基于组件技术的注塑机智能监控系统的开发研究

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1、基于囊L件技术的注置机智期Ut控系统的开鬟研兜第一童绪论1．1引言塑料工业近20年来发展十分迅速，塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门得到了广泛应用n3。同时对塑料制品的性能、结构、尺寸精确度、质量和数量上都提出了更高的要求，从而推动了塑料制品生产方法的革新、制品设计上的创新以及新型塑料成型机械设备的问世。塑料正向高性能、高功能化和多用途方面发展。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，目前世界上8096的工程塑料制品采用注塑成形加工∞1。注塑成形加工是一项速度快、

2、自动化程度高的生产技术，可用于制造几何形状复杂的塑料制品。对于塑料制品加工制造行业来说，注塑成形工艺参数的选择及注塑机控制的合理与否，直接决定能否以较低的成本生产出优质的塑料制品。塑料注射成型机(简称塑料注射机)是塑料成形加工的主要设备之一。它的成形原理是将己经完成塑化的熔融状态的塑料(即粘流态塑料)，在压力作用下注射入模腔内，经冷却定型后获得塑料制品的一种成形方法暗1。注射机主要用于热塑性塑料成形，近年来也成功地用于某些热固性塑料成形。由于它能一次成形形状复杂、尺寸精确、表面质量很高的制品，并且

3、生产率高，对不同性质塑料的加工具有较强的适应性，还能生产带镶嵌件以及添加填料的改性塑料制品，并具有易实现自动化等一系列优点，所以注射成形工艺和注射机得到了广泛应用。1．2注塑机控制系统介绍1．2．1注塑机电控系统的硬件组成1)检测系统电器：行程开关、接近开关、位移及速度传感器、光电开关、热电偶、压力传感器、压力继电器、应力传感器。2)执行系统电器：电磁阀线圈、加热线圈、电动机、接触器、报警灯、蜂鸣器。3)逻辑判断及指令形成系统电器：各类通用或合专用控制器、显示器、继电器、按钮、拨码开关、电源器。4

4、)其他电气系统主要电器：刀闸开关、空气开关、低压断路器、快速熔断器、变压器、导线、电阻、电容、过渡电器、冷却风扇、电流表【4】。1．2．2注塑工艺对控制系统的要求1)抽、插芯动作必须按照一定的顺序平稳完成：l

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6、Jt控系统的开戋研究2)动、定模板闭合时运动要平稳，不得有冲击，因此，其合模动作要求按照慢一快一慢的顺序进行；3)注塑前，合模机构必须保持足够的锁模力，防止被注入模腔的塑料从模缝中溢出：4)注塑后，注射器必须保持注射压力，避免充满模具型腔的塑料倒流；5)预

7、塑螺杆转动，粒状塑料被推到螺杆前端，为使注射器中的塑料具有一定密度，要求螺杆后退时必须有一定的阻力；6)为实现粒状塑料塑化，必须使料筒保持一定的温度；7)控制系统必须提供恰当的人机交互界面，保证生产人员能够调整和判断机器的参数和工作情况；8)为方便人员的操作和维护，系统必须有一定的诊断能力；9)为保证安全生产，系统必须设有安全保护装置。1．2．3过程控制方法控制系统的直接目标是监控加工过程，它们的间接任务是保证最终产品的质量要求，关键的不是所使用的方法而是应用的原理。目前基本的控制方法可以归类如下

8、H儿51：●手动控制(小型机器)；●经手动设定后由电力机械控制；●电子电路和手动设定控制；●由特定程序控制；·通过手写程序顺序控制，开环控制一些重要的参数(速度和压力)；●程序开环控制；●闭环控制其中目前应用较多的是开环控制方法，开环控制中，～个或多个输入(参数)信号根据系统的内在关系被调制成输出(控制)信号。它可以描述成一个沿控制链中单个传递单元传递的开环动作顺序嘲。～个开环控制系统可以补偿任何可以检测到的扰动的影响。控制流程是一个开环链。如果控制系统能够阻止其他参数的任何影响，那么这个控制链可

9、以使不同加工阶段保持一致，例如在一定的熔体温度，油温、模具温度以及注射原料黏度微小的变化下的注射过程‘"。2●i于簟L件扶半的注奠￡机鲁麓监控膏臼窿的开生习院随着智能控制的发展要求采用闭环控制方法，闭环控制系统能够反馈输出(受控制)信号并连接将它的值与输入(参考)信号比较。任何由于干扰而导致的和设定值的偏离都可用来修正被控制输出量。控制流程是一个封闭的控制回路。在闭环控制中，必须测量被控的输出信号，控制器能够补偿其他扰动的影响哺1。与开环控制相反，控制流程是一个封闭的回路。1．3国内外注塑机监控系

10、统的研究现状与趋势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专用计算机控制的发展过程。自60年代末美国费洛斯公司首先应用计算机控制技术，经过80年代以来的高速发展，已经不是简单的动作控制，而是包括熔体温度、注射压力、注射速度、保压时间、冷却过程及液压回路的各种参数的综合控制阳1。随着工业自动化技术和计算机技术的进步，塑料产业得到了前所未有的发展。注塑机作为塑料产业中的主要生产机械之一，在其自动化控制和管理的方面要求也越来越高n们。目前，国外注塑机控制系统系透过多