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我國塑料機械注塑機控製技術的智能化走向

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我國塑料機械注塑機控製技術的智能化走向

發布日期:2017-11-23 00:00 來源:http://www.gene-x-movie.com 點擊:

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目前,世界發達國家的塑料機械注塑機控製技術比較先進、成熟,其特點是普遍采用實時閉環控製盒CRT或LCD顯示屏的過程監控,並通過多重處理將盡可能多的處理工作分配給外圍裝置完成,以提高注塑機內的通訊能力,減輕主控部分符合。這在一定程度上代表了注塑機控製技術的未來走向,這也是我國注塑機控製技術的未來走向。相信將來,隨著控製技術的不斷發展與完善,注塑機會不斷朝著自動化、節能化、智能化、無人化等方向發展。

我國自行生產的第一台注塑機,經過50多年的發展,目前已能生產大部分機種。塑機是整個塑料產業中最能體現核心技術價值的領域。

自注塑機出現以來,其控製係統也隨著工業技術的發展而不斷發展。目前,注塑機的控製係統種類繁多,性能各異,但是總的說來,它的基本結構可以用下式說明:注塑機控製係統=驅動係統+電子控製器驅動係統驅動注塑機的各個機構運動,如合模機構、塑化機構、注射機構、頂出機構等。

注塑機的控製技術是提升注塑機整體技術水平的關鍵技術之一。注塑機的控製技術曆經了繼電器、接觸器控製及可編程序控製器控製和計算機控製的發展過程。

注塑機由於使用了計算機控製技術,使智能控製注塑工藝過程各參數達到最佳成為可能,同時控製方式也發生了從開環到閉環的轉變。

一、注塑過程的控製變量

從目前的技術發展水平來看,注塑機的過程控製主要是通過對注塑過程的可控工藝參數進行控製。

注塑機的可控變量有兩種,一類是基本以模擬量形式的輸入變量,如料筒各段溫度、聚合物熔體溫度、螺杆溫度、模具溫度、注射係統壓力、螺杆轉速等;另一類是數字量形式的輸入變量,如螺杆後退停止位置、注射座前後位置、模板向前和向後運動以及超行程等。

根據這些輸入變量,我們可以進行對注塑參數和溫度的控製。

1、注塑參數的控製

注塑參數的控製主要有對注射速度與注射壓力的控製、PVT保壓過程控製、緩衝量控製、背壓控製等。注射速度是指螺杆向前推進的速度,其速度快慢會影響到注射壓力、熔體流率等參數,並直接影響到製品質量。

對注射速度的控製包含兩種含義:一個是對螺杆(或柱塞)推進物料的速度進行開環或閉環控製。另一個是對螺杆推進速度同時進行位置和速度值的多級切換,稱為多級注射速度切換或控製。

對於注射壓力的控製,傳統注塑機一般基於行程和時間來進行壓力切換,其控製也包含兩層含義:一個是對螺杆推進物料的壓力進行開環或閉環控製。另一個是對螺杆推進壓力同時進行位置和壓力值的多級切換,稱為多級注射壓力切換或控製。傳統注塑機的這種從注射壓力到保壓壓力采用位置切換,而到保壓階段就從位置切換轉入用時間切換多級保壓壓力的控製方法,其精度和穩定性都較差。先進注塑機的注射壓力控製是依靠檢測模腔壓力來實現壓力切換的,即通過一個預先設定的程序來控製。也就是切換點的壓力值先存儲在控製係統中,其後轉換成邏輯控製信號,如果模腔中的壓力與設定值相同,則立即切換到保壓控製。

現代注塑機的保壓控製采用精度和穩定性較高的PVT保壓控製,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,並作為反饋信號輸入給控製裝置進行“PVT”(T—模腔中物料的溫度,V—比容,P—模腔壓力)邏輯運算,再發出指令對比例壓力電磁閥進行比例調節,從而使注射與保壓時的係統油壓能按PVT特性曲線的指令變化。模內熔體的溫度是時間的函數,該溫度是通過傳感器進行連續地檢測來獲得的。

緩衝量控製是對螺杆頭部餘料的控製,它起著緩衝與控製注塑量精度的作用。它是通過位移傳感器對螺杆位置的檢測,並根據前次螺杆位置檢測的記憶信號進行運算後而獲得下次螺杆位置的設定值來實現控製的。

螺杆在預塑時,計量室中熔體的壓強稱為背壓。背壓控製是為了減少軸向溫差,有利於熔體壓實。它是通過預選油壓的多級控製來實現的。當螺杆預塑時,其在物料的作用下要後退,這就會使注射油缸腔的回油經過背壓閥流回油箱,因此通過調整背壓閥在螺杆不同位置時的泄油壓力可調節螺杆頭部熔體的壓力(剪切熱),從而使其軸向溫差得到調節。

2、溫度控製

溫度控製主要包括對料筒溫度、料口處溫度、噴嘴溫度、模具溫度、油溫進行控製。 料筒溫度就是料筒表麵的加熱溫度。

料筒的溫度控製是注塑工藝的重要參數,溫度控製不好將直接影響到製品的質量。注射料筒的加熱段一般分3~4段,通過一次儀表(熱電偶)和二次儀表對加熱電阻圈的控製與調節而形成閉環控製回路。

料口處的溫度控製直接影響到固體料的摩擦係數和輸送效率,良好的溫控能使料筒其他部分物料的溫度得到更加穩定地控製。此溫度是用熱電偶檢測並通過PDPI控製循環冷卻水流實現控製的。

噴嘴溫度控製的好壞不僅會影響到注塑過程能否穩定工作,而且直接影響著高溫熔體通過噴嘴時的剪切熱和剪切流動。噴嘴溫度的控製是通過熱電偶來完成的。

模具溫度是指與製品相接觸的模腔表麵溫度,它會影響充模、冷卻和保壓過程。模具溫度的控製也是通過熱電偶來完成的。

注塑機的油溫是指液壓係統工作油的溫度,它對液壓係統的穩定性及注塑製品質量有著重要的影響,因而在注塑機係統中必須配有油溫控製裝置,通過溫度傳感器的檢測來實現係統對油溫的加熱和冷卻控製。




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