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解析挤出与注塑成型控制技术
类型:技术资料   日期:2013-08-14   浏览:3115 次

随着人们对塑料制品种类和质量的要求日益提高,深入研究塑料成型装备及其相关控制技术,从而克服制品中的缺陷,提高制品质量,对于塑料成型技术的提高具有重要意义。在塑料成型装备中,挤出与注塑两种成型设备的使用最为广泛。下面我们来解析挤出与注塑成型控制技术。

1、挤出成型对控制系统的需求

(1)节能。在挤出成型过程中,能量的耗费大部分用于熔融树脂和驱动电动机。热能包括螺杆旋转产生的摩擦热和机筒加热器的热能两部分。随着能源供应的日趋紧张,研究开发具有高效节能的挤出成型设备显得十分必要。

(2)稳定性。挤出成型工艺的稳定性包括制品的质量稳定性和尺寸稳定性。对于片、膜及管等形状简单制品的尺寸测量,可通过性能优良的传感器和计算机直接进行测控。而对于形状复杂的异型材制品,由于直接测定尺寸十分困难,因此必须要求生产过程本身保持稳定。为此,研究开发挤出成型设备所用的高精度和高稳定性控制系统十分必要。

2、精密挤出成型控制系统的设计

挤出控制系统需要对整个挤出过程的工艺参数,如熔体压力及温度、各段机身温度、主螺杆和喂料螺杆转速、喂料量、各种原料的配比以及电机的电流电压等参数进行在线检测,并采用闭环控制技术。

挤出控制系统的设计包括:主控制器的选型、接口电路设计、驱动与放大电路设计、人机界面设计(HMI)以及控制算法软件设计等。根据精密挤出成型控制要求与特点,主控制器可选用B&R(贝加莱) PCC2003可编程计算机控制系统。可编程计算机控制器集成了可编程逻辑控制器的标准功能和工业计算机的分时多任务操作系统功能,能方便地处理开关量﹑模拟量及进行回路调节。其硬件具有独特新颖的插拔式结构,可使系统得到灵活多样的扩展和组态。软件也具备模块结构,系统扩容只需在原有基础上叠加应用软件模块,同时具有高级语言编程功能,并可以根据需要采用多种语言混合编程。

3、注塑机节能控制技术

进入21世纪以来,随着塑料工业的发展,注塑加工商对注塑机的节能与环保的要求日趋提高,使得注塑机节能控制技术受到普遍的重视,围绕节能控制技术的研究也因此有了较快的发展。可以说,节能化已成为当前注塑机发展的一个重要方向。

(1)比例变量泵系统。采用阀泵结合的负载敏感控制原理, 尽管可消除应用定量泵与三通压力流量比例阀造成的所有与流量有关的能量损失, 但因比例节流阀存在固定的工作压差, 导致仍存在较大的节流损失,特别是在高速阶段, 这一损失更加显著。

为了解决这一问题,需要采用压力、流量直接闭环控制的高响应变量泵作为动力源,使常规的节流调速系统转变为比例变量调速系统,从而实现注塑机液压系统由阀控向泵控的转变。

比例变量泵系统简化的回路原理如图4所示。这一系统改变了常规的比例控制方法,由定量泵 PQ 比例阀系统转变为比例变量泵系统,其核心的控制元件采用了兼具比例压力、比例流量和负载压力反馈等多种复合控制功能的负载敏感型比例变量柱塞泵。

结语,我国塑料机械工业经过20多年的发展取得了长足的进步,大大小小的塑料机械制造企业已达数千家。一些国内塑料机械企业抓住了近年来的大好时机,实现了跨越式发展,不仅占据了国内的较大市场份额,而且还有相当数量的产品出口到国外。

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