Com o desenvolvimento da tecnologia industrial e a melhoria do padrão de vida das pessoas, os requisitos das pessoas para os tipos e a qualidade dos produtos plásticos aumentam cada vez mais. Pesquisa aprofundada sobre equipamentos de moldagem de plástico e tecnologias de controle relacionadas para superar defeitos de produtos e melhorar a qualidade do produto para moldagem de plástico A melhoria da tecnologia é de grande importância. No equipamento de moldagem de plástico, a moldagem por extrusão e a moldagem por injeção são as mais utilizadas. Portanto, as tecnologias de controle desses dois tipos de equipamentos são apresentadas em detalhes.
Controle de equipamentos de extrusão
1, a necessidade de sistema de controle de moldagem por extrusão
(1) Economia de energia. No processo de moldagem por extrusão, o consumo de energia é utilizado principalmente para a resina fundida e o motor de acionamento. A energia térmica inclui o calor de fricção gerado pela rotação do parafuso e a energia térmica do aquecedor do barril. À medida que o fornecimento de energia se torna cada vez mais tenso. , É muito necessário pesquisar e desenvolver equipamentos de extrusão com alta eficiência e economia de energia.
(2) Estabilidade. A estabilidade do processo de extrusão inclui a estabilidade da qualidade e a estabilidade dimensional do produto. Para a medição dimensional de produtos simples, como folhas, filmes e tubos, a medição e controle diretos podem ser realizados por excelentes sensores e computadores. Para produtos complexos com formas complexas, é difícil medir diretamente as dimensões. Portanto, o próprio processo de produção deve ser estável. Portanto, é necessário pesquisar e desenvolver sistemas de controle de alta precisão e alta estabilidade para equipamentos de extrusão.
2, o design do sistema de controle de extrusão de precisão
O sistema de controle de extrusão requer parâmetros de processo para todo o processo de extrusão, como a pressão de fusão e temperatura, temperatura de cada seção da fuselagem, velocidade de rotação do parafuso principal e parafuso de alimentação, quantidade de alimentação, proporção de várias matérias-primas e corrente e tensão do motor. Parâmetros como detecção on-line e tecnologia de controle em loop fechado.
O design do sistema de controle de extrusão inclui: seleção do controlador principal, design do circuito da interface, design do circuito do excitador e do amplificador, design da interface homem-máquina (HMI) e algoritmo de controle de software, etc. De acordo com os requisitos e características do controle de extrusão de precisão, o principal O controlador pode usar o sistema de controle de computador programável PCC2003. O controlador de computador programável integra as funções padrão do controlador de lógica programável e a função de sistema operacional multitarefa de compartilhamento de tempo do computador industrial. Ele pode manipular facilmente a quantidade de comutação, a quantidade analógica e o loop. O hardware possui uma estrutura de plug-in única e inovadora, que permite que o sistema seja expandido e configurado de forma flexível e diversificada. O software também possui uma estrutura de módulos. A expansão do sistema só precisa sobrepor o módulo de software aplicativo na base original e possui função de programação de linguagem de alto nível. E pode ser misturado com a programação de vários idiomas conforme necessário. O diagrama de bloco do sistema de controle de processo de extrusão de precisão é mostrado na Figura 1.
Figura 1. Diagrama de blocos de um sistema de controle de processo de extrusão de precisão
Na Fig. 1, o módulo da CPU é CP476, com interface RS232 e uma interface CAN (Control Area Net). O ciclo de instruções é a função de cão de hardware embutida de 0.5us. Os componentes da interface incluem módulo de entrada analógica, saída analógica Módulo, módulo de mistura de entrada e saída digital, módulo de temperatura e módulo de interface de comunicação.
Controle da máquina de moldagem por injeção
1, tecnologia de controle em circuito fechado de máquina de moldagem por injeção de precisão
(1) Características do controle de injeção de precisão Em comparação com a moldagem por injeção convencional, a moldagem por injeção de precisão requer uma maior precisão repetitiva dos parâmetros de moldagem. Portanto, as máquinas de moldagem por injeção de precisão devem adotar o controle de feedback de várias etapas. Este controle em vários estágios inclui: deslocamento indutivo Controle ou sistema de injeção fechada de 10 vias com controle de tempo, tempo de espera em vários estágios, controle de pressão e velocidade e controle PID inteligente da temperatura do parafuso.
Além disso, o parafuso e o controle de temperatura do bocal é mais preciso. Isto é, quando o aquecimento pequeno excesso, de modo que pequenas variações de temperatura. Para o controlo convencional, quando a dupla-25 ~ 30 ℃ o excesso de temperatura, flutuações de temperatura devido ao parafuso doseador 4 ℃ acima, enquanto sob as mesmas condições precisão controle de temperatura máquina de moldagem por injeção de precisão em ± 0,5 ℃.
precisão de controlo da temperatura do óleo hidráulico. mudanças de temperatura do óleo hidráulico causar alterações na viscosidade, velocidade de fluxo que entra em cada actuador flutua, fazendo com que a velocidade de abertura e fecho do molde, a velocidade de injecção e a velocidade de rotação do parafuso é instável, ao mesmo tempo, levando a oscilações de pressão. pequena máquina de moldagem por injecção em geral, a operação contínua de óleo, sem ajustar caso 5h, a temperatura do óleo vai subir 28 ℃, a pressão do sistema irá subir 0,19 MPa, a retenção de pressão em função do trajecto de escoamento do polímero em fusão aproximadamente 1,9 ~ 2.9MPa, e, portanto, irá afectar os desvios dimensionais do artigo., a fim de impedir que isto aconteça, precisão máquina de moldagem por injecção utiliza um sistema de aquecimento de circuito fechado e um dispositivo de arrefecimento, pode, assim, ser estabilizado na temperatura do óleo do óleo de operação 50 ~ 55 ℃.
o controlo da temperatura do molde é mais rigoroso, o artigo é grandemente afectada pela precisão dimensional da temperatura do molde. A espessura dos diferentes materiais do artigo não só pelo tempo de arrefecimento, mas também pela temperatura do molde. Se o mesmo tempo de arrefecimento, a temperatura da cavidade do molde é baixo, o produto Grostura relativamente grande.
Com base nas características acima da moldagem por injecção de precisão de controlo de precisão do sistema de moldagem por injecção de uma máquina de moldagem por injecção convencional de controlo da máquina é muito mais complicada do que o necessário para implementar controlo de circuito fechado de parâmetros de pressão, como a velocidade.
(2) Princípio e características de controle de circuito fechado. O princípio do controle em malha fechada é mostrado na Fig. 2. Pode ser visto a partir da figura que o ponto de partida do controle em malha fechada é medir a variável alvo e um sensor correspondente à variável alvo é usado para detectar a variável alvo. Gera uma saída proporcional à variável alvo, tipicamente uma tensão, sinal de corrente ou sinal analógico. Esse sinal é retornado ao controlador de circuito fechado e comparado com o ponto de ajuste. Quando a variável de destino se desvia do ponto de ajuste, o controlador de circuito fechado gera Com os sinais de controle adicionais, o objeto de controle é ajustado pelo atuador, de modo que a variável alvo tende a ser consistente com os requisitos estabelecidos. No processo acima, o controle em malha fechada também pode eliminar a influência de diferentes distúrbios no objeto de controle, aprimorando ainda mais o controle. Precisão.
O sistema de controle de circuito fechado tem as seguintes características: O sinal de saída do sistema tem uma influência direta na função de controle, existe um link de feedback e a função de feedback é usada para reduzir o erro do sistema, de modo que a saída do sistema tende a um valor predeterminado, quando ocorre interferência, incluindo interferência interna e A interferência externa pode enfraquecer seu impacto, o sistema pode ser instável, então há um problema de verificação de temperatura (critério de estabilidade).
2, tecnologia de controle de máquina de moldagem por injeção de ultra alta velocidade
As máquinas de moldagem por injeção de alta velocidade têm velocidades de injeção mais elevadas do que as máquinas de moldagem por injeção convencionais e geralmente podem chegar a 1000mm / s ou mais. Tais altas velocidades de injeção podem trazer os seguintes benefícios para moldagem por injeção e produtos de moldagem por injeção:
(1) A taxa de cisalhamento extremamente elevada no processamento reduz a viscosidade do plástico, facilitando a realização de moldagem ultra fina e reduzindo a distorção e a distorção do produto.
(2) Pode reduzir a riólita superficial e a linha de fusão, melhorando assim o brilho da superfície do produto e a resistência da peça de soldagem e evitando a deformação do resfriamento.
(3) encurta o ciclo de injeção, melhora eficiência de injeção e efeito de poupança de energia.
Para realizar a injeção de ultra-alta velocidade, alguns métodos especiais precisam ser adotados, por exemplo, o motor linear de alto desempenho pode ser usado em máquina de moldagem por injeção totalmente elétrica para atingir velocidade de injeção de ultra-alta velocidade ou na máquina de moldagem por injeção hidráulica com resposta ultra-rápida e Acumuladores de alta capacidade de alta precisão, bem como servovalves de resposta rápida ou válvulas proporcionais, atendem aos requisitos de velocidade de injeção ultra-alta.
Atualmente, o último método tem sido usado em aplicações industriais, como a série IN2EB da INEWELL MACH INERY, a série SE2HY da SUMITOMO e as máquinas de moldagem por injeção ultra alta, como a FT2260BMC da BMC Corp. A Figura 2 mostra Estrutura do sistema hidráulico de alta moldagem por injeção.
Figura 2. Máquina de moldagem por injeção super alta diagrama de estrutura do sistema hidráulico
3 máquinas de moldagem por injeção tecnologia de controle de economia de energia
Desde o século 21, com o desenvolvimento da indústria de plásticos, os fabricantes de máquinas de moldagem por injeção de plástico exigem cada vez mais economia de energia e proteção ambiental, tornando a tecnologia de controle de economia de energia da máquina de moldagem por injeção geralmente avaliada em torno da tecnologia de controle de economia de energia, então há uma velocidade mais rápida Pode-se dizer que a poupança de energia tornou-se uma direção importante para o desenvolvimento da máquina de moldagem por injeção atual.
(1) Sistema de bomba de deslocamento variável proporcional Adotando a combinação de bomba de válvulas e princípio de controle sensível à carga, embora possa eliminar todas as perdas de energia relacionadas ao fluxo causadas pela aplicação da bomba de dosagem e a válvula de dosagem de fluxo de pressão de três vias, a válvula de borboleta proporcional tem uma fixação Pressão de trabalho, resultando na existência de uma maior perda de aceleração, especialmente na fase de alta velocidade, a perda ainda mais significativa.
Para resolver este problema, é necessário adotar a bomba de pressão variável de alta resposta com controle direto de pressão e fluxo em circuito fechado como fonte de energia para transformar o sistema de regulação da velocidade de aceleração convencional em um sistema de regulação de velocidade variável proporcional para que o sistema hidráulico da máquina de moldagem por injeção seja controlado pela bomba controlada por válvula Controle as mudanças.
Sistema de bomba variável proporcional O princípio do circuito simplificado é mostrado na Figura 3. Este sistema altera o método de controle proporcional convencional do sistema de válvula proporcional da bomba + PQ em um sistema de bomba de deslocamento variável, o núcleo do elemento de controle usa uma proporção de ambos Pressão, fluxo proporcional e retorno da pressão de carga e outra bomba de pistão de deslocamento variável de taxa variável de carga de controle complexo.
Figura 3. Esquema do sistema de bomba variável proporcional
Sistema de bomba variável proporcional em comparação com a bomba quantitativa ordinária + sistema de válvula proporcional PQ, o efeito de poupança de energia é óbvio, permitindo que a mesma taxa de injeção de energia da máquina seja melhorada e o sistema aqueça para reduzir, mas a bomba variável nos requisitos de limpeza de óleo, trabalhe O ruído também é maior.
(2) Sistema de controle hidráulico do inversor A tecnologia de controle hidráulico do inversor, princípio de poupança de energia, é através do inversor no controle quantitativo da velocidade do motor da bomba para alcançar o controle em tempo real da máquina de moldagem por injeção sistema hidráulico de fluxo de trabalho, tornando a saída quantitativa da bomba fluir apenas para a injeção Requisitos de processo do fluxo, que basicamente atingiu o objetivo de não perder o excesso.
Atualmente, a fonte de energia da máquina de moldagem por injeção hidráulica de conversão de freqüência adota principalmente dois tipos de modos de conversão de conversão de freqüência: um é um motor assíncrono comum que é composto de regulação de velocidade de conversão de freqüência e bomba de dosagem para formar a fonte de energia e o outro é usar servo motor AC de alta resposta Bomba quantitativa conduzida como fonte de energia.
O primeiro tipo de esquema de controle de economia de energia do sistema de controle da máquina de moldagem por injeção mostrado na Figura 4. Neste programa, o inversor específico da máquina de moldagem por injeção através da válvula de fluxo proporcional, o sinal de controle de corrente da válvula de pressão proporcional e o sinal de controle de fluxo do processo da máquina de moldagem por injeção ao motor Velocidade.
Figura 4. Sistema de controle de velocidade hidráulica de conversão de freqüência
Conclusão
Após mais de 20 anos de desenvolvimento, a indústria chinesa de máquinas plásticas fez grandes avanços, e o número de fabricantes de máquinas plásticas de todos os tamanhos atingiu milhares. Algumas empresas domésticas de máquinas plásticas aproveitaram a oportunidade de ouro nos últimos anos e alcançaram o desenvolvimento do salto, não só Ocupe uma maior participação no mercado interno, mas também uma quantidade considerável de produtos exportados para países estrangeiros.
No entanto, no que diz respeito ao nível geral de tecnologia, o fosso entre a maquinaria de plástico da China e os países desenvolvidos estrangeiros ainda é muito grande. O nível de equipamentos de processamento de plásticos depende em grande medida do nível de medição e controle. Os sistemas de controle de máquinas avançadas de plásticos avançados são amplamente utilizados. Os controladores lógicos programáveis (PLCs) são os principais sistemas de controle, e usam controle difuso, controle de processo estatístico (SPC) e monitoramento remoto e diagnóstico de falhas com base em redes em alguns equipamentos de produção de alta precisão. Ainda há uma grande lacuna nesta área. Portanto, na China, o desenvolvimento de uma nova geração de equipamentos de moldagem de plástico com base em tecnologia de controle inteligente trará altos benefícios econômicos e sociais.