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利用电液混合设计实现最大速度和能效

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作为在土耳其注塑领域的首个合作项目,Tisse和科尔摩根共同开发了一台电动-液压混合式机器。这台混合式机器能够高速生产难以加工的高精度产品;其所具备的功率和质量指标可消除注射误差和大量浪费等问题。与竞争产品相比,其生产速度和能效提升幅度高达35-40%。
ES-Drive450 Tisse是科尔摩根工程公司与Tisse注塑成型机械公司的合作成果。它是第一台混合式注塑成型机,其注塑部分由电气系统和液压系统构成,其中包括锁模、输送和注塑单元。混合式设计可实现高生产速度并能够节能增效。科尔摩根公司重新编写了全套机器软件。混合式机器的注射部分包括2个伺服电机,而锁模、输送和注塑部 Kollmorgen-Tisse-Ömer-Sengelen-EN件则共同构成液压系统。但是,由于液压系统泵由伺服电机驱动,因此机器也可称为全电力混合式设备。在注塑部分使用伺服电机是为了提供关键性的加速度和灵敏压力平衡,从而能够简便快速地将液体塑料注入模具。速度非常重要,对于模制薄壁包装制品来说尤其如此。例如,酸奶罐盖子等产品的冷却速度非常快,因此生产流程应该跟上速度。在谈到机器性能时,科尔摩根土耳其项目经理谢雷夫•卡拉格兰说道:“我们经常看到,生产商在生产这种产品时遇到难题。我们设计的混合型机器不仅能够帮助客户提高能源效率,而且能够加快生产速度。大家认为制造出这样的机器不容易,因为,举例来说,为了实现90毫米运动速度(P / Q), 我们根据模具的类型,使用了10种不同的速度级和10个不同的压力级。任何伺服电机都很难做到这一点,但我们使用科尔摩根S600驱动器AKD PDMM控制器完成了这一任务 ”。在总结公司在这一领域的地位时,Tisse机械公司生产经理奥尔马•塞格伦说道:“我们致力于增加更多的特色功能,让普通机器也可因此获益。事实上,早在2000年我们就已经退出模塑机生产领域。但是,在2008年,我们注意到,吹塑机具有市场需求,于是我们又重新开始生产。通过与艾尔斯摩科尔摩根公司合作,我们的专业技术和产品质量大幅提升,现在我们已经能够生产非常高端的注塑机械。”普通注塑机的锁模系统通常容易出现问题。注塑机的生产速度可能很快,但锁模系统却容易发生故障。压缩率将会降低,在高生产速度下会造成很大的浪费。液压注塑机中的锁模部件始终符合规范要求,但注射速度却饱受诟病。它们的最大速度介于100mm /h和200mm/s之间。此混合式机器融合这两种系统的最佳优点。它不仅为锁模和其他部件提供高速运行所需要的大功率,而且使注塑系统与伺服电机协同工作,实现高达300mm /h的速度。除了这些优点之外,它还通过使用伺服电机实现液压系统泵节能。科尔摩根土耳其项目经理谢雷夫•卡拉格兰说,“电机受到青睐的原因是,它们比旧式机器液压部分中的交流电机更加节能高效,在老式机器上,即使机器处于关闭状态,什么也不做,电机仍然保持运转状和消耗能源。”


Kollmorgen-Tisse-AKD-PDMM-Motion-Control-EN专用阀门技术
机器的液压系统中使用的专用阀门具有能量回收功能。在传统系统中,从润滑油罐中抽出润滑油并注入到系统中,提供100个单位的能量。但是在新系统中,由于使用这种专用阀门,系统排出的润滑油被重新注入到系统中,而不是其传送到容器。因此,这样可以获得高达60%的额外动力。谢雷夫•卡拉格兰表示,这让我们获得额外的速度和额外的动力,“这就像一个给汽车电瓶蓄电的发电机。本来我们可以在锁模部分中使用标准阀门,因为注射部分的速度已经增加。但是这个专用阀门让我们的锁模系统具有电动运行特性,通过能量回收进一步提高速度。
两个电机并驾齐驱
此机器的另一个重要特征是它在注射过程中使用2个不同的电机,共同提供驱动力。电机通过专用螺钉连接,同步运行。这些螺钉使电机的运行精度误差不超过1/10mm,即使在高速下也能稳定运行。
高效通信系统
由于机器的注射喷嘴由两个电机驱动,因此速度提高了一倍。谢雷夫•卡拉格兰说,“科尔摩根通信系统允许两个电机在相同机械系统上同步工作,但又可以独立运行。如果其中一个电机的运行速度低于1/10mm时,可能会损坏螺钉,这种螺钉是特制的,非常昂贵。电机通信时间和同步精度不超过1m/s。 "
高科技制动系统
机器中使用的电机沉重而且动力强大。“我们采取多种测量方法来检测各部件之间的任何通信问题。由于在螺钉和球获得加速时出现飞轮效应,为此我们在系统中使用6.5KW制动电阻。” 谢雷夫•卡拉格兰还指出,速度控制变得非常困难,他说:“我们使用的产品是科尔摩根开发的,包括提供步进式制动盘。如果使用标准制动电阻,我们的项目将无法取得成功。"
专用泵软件
润滑动力电系统有两个重要因素:速度和压力。专门为本机器开发的软件可确保在期望的速度下保持期望的压力。谢雷夫•卡拉格兰说。 “我们可以使用10种不同的PQ间距。我们还将这一优点运用在锁模系统上。得益于电动泵软件,机器可以在150-200毫秒内达到目标速度,即使在这种速度上,我们仍然可以将目标压力误差控制在2或3巴范围之内。
尖端的科尔摩根工程设计
科尔摩根的机器自动化解决方案为我们提供了一个高度集成和直观的软件编程平台、以及顶尖的运动部件系列和出色工程合作服务,从而帮助业内公司得以生产出高度差异化的机器并获得更高的利润。事实证明,科尔摩根自动化系统组件™能够加快开发流程,改善机械生产状况,减少浪费,提高硬件效率(OEE)。

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关于科尔摩根

科尔摩根 (Kollmorgen) 是全球领先的运动控制系统和配件供应商。依托超过七十年的运动控制设计和研发领域的专业经验,为全球 OEM 设备制造商提供突破性的解决方案,实现无以伦比的性能、可靠性和便捷性。

凭借世界一流的运动控制技术,业内领先的品质、以及集成和定制产品的专业能力,科尔摩根助力印刷、包装、医疗、机床和机器人等行业的OEM设备制造商设计出更好的机器,获得竞争优势。

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