【文章內(nèi)容簡介】 需外部液壓源驅(qū)動 多種尺寸型號適配500噸到2500噸機型從以上幾個典型例子可以看出，穆格公司在注塑成型伺服控制領(lǐng)域的解決方案靈活而多樣。我們的宗旨很簡單，雖然全電方案是潮流所向，但無論是電氣的、液壓的或混合式的技術(shù)方案，只要是最適合用戶應(yīng)用，我們就將博采眾長而為客戶提供優(yōu)秀而高效的解決方案。超精密注塑機的極至光盤注塑機——廣東泓利光盤注塑機報道（一）引言：光盤是信息儲存的重要媒介，具有海量信息安全存儲和讀取的強大功能。其信號記錄溝槽的深度在100～200納米之間，要想用鏡面精度在20～30納米的成型模具壓制出合格的光盤，就必須用現(xiàn)代頂級超精密注射成型技術(shù)設(shè)備，而這些技術(shù)設(shè)備及其專利，卻都掌握在科技發(fā)達國家的少數(shù)幾個廠家手里。然而在廣東泓利機器有限公司，由國家級突出貢獻的中青年專家、高級工程師黃步明總經(jīng)理為帶頭人的研發(fā)隊伍，多年來與多方合作攻關(guān)，終于突破資金、技術(shù)等方面的難題，于2003年8月19日在各方專家的技術(shù)鑒定之后，激動鼓舞的向世界宣布：完全依靠進口設(shè)備生產(chǎn)光盤的歷史結(jié)束了！光盤注塑設(shè)備技術(shù)發(fā)展背景光盤又稱為光存儲器。其母盤是由耐高溫的高強度聚碳酸酯為材料，用鏡面精度在20～30納米的超精密模具在超精密注塑機上加工制造出來的。在母盤上，分布有無數(shù)信號記錄凹槽，這些凹槽都是模具在注塑機強大的合模力作用下壓制出來的，凹槽根據(jù)盤片格式的不同也有所不同，其中CD、，；。在CDR（一次性刻錄只讀光盤）的預制凹槽上涂上有機塑料，經(jīng)過刻錄激光頭激光信號的燒蝕，便將信號永久保留在光盤上了，經(jīng)讀取則可拾取信號。CDRW（可多次擦寫刻錄光盤）的信號凹槽相對較淺只有40～50納米，里面噴鍍沉積有記憶合金Ag、In、Sb、Te等，利用合金在晶態(tài)與無定型態(tài)對激光的反射率的差別，來擦寫記錄和讀取信號。正是因為光盤的信號凹槽的深度在納米級別，對于模具的精度要求，對于注塑成型設(shè)備的要求，也就特別的高。上個世紀80年代末，原秦川恒利塑機有限公司在國家級突出貢獻的中青年專家、高級工程師黃步明總經(jīng)理為帶頭人的一支精干科研開發(fā)隊伍，成功開發(fā)出世界第一臺外循環(huán)直壓式二板注塑機。其后，本著精益求精的進取精神，該公司又在此基礎(chǔ)之上開發(fā)出全液壓四缸直鎖二板式注塑機，并獲得了中、日、歐、美等七國多項專利，被列入國家重點新產(chǎn)品項目。圍繞該系列核心技術(shù)，公司在其領(lǐng)導的帶領(lǐng)下與華南理工等科研院所合作，潛心研制，不斷改進，現(xiàn)已開發(fā)出多系列多品種的專用、通用注塑機。該公司憑借著所掌握的成熟技術(shù)和擁有的專利，從1998年開始，其領(lǐng)導黃步明又帶領(lǐng)旗下科技攻關(guān)隊伍，開始了新的征程——開發(fā)數(shù)碼光盤注射成型機。2001年，經(jīng)過了大量的開發(fā)試驗，他們已經(jīng)掌握了一系列精密制品成型技術(shù)的數(shù)據(jù)資料。這時數(shù)碼光盤注射成型機已經(jīng)被列入國家重點新產(chǎn)品項目，一個由機械部北京機床研究所，中科院北京科學儀器研究所，北京航空航天大學等多科研院所、多企業(yè)合作的國產(chǎn)化光盤生產(chǎn)線聯(lián)合攻關(guān)體也同時成立，該聯(lián)合攻關(guān)體集中了各相關(guān)行業(yè)的國家級專家六名，教授級高級工程師十余名以及數(shù)十名與之配套的工程師組團。該攻關(guān)體一成立就以強大的研制能力投入了開發(fā)。北京盛世聯(lián)光影視文化有限公司等負責生產(chǎn)線的高速鋁濺射真空系統(tǒng)、精密注塑鏡面模具、全線自動化傳輸及控制系統(tǒng)的研發(fā)，廣東泓利機器有限公司（原秦川恒利機器有限公司）則負責光盤注射成型機研制。2002年3月，光盤注射成型機試制成功。緊接著，5月份通過國家新聞出版總署和國家音像協(xié)會光盤行業(yè)工作委員會批準，于8月將整機搬運到廣東新佩斯光電公司，會同其他研制單位的設(shè)備，組成了光盤生產(chǎn)線，并進行聯(lián)機試驗。2003年4月，清華大學國家光盤中心專家對光盤生產(chǎn)線進行在線和離線產(chǎn)品多項性能指標的檢測，CD、VCD、CDR光盤技術(shù)指標全部符合國際相關(guān)標準要求。市場現(xiàn)狀與前景解析隨著國際互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，IT數(shù)碼產(chǎn)品大量的進入到我們的生活。據(jù)統(tǒng)計2002年全世界CDR的需求量為41億片，其中歐洲市場約占46％，北美市場約占30％，這兩個市場人均擁有量為5～10張。而DVDR在2005年的市場總?cè)萘繛?7億片，2006年預計將達到35億片，～3倍的速度繼續(xù)增長。就我國來看，我國市場消費潛力十分巨大。近年來VCD、DVD、PC機等相關(guān)設(shè)備大量進入市場，也帶動了光盤的市場需求。我們可以看出，相對于歐美等地區(qū)市場，我們的潛在需求還是相當巨大的。然而在國際市場上，生產(chǎn)數(shù)碼光盤生產(chǎn)線的注塑機主要集中由德國KM、荷蘭NESTAL、日本住友、瑞典TOOLEX幾個公司生產(chǎn)，尤其是荷蘭NESTAL和日本住友公司最負盛名，代表著注塑機的最高水平。一條普通CD、VCD生產(chǎn)線，我國進口價格高達300萬元人民幣，DVDR生產(chǎn)線更是高達1000萬元人民幣。據(jù)知由廣東泓利機器有限公司研制的CD、VCD數(shù)碼光盤生產(chǎn)線的成本大大低于同類進口設(shè)備，約為一半，而其技術(shù)性能指標卻達到甚至超過了部分進口生產(chǎn)線的水平，在配套設(shè)備以及售后服務(wù)方面，更是擁有進口產(chǎn)品所無法抗爭的競爭力。據(jù)市場調(diào)查預測，我國數(shù)碼光盤生產(chǎn)線年需求在100～200條，如果采用進口則折算人民幣約為8～10億元。而東南亞市場年需求也在200條生產(chǎn)線以上。與此同時，通過數(shù)碼光盤生產(chǎn)線研制成功所掌握的成熟精密注塑技術(shù)，派生應(yīng)用在通訊、電子、醫(yī)療器材、汽車制造以及防偽產(chǎn)品、血液分離及檢測、光學鏡片、精密粉末冶金注射成型、精密陶瓷注射成型等高性能的產(chǎn)品專用機上，其經(jīng)濟效益也將是十分巨大的。近年來隨著相關(guān)控制技術(shù)的愈加成熟，相關(guān)設(shè)備價格成本的進一步降低，以及信息技術(shù)的長足發(fā)展和深遠影響，我們已經(jīng)看見，市場對于數(shù)碼光盤的需求正在成幾何級數(shù)的速度擴大。由此對于數(shù)碼光盤生產(chǎn)線的巨大需求，也是可以肯定的。（未完待續(xù)）數(shù)碼光盤注塑機的技術(shù)難題及其多方案解決對比分析——廣東泓利光盤注塑機報道（二）眾所周知，現(xiàn)在用于精密注塑成型加工的注塑機，一般型式上有全電動式、全液壓式和電動－液壓式。傳統(tǒng)肘桿式注塑機基本被國際上與低檔機劃上了等號，而我國國內(nèi)以及港臺注塑機生產(chǎn)廠家基本上都是生產(chǎn)該類產(chǎn)品，它們結(jié)構(gòu)雷同，檔次不高，互相之間不得不展開價格戰(zhàn)。從市場情況我們可以看見，中低檔市場仍以肘桿式為主，中高檔市場則以開環(huán)全液壓式為主，高檔精密市場以電動以及帶反饋的全液壓式為主，小型精密而且對環(huán)境要求比較高的注塑市場，則以全電動式為主，而特別高檔的超精密注塑以閉環(huán)全液壓式為主。數(shù)碼光盤注塑機由鎖模裝置、注射裝置、冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電腦控制系統(tǒng)等組成。光盤母盤外徑分為80毫米和120毫米兩種，這意味著母盤材料的熔融料在模腔中的流程、流道比（流程深度與流道厚度之比）很大。因此塑料熔體在充模過程中制品質(zhì)量不易均勻。而且母盤是圓形盤片，主澆道設(shè)在盤的中心，注入的塑料熔體進入模腔以后，必須沿著圓周360度的方向快速均勻的推進，沿著徑向有序的流向圓周邊沿。如果在流程中出現(xiàn)局部流速過快，竄流或者輔流等都會導致局部熔料分子取向并形成內(nèi)應(yīng)力；如果母盤在冷卻過程中速度不均勻，也將形成局部殘余應(yīng)力；如果鎖模模板不平行，不但會使母盤質(zhì)量不穩(wěn)定，更嚴重的是可能會損壞模具。因此針對光盤制品要求精度高、穩(wěn)定性能好、生產(chǎn)效率高、潔凈度高、光學性能好等特點，對注塑機的要求主要有以下幾點：1） 系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定可靠，開合?？焖倨椒€(wěn)，模板起停定位精度高，模板平行度誤差小，鎖模力準確穩(wěn)定。2） 塑化系統(tǒng)效率高速度快質(zhì)量好，計量準確。3） 注射壓力高、注射速度快，多級可調(diào)。保壓轉(zhuǎn)換點準確，保壓壓力穩(wěn)定，并且多級可調(diào)。4） 溫控準確。5） 整機噪音低、潔凈、無油污。從2004年中國國際光存儲設(shè)備展覽會及學術(shù)交流會的信息來看，目前國際上的光盤生產(chǎn)線多采用全液壓式或全電動式注塑機，近年來電動－液壓復合式注塑機也有所應(yīng)用?，F(xiàn)就全液壓式注塑機與全電動式注塑機分部分進行優(yōu)劣對比。一、合模部分光盤注塑對合模動作要求快速、平穩(wěn)且壓力轉(zhuǎn)換快速精準，模板平行度以及起停位置精度要求都很高。盡管全液壓式注塑機存在液壓油的可壓縮性問題，但是液壓在靜止的時候壓力處處相等，所以模板和模具受力都相當均勻。廣東泓利公司在自己掌握的四缸兩板鎖模的成熟技術(shù)基礎(chǔ)上，經(jīng)過改進，將其改為三缸兩板直鎖式合模機構(gòu)，使得光盤模具均勻的受到夾緊力，而非傳統(tǒng)的頂緊力。工作的時候，在模板的中間，一個較小的移模油缸快速開合模板，在其合模之后，三個大油缸被施以高壓夾緊模具。在注射和保壓過程中，高壓鎖模油缸的壓力隨著注射壓力的增加而增加，始終確保不會出現(xiàn)讓模的現(xiàn)象。而且由于液壓壓力的自適應(yīng)原理，使得模板和模具的受力更加均勻合理。全電動式注塑機一般用伺服電機取代了原來的油缸推動肘桿作開合模運動。所以原來肘桿式結(jié)構(gòu)所存在的問題繼續(xù)存在，如加工精度要求高、易磨損、調(diào)模困難等。由于使用伺服電機，可以使肘桿在不同的角度停下來，有利于鎖模力的改變，并可以進行壓縮成型。并且，由于沒有油壓慣性的影響，所以噪音比較低，控制精度高。但是這一切都是以肘桿和滾珠絲桿沒有磨損、制造和裝配精度高并且模具安裝平面平行為前提的。而一般全電動注塑機在使用一年時間左右，便都會出現(xiàn)肘桿和滾珠絲桿磨損所帶來的麻煩。此時不但機器的精密度降低，而且滾珠絲桿上會出現(xiàn)一個附加的徑向力，從而加速磨損使精密度進一步快速下降，并帶來效率降低、噪音增大等問題。此外，如果肘桿在未完全撐直就開始注射，高壓的熔融塑料對模具強大的漲模力會作用在滾珠絲桿以及伺服電機的主軸之上，此力足夠大的時候便可能導致滾珠絲桿和伺服電機的損壞！二、注射部分光盤屬于薄壁制品，光盤上的信息凹槽深度在納米級精度。為了保證復制信號的準確性，要求注射過程在高速高壓的條件下進行，并且注射、保壓過程的速度、壓力多段可調(diào)，保壓轉(zhuǎn)換點準確。否則，盤片制造出來之后可能會出現(xiàn)信號丟失、信號不完整以及盤片翹曲、銀紋等缺陷。同時，為了保證整機循環(huán)周期盡量短，因此機筒螺桿的塑化速度要求非常高，而且要求塑化量非常準確，塑化的速度、背壓也是多級可調(diào)，以滿足在高速的情況下依然有很好的塑化效果。因此采用專用的螺桿，這也有利于保證在成型過程中不會出現(xiàn)氣泡、黑點和雜質(zhì)等缺陷。目前，全液壓式注塑機在注射部分的結(jié)構(gòu)一般分為雙缸注射與單缸注射兩種。雙缸注射裝置具有軸向長度短，注射油缸、螺桿、油馬達三者之間的連接關(guān)系比較簡單等優(yōu)點。但是這種結(jié)構(gòu)注射負載大，難以精密控制。單缸一線式注射裝置則有利于精密控制，不過結(jié)構(gòu)比較復雜，制造精度要求也比較高。但是廣東泓利公司將單缸一線式的結(jié)構(gòu)做了巧妙的改變，使得油馬達在注射油缸與螺桿之間，這使得結(jié)構(gòu)變得簡單，加工也容易得多，但其調(diào)整起來也會比較困難。在全電動注塑機中注射系統(tǒng)一般有兩種結(jié)構(gòu)，一種是帶傳動結(jié)構(gòu)，一種是電機直接驅(qū)動。顯然，加入帶傳動之后精度會受到一定的影響，而不用皮帶傳動雖然結(jié)構(gòu)比較簡單，但是要求電機轉(zhuǎn)速較低、轉(zhuǎn)矩較大，且其過載保護能力較弱。不過，塑化的時候采用伺服電機控制螺桿旋轉(zhuǎn)，塑化計量的精度會比較高，轉(zhuǎn)速也較穩(wěn)定，且可以無級調(diào)速。在注射的時候，伺服電機帶動滾珠絲桿驅(qū)動螺桿進行注射，控制的精度也很高，反應(yīng)也很靈敏，有利于多級注射調(diào)節(jié)。但是，由于滾珠絲桿的高負載高轉(zhuǎn)速并且頻繁啟停所以磨損也比較大。伺服電機在注射時啟動速度比一般的液壓式快，但是如果液壓系統(tǒng)加裝畜能器，將比伺服電機啟動更快，同樣的如果將畜能器用于快速注射其速度也可以快過伺服電機的注射速度。當然，用伺服電機對于注射壓力和速度的控制都是比較準確的，但是進入保壓時，由于伺服電機不能夠在停轉(zhuǎn)的狀態(tài)下提供大的扭矩，所以只能間斷的轉(zhuǎn)動，靠測量螺桿前面物料的壓力進行補壓。這樣，一方面滾珠絲桿不斷啟停承受沖擊力將加速磨損，另一方面電機頻繁啟停將導致發(fā)熱，能耗也變大，壓力也不易穩(wěn)定?？偟膩碇v，全電動式注塑機與全液壓式注塑機都各自具有自己的優(yōu)勢與劣勢，將兩者相結(jié)合制造出來的注塑機也不盡人意。所以，國際上高精密注塑機依然在朝全電動式和全液壓式兩個方向上發(fā)展，在許多方面也各自持有不同的意見，一些生產(chǎn)廠家對外報道的對比數(shù)據(jù)也不可全信。下面將從10個方面進行對比討論：1）節(jié)能方面。全電動式注塑機在節(jié)能上比全液壓式有一定的優(yōu)勢，但絕不是像一些廠家宣傳的節(jié)能效率那么高。因為注塑機能耗最大的是在加熱過程、注射過程以及塑化過程，液壓式注塑機的動作是循序進行，而電動式注塑機則必須頻繁啟動；況且，生產(chǎn)不同產(chǎn)品其節(jié)能效果是有很大差別的，若用全電動式生產(chǎn)薄壁制品可能節(jié)能就沒有那么多。而且許多廠家的節(jié)能是與單缸液壓式相比較的，如果與其它結(jié)構(gòu)的全液壓式或肘桿式相比，節(jié)能效果就不是那么明顯的了。同時，如果全液壓式注塑機采用多泵、變量泵液壓系統(tǒng)，應(yīng)用變頻器控制電機轉(zhuǎn)速，采用負載反應(yīng)型注射系統(tǒng)等方案，其節(jié)能效果也能與全電動式的不相上下。2）降躁方面。全電動式注塑機的一個宣傳口號就是寧靜，對于這一點如果其中的肘桿以及滾珠絲桿均沒有磨損且裝配精度較高時確實是如此的。但是一旦產(chǎn)生磨損或者裝配精度不高，那么在注射以及開模過程中均會產(chǎn)生很大的震動和噪音，而且一旦發(fā)生，這一切都將加速進一步惡化。3）精度方面。盡管全液壓式存在液壓油的可壓縮性等問題，但是由于液壓在靜止的時候壓力是處處相等的，所以采用兩板式液壓合模機構(gòu)的精度很高。如果在注射以及塑化系統(tǒng)采用伺服閥控制，其控制精度也將是非常高的，全電動式合模裝置由于還存在肘桿和滾珠絲桿的磨損問題，所以機械精度以及磨損必然將影響制品質(zhì)量，因此其鎖模精度還是沒有全液壓式的高。這方面在加工光盤方面也得到了驗證，全電動式只能生產(chǎn)DVD5與VCD、CD等，DVD9以上及CDR、DVDR、DVDRW等均難以應(yīng)用電動式注塑機加工。不但如此，全電動式的精度還會隨著使用時間的增加而不斷加速下降。4）價格成本方面。全電動式的價格比全液壓式一般要高30％以上，在綜合性能沒有比全液壓式的特別高的情況下，如此高的價格，市場是否接受也是值得思考的。5）使用壽命問題。全電動式主要是剛才所講的肘桿及滾珠絲桿的磨損問題，這種問題一旦出現(xiàn)必將加速惡化。而全液壓式的主要問題則是液壓密封件的老化問題。6）維修費用問題伺服電機的質(zhì)量應(yīng)該是可信的，維修率較低，但是如果出現(xiàn)故障維修成本將會很高，而且滾珠絲桿及肘桿的維修也是一件十分困難的事情。7）使用費用方面。全電動式不必用液壓油，也不用冷卻器，這方面不但節(jié)省成本，而且也減少污染，當然也有例外。因為隨著使用時間的增加，一些因為磨損所帶來的一系列問題便會接踵而至暴露無遺。8）功能擴展方面。由于全電動式對于增加抽芯或者鉸牙沒有液壓式的方便，用戶購機時也很難選擇。如果機器出廠時不配備這些功能，那么以后要增加這些裝置將特別困難。9）過載保護功能方面。全電動式完全依靠機械傳動，這既是它的優(yōu)點，也是它的缺點。優(yōu)點在于精度高，缺點是機器一旦出現(xiàn)故障，如螺桿被卡死，伺服電機可能會因為堵轉(zhuǎn)而發(fā)熱燒壞。而這方面全液壓式的就要好得多，因為全液壓式的注塑機都配備了泄流保護裝置，一旦系統(tǒng)因為故障油壓高到設(shè)定值使得可能出現(xiàn)危險的時候，保護裝置自動泄流使系統(tǒng)壓力不至于再升高，以保證不會損壞設(shè)備。