中国注塑机控制技术的未来发展

时间:2019-03-25 03:59:30 来源:新巴尔虎左旗农业网 作者:匿名



展望未来,我相信随着控制技术的不断发展和完善,注塑机将朝着自动化,节能,智能化,无人化的方向发展。采用计算机数字控制和程序控制,注塑机具有自动控制,自动诊断,自动调节和自动补偿功能;控制系统模块化和集成;采用集团控制技术实现多台注塑机的组控制。

塑料注塑机,简称注塑机,是中国最大的塑料机械种类。中国生产的第一台注塑机诞生于20世纪50年代末。经过50多年的发展,它已经能够生产出大部分型号。尽管如此,我们的技术水平仍然与世界先进国家的技术水平有很大不同。正如中国着名的塑料机械专家王兴田(北京化工大学教授)所说,塑料压力机是整个塑料行业最重要的领域,但在这个领域,我们几乎没有重要的核心技术。

注塑机的控制技术是提高注塑机整体技术水平的关键技术之一。注塑机的控制技术经历了继电器,接触器控制,可编程控制器控制和计算机控制的发展过程。由于使用计算机控制技术,注塑机使得可以最佳地控制注塑过程的参数,并且控制模式也从开环变为闭环。

首先,注入过程的控制变量

从目前的技术发展水平来看,注塑机的过程控制主要是通过控制注塑过程的可控工艺参数。

注塑机中有两种可控变量。一种类型是模拟量形式的输入变量,例如每个桶的温度,聚合物熔体温度,螺杆温度,模具温度,喷射系统压力,螺杆速度等;一种类型是数字量形式的输入变量,例如螺杆后退位置,注射座椅的前后位置,模板的向前和向后移动以及超行程。基于这些输入变量,我们可以控制注入参数和温度。

1.控制注塑参数

注射成型参数的控制主要包括注射速度和注射压力的控制,PVT压力控制过程控制,缓冲量控制和背压控制。注射速度是指螺杆前进的速度。螺杆的速度会影响注射压力和熔体流动速率等参数,并直接影响产品的质量。注射速度的控制具有两个含义:一个是螺杆(或柱塞)推进材料的速度的开环或闭环控制。另一种是螺杆推进速度的位置和速度值的多级切换,称为多级喷射速度切换或控制。为了控制喷射压力,传统的注塑机通常基于行程和时间执行压力切换。该控制器还有两个含义:一个是螺旋推进材料压力的开环或闭环控制。另一种是螺杆推进压力的位置和压力??值的多级切换,称为多级喷射压力切换或控制。在传统的注射成型机中,从注射压力到保持压力执行位置切换,并且将多级保持压力从位置切换切换到压力保持阶段的时间的控制方法的精度差。稳定性。先进注塑机的注射压力控制依赖于腔体压力的检测来实现压力切换,即由预设程序控制。也就是说,切换点的压力值首先存储在控制系统中,然后转换成逻辑控制信号。如果腔内的压力与设定值相同,则立即切换压力控制。

现代注塑机的压力控制采用PVT压力控制,精度高,稳定性好,即通过压力和温度传感器检测腔体压力,腔体温度和喷嘴材料温度,并作为反馈信号输入。控制装置执行“PVT”的逻辑操作(腔内材料的T温度,V特定体积,P腔压力),然后发出命令以按比例调节比例压力电磁阀,从而使喷射和保持压力系统油压可以根据PVT特性曲线的命令改变。模内熔体的温度是通过传感器连续检测获得的时间的函数。

缓冲量控制是对螺杆头的残余材料的控制,其起到缓冲和控制喷射量精度的作用。它由位移传感器控制以检测螺杆的位置,并根据前一个螺杆位置检测到的记忆信号计算,以获得下一个螺杆位置的设定值。

当螺杆预先模制时,计量室中熔体的压力称为背压。背压控制是为了减小轴向温差并促进熔体压实。它通过预选油压的多级控制来实现。当螺杆预塑化时,它会在材料的作用下后退,这将使注射缸腔的回油通过背压阀流回油箱,因此可通过调节油压来调节油压背压阀位于螺杆的不同位置。螺杆头的压力熔化(剪切热),使其轴向温差得到调整。2,温度控制

温度控制主要包括控制料筒温度,料口温度,喷嘴温度,模具温度和油温。

机筒温度是机筒表面的加热温度。桶的温度控制是注塑过程的重要参数。温度控制不良将直接影响产品质量。注射缸的加热部分一般分为3~4个部分,闭环控制回路由主仪表(热电偶)和二次仪表控制和调节加热电阻环形成。

材料入口处的温度控制直接影响固体材料的摩擦系数和输送效率。良好的温度控制可以更稳定地控制桶的其他部分的温度。该温度由热电偶控制,并由PDPI控制的循环冷却水流控制。

喷嘴的温度控制不仅影响注塑过程的稳定操作,而且当高温熔体通过喷嘴时也直接影响剪切热和剪切流。喷嘴温度由热电偶控制。

模具温度是指与制品接触的腔体的表面温度,其影响填充,冷却和保持过程。模具温度的控制也通过热电偶完成。

注塑机的油温是指液压系统的工作油的温度。它对液压系统的稳定性和注塑产品的质量有重要影响。因此,必须在注塑机系统中配备油温控制装置,并检测温度传感器。实现油温的系统加热和冷却控制。

二,中国注塑机控制技术的进步

1.传统的控制方法

传统的注塑机通常使用简单的继电器和接触器控制。控制方法主要是开环控制,即根据预设值进行控制(各种参数的预设值,在生产过程中由机器维护)。该控制方法结构简单,但抗干扰能力差,控制精度低。

2,可编程控制器控制模式

在20世纪60年代后期开发的可编程逻辑控制器(PLC)是一种更好的控制设备,包括中央处理单元(CPU),输入/输出(I/O),存储器,编程器等。控制程序由用户输入到存储器中,并且CPU根据扫描操作模式中的程序控制输出状态,以实现现场设备的控制。中国PLC控制设备在注塑机中的应用主要是从传统控制系统的转型开始的。目前,国内大多数注塑机都采用PLC控制系统。 PLC控制可以实现注塑机的自动控制和调整,基本保证注塑过程的工艺参数控制。 PLC控制主要采用位移传感器在动作程序和过程程序之间切换,可实现比例压力和比例流量控制。

同时,它可以执行开关逻辑控制,也可以对模拟量(例如温度,压力,流量,速度等)进行闭环控制。借助键盘和LCD或数字显示器,可以设置或修改工艺参数,并可以使用预警系统和故障显示指示器来监控生产过程,从而大大提高整机性能。

由于PLC控制方式可以使注塑机实现闭环控制,即通过负反馈回路根据在线测量值与设定值之间的偏差,所以注射速度,注射压力,腔温,模腔压力,熔体温度,当油压等参数因生产过程中的干扰而偏离时,机器可以通过自适应控制系统自动校正干扰。因此,与传统的抗干扰能力和控制精度相比,PLC控制模式有了很大的提高。

然而,PLC控制方法也有其缺点,如其抗干扰性,可靠性和温度控制精度有时并不理想。在这方面,华南理工大学国家高分子新成型设备工程研究中心金金平教授和其他人使用新的PLC设备,贝加莱可编程计算机控制器(PCC),使液压机械大规模注塑机成功。升级。这是开发中国注塑机控制系统的新思路。

3,电脑控制

计算机控制的使用是一种更先进的控制方法,这是注塑机控制系统的发展趋势。

目前,微机控制系统主要有单系统和多机系统两种。单机系统使用单板结构来集成信息获取,转换和处理。其结构由A/D,D/A,数字1/0和比例放大器或外部比例放大器组成。由Pan Cheng等人开发的系统。北京科技大学的这一单机系统属于这种单机系统,它结合了用于实现注塑机液压系统的闭环控制卡和匹配的PC监控软件。该系统位于深圳市震雄集团。有限公司已投入试用,效果良好;多机系统采用多处理器结构和大板设计,可以分配功能,多个CPU独立完成相应的工作,如一个专用于协调和传输的CPU。说明,并通过并行端口和串口传输数据。这两种控制器的结构各有特点,基本可以满足不同层次的需求。值得一提的是,来自陕西科技大学的徐元昌等人开发了一套控制多台注塑机的集团控制系统解决方案。 PC用作主计算机,串行通信端口和下位计算机8098用于控制注塑机。从而,实现了主机命令和监督从机的功能。为方便操作,系统还采用PC操作界面作为人机界面,实现了注塑机的顺序操作和温度,速度,压力等工艺参数的自动控制。

三,注塑机控制技术的发展趋势

目前,世界发达国家注塑机的控制技术不仅仅是CRT或LCD显示屏的过程监控,而是通过多处理将尽可能多的处理过程分配到外围设备,以改善通信。注塑机的性能,减少主控制部件的负荷。 。在一定程度上,这代表了注塑机控制技术的未来发展方向。

展望未来,我相信随着控制技术的不断发展和完善,注塑机将朝着自动化,节能,智能化,无人化的方向发展。采用计算机数字控制和程序控制,注塑机具有自动控制,自动诊断,自动调节和自动补偿功能;控制系统模块化和集成;采用集团控制技术实现多台注塑机的组控制。

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