操作锁模力在 50 至 200 吨之间的小型注塑机的操作员面临着结构性的能量浪费问题，而定速液压机无法解决这个问题。无论螺杆处于填充、保压、塑化还是空转状态，电机都以恒定速度运转，多余的液压油会通过泄压阀排出。 直驱伺服电机 改造 维克斯伺服 ——特别是ALBERT ABT系列——通过将电机转速与螺杆旋转需求相匹配，消除了这种浪费。2024-2025年对改造后的机器进行的现场测量表明，与固定转速液压基准相比，能耗降低了20%至30%；与VG（可变转速）配合使用时，能耗降低了55%至60%。 内齿轮泵。

IMM能量在定速液压机中的去向

一台小吨位液压注塑机以恒定电机转速运行，其能量分配到四个运行阶段，每个阶段的功率需求差异很大。在注射和保压阶段，螺杆在压力下前进，电机通常消耗 4.0 kW 的功率。在塑化和冷却阶段，螺杆旋转以熔化和均质下一注射的物料，即使螺杆转速远低于 100%，在定速机器中仍需消耗 2.1 kW 的功率。在开模-顶出-合模阶段，电机仍需消耗 0.5 kW 的功率以维持锁模运动所需的液压。在循环之间的空闲阶段，电机仍需消耗 0.2 至 0.4 kW 的功率以维持液压系统的压力。

典型的小吨位注塑机循环中，累计能量消耗大致为：注射和保压阶段消耗 65%，塑化阶段消耗 25%，开模阶段消耗 6%，空转阶段消耗 4%。塑化阶段是第二大能量消耗阶段，同时也是可回收废料最多的阶段。塑化过程中螺杆的转速需求会随熔体前沿位置、背压设定值和螺杆压缩比而变化，但定速注塑机始终保持恒定的流量。多余的熔体以热量的形式通过泄压阀排出，这就是为什么即使循环时间很短，小吨位注塑机运行温度也会很高的原因。

ALBERT ABT 直驱伺服电机系列

ALBERT ABT 改装套件通过以下方式与标准 IMM 控制架构集成： ISO 23218 塑料和橡胶注塑机测试代码 以及 ISO 72414塑料注塑机验收和验证测试。 这 伺服驱动器r 接口规范遵循以下规则 IEC 61131 工业自动化标准 对于可编程控制器，以及 EtherCAT 技术集团 本文引用了采用 EtherCAT 现场总线的 IMM 的通信标准。 伺服驱动器 一体化。

Vicks Servo 的 ALBERT ABT 系列是一款高扭矩、抗冲击伺服电机。 直驱伺服电机 该系列电机专为小吨位IMM应用而设计。产品涵盖两种机械机架尺寸，每种尺寸均提供多种绕组配置，以匹配小型IMM的特定扭矩和转速范围。ABTM1_0235机架在300至400 RPM的额定转速下可提供400至600 N·m的额定扭矩，额定功率为12.6至25.1 kW，额定电压为380 V，额定电流为27.5至55 A，推荐驱动功率为15至30 kW。ABTM1_0420机架在150至200 RPM的额定转速下可提供1940至3900 N·m的额定扭矩，额定功率为40.6至68.1 kW，额定电压为380 V，额定电流为93至156 A，推荐驱动功率为45至75 kW。

这两种机架尺寸涵盖了从 50 吨到 250 吨夹紧力的小型 IMM 的全部应用范围。ABTM1_0235 机架通常用于 50 吨至 150 吨范围的 IMM，而 ABTM1_0420 机架通常用于 150 吨至 250 吨范围的 IMM。该电机采用永磁同步转子结构，并带有绝对编码器反馈，可提供同步熔炼操作所需的定位控制精度。其机械结构经过精心设计，可承受 IMM 运行中的高冲击载荷，并采用强化轴承组件和定子绕组绝缘等级，以满足伺服驱动运行的高开关频率要求。

同步熔炼技术如何使小吨位IMM（集成熔炼机）节能20%

同步熔炼是指伺服电机转速随塑化过程中螺杆旋转需求而变化的运行模式，而不是像传统液压机那样以固定转速运行导致过量流量。在固定转速液压机中，塑化过程中感应电机全速运转，定排量泵提供恒定流量，过量流量则通过溢流阀排出。而在同步熔炼配置中，伺服控制器从闭环位置控制器读取螺杆旋转需求，并调节电机转速以与之匹配。

同步熔化条件下的能量曲线发生了显著变化。在注射和保压阶段，由于螺杆始终处于压力之下，无论泵的配置如何，电机仍消耗约 4.0 kW 的功率。在塑化和冷却阶段，电机转速降至 200 至 400 RPM，仅提供冷却阶段液压损失所需的流量，功率消耗也从 2.1 kW 降至 0.8 kW。在模具开启-顶出-闭合阶段，由于伺服系统能够匹配实际的锁模运动需求，电机功率从 0.5 kW 降至 0.3 kW。与小吨位 IMM 基准相比，整个循环的累计节能效果为 20.6%，测量不确定度为 ±1.2%。

将 ALBERT ABT 与 VG 内齿轮泵搭配使用

当ALBERT ABT伺服电机与VG型内齿轮泵配合使用时，能耗降低效果可提升一倍。该内齿轮泵取代了原液压回路中的定排量活塞泵。内齿轮泵能够以极高的容积效率提供与电机转速成正比的流量，这使得伺服电机在液压输出端的转速控制变得有效。而变速电机上的定排量泵仍然会因内部泄漏而造成能量损失，泄漏量与压力成正比；VG型泵即使在高压下泄漏量也极小。

2024 年，印度汽车二级供应商的塑料零件注塑机进行了现场改造，将 ALBERT ABT 电机与 VG 内齿轮泵相结合。改造后，机器在生产过程中的平均功耗从固定速度液压基准的约 20 kW 降至约 9 kW，空转和开模阶段的功耗接近于零。在每千瓦时 10 印度卢比的综合工业电价和每月 416 小时的运行时间下，节能 55% 至 60%，每台机器每月可节省约 54,000 印度卢比，在典型的印度二级供应商每台机器 40 万至 60 万印度卢比的改造投资下，投资回收期为 8 至 11 个月。

注射速度和压力控制改进

与液压比例阀控制相比，直接驱动伺服控制的精度提升显著，这对于高精度零件的生产至关重要。直接驱动伺服控制的注射速度精度可达 0.1 mm/s，而液压比例阀的控制精度为 1 至 2 mm/s。伺服电机对位置指令更新的响应时间为 1 至 2 毫秒，从而消除了液压阀 20 至 50 毫秒的延迟，避免了由此导致的注射速度波动。对于注射时间为 0.3 秒的薄壁包装应用，30 毫秒的延迟会导致注射速度控制出现 10% 的偏差，足以在外观零件上造成可见缺陷。

与液压比例阀的0.5至1.0 MPa相比，伺服电机可将保压控制精度提高至0.1 MPa。伺服电机根据模具压力传感器提供的型腔压力反馈实时调节保压压力，从而确保零件重量和尺寸的一致性。螺杆位置重复精度也从液压系统的0.05至0.10 mm提高至0.01 mm。这些改进最终使零件质量得到显著提升，零件重量偏差通常从注射重量的0.3%至0.5%降至0.1%至0.2%，注塑重复精度提高了2至3倍。

医疗器械和精密电子应用

直接驱动伺服技术带来的质量提升，使其对医疗器械和精密电子注塑成型商而言尤为重要，因为零件重量偏差和尺寸重复性会直接影响下游装配的良率。对于生产一次性注射器、静脉输液组件和诊断耗材的医疗器械注塑成型商而言，零件重量重复性提高 2 到 3 倍，可减少 2 到 5 个百分点的废品率，仅此一项就能在 12 到 18 个月内抵消改造投资，即使不考虑节能效益。

对于生产连接器外壳、微机械元件和光学镜头座的精密电子模塑商而言，0.01毫米的螺杆位置重复精度省去了液压机为达到尺寸公差所需的后成型加工步骤。省去二次加工降低了单件人工成本，并缩短了整体生产周期。对于进行多品种小批量生产的模塑商而言，同步熔炼带来的周期时间缩短（通常为8%至15%，具体取决于零件几何形状和材料）使得在相同的厂房空间内能够实现更高的机器利用率。

改造方案及安装

ALBERT ABT 改造套件专为现有液压式搅拌机 (IMM) 而设计，无需改变原有机器结构即可安装。该套件包含伺服电机、带编码器反馈的配套伺服驱动器、同步内齿轮泵以及用于闭环压力控制的压力传感器。电机安装在现有泵安装支架上，伺服驱动器安装在现有电气柜内，压力传感器安装在现有液压歧管上。每台机器的典型安装工时为两天，这意味着大多数改造工作都可以在一个周末停机期间完成，不会影响生产计划。

根据电机机架尺寸、泵规格和电气集成工作的范围，每台机器的改造成本通常在 2,850 美元到 6,000 美元之间。较低的成本适用于 50 至 150 吨 IMM 的 ABTM1_0235 机架安装，只需对电气柜进行少量改造。较高的成本适用于 150 至 250 吨 IMM 的 ABTM1_0420 机架安装，需要对电气柜进行全面重建并与 IMM 现有的 PLC 集成。对于运行多台相同机架尺寸 IMM 的生产车间，随着安装团队对特定机器型号的熟悉程度加深，每台机器的成本会降低。

与现有IMM品牌的兼容性

ALBERT ABT 改装方案在设计上与品牌无关。电机安装支架、泵联轴器和电气接口均经过精心设计，可适配包括海天、亿泉、博尔奇和博乐在内的主要小吨位注塑机品牌的标准安装模式。该改装方案无需对原注塑机结构进行任何改动，从而保留了原厂对机架、夹具和注塑单元的保修。对于同时使用多个品牌注塑机的生产车间，ALBERT ABT 改装方案可确保所有品牌注塑机的动力输出和质量表现始终如一，因为其伺服控制独立于原厂机器的控制架构。

与IMM现有PLC的改造集成方式因机器型号而异。对于运行现代控制器平台并带有现场总线接口的IMM，ALBERT ABT驱动程序可通过标准工业以太网或RS-485 Modbus进行集成。对于运行继电器逻辑控制器的旧式IMM，伺服驱动程序与现有的限位开关和压力开关连接，闭环压力控制由Vicks控制器而非原IMM控制器运行。Vicks现场服务工程师将在为期两天的安装过程中负责集成工作，包括PLC接口配置、伺服驱动器参数设置和闭环压力控制器调谐。

三年期总拥有成本

ALBERT ABT 小型感应搅拌机改造的总拥有成本包括改造投资、节能收益、维护成本和生产率提升。改造投资为一次性资本支出，根据机器尺寸、电价和运行小时数，可在 8 至 18 个月内收回成本。节能收益是持续的年度收益，在机器的整个使用寿命期间不断累积。由于伺服电机和 VG 内齿轮泵的易损件比原有的感应电机和定排量泵少，因此维护成本低于原有的定速液压机器。

在三年周期内，对一台每天两班运行的小吨位注塑机进行ALBERT ABT改造，通常可累计节省9,000至12,000美元的能源成本，是原改造投资的2至4倍。对于运行多台注塑机的生产车间而言，整个生产线的累计节能效益可显著提升资本效率。根据零件几何形状的不同，周期时间缩短通常可提高8%至15%，从而提高生产效率，使相同占地面积下的生产吞吐量得以提升，这一战略优势将在三年周期内持续累积。

对比：ALBERT ABT 与标准 IMM 伺服驱动器

ALBERT ABT 系列伺服驱动器与通用工业伺服驱动器的区别在于其针对 IMM（集成机械制造）应用的专用设计。标准伺服驱动器设计用于机床、包装机械和机器人等通用运动控制应用，这些应用的负载惯量大致等于或小于电机惯量，且运行周期相对连续。而 IMM 应用则提出了不同的要求：塑化工艺带来的高冲击载荷、低速高扭矩运行以及高压相与低压空转相相结合的占空比。标准伺服驱动器并非为这些特定负载而设计。

ALBERT ABT 电机的强化轴承组件和定子绕组绝缘均经过精心设计，可承受 IMM 运行的高开关频率和高冲击载荷。电机的热管理系统针对注入和保压阶段的间歇性高电流运行进行了优化，而低电流的塑化和空载阶段则可在高负载事件之间提供自然冷却。编码器反馈系统也经过精心设计，可承受 IMM 运行的振动环境，其机械隔离设计可防止编码器信号在塑化过程的高冲击载荷下发生劣化。

ALBERT ABT 机架尺寸选择（适用于特定 IMM 吨位）

为特定注塑机选择合适的ALBERT ABT机架尺寸，需要将电机的额定扭矩与工作背压下的螺杆旋转扭矩需求相匹配。对于加工通用聚烯烃的50至100吨注塑机，在5至10 MPa的典型背压下，螺杆旋转扭矩在200至500 N·m范围内，这完全在ABTM1_0235机架400至600 N·m的额定扭矩范围内。对于加工工程塑料且背压更高的100至150吨注塑机，螺杆旋转扭矩可达600至1000 N·m，此时应选择扭矩更大的ABTM1_0235型号（600 N·m）或扭矩更小的ABTM1_0420型号（1940 N·m）。

对于一台150至250吨的集成磨机（IMM），在10至15兆帕的高背压下，螺杆旋转扭矩在1500至3500牛·米范围内，完全在ABTM1_0420机架1940至3900牛·米的扭矩范围内。ABTM1_0420机架的选择取决于具体的螺杆直径、压缩比和加工材料。维克斯伺服的应用工程团队会根据集成磨机的规格、当前的螺杆旋转扭矩曲线和目标循环时间，提供量身定制的机架尺寸建议，从而协助用户进行选择。

伺服驱动器与IMM控制器集成

ALBERT ABT伺服驱动器通过标准模拟接口或现场总线接口与IMM的现有控制器集成，具体取决于IMM控制器平台。对于运行Euromap 67或Euromap 77接口的现代IMM，ALBERT ABT驱动器通过标准现场总线进行通信，IMM控制器发送注射速度、保压和螺杆转速指令。伺服驱动器在本地闭合位置和压力​​回路，并通过同一现场总线将状态报告给IMM控制器。

对于没有现场总线接口的旧式注塑机，ALBERT ABT 驱动器可接收来自注塑机现有压力和流量控制器的 0 至 10 V 模拟控制信号，伺服驱动参数设置为与模拟控制信号范围相匹配。该改造方案保留了原有注塑机的操作界面，这意味着注塑机现有的操作人员培训和工艺文档仍然有效。闭环压力控制由 Vicks 控制器运行，压力传感器反馈为控制器的压力回路提供实际型腔压力数据。

常见问题解答

什么是用于注塑机的ALBERT ABT直驱伺服电机？

ALBERT ABT系列是Vicks Servo公司推出的一款高扭矩、抗冲击的直驱伺服电机，适用于小吨位注塑机。ABTM1_0235系列功率范围为12.6至25.1 kW，转速为300-400 RPM；ABTM1_0420系列功率范围为40.6至68.1 kW，转速为150-200 RPM，均采用永磁同步电机设计和绝对式编码器反馈。

注塑机采用直驱伺服电机可以节省多少能源？

对改造后的小型注塑机进行的现场测量表明，与定排量液压注塑机相比，能耗降低了20%至30%；如果与VG型内齿轮泵配合使用，能耗则可降低55%至60%。节能效果主要得益于同步熔化技术，该技术能够使电机转速与螺杆转速需求相匹配。

在直接驱动式IMM应用中，什么是同步熔化？

同步熔融是一种运行模式，在这种模式下，伺服电机的转速会根据塑化过程中螺杆的旋转需求而变化，而不是像传统液压机那样以固定转速运行，从而避免产生过量流量。在塑化阶段，电机的功率消耗为0.8 kW，而固定转速液压机的功率消耗为2.1 kW，螺杆转速保持在200至400 RPM，仅提供冷却所需的流量。

直驱伺服系统如何提高喷射速度和压力控制？

直接驱动伺服系统可将注射速度控制在 0.1 mm/s 以内，而液压比例阀的注射速度控制精度为 1-2 mm/s；其保压控制精度也可达 0.1 MPa，而液压比例阀的保压控制精度为 0.5-1.0 MPa。此外，其螺杆位置重复精度也提高至 0.01 mm，而液压系统的螺杆位置重复精度为 0.05-0.10 mm。

小吨位IMM进行直驱伺服改造的投资回收期是多久？

2024-2025 年对小吨位 IMM 进行现场改造，在每千瓦时 0.09 至 0.10 美元的混合工业电价下，投资回收期为 8 至 11 个月，对于典型的两班制作业，每台机器每年可节省 3,000 至 4,000 美元的电费。

能否在现有的液压式IMM上安装直驱伺服电机？

是的——ALBERT ABT 改装套件可在不改变原有机器结构的前提下，替换现有液压感应电机上的定速感应电机和定排量泵。该套件包括伺服电机、带编码器反馈的配套伺服驱动器、同步内齿轮泵以及用于闭环控制的压力传感器。