研究中空成型机型坯壁厚控制系统

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1、研究中空成型机型坯壁厚控制系统12研究中空成型机型坯壁厚控制系统12研究中空成型机型坯壁厚控制系统12研究中空成型机型坯壁厚控制系统12研究中空成型机型坯壁厚控制系统12研究中空成型机型坯壁厚控制系统12塑料中空成型机是塑料机械的主导产品之一，尽管其研制在我国起步较晚，但经过近30年的发展，国产机已基本能够满足各种普通塑料中空制品的成型需求。其中，由秦川机械发展股份有限公司(以下简称秦川公司)自行研发的中空成型机系列在中国市场的占有率达80%以上。随着包装行业和汽车工业的快速发展，塑料中空容器及中空成型制品的应用越来越广泛，其结构也趋

2、于多样化。对中空容器的挤出吹塑而言，型坯壁厚控制是最关键的技术之一，同时也是中空成型机设计的难点所在。秦川公司通过技术攻关，成功设计出了壁厚控制系统。经过多家用户的生产实践证明，该系统无论在操作还是控制方面都优于当前进口产品，在市场上获得了很大的成功。型坯壁厚控制系统结构随着中空吹塑制品的几何形状日趋复杂，对于以最小的原材料消耗获得所需壁厚分布且结构稳定的制件而言，良好的预成型坯设计显得尤为重要。因此，在型坯成型阶段，可根据各部分在型坯吹胀时的吹胀比，进行型坯的壁厚分布调节。同时，考虑型坯形成时发生的挤出膨胀、下垂及回弹等变化，编辑出

3、合理的型坯厚度分布曲线，进而调节电液伺服系统，使内模和外模间的口模间隙随型坯位置的变化而变化，由此吹胀成型厚薄均匀的制品。制品耐冲击力实验表明，壁厚均匀使得制品在强度上有了很大的提高;同时也节省了原料，缩短了成品的冷却时间，并降低了次品率，大大提高了生产效率和产品质量。型坯壁厚控制系统主要由显示装置及控制和电液伺服(比例伺服阀和伺服油源)系统组成，其工作原理如图1所示。图112型坯壁厚控制系统结构图1.壁厚控制系统的控制原理64点轴向壁厚控制器(AWDS)，是秦川公司塑料中空成型机的核心技术之一，对整机性能起着决定性的影响。近几年，经

4、过不断优化壁厚控制系统的硬件结构，增加径向型坯控制器(PWDS)、软件程序结构、动作程序、控制算法和数学模型，从而研制出了轴向壁厚控制器与径向壁厚控制器联合作用的壁厚控制系统。该系统已成功应用于生产中，处于国内领先水平。PLC和触摸屏的控制系统是秦川公司塑料中空成型机的设计特色之一。利用触摸屏(即人机界面)调整型坯厚度曲线和相关的工艺参数，使得PLC控制器在接收到人机界面设定的曲线数据和参数信息后，控制伺服比例阀，以达到预定的口模间隙。整个过程要求控制系统以毫秒级响应，这意味着不仅硬件的运算速度要高，同时在软件和数字控制理论方面要有新

5、的突破，这样才能满足型坯壁厚控制系统响应快速、控制精确以及稳定可靠的要求。对于PLC和触摸屏的控制系统，秦川公司采用了实时多任务操作系统，因而可定义每个任务的优先级和循环时间，且循环时间最短可达1ms，使整个系统的实时性得到了优化。其中，PWS3261-TFT触摸式工业级人机界面由台湾台达电子公司生产，该触摸屏是一种集显示器和触摸开关于一体的可编程序显示面板，具有结构紧凑、连接方便且操作直观简洁等特点。它具备多通道的串口通讯功能，能够实时地显示设备状态、操作指示、参数设定、动作流程、统计资料、警报信息及简易报表等内容。在塑料电气控制系

6、统中，各种参数的设定、按钮开关的运用、壁厚控制曲线的显示以及报警信息等都可由该触摸屏来完成。同时，还可以在该触摸屏上设定各种函数曲线，为壁厚图形的编辑提供了十分有利的工作平台。此外，秦川公司还采用了日本OMRON生产的CJIG-CPU43H型可编程控制器。该产品具有丰富的运算指令、顺序指令、数据处理指令和实现指令的高速处理功能，并且可靠性高，适应性强，能够在各种复杂恶劣的环境中应用。在塑料机械的电气控制中，该控制器能够很好地实现对动作的精确控制、模拟量的转换运算、数据的处理和I/O信号的处理等功能。2.电液伺服系统电液伺服系统的优点有

7、很多，其中最突出的是响应速度高、输出功率大和控制精确性高，而这些恰恰是型坯壁厚控制系统的基本要求。在电液伺服系统中，伺服阀是最重要的元件之一，是实现电液转换的关键环节，它直接影响到伺服系统的响应速度和稳定性。在电液伺服系统中，秦川公司采用了CSDY3型射流电液伺服阀。该阀的信号改变从0到100%，响应时间≤10ms，响应极其快速，精度也很高，但对油质的要求也很高。电液伺服系统结构如图2所示。图212电液伺服系统结构图型坯壁厚控制系统软件设计型坯壁厚控制系统软件的设计分两部分：人机界面软件设计和PLC软件设计。1.人机界面软件设计

8、人机界面软件的设计所采用的算法主要是插值法，即对于指定函数f(x)，只要知道它在某区间中若干点的函数值，以此做出适当的特定函数，使其在这些点上取已知值，并在此区间内其他点上用这个特定函数所取的值作为函数f(x)的近似值。