主動化、節(jié)能化、智能化、無人化等是注機展開的必定方向,現(xiàn)在,國際發(fā)達國家的塑料機械注塑機控制技術比較先進、老到,其特點是遍及選用實時閉環(huán)控制盒CRT或LCD顯示屏的進程監(jiān) 控,并通過多重處理將盡可能多的處理作業(yè)分配給外圍設備結束,以前進注塑機內(nèi)的通訊才能,減輕主控部分契合。
這在必定程度上代表了注塑機控制技術的未來走向,這也是我國注塑機控制技術的未來走向。
20世紀50年代后期,我國自行出產(chǎn)的臺注塑機,通過50多年的展開,現(xiàn)在已能出產(chǎn)大部分機種。塑機是整個塑料工業(yè)中能體現(xiàn)中心技術價值的領域。
自注塑機出現(xiàn)以來,其控制系統(tǒng)也跟著工業(yè)技術的展開而不斷展開?,F(xiàn)在,注塑機的控制系統(tǒng)種類繁復,功能各異,但是總的說來,它的根本結構可以用下式闡明:注塑機控制系統(tǒng)=驅(qū)動系 統(tǒng)+電子控制器驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動注塑機的各個安排運動,如合模安排、塑化安排、打針安排、頂出安排等。
注塑機的控制技術是前進注塑機全體技術水平的要害技術之一。注塑機的控制技術歷經(jīng)了繼電器、接觸器控制及可編程序控制器控制和計算機控制的展開進程。 注塑機因為使用了計算機控制技術,使智能控制注塑工藝進程各參數(shù)到達佳成為可能,一同控制方法也發(fā)生了從開環(huán)到閉環(huán)的改動。
一、注塑進程的控制變量
從現(xiàn)在的技術展開水平來看,注塑機的進程控制首要是通過對注塑進程的可控工藝參數(shù)進行控制。
注塑機的可控變量有兩種,一類是根本以模擬量方法的輸入變量,如料筒各段溫度、聚合物熔體溫度、螺桿溫度、模具溫度、打針系統(tǒng)壓力、螺桿轉(zhuǎn)速等;另一類是數(shù)字量方法的輸入變 量,如螺桿撤退間斷方位、打針座前后方位、模板向前和向后運動以及超行程等。
依據(jù)這些輸入變量,我們可以進行對注塑參數(shù)和溫度的控制。
1、注塑參數(shù)的控制
注塑參數(shù)的控制首要有對打針速度與打針壓力的控制、PVT保壓進程控制、緩沖量控制、背壓控制等。打針速度是指螺桿向前推進的速度,其速度快慢會影響到打針壓力、熔體流率等參 數(shù),并直接影響到制品質(zhì)量。
對打針速度的控制包含兩種含義:一個是對螺桿(或柱塞)推進物料的速度進行開環(huán)或閉環(huán)控制。另一個是對螺桿推進速度一同進行方位和速度值的多級切換,稱為多級打針速度切換或控 制。
關于打針壓力的控制,傳統(tǒng)注塑機一般依據(jù)行程和時間來進行壓力切換,其控制也包含兩層含義:一個是對螺桿推進物料的壓力進行開環(huán)或閉環(huán)控制。另一個是對螺桿推進壓力一同進行 方位和壓力值的多級切換,稱為多級打針壓力切換或控制。傳統(tǒng)注塑機的這種從打針壓力到保壓壓力選用方位切換,而到保壓階段就從方位切換轉(zhuǎn)入用時間切換多級保壓壓力的控制方法,其 精度和穩(wěn)定性都較差。先進注塑機的打針壓力控制是依托檢測模腔壓力來結束壓力切換的,即通過一個預先設定的程序來控制。也就是切換點的壓力值先存儲在控制系統(tǒng)中,這以后轉(zhuǎn)換成邏輯 控制信號,假如模腔中的壓力與設定值相同,則當即切換到保壓控制。
現(xiàn)代注塑機的保壓控制選用精度和穩(wěn)定性較高的PVT保壓控制,即先用壓力和溫度傳感器對模腔壓力和模腔溫度及噴嘴處的物料溫度進行檢測,并作為反饋信號輸入給控制設備進 行“PVT”(T—模腔中物料的溫度,V—比容,P—模腔壓力)邏輯運算,再發(fā)出指令對比例壓力電磁閥進行比例調(diào)度,然后使打針與保壓時的系統(tǒng)油壓能按PVT特性曲線的指令改動。模內(nèi)熔體 的溫度是時間的函數(shù),該溫度是通過傳感器進行接連地檢測來取得的。
緩沖量控制是對螺桿頭部余料的控制,它起著緩沖與控制注塑量精度的效果。它是通過位移傳感器對螺桿方位的檢測,并依據(jù)前次螺桿方位檢測的回想信號進行運算后而取得下次螺桿位 置的設定值來結束控制的。
螺桿在預塑時,計量室中熔體的壓強稱為背壓。背壓控制是為了削減軸向溫差,有利于熔體壓實。它是通過預選油壓的多級控制來結束的。當螺桿預塑時,其在物料的效果下要撤退,這 就會使打針油缸腔的回油通過背壓閥流回油箱,因而通過調(diào)整背壓閥在螺桿不同方位時的泄油壓力可調(diào)度螺桿頭部熔體的壓力(剪切熱),然后使其軸向溫差得到調(diào)度。
2、溫度控制
溫度控制首要包含對料筒溫度、料口處溫度、噴嘴溫度、模具溫度、油溫進行控制。 料筒溫度就是料筒表面的加熱溫度。
料筒的溫度控制是注塑工藝的重要參數(shù),溫度控制不好將直接影響到制品的質(zhì)量。打針料筒的加熱段一般分3~4段,通過一次表面(熱電偶)和二次表面對加熱電阻圈的控制與調(diào)度而構成 閉環(huán)控制回路。
料口處的溫度控制直接影響到固體料的摩擦系數(shù)和運送效率,杰出的溫控能使料筒其他部分物料的溫度得到愈加穩(wěn)定地控制。此溫度是用熱電偶檢測并通過PDPI控制循環(huán)冷卻水流結束控 制的。
噴嘴溫度控制的好壞不只會影響到注塑進程能否穩(wěn)定作業(yè),并且直接影響著高溫熔體通過噴嘴時的剪切熱和剪切活動。噴嘴溫度的控制是通過熱電偶來結束的。
模具溫度是指與制品相接觸的模腔表面溫度,它會影響充模、冷卻和保壓進程。模具溫度的控制也是通過熱電偶來結束的。
注塑機的油溫是指液壓系統(tǒng)作業(yè)油的溫度,它對液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性及注塑制品質(zhì)量有著重要的影響,因而在注塑機系統(tǒng)中必須配有油溫控制設備,通過溫度傳感器的檢測來結束系統(tǒng)對油 溫的加熱和冷卻控制。
二、我國注塑機控制技術的發(fā)展
1、傳統(tǒng)控制方法
傳統(tǒng)的注塑機一般選用簡略的繼電器、接觸器控制,控制方法多為開環(huán)控制,即按照預先的設定值進行控制(預先設定好各參數(shù)值,由機器在出產(chǎn)進程中加以堅持)。這種控制方法結構簡 單,但抗攪擾才能差,控制精度低。
2、可編程序控制器控制方法
20世紀60年代末展開起來的可編程序控制器(PLC)是一種較好的控制設備,它由中央處理單元(CPU)、輸入輸出(I/O)、存貯器、編程器等組成??刂瞥绦蛴捎脩糨斎氲酱尜A器中,CPU以掃 描作業(yè)方法按照程序判別輸出狀況,來施行對現(xiàn)場設備的控制。
我國對PLC控制設備來施行在注塑機中的使用大多是從對傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的改造開端,現(xiàn)在國內(nèi)的注塑機大部分選用PLC控制系統(tǒng)。選用PLC控制可以結束注塑機的主動化控制與調(diào)度,打針 成型進程的工藝參數(shù)控制也可以得到根本確保。PLC控制首要是利用位移傳感器等進行動作程序和進程程序的切換,并可以結束比例壓力和比例流量控制。一同可以進行開關量邏輯控制,也 可以兼有模擬量(如溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等)的閉環(huán)控制。借助鍵盤和液晶或數(shù)碼顯示,可設定或修正工藝進程參數(shù),并設有預警系統(tǒng)和毛病顯示指示燈以監(jiān)測出產(chǎn)進程,然后大大前進了 整機功能。
因為PLC控制方法可使注塑機結束閉環(huán)控制,即按照在線測量值與設定值的差錯通過負反饋回路進行控制,因而當打針速度、打針壓力、模腔溫度、模腔壓力、熔體溫度和油壓等參數(shù)在 出產(chǎn)進程中因攪擾出現(xiàn)差錯時,機器可通過自適應控制系統(tǒng)針對攪擾主動進行修正。然后使PLC控制方法較傳統(tǒng)方法的抗攪擾才能及控制精度有了很大程度的前進。 但是PLC控制方法也有 其缺少的當?shù)兀缢目箶嚁_性、可靠性和溫度控制精度在有些時分還顯得不可抱負。
3、計算機控制方法
選用計算機進行控制是更為的控制方法,這是注塑機控制系統(tǒng)的展開趨勢。
現(xiàn)在微機控制系統(tǒng)首要有單機系統(tǒng)和多機系統(tǒng)兩大類型。單機系統(tǒng)選用單板結構可將信息的收集、轉(zhuǎn)換和處理融為一體,其結構由A/D、D/A、數(shù)字1/0以及比例放大器或外加比例放大器 構成。
三、注塑機控制技術展開趨勢
現(xiàn)在國際發(fā)達國家的塑料機械注塑機控制技術比較先進、老到,其特點是遍及選用實時閉環(huán)控制和CRT或LCD顯示屏的進程監(jiān)控,并通過多重處理將盡可能多的處理作業(yè)分配給外圍設備完 成,以前進注塑機內(nèi)的通訊才能,減輕主控部分負荷。這在必定程度上代表了注塑機控制技術的未來走向。
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