变频伺服及应用 12

××职业技术学院教案课程名称变频器伺服器现代工程应用班级课程章节7.1课次/周授课方法讲授+图示分析+实物演示教具PPT、注塑机模型、液压元件实物、塑料制品样品教学内容1.注塑机用途、结构原理及工作简介；2.注塑机液压油路组成及各元件作用；3.注塑机油路各工况（合模、注射等）工作过程；4.注塑机现有控制方式的优缺点教学目标知识目标：掌握注塑机用途、结构及工作原理，理解液压油路组成及各元件作用，了解注塑机油路工况流程；能力目标：能识别注塑机核心结构及液压元件，初步分析注塑机工作过程重点、难点重点：注塑机结构组成、液压油路元件作用、油路工况流程；难点：注塑机油路各工况的油流走向、合模与锁模的工作逻辑复习提问1.液压传动的核心原理是什么？2.常见的液压控制元件有哪些，各自作用是什么？作业1.简述注塑机的用途及核心结构组成；2.说明注塑机液压油路中电液换向阀、溢流阀的作用；3.简述注塑机合模工况的油流走向；4.分析传统注塑机工频控制的优缺点。授课时长2学时课后小结本课题重点讲解了注塑机工作原理核心知识，需掌握注塑机的用途、结构组成及工作流程，理解液压油路各元件的作用及各工况的油流走向，明确传统控制方式的不足，为后续学习注塑机伺服跟踪控制奠定设备认知和理论基础。

教案附页注释【知识学习】7.1注塑机工作原理7.1.1注塑机用途与结构原理注塑机是生产塑料制品的核心设备，80%的塑料制品通过注塑机制造，广泛应用于民用、工业、汽车、电子等多个领域，小到日常用品的塑料外壳，大到工业设备的塑料配件，均需通过注塑机加工成型。其核心结构主要包括合模装置、注射装置、驱动装置和控制系统四大模块，其中合模装置负责模具的开合与锁紧，注射装置负责塑料熔体的熔融与注射，驱动装置以液压为核心动力源，通过油缸和液压马达驱动各部件动作，控制系统则实现整个生产过程的自动化控制。7.1.2注塑机液压油路说明注塑机液压油路由动力元件、控制元件、执行元件和辅助元件组成，电液换向阀、电磁换向阀是核心控制元件，主要用于控制油流方向，实现各工况的动作切换；溢流阀用于调节系统压力，实现过压保护，防止因压力过高损坏设备；单向阀控制油流通断，节流阀调节油流流量，进而控制各部件运动速度。7.1.3注塑机液压油路分析各工况油流走向存在明显差异，合模时双泵供油，实现合模动作的快慢速切换，提高合模效率；注射时双泵汇合供油，保证注射压力满足熔体填充需求；保压时单泵供油，维持系统压力的同时实现节能。7.1.4总结传统注塑机多采用工频控制，该方式技术成熟、成本较低，但存在运行噪声大、液压泵效率低、能耗高的缺点；变频器控制虽解决了节能问题，但响应速度较慢，无法适配注塑机各工序的功率突变需求；伺服器控制则兼具节能与快速响应的优势，能精准匹配注塑机的工艺要求，已成为当前注塑机控制的主流趋势。【能力培养】能识别注塑机核心结构及液压油路各元件，清晰说明各部件的核心作用；2.能简单分析合模、注射、保压等主要工况的油流走向，理解各工况的工作逻辑；3.能准确区分工频、变频器、伺服器三种控制方式的优缺点，明确不同控制方式的适用场景。【总结】本节课重点掌握注塑机的结构组成、液压油路原理及各工况工作流程，理解传统控制方式的不足，明确伺服器控制的优势，为后续学习注塑机伺服跟踪控制和旋转变压器相关知识做好坚实的铺垫。

××职业技术学院教案课程名称变频器伺服器现代工程应用班级课程章节7.2课次/周授课方法讲授+图示演示+原理分析+实物展示教具PPT、旋转变压器实物（或模型）、注塑机伺服控制节能曲线图教学内容1.注塑机生产工序及伺服控制节能原理；2.注塑机P-t特性线分析及伺服器应用优势；3.旋转变压器的定义、结构及工作原理；4.旋转变压器的信号处理及应用场景教学目标知识目标：掌握注塑机生产工序、伺服节能原理及旋转变压器工作原理，了解旋转变压器信号处理及应用；能力目标：能理解伺服控制节能优势，能识别旋转变压器结构，初步分析其工作过程重点、难点重点：注塑机伺服控制节能原理、旋转变压器结构及工作原理；难点：P-t特性线分析、旋转变压器信号调制与处理复习提问1.注塑机液压油路中溢流阀的作用是什么？2.传统注塑机工频控制的主要缺点有哪些？作业1.简述注塑机生产工序及伺服控制的节能原理；2.说明变频器控制不能满足注塑机要求的原因；3.简述旋转变压器的结构及工作原理；4.列举3个旋转变压器的应用场景。授课时长2学时课后小结本课题重点讲解了注塑机伺服跟踪控制及旋转变压器知识，需掌握注塑机生产工序、伺服节能原理及P-t特性线分析，理解旋转变压器的结构、工作原理及信号处理方式，明确旋转变压器在伺服控制中的核心作用，为后续伺服器选型与调试奠定基础。教案附页注释【知识学习】7.2注塑机跟踪控制与旋转变压器7.2.1注塑机生产工序注塑机生产工序主要分为合模、射台前进、注射、保压、射台后退、开模、顶出7个环节，各工序的功率需求呈现明显的跳跃性变化，从待机状态的低功率到注射状态的高功率，切换迅速，要求功率源具备极快的响应速度。伺服控制采用恒压控制模式，在保压工况下，通过降低液压油泵的转速维持系统压力，无需溢流阀放油泄压，不仅节能效果显著，相比工频控制可节能30%-50%，还能有效降低设备运行噪声，提升生产环境舒适度。注塑机P-t特性线清晰显示，其功率变化呈陡直曲线，无明显加减速时间，传统变频器控制存在加减速时间长、响应滞后的问题，无法满足注塑机各工序的快速切换需求；而伺服器响应速度极快，可在20ms内达到额定速度，能精准跟踪注塑机的功率变化，完美适配注塑机的工艺要求，确保生产过程的稳定性和产品质量。7.2.2旋转变压器旋转变压器是注塑机伺服跟踪控制的核心检测元件，主要用于精确测量伺服电动机的机械转角和转速，为伺服器提供精准的反馈信号。它兼具变压器和电动机的双重结构，由定子和转子两部分组成，定子上设有励磁绕组，通入正弦励磁信号后，转子转动时会产生与转角相关的调制信号，该信号中包含转子的θ角信息。其结构分为本体和附加变压器，采用无刷设计，具有可靠性高、抗干扰能力强、适应恶劣工况的优势，调制信号经专用信号处理芯片处理后，输出标准数字信号传递给伺服器，实现伺服电机的精准控制。【能力培养】能结合注塑机生产工序，分析伺服控制的节能原理及优势；2.能识别旋转变压器的核心结构，理解其信号调制与处理的基本原理；3.能清晰说明旋转变压器在注塑机伺服跟踪控制中的核心作用，理解其对控制精度的保障意义。【总结】本节课重点掌握注塑机伺服控制的节能原理、P-t特性线分析及旋转变压器的核心知识，明确伺服器相比变频器的应用优势，理解旋转变压器对伺服跟踪精度的重要作用，为后续伺服器选型与调试工作奠定坚实的理论基础。

××职业技术学院教案课程名称变频器伺服器现代工程应用班级课程章节7.3、7.4课次/周授课方法讲授+任务演示+实操指导+案例分析教具PPT、伺服驱动器、伺服电机、注塑机模拟装置、控制柜教学内容1.注塑机PLC控制逻辑及端口分配；2.伺服电机与伺服器选型原则及参数设置；3.伺服器调试步骤及注意事项；4.注塑机电器、液压系统及日常保养维护方法教学目标知识目标：掌握伺服器选型、参数设置及调试方法，了解注塑机PLC控制及日常保养要点；能力目标：能配合完成伺服器参数设置和调试，能掌握注塑机日常保养维护方法重点、难点重点：伺服器选型原则、参数设置、调试步骤及注塑机日常保养；难点：伺服器参数设置逻辑、调试异常处理、保养要点的实操应用复习提问1.旋转变压器的核心作用是什么？2.注塑机伺服控制相比变频器控制的优势有哪些？作业1.简述注塑机PLC控制的逻辑及端口分配原则；2.说明伺服电机与伺服器的选型原则及核心参数；3.简述伺服器调试的步骤及注意事项；4.列出注塑机电器系统和液压系统的保养要点。授课时长2学时课后小结本课题重点讲解了伺服器选型、调试及注塑机日常保养知识，需掌握伺服电机与伺服器的选型原则、核心参数设置及调试步骤，熟悉注塑机PLC控制逻辑，掌握电器、液压系统及日常保养要点，实现理论与实践结合，提升伺服器应用及设备维护能力。教案附页注释【知识学习】7.3伺服器选型与控制7.3.1注塑机PLC控制注塑机PLC控制是实现自动化生产的核心，其核心逻辑是通过接收行程开关、压力开关、接近开关等输入信号，经过内部逻辑运算后，输出控制信号驱动电磁铁、接触器等执行元件动作，实现注塑机各工序的自动切换，相比传统继电器控制，PLC控制简化了控制柜结构，提升了系统的可靠性和可维护性。端口分配需遵循“输入对应指令、输出对应控制”的原则，输入端口连接各类检测元件，接收设备运行状态信号；输出端口连接执行元件，传递控制指令，确保信号传递准确、动作响应及时。7.3.2伺服器选择伺服器选型的核心是与伺服电机精准匹配，同时结合注塑机的功率需求合理选型，通常情况下，注塑机大泵配套11kW伺服器，小泵配套7.5kW伺服器，选型时需重点关注额定功率、额定电流、额定转速等核心参数，确保二者协同稳定运行。伺服器参数设置需按流程进行，主要包括电机参数、油压参数、端子功能参数三大类，其中电机参数需严格按照伺服电机铭牌填写，油压参数需匹配注塑机工艺要求，端子功能参数需对应控制逻辑，重点设置控制模式、压力流量给定及过流、过压、过热等保护参数。伺服器调试遵循“先空载、后负载”的原则，先检查接线是否牢固、参数设置是否正确，再进行空载调试，确认伺服电机转向、转速正常后，进行负载调试，逐步加载并优化参数，排查动作卡顿、压力不稳等异常问题。7.4注塑机日常保养和维护注塑机日常保养是延长设备使用寿命、保障生产稳定的关键，主要分为电器系统、液压系统和日常维护三部分。电器系统需定期紧固接线端子、清理控制柜灰尘，检查线路绝缘性，防止接触不良或短路；液压系统需控制油温在合理范围（30-55℃），定期更换液压油和过滤器，检查液压管路是否泄漏、密封件是否老化；日常维护需定期检查设备紧固件、导向机构，及时添加润滑油，同时做好设备