全电动注塑机的可持续发展理念及科技创新的研究（六）
伺服交流电机常规的PID控制策略，电流环采用滞环控制方式，速度环采用PI控制规律，以保证进行稳定的速度控制。位置环通常采用比例控制规律来保证位置控制的高精度和良好的跟踪性能。但是由于其速度环和电流环的非线性耦合等因素的影响，系统的快速性和抗干扰能力及对系统参数摄动的鲁棒性都不够理想。
伺服电机控制技术科技创新要点：提高控制系统的动态反应、瞬时响应、稳态响应的实时性能；提高和拓展伺服电机驱动系统的性能；开发控制系统的“智”适应技术。
本节主要介绍和研究了以下伺服电机控制技术：伺服交流电机的非线性回推算法的PID复合控制技术；基于itron嵌入式运动控制卡的控制技术；基于软PLC的总线型全电动注塑机控制技术；分布式多机通讯全电动注塑机控制技术；基于ARM9-Linux的注塑机伺服控制系统；全电动注塑机高性能伺服驱动控制器及处理器的技术。
较理想解决了伺服交流电机动力驱动中存在快速性、抗干扰性及对系统参数摄动的鲁棒性等性能缺陷。回推算法采用反向递推的设计原则，把状态坐标的变化、不确定参数的自适应调节函数和已知Lyapunov函数的虚拟控制系统的镇定函数等联系起来，实现系统的全局调节或跟踪。误差较小时则利用非线性PID的自调整能力；误差设定值以外的情况，通过回推算法使得系统误差快速收敛到设定值以内，提高了跟踪能力，保证了非线性PID的调节作用。通过非线性PID的自调整能力，调节控制参数，以适应系统响应时间中系统位置的变化，减少了控制效果对人为因素的依赖，使电机达到比较理想的位置响应实时性能。
华南理工大学、深圳市震雄集团，通过长期努力，首次成功地将嵌入有itron规范的RTOS运动控制器应用到全电动注塑机的控制系统中，提出了独特的电机方案和有效的过程控制算法, 通过采用基于μITRON的嵌人式控制器和变频驱动器,构建成功了全电动注塑机的运动控制系统。变频器为矢量控制型。上位控制器采用了触摸屏，从而使设定数据的操作更加简便，控制结果的显示实现人机和谐化。运动控制器主要功能是在上位控制器的协调下，完成过程控制，如压力、位置以及速度的控制，并把控制的结果和相关状态传递给上位控制器。运动控制器 采用面向嵌入式系统的TH0030单板计算机，CPU为日车瑞萨公司32位高级单片机，其中嵌入了按照μITRON规范编写的日本MiSPO 公司的实时操作系统NORTi4.0，可同时对16个轴进行精密复杂控制。在μITRON的实时操作系统基础上，开发了适应控制对象特点的控制算法和软件。主要控制算法，包括速度、位置和压力的控制，都是在中断服务子程序中被执行,I/O的读写、与上位控制器的通信等,以任务形式交由操作系统( R T O S ) 去安排执行。各任务之间的联系以及任务状态转换，由MAILBOX通信来建立和实施。自主开发的控制算法软件，机器的电气成本同比降低50%左右。
传统的基于硬件PLC的控制技术虽能够实现各种控制功能，但由于不同厂家的硬件专有性和封闭性，使得扩展和程序移植都比较困难。软PLC系统是基于PLC机开放架构的控制装置，尊循IEC61131-3国际标准,继承了硬PLC,在功能、可靠性、 速度、故障查找等方面的优点，同时也具有PC在开放性、兼容性以及数值处理、通讯网络等方面的优势， 因此具有很好的应用前景。CAN Open总线型通讯是世界上应用最广泛的工业现场总线之一。传统的工控软件是面向过程的，当系统变得复杂时，面向过程的软件将难以处理。面向对象技术是近年来软件领域的一个趋势，并逐渐向工控领域推广。采用统一建模语言UML对软件建模。程序模块划分的依据是程序模块的优先级和运行周期，优先级越高，对实时性的要求也越高，运行周期就越短。内容相关的程序模块划归到同一个任务中。当两个程序模块优先级相同，但运行周期不同时，把两周期中较短者，设定为所属任务的基准周期；在任务中对执行次数计数，当达到两周期的倍数关系时才调用一次长周期的程序模块 再根据两周期的倍数关系， 经测试表明，使用上述方法设计的控制系统具有反应快速、高效、稳定、模块化强、易维护、易扩展等优点，能够满足工艺需要。
基于分解原则，将大系统分解成若干相对独立的小系统，利用局部的控制器完成一个小系统的最佳控制。采用多片MC-51单片机实现单片机的多机通讯，设计分布式全电动注塑机控制系统。计算机集散控制仍然是目前计算机控制的一种前沿技术。采用微机与多台工业控制机组成分布式控制系统； 实现各种生产过程控制及其集中管理，在结构上采用了分级设计的思想，用多台单片机构成，并可进行分散设置。采用总线型结构的网络形式，由一条公用总线连接若干个节点所形成通讯网络，实现数据的合理传送。本系统中，注塑机工作时序哪个节点单片机控制，那个单片机就是主机。在分布式控制系统中，控制器能够及时处理控制对象的I/O数据，反应迅速，抗干扰能力强，减少通道上的信息传输量，降低了对上一级计算机的要求。系统结构简单，易于扩充，性能稳定可靠。
华南理工大学杜青林、钟汉如等结合全电动注塑机的工艺特点 ,提出了以ARM9处理器为核心的全电动注塑机硬件系统,并利用嵌入式操作系统 Linux 提供的多进程多线程通信机制进行软件设计,从而满足全电动注塑机的各种伺服控制要求。
磁场定向控制（向量控制）基本原理是在三相永磁同步电机上模拟直流电动机转矩控制规律，在磁场定向坐标上，将电流矢量分量分解成产生磁通的励磁电流分量和产生转矩的转矩电流分量，并使两分量互相垂直，彼此独立，然后分别进行调节。交流伺服电机的矢量控制使转矩和磁通的控制实现了解耦，控制转矩不影响磁通的大小，控制磁通不影响转矩。通过将可测量的定子变量经过坐标变换，变换到转子坐标系中，形成电流闭环，动态跟踪电流的变化，再使用速度传感器形成速度闭环，最终实现电流和转速的双闭环，获得优异的系统稳定性、快速响应性、瞬时位置及控制精度。磁通定向控制达到力矩电流分量和磁通电流分量的分别控制，实现最佳分配电机电流的铜损和铁损，从而获得最佳的系统效率。
4.4 加热系统模糊自整定控制技术
将模糊控制和PID控制相结合为互联算法，采用以模糊控制方式在线调整PID参数的控制算法，能使模糊控制器根据工艺生产实际情况实时自动调整比例系数、积分系数和微分系数，以达到调节和控制作用的实时性最优。PID参数调节则由模糊控制器根据偏差和偏差变化率进行自动调整，同时把模糊自整定控制器的模糊部分按比例系数、积分系数、微分系数，分成 3部分，分别由相应的子推理器来实现。模糊变系数PID的过渡过程时间、最大偏差，余差等调节等动态和静态特性指标均明显优于PID控制，具有较好的自适应能力和鲁棒性，其超调量精度为0.30C，稳态精度≤ 10C，过渡过程的动、静态性能优良，降低了能量损失。中国科学院自动化所研发的具有自主知识产权的三博电磁加热节能完整解决方案，创新温度控制算法，实现温度的精确控制，避免加热、冷却等设备之间的内耗，支持多机并联运行，具有冗余功能控制器实现双机无扰动切换。
温度控制的实时性能是保证精密注塑件内在强度性能的关键措施。工程塑料及其复合材料的聚合物制品的拉伸强度直接与熔融温度相关，例如，PPA制品的熔融温度在3300拉伸强度达到36kpsi的最佳状态，如果熔融温度波动到3500，拉伸强度下降到34kpsi，下降率达5.6%。
5 全电动注塑机拓展注塑工程技术的科技创新进展及应用技术开发
全电动注塑机科技创新的目的是实现注塑工程技术的科技创新。全电动注塑机在服务于注塑工程技术中发展，在注塑工程技术的科技创新中持续。应用技术开发实现全电动注塑机在更广的领域中得到应用，同时推动现代科学技术的可持续发展。
全电动注塑机注塑工程技术科技创新的研发方向：淋漓尽致发挥全电动注塑机的性能、功能，拓展注塑工程技术；根据高端注塑件的发展，结合全电动注塑机的特点，创新成型机构及控制系统，开发新型的全电动注塑机，实现高端注塑件的成型加工。
5.1 伺服控制技术拓展注塑工程技术的科技创新
控制技术与伺服电机驱动的性能结合起来，达到液压驱动同样的结构实现不同的运行性能，提高成型加工性能和功能。
全电动注塑机研发的领先者日本，伺服控制技术的注塑工程技术的科技创新作为全电动注塑机的科技进步的研发重点，通过不断开发新型的控制系统，提高全电动注塑机的成型加工的能力，扩大在“3C”电子产品、微型压力器械、汽车、航空航天等普通注塑机达不到成型加工要求的极有发展潜力领域内应用，推动其应用行业的科技进步。
东芝全电动式精密注塑成型机EC-N系列全电动式精密注塑成型机，通过配备能够以原来10倍的高速进行处理的控制器，提高了计算处理能力和温度控制功能。主机可保存300种成形条件、1000份监控点记录及1000份加工履历，可利用这些数据进行成形质量的统计分析以及对生产情况进行管理。具备多点监控（35点）功能，可同时显示、分析其中的16个监控点。配备即插即用（Plug-in）功能，可从外部存储器读取成形条件以及监控、波形及履历的数据。另外，与取出机、温度调节器及干燥机连接，还可对这些装置的设定数值和目前数值，以及发出警报的情况进行管理。而且，还附带有可在电脑上保存和编辑外部存储器数据的软件。另外，还在操作画面的布局上加大了研究力度，设置了快捷按钮及复制按钮，从而提高了操作性。
5.2 全电动注塑机合模系统拓展注塑工程技术的科技创新[15]
肘杆合模机构的动力驱动型式的改变，完全改变了其运动学和动力学的性能，为注塑工程技术的科技创新奠定了拓展合模机构应用于创新成型工艺的基础。
油缸驱动肘杆合模机构的锁模油缸活塞运动副是一个柔性系统，锁模活塞运动速度在启模的瞬间，受到两个外部因数牵制，一个是弹性恢复运动速度，另一个是液压系统的驱动速度，由于弹性恢复速度几倍于液压驱动速度，弹性恢复能起到推动锁模活塞运动的主导作用，所以无法实现对开模的精密定位精度及速度控制，也就是限制了注塑成型加工的能力。
交流伺服电机与肘杆机构之间的动力传动为刚性系统的滚珠丝杆转动副，运动不受外界因数干扰。合模机构启模时弹性恢复能对滚珠丝杆只产生冲击力，不能干扰滚珠丝杆运动速度，即合模部件储存的弹性变形能不能转变为动能，只能转变为对滚珠丝杆开模附加一个冲击力矩，滚珠丝杠副的启模速度可由控制系统按设定的工艺运转，超过了液压驱动肘杆合模机构的性能，优于液压直压式合模机构的高压启模的可控性能。
液压驱动肘杆机构的移模运行速度特性曲线取决于肘杆机构的自然运行曲线，特别是高压开模的运行性能不能达到理想的性能要求，不利于精密保护模具。
伺服电机驱动肘杆合模机构的动态响应性能大大高于液压式合模机构。伺服电机驱动传动系统的刚性特点，实现了移模运动的可控性，调节的精度取决于控制系统的分辨率。伺服电机驱动滚珠副的肘杆合模机构是一个刚性系统，运行特性曲线完全按照控制系统设定的速度曲线运行，整个运行过程可实现无冲击，实现理想的精密保护模具。动态响应的性能取决于伺服电机的需要性能及传动系统的消失。
伺服电机驱动顶出杆实现无级速度和压力的运行，有利于薄壁精密制品的成型加工。
5.3 全电动塑化注射系统拓展注塑工程技术的科技创新
塑化注射的动力驱动由传统的液压驱动革新为伺服驱动，发展了液压驱动塑化注射的功能和性能。
伺服驱动特别具有瞬时超高注射速度的性能。电动注塑机以高速注射著称，普通电动注塑机注射速度已达到300mm/sec，Niigata Engineering 公司的全电动注射成型机的注射速度最高可达600 mm/sec，东芝机械制造有限公司EC—SX全电动注塑机注射速度可达1100 mm／s。
液压驱动系统，即使注射采用10ms动态响应性能的伺服阀，但由于驱动系统中有液压动力油、密封副等中间环节，自然频率随注射行程液压油容积而衰减，因此所以整个注射液压系统的动态响应时间超过100ms，无法瞬间达到高速。伺服电机驱动注射系统，系统的动态响应时间取决于伺服电机的惯量，其余部分的惯量的影响约占20%，实际证明，采用动态响应15ms的伺服电机的注射系统，起始和终结的动态响应时间约各为18ms。
伺服动力驱动，注射参数可实现精密调节，不受外界环境的影响。在同比液压驱动，注射参数稳定及可调精密性显示出明显的优势。
注射性能。伺服电机驱动液压泵的注射系统，由于液压系统的动态响应性能差，控制系统指令注射停止，但液压系统的动态响应跟不上，注射活塞仍在运行，需要约300ms才能停止，达不到控制的要求。伺服电机直接驱动螺杆注射，伺服电机接到指令后，对于高响应性能的伺服电机，仅需约18ms即可停止。
液压驱动螺杆塑化，仅能实现有限的速度变化和背压变化，动态反映性能差，背压分辨率低，塑化比容很难达到均匀的要求，塑化质量难以实现高精密的技术标准。伺服电机驱动螺杆塑化，可实现速度和背压压力的高速动态反映，背压分辨率可达到0.1MPa，位移重复精度可达到0.001mm的精密标准，塑化计量可达到高精密要求。
5.4 全电动注塑机拓展注塑工程技术的应用技术开发
光学件的注塑工程的关键是在达到制品几何尺寸精度的前提下，降低甚至消除高压注塑引起的制品的内应力，达到制品几何尺寸精度的长期稳定性。注塑-压缩成型是目前唯一可取的注塑技术。光学件的注塑-压缩成型，不但提高几何尺寸的精度，而且更重要的是其光学特性大概能提高7个因子。
光学件的注塑-压缩成型不同于普通塑料件的注塑-压缩成型，对移模行程的可控性及行程的定位重复精度的要求更高，而且对成型的洁净度有特殊标准。
注塑-压缩成型，在传统的液压驱动注塑机领域内，唯有直压式合模机构才能实现，但行程的重复定位精度达不到光学件的标准。全电动注塑机的伺服动力驱动和传动机构的系统实现移动模板位置任意点的定位精确控制，能够实现高精度的注塑-压缩成型，而且清洁度高于直压式，实现了比直压式更高端的注塑-压缩成型工艺，在对洁净度具有严格要求的光学件注塑领域得到应用与推广。
日本 JSW公司提出了2种注压成型方式，一种是合模系统预先合紧，注射填充时胀模力使得模具撑开，依靠合模伺服控制系统，保证模具胀开的间隙处于可控的位置，保压时合模系统锁紧；另一种是合模系统在分型面接触前停止并保持，随后进行注射，保压时合模系统再将模具锁紧。合模系统锁紧过程中采用6级微调闭环伺服控制，比直接合模压紧成型的精度高10倍以上。锁模力1100kN全电动注塑机对应生产最薄0.28厚度的手机导光板，以及应用于14吋~52吋TV导光板的生产。锁模力2800kN全电动注塑机对应生产平板电脑、上网本导光板,10吋1模2穴,0.6mm厚度等。锁模力6500kN全电动注塑机对应生产32吋TV用导光板。锁模力13000kN全电动注塑机对应生产52吋TV用导光板。东洋1000mm/s射速导光板专用注塑成型机，加速时间是18ms，减速时间是17ms，加速度达到近6G,可以成型3.5吋，0.3mm厚度的手机导光板；3.5吋、厚0.28mm的网点导光板，“V”卡导光板；7吋~15吋、厚0.6mm的导光板，并且提供模具技术。
日本新泻公司注射-压缩成型导光板专用全电动注塑机，MD180W HP-AP（锁模力1800kN）一模二出0.4mm厚的iPad2导光板，如果采用超高速注射，其锁模力需6500kN。
日本UBE机械集团锁模力为20000kN全电动注塑机，开发用于日本汽车的塑料件成型加工的Imprest（模内涂装）技术，用一台AC伺服电机驱动塑化，两台驱动顶出，配有Imprest系统，部件可以首先在模具中注塑成型，然后开模几微米，接着将涂料从缝隙中注入模内实现涂装，精密微开模控制技术是Imprest的技术的核心。
DVD光盘注塑成型为一种专用化注塑工程。DVD光盘成型的主要特点是制品内部无应力、尺寸精度及重复精度有严格要求。全电动注塑机的移动模板位移的可控性、洁净度、注塑技术参数的精密性、重复精度的温度性等性能吻合DVD光盘注塑成型的需要。
DVD光盘成型加工对的重复精度由严格的要求。伺服驱动同比液压驱动，重复精度可提高一个等级，同时控制精度也容易实现。Toyo机械和金属公司已经开发出一款用于制作DVD光盘的高精度伺服注塑机。设有4条转向拉杆(4TD)，双电机注射机械装置，固定压板模具夹紧系统和一个称为PLCS-11的新型控制系统。由于DVD光盘要求统一的厚度，因而4TD可在连续生产过程中调整参数来调节光盘的厚度，可在生产周期内调整参数，厚度变动范围小于5μm，Toyo公司出品的DiscPro系列ST50注塑机，能够同步注塑生产DVD光盘。瑞士Netstal公司的e—Jet系列全电动光盘注塑机以精确的模温和锁模力闭环控制，为光盘的生产提供短成型周期及高的重复精度。
全电动注塑机的注射性能实现微注射精密成型具有很大的技术拓展空间。
微注射精密成型的主要特点是瞬间高速、洁净、精密。瞬间高速即整个注射时间不大于0.5s，注射速度500mm/s以上，甚至达到1000mm/s以上。成品质量以毫克为计算单位，成品几何尺寸以微米为度量单位的微注射成型技术，其对成型材料、成型工艺及成型设备等方面都提出了不同要求。
日本 NISSEI NEX系列ES200 全电动注塑机，采用低惯性伺服马达以及独创的射出机构及控制，谋求高速、高应答、高压化及加热筒温度控制的最佳化，实现了射出、增塑化的高精度化并扩大成形领域；高精度计量控制(能够选择“预充填”和“精密计量”之一的控制模式)而实现了提高成品率；在运用高速周期特性等曲臂机构的优点的同时，实现了能够满足接近直压式机构特性的“直压曲臂”。该功能作为标准装备，不仅配备了在自动运转时，模具等随着温度上升而变化的锁模力的可自动校正的“锁模力自动补正”功能，还配备了在自动运转中，可变更锁模力的“直接锁模力设定”功能。ES200，一个产品生产周期只须 0.63s，合模时间 0.1s，开模 0.13s，注射 0.05s，塑化时间 0.25s。
威猛巴顿菲尔公司新型的MictoPower系列的合模力50kN和150kN的两个微注塑全电动注塑机，注射量范围0.05~3cm3，专用于纳米级微型部件的精密成型。整机密封包装，周边设备及机械手与主机整合到一起，洁净室监控系统；嵌入式的质量监控，通过整合在设备控制系统内的图像处理功能，实现100%的视频控制。微注射成型专家系统在线操作微注射成型机，对成型零件在线监视并自动调整成型工艺参数，提高零件成型精度和稳定性，并有效降低操作人员的技术依赖性，有利于多元生产及行销网点的掌控。
精密薄壁注塑件很多填充时间不足0.5s，在0.1s内需要有50~100kW 的注射驱动力，注塑速度需达到300~700mm/s。常规的液压注塑机注射反应速度慢，如果注射行程较短，加速度不能在0.5s时间内将速度提高到最大值，很难在满足高端精密薄壁注塑件的“潜在需求”。
伺服电机驱动的注射性能完全可满足精密薄壁注塑成型的注塑工艺要求，并且有拓展的余地。
德国Battenfeld公司EM 1000/350 Unilog B4型注塑机，多向定位压力曲线控制系统；注塑装置内安装有两台同步电机；螺杆加料段设有传感器，进一步改善了对注射压力的控制；可对模内冷却定型数据实施直接传输，无需作任何调整；当驱动能缓慢下降阶段，伺服电机亦能提供高能补偿。由此提高了薄壁注塑的质量和缩短了薄壁注塑件的定型时间。
日精树脂工业株式针对在笔记本电脑、液晶电视机、手机之类的数码、IT设备、液晶显示器以及引人注目的下一代照明器具的光源芯片LED等精密电子零部件的领域，通过配备低惯性伺服马达和新开发的薄壁成形用超高速射出机构，在射出速度达到同级最高水准的1000mm/s的同时，使射出加速度提高到以前成形机的3.5倍，还实现了使射出压力达到295MPa的高压化。此外，凭借可塑化装置的最佳化，塑化混炼更加稳定。
Arburg通过与Simens合作，将不同类型的驱动方式结合在同一台注塑机上，从而实现高性能。一线式伺服交流直线电机直接驱动螺杆，使其不仅具有高的动态加减速能力，而且降低了系统惯性，370A系列的18mm的螺杆的加速度达到8G，比常规的伺服交流电机通过同步带驱动螺杆的机构高8倍以上，最大注射速度达到2000mm/s，位置精度达到0.01mm。
医疗领域注射成型的首要条件是设备及其成型加工的洁净度。全电动注塑机的清洁化的性能在医疗领域注塑制品成型加工领域显示出来独特的强势。医疗领域的注塑成型加工的环境首要条件是设备的洁净化，全电动注塑机由于为全伺服电机驱动，杜绝了液压驱动注塑机的液压系统可能带来的污染，更易达到洁净度的标准。生产医疗制品都要求注塑设备在尽可能短的循环周期条件下，以极高的品质可重复性、最高的设备稳定性及安全性成型出最佳品质的制品。克劳斯玛菲（Krauss-Maffei）为洁净室注塑量身订做的EX系列全电动注塑机，不但在结构上照顾到洁净生产的需求，更综合了全伺服电机驱动的特有的高精确性及节电功能。
医疗领域注塑成型加工还要求设备供应商提供极其详尽的、连续的设备制造过程中的数据记录文件，以满足行业标准苛刻的要求。Netstal对医疗用全电动注塑机的设计和生产制订了特殊的规则和生产程序，专门设立了一个独立的洁净室全电动注塑机的生产区，由经过特殊训练的人员对洁净室用全电动注塑机进行组装。同时，从机器一开始生产，耐驰特就立即启动内部程序，以准备必要的文件材料，这样，当机器全部组装完成时，也就自然拥有了完整的生产过程记录文档。Netstal提供的整套设备可以进行工厂验收测试（FAT）或现场验收测试（SAT）。
嵌件成型特点要求设备具备高速精密定位及清洁度的成型环境。全电动注塑机在这两个方面同比传统注塑机具有更大优势。
住友公司的全电动立式注塑机的新SR系列注塑机是带旋转台的立式注塑机专门为生产嵌件注射设计的，应用于汽车、电子、医疗和消费用品的部件工业化生产领域。这种注塑机安装有5台伺服电机，在必要时才产生制动力，如此可有效利用能源。5个机械运转步骤包括：塑化、注射、合模、顶出以及平台旋转都由这些伺服电机控制。据住友公司介绍，这种注塑机注射量精度平均值偏差幅度低于0.02%，重复性很高。由于该型注塑机能够同步进行嵌件和制品的加工处理，还有高速旋转平台，因此其成型周期很短。注塑机上的电动齿轮驱动平台旋转180度用时不到1.6秒，并且采用一个机械制动装置来重复定位。SR系列还有比其他厂商的注塑机可减小30%的运行轨迹和空间，比液压立式注塑机降低50%的电能消耗，并且对冷却系统的要求较低等优点。
超大功率伺服电机的发展打破了大型、超大型注塑机领域内长期被液压注塑机占领的景况，同时伺服电机的特有性能推动了大型注塑精密制品成型加工的发展。日本制造商在大吨位全电动注塑机上占有绝对的优势，欧美制造商也紧随其后。日本塑料加工机械制造商宇部兴产机械株式会社全电动MDS—V系列注塑机，锁模力范围从6500～30000kN，Ultima UN 3300锁模力达到33000 kN，配有8个伺服电机，注射量达11340g(400 oz)。日本三菱的MHI系列增大了其规格，由6100kN增大至7200kN；美国宝胜（Negri Bossi）电动系列最大达9350kN。日本东芝的ECNII系列配锁模力最高达到9500kN。日本制钢所的J-AD Advantage系列电动注塑机锁模力可达18000kN。
6 高端注塑工程全套方案科技创新关键技术
高端注塑工程是从制品、原料、模具、注塑工艺、注塑机、周边设备、检测设备与技术等的全套方案。全电动注塑机仅是高端注塑工程的一个工艺环节的装备，研发者要树立高端注塑工程全套方案的理念，提供从原料、设备、成型加工工艺、制品后处理、测试、物流包装、技术培训等的成套技术服务的交钥匙工程的全套科技创新解决方案，才能处在价值链的高端，才能有所创新创造发明。
在全套高端注塑工程解决方案中特别强调对制品的检测，只有通过检测才能确定成型加工后的制品是否符合质量要求，对检测结果分析，找出制品在应用的原材料、成型加工等方面存在的缺陷，为成型工艺调整及设备的科技进步提供依据。
精密塑料制品内应力测试技术。注塑成型制品内在性能与金属制品最大的不同点是其高压注射产生的内应力无法得到有效的技术措施加以消除，而内应力力的大小直接影响高端塑料制品的质量，特别是光学件。制品内应力虽然通过注射-压缩等先进的注塑工艺降低制品的内应力，但取得的效果如何，如何从“量”上反映出，还无一套一套技术标准及测试技术，不能形成一套完整的解决方案。
质量测定。Ohaus公司Navigator XT系列无接触质量测定仪，具有两个无接触式红外传感器， 36种功能组合，适应于计数、百分比称量，重量复核、显示保留和累积/求和的应用。容纳能力为O.20g~928g。标准配置包括一个2cm、6位数字和7个节段的白色背光LCD、密封键盘、以太网接口等。
尺寸测量。SmartScope Flash 500自动尺寸测量系统，具有多个带有可触发探头的传感器，配备了自动校正的AccuCentric 12倍电动变焦距头，用于影像测量，可对较难成像的部件特征进行触觉测量，还有用于测量非接触式表面轮廓的TTL、DRS激光以及彩虹探头扫描白光传感器，还提供可以获取几毫克探测压力数据点的独一无二的羽毛探针微探针传感器。
表面质量测量。德国ISRA表面视觉公司Smash模块化检测系统，智能探测能有效低扫描塑料薄片产品表面缺陷，变进行自动分析，以确定缺陷产生的原因，从而有助于生产者防止缺陷的产生，提供产品质量和生产率。
7 结语
科技创新服务于高端注塑工程领域是全电动注塑机产业结构调整和拓展的方向，其服务功能和性能有待于进一步科技创新。
全电动注塑机科技创新进展说明了注塑机由“低端”向科技含量“高端”结构调整迫在眉睫。一直以高端塑机制造著称的意大利、德国2012年达到历史上最好成绩，历年来对中国的出口量和产值同样呈增长趋势，而国内塑机在2012年确处于直线下降的局面。
持续科技创新实现全电动注塑机制造的发展。日本全电动注塑机占据国内90%的市场份额，而且不断创新推出新技术，由普通型向智能型发展，继续维持这一优势。近年来，国内全电动注塑机虽然有了较大的进步和发展，但产量约相当于日本的8%，而且在服务于高端注塑工程及功能、性能等科技创新上，处于劣势，无法与日本以服务于高端注塑工程发展为目标的科技创新的理念相比拟，填补相对于日本机的低端市场，游离于边缘市场，无法与之竞争。国产全电动注塑机唯有立足于高端注塑工程“潜在需求”科技创新，才能实现“中国服务”占领国内市场，还需付出更大的努力。
参 考 文 献
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作者简介 张友根 男 教授级高级工程师， 终生享受国务院政府特殊津贴。主要从事塑料机械的科技创新。发表论文300多篇。现主要从事塑料机械的科学发展工作。