入式示波器功能進行分析，一些供應商將它作為一個標準提供，附加在他們的現代機器控制器上。這個功能連同通過網絡服務訪問機器的可能性，創(chuàng)建了一個強大的工具，可進行遠程服務和排除機器故障。恒速泵電動機通常不提供這種可能性。由于伺服驅動器的監(jiān)控非常詳細，甚至伺服驅動機器控制上的報警信息也更精確。

13.油質量與維護

在伺服驅動泵注塑機上，油的工作任務在正常范圍內，因此油的質量比在標準液壓注塑機上下降得慢。當然，這通常取決于過程和多少油被轉移及剪切。但作為一般的經驗法則，液壓機器對油施加更多的應變。而全電式機器根本不需要處理油的問題。

14.機器的復雜性

液壓注塑機一般不管是否是伺服驅動，都具有電子、機械零部件和液壓系統。全電式機器則只有電子和機械零部件，因而降低了復雜性。一名好的電工，其不需要了解液壓就可以勝任這種機器的維護工作。

15.維護人員的培訓

有一點很容易被忘記，那就是成型商自身維護人員的培訓。對于標準的液壓注塑機，建議每年校準一次液壓。對工作人員進行更好的培訓可以更好地校準和發(fā)現問題。在全電式機器上不需要與泵有關的校準，因此必須對員工進行的培訓不會太復雜。

了解以上15個關鍵點以及部分伺服和全伺服驅動注塑機與液壓注塑機的對比，對于每個成型商而言都是很重要的?；趯@些關鍵點的關注，供應商可以幫助成型商針對他們所期望的工藝過程找到最佳的注塑機。