2.1.1.4    塑化多组液电互补驱动组合系统

        对于独立塑化液电复合互补驱动系统，塑化螺杆直径不受系统技术参数的限制，可根据系统需要而设计和调节，而且能实现小螺杆达到大塑化量，减低塑化驱动装载功率；塑化储料缸设计不受塑化行程与螺杆直径之比的限制，可用较小的储料缸径达到大容量储料。

        实现超大容量的注塑成型，一次注塑容量可以从几十kg直至几百kg，一直是长期来注塑研究的课题。

        上述研究中，独立塑化液电互补驱动系统为实现超大容量的注塑成型提供了实践模型，把多个独立塑化液电互补驱动并联组合起来，可实现任意大的塑化容量，如把50000g的独立塑化液电互补系统归为一组，用四组并联组合就可达到200000g以上的注射容量。每组轮流独立注射，注射完成，用专用保压小缸实现节能保压。电驱动挤出塑化独立于系统之外，不受系统液压源能量的约束。注射、保压工序为液压动力源。注射通道开关控制每组塑化熔融料的注射运行。

        塑化注塑原理：电驱动挤出塑化熔融料进入注射储料缸，根据指令，打开注射通道，注射储料缸内熔融料被注射模腔，注射结束，保压缸运行。注射过程中，各组根据指令，依次按顺序注射。

        液压驱动能耗特点：多组按顺序轮流注射，液压驱动注射装载功率按一组的驱动功率配置，即可满足整个系统的驱动装载功率配置，并且液压效能得到充分应用。

        技术要点：系统总的塑化能力与制品冷却时间、注射总时间与模腔温度控制性能及时间相匹配，模腔控制注射熔融料的性能必须与注射时间匹配。

2.2    塑化与顶出液电互补驱动系统

        从上述分析可以看出，独立塑化与独立顶出的液电互补驱动，可进一步充分利用动力能，缩短成型周期，提高生产率。

        合模工序的三个子工序：开模、顶出、合模，成串联排列。传统注塑成型，开模工序完成后，顶出缸运行，顶出制品，然后，顶出杆退回，移动模板运行，高压锁紧完成后，进入注射工序。系统进入开模工序，说明模腔内制品已达到成型的质量要求，可立即进入顶出工序，但由于顶出与系统共用一个动力驱动源，顶出工序只能在开模结束后运行，占用了成型周期时间，延长了成型周期。

        顶出与开模并联系统则把顶出与开模并联，即顶出与开模的两个工序同时进行，顶出驱动源独立于系统外，把顶出制品的时间包涵在开模时间内，缩短了成型周期。

2.2.1    液压和电动两种顶出系统应用

2.2.1.1    交流伺服电机驱动顶出

        驱动顶出，有直接驱动和通过齿轮间接驱动两种形式，具有清洁、节能的运行特性。系统为刚性，重点研究低速高压运行的控制系统，以有利于薄壁制品的顶出。对于洁净度有特别要求的医疗、食品等制品成型，交流伺服电机驱动系统是最佳的选择。

2.2.1.2    液压顶出

        液压顶出驱动源，根据顶出与开模的功率特性，可在不增加系统动力驱动功率及泵电机配置的情况下，对双联泵源部分的液压控制系统做修改，不改变原系统的开模速度，把原系统开模不需要的（约30%）的流量运用于顶出流量，作为独立液压顶出动力源。对于普通双联泵驱动的双比例动力源改为独立顶出的油路系统，实现顶出与开模组成并联回路，两个工序同步复合进行，成型周期可以缩短15~20%。小泵的排量根据开模的时间而定，脱模时间应小于开模时间。在合模、注射、塑化、保压动作时，双泵合流后输出，压力和流量均由P/Q阀设定控制。开模时，二位四通方向阀动作，大泵输出流量供开模，压力和流量均由P/Q阀设定控制；小泵输出流量供顶出，压力由安全溢流阀设定控制，流量由节流（调速）阀设定控制。

2.3    电机驱动液压泵源性能互补系统

        交流伺服电机驱动泵源系统的流量与压力相互牵制，不同于交流异步电机驱动泵源系统的流量与压力相互可独立控制，两者组合起来，互补性能上的不足，达到高性能节能成型。

        由前面分析可知，注塑机的交流伺服驱动液压泵源系统，离不开三相异步电机驱动液压泵，把两者组合成复合互补动力系统，使得系统既节能成型，又能满足和提高保压性能。

        中、大型注塑机成型制品一般都需较长时间的保压工序，泵源系统由一组以上的交流伺服电机驱动定量泵组成，单组的交流伺服电机的功率30kW以上，大的达到55kW，以获得更加精密稳定的保压压力，并实现较低的保压能耗，使整个系统达到有效功率最大化成型要求，并且降低了噪声，符合环境保护的噪声标准；另加一组高动态反映、节能的三相异步电机驱动小规格变量泵的系统，工作于保压及高压合模的工序。宁波海达塑料机械有限公司2000t合模力的大型注塑机，采用四组55kW交流伺服电机驱动定量泵和一组5.5kW三相异步电机驱动柱塞变量泵联合组成系统驱动泵源，小驱动泵源专用于保压，实现了精密稳定的节能保压性能。

2.4    蓄能器与交流伺服电机直接驱动液电系统

        全电动注塑机较难实现500mm/s以上注射速度，所以难以适应超高速薄壁件的成型加工。蓄能器瞬间释放液压能，较易实现超高的注射速度。把交流伺服电机驱动和蓄能器驱动两者结合起来，发挥各自的功能和性能，互补各自不足之处，可以实现超高速高性能节能的薄壁成型加工。

        日本住友公司专为包装和其他高速生产用途而开发设计的SE350HY和SE450HY两种蓄能器与交流伺服电机驱动的液电复合驱动系统的薄壁包装注塑机，把液压驱动注塑机高速、高压的性能与全电动注塑机的节能、高精度以及重复性能等优点综合起来，采用3台数字全闭环控制的伺服电机，分别用于塑化、合模、顶出；用2台蓄能器和伺服阀相连在一起，实现超高速注射及确保压力稳定控制。

2.5    交流伺服电机驱动泵与伺服阀阀控节能系统

        交流伺服电机驱动泵控系统是近年发展应用于注塑机的一种先进的高性能节能系统。交流伺服电机应用于驱动液压泵，本身虽具有优越的动态性能，但与整个液压泵结合后系统的动态性能远不及本身的动态性能。注塑机的液压系统从泵源到液压缸都为高压胶管连接，系统的响应频率极低，所以系统虽应用交流伺服电机驱动液压泵，电机本身的高动态性能对整个液压系统的动态性能几乎不起作用，所以仅起到节能作用，不能实现快速流量动态控制。注塑机交流伺服电机驱动液压泵系统中必需选用高动态性能的交流伺服电机。

        液压伺服阀阀控系统，直接安装在液压缸处，系统具有高端动态性能，能实现快速流量的高动态控制。

        由上述分析，把交流伺服电机驱动泵控系统与液压伺服阀阀控系统结合起来，互补性能上不足之处，构成节能快速响应的系统，是注塑成型设备的开发方向。国际上已开发并应用这种节能快速响应驱动系统于新一代高端注塑机。