主动化、节能化、智能化、无人化等是注机展开的必定方向,现在,国际发达国家的塑料机械注塑机控制技术比较先进、老到,其特点是遍及选用实时闭环控制盒CRT或LCD显示屏的进程监 控,并通过多重处理将尽可能多的处理作业分配给外围设备结束,以前进注塑机内的通讯才能,减轻主控部分契合。
这在必定程度上代表了注塑机控制技术的未来走向,这也是我国注塑机控制技术的未来走向。
20世纪50年代后期,我国自行出产的台注塑机,通过50多年的展开,现在已能出产大部分机种。塑机是整个塑料工业中能体现中心技术价值的领域。
自注塑机出现以来,其控制系统也跟着工业技术的展开而不断展开。现在,注塑机的控制系统种类繁复,功能各异,但是总的说来,它的根本结构可以用下式阐明:注塑机控制系统=驱动系 统+电子控制器驱动系统驱动注塑机的各个安排运动,如合模安排、塑化安排、打针安排、顶出安排等。
注塑机的控制技术是前进注塑机全体技术水平的要害技术之一。注塑机的控制技术历经了继电器、接触器控制及可编程序控制器控制和计算机控制的展开进程。 注塑机因为使用了计算机控制技术,使智能控制注塑工艺进程各参数到达佳成为可能,一同控制方法也发生了从开环到闭环的改动。
一、注塑进程的控制变量
从现在的技术展开水平来看,注塑机的进程控制首要是通过对注塑进程的可控工艺参数进行控制。
注塑机的可控变量有两种,一类是根本以模拟量方法的输入变量,如料筒各段温度、聚合物熔体温度、螺杆温度、模具温度、打针系统压力、螺杆转速等;另一类是数字量方法的输入变 量,如螺杆撤退间断方位、打针座前后方位、模板向前和向后运动以及超行程等。
依据这些输入变量,我们可以进行对注塑参数和温度的控制。
1、注塑参数的控制
注塑参数的控制首要有对打针速度与打针压力的控制、PVT保压进程控制、缓冲量控制、背压控制等。打针速度是指螺杆向前推进的速度,其速度快慢会影响到打针压力、熔体流率等参 数,并直接影响到制品质量。
对打针速度的控制包含两种含义:一个是对螺杆(或柱塞)推进物料的速度进行开环或闭环控制。另一个是对螺杆推进速度一同进行方位和速度值的多级切换,称为多级打针速度切换或控 制。
关于打针压力的控制,传统注塑机一般依据行程和时间来进行压力切换,其控制也包含两层含义:一个是对螺杆推进物料的压力进行开环或闭环控制。另一个是对螺杆推进压力一同进行 方位和压力值的多级切换,称为多级打针压力切换或控制。传统注塑机的这种从打针压力到保压压力选用方位切换,而到保压阶段就从方位切换转入用时间切换多级保压压力的控制方法,其 精度和稳定性都较差。先进注塑机的打针压力控制是依托检测模腔压力来结束压力切换的,即通过一个预先设定的程序来控制。也就是切换点的压力值先存储在控制系统中,这以后转换成逻辑 控制信号,假如模腔中的压力与设定值相同,则当即切换到保压控制。
现代注塑机的保压控制选用精度和稳定性较高的PVT保压控制,即先用压力和温度传感器对模腔压力和模腔温度及喷嘴处的物料温度进行检测,并作为反馈信号输入给控制设备进 行“PVT”(T—模腔中物料的温度,V—比容,P—模腔压力)逻辑运算,再发出指令对比例压力电磁阀进行比例调度,然后使打针与保压时的系统油压能按PVT特性曲线的指令改动。模内熔体 的温度是时间的函数,该温度是通过传感器进行接连地检测来取得的。
缓冲量控制是对螺杆头部余料的控制,它起着缓冲与控制注塑量精度的效果。它是通过位移传感器对螺杆方位的检测,并依据前次螺杆方位检测的回想信号进行运算后而取得下次螺杆位 置的设定值来结束控制的。
螺杆在预塑时,计量室中熔体的压强称为背压。背压控制是为了削减轴向温差,有利于熔体压实。它是通过预选油压的多级控制来结束的。当螺杆预塑时,其在物料的效果下要撤退,这 就会使打针油缸腔的回油通过背压阀流回油箱,因而通过调整背压阀在螺杆不同方位时的泄油压力可调度螺杆头部熔体的压力(剪切热),然后使其轴向温差得到调度。
2、温度控制
温度控制首要包含对料筒温度、料口处温度、喷嘴温度、模具温度、油温进行控制。 料筒温度就是料筒表面的加热温度。
料筒的温度控制是注塑工艺的重要参数,温度控制不好将直接影响到制品的质量。打针料筒的加热段一般分3~4段,通过一次表面(热电偶)和二次表面对加热电阻圈的控制与调度而构成 闭环控制回路。
料口处的温度控制直接影响到固体料的摩擦系数和运送效率,杰出的温控能使料筒其他部分物料的温度得到愈加稳定地控制。此温度是用热电偶检测并通过PDPI控制循环冷却水流结束控 制的。
喷嘴温度控制的好坏不只会影响到注塑进程能否稳定作业,并且直接影响着高温熔体通过喷嘴时的剪切热和剪切活动。喷嘴温度的控制是通过热电偶来结束的。
模具温度是指与制品相接触的模腔表面温度,它会影响充模、冷却和保压进程。模具温度的控制也是通过热电偶来结束的。
注塑机的油温是指液压系统作业油的温度,它对液压系统的稳定性及注塑制品质量有着重要的影响,因而在注塑机系统中必须配有油温控制设备,通过温度传感器的检测来结束系统对油 温的加热和冷却控制。
二、我国注塑机控制技术的发展
1、传统控制方法
传统的注塑机一般选用简略的继电器、接触器控制,控制方法多为开环控制,即按照预先的设定值进行控制(预先设定好各参数值,由机器在出产进程中加以坚持)。这种控制方法结构简 单,但抗搅扰才能差,控制精度低。
2、可编程序控制器控制方法
20世纪60年代末展开起来的可编程序控制器(PLC)是一种较好的控制设备,它由中央处理单元(CPU)、输入输出(I/O)、存贮器、编程器等组成。控制程序由用户输入到存贮器中,CPU以扫 描作业方法按照程序判别输出状况,来施行对现场设备的控制。
我国对PLC控制设备来施行在注塑机中的使用大多是从对传统控制系统的改造开端,现在国内的注塑机大部分选用PLC控制系统。选用PLC控制可以结束注塑机的主动化控制与调度,打针 成型进程的工艺参数控制也可以得到根本确保。PLC控制首要是利用位移传感器等进行动作程序和进程程序的切换,并可以结束比例压力和比例流量控制。一同可以进行开关量逻辑控制,也 可以兼有模拟量(如温度、压力、流量、转速等)的闭环控制。借助键盘和液晶或数码显示,可设定或修正工艺进程参数,并设有预警系统和毛病显示指示灯以监测出产进程,然后大大前进了 整机功能。
因为PLC控制方法可使注塑机结束闭环控制,即按照在线测量值与设定值的差错通过负反馈回路进行控制,因而当打针速度、打针压力、模腔温度、模腔压力、熔体温度和油压等参数在 出产进程中因搅扰出现差错时,机器可通过自适应控制系统针对搅扰主动进行修正。然后使PLC控制方法较传统方法的抗搅扰才能及控制精度有了很大程度的前进。 但是PLC控制方法也有 其缺少的当地,如它的抗搅扰性、可靠性和温度控制精度在有些时分还显得不可抱负。
3、计算机控制方法
选用计算机进行控制是更为的控制方法,这是注塑机控制系统的展开趋势。
现在微机控制系统首要有单机系统和多机系统两大类型。单机系统选用单板结构可将信息的收集、转换和处理融为一体,其结构由A/D、D/A、数字1/0以及比例放大器或外加比例放大器 构成。
三、注塑机控制技术展开趋势
现在国际发达国家的塑料机械注塑机控制技术比较先进、老到,其特点是遍及选用实时闭环控制和CRT或LCD显示屏的进程监控,并通过多重处理将尽可能多的处理作业分配给外围设备完 成,以前进注塑机内的通讯才能,减轻主控部分负荷。这在必定程度上代表了注塑机控制技术的未来走向。
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