基于dsp的压铸机压射控制器研究

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1、品率低、维修不方便、能源浪费等问题[2]。最近几年，随着控制技术在压铸工艺上所取得的显著成果，人们对如何实时检测和控制压铸工艺参数越来越重视，国内辽宁工程技术大学、上海第二工业大学等单位先后开发出了基于Windows界面的压铸机控制系统，并分别在阜新压铸机厂、上海压铸机厂得到了实际的应用。其中辽宁工程技术大学结合J11280型卧式冷室压铸机，研究的基于Windows界面的压铸机控制系统主要有以下性能[4]：（1）能够完成调整、联动两种工作机制；（2）过程和工作参数具有实时动态可调性和可选性；（3）控制算法

2、先进，能够取得良好的鲁棒性和稳定性；（4）实时故障诊断和处理；（5）对行程开关，按钮，继电器的状态实时监控和显示；（6）实时检测合型力，油压，速度，并显示实时曲线，保存和打印。现代压铸机从结构上说，已经比较完善合理，要提高压铸件的质量，只有从压铸机的本身精度、液压元件的灵敏度、电气控制的可靠性、压铸工艺参数的控制等方面入手。高压和高速是现代压力铸造工艺的两大特征，实验和生产实践表明，铸件充型完好、轮廓清晰主要取决于压射速度（即压射过程），而铸件的内部质量和机械性能主要取决于增压效果（即增压过程）。要想获得

3、高质量的压铸件，只有根据不同的情况对压铸过程中的所有工艺参数（如压射压力、压射速度、合型力等）进行恰到好处的检测和实时控制。实时控制压铸机的主要特点是在整个压射过程中对压射速度和压力进行实时控制，保证压射过程的重复性和稳定性；并可对压射速度进行多段自由设定，其速度切换过程比传统压铸机快3～5倍，所以对压铸机实时压射控制系统的进一步开发具有广阔的前景和应用价值。1.3压铸机压射系统的基本要求压铸机压射系统是实现压铸工艺的最关键部分，直接影响压铸件质量的优劣。因此，对于压铸机控制系统的研究也主要集中在对压铸机

4、压射过程的研究。压铸机在压射过程中一般要经历慢速压射，快速压射，增压保压这三个阶段。而这三个阶段对于参数的要求也是不一样的。一般认为压铸机的压射系统应满足以下基本要求：-3-（1）慢压过程中，压射的速度变化应该尽可能缓慢。这样有利于将型腔内的气体顺利排出[5]。（2）快压过程中，压射的速度变化应尽可能的快。因为在金属熔液开始凝固之前，金属熔液的流动性好，而且压力的传递也好，所以充填时间越短，越容易得到质量好的铸件。（3）能产生足够的终压力，通常情况在压射室内的金属比压为400~2000公斤/厘米2，并且能

5、够进行无级调节[6]。（4）压射与增压时的冲击值尽量小（不超过工作压力与终压力的30%）[6]。（5）压射与增压诸参数应能独立地进行调节，并力求互不影响[6]。（6）压射活塞杆与压射室应保持一定的同轴精度，以保证压射室和压射冲头的使用寿命[6]。1.3压铸机压射系统研究方案为了让压铸机压射控制器能够实时的跟踪显示并控制压铸机压射过程，本控制器主要从提高控制精度和响应速度的角度入手，进行了以下几个方面的研究：1）控制算法的研究对比各种智能算法的学习速率和计算量，选择更加快速，更加精确的控制算法应用在压铸机的

6、压射控制系统中。2）检测量的确定实时压射控制器需要对压射速度和油压进行检测，压射速度和油压是压铸系统的关键，要对它们实现复杂功能的控制，以保证压铸产品的质量，且用曲线的形式显示出来。并且实时压射控制器还应具有检测并显示压铸机工作过程中合型力大小的功能，因为合型力是压铸机的重要参数，它在压射时锁紧模具的分型面，防止金属飞溅，以便压铸出合格的铸件，保证安全生产。实时压射控制器有此功能可使工人进行判断是否达到要求，进而采取相应的调节。3）人机界面的研究为了使得操作人员对压铸机的压射过程有更加直观的了解，压铸机压

7、射控制器应该具备良好的界面显示功能，最优的选择就是能够模拟出压铸机动态工作过程或-4-者是用实时曲线来反映压铸机目前工作过程，以便研究铸件质量和压射速度、油压之间的相互关系，更好地指导生产实践。同时，要具有参数输入和设置功能的键盘设备。4）系统可靠性的研究由于压铸机控制器所处的工作环境比较复杂，同时也较为恶劣。周围环境会给压铸机压射控制器带来一定程度的干扰，而DSP抗干扰能力也不如PLC强，同时控制器要求的精度相对较高。因此，对系统可靠性以及对外部干扰的抑制能力的研究十分必要。1.3课题立项背景本课题来源

8、于辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目(大型压铸机压射实时控制系统研究,项目编号为：2008RC25)。众所周知，影响压铸机压铸质量的因素很多，包括压射速度，内浇口压力，合型力等。这些因素有着高度的耦合关系。因此，实现实时压射控制的关键在于对这些控制量进行解耦，以及对压射速度和压力进行精确的测定。因此本文研究一种基于DSP的压铸机压射控制器用来实现对压铸机压射过程的监控。该设备用于实时检测压铸机压铸过程中的合型力、压力及压射速度