電動注塑機(jī)電氣控制論文范文
1與傳統(tǒng)液壓注塑機(jī)的比較優(yōu)勢
跟傳統(tǒng)的液壓注塑機(jī)相比較，廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)的最大優(yōu)勢在于采用了伺服電機(jī)進(jìn)行電氣控制。由于創(chuàng)新地采用了伺服電機(jī)，廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)每一個注塑成型環(huán)節(jié)都可以長時間進(jìn)行高精度控制，不但比傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動節(jié)省五至七成的耗電量，而且還節(jié)省了液壓油以及冷卻水的成本。在注射速度方面，傳統(tǒng)的液壓式注塑機(jī)利用蓄能器技術(shù)能夠達(dá)到較快的注射速度，但是由于受到液壓閥及蓄能器動作特性的限制，不能達(dá)到較低的注射速度。而伺服電機(jī)的速度控制特性比較好，從極低到極高的速度都可以加以控制，具有較廣泛的速度適應(yīng)范圍。圖2所示的是傳統(tǒng)液壓式注塑機(jī)液壓伺服系統(tǒng)與廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)電氣伺服系統(tǒng)的對比圖。從圖中可看出，廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)電氣伺服系統(tǒng)里的伺服電動機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)液壓傳動裝置里的動力源油泵，而且還直接起著液壓伺服閥以及執(zhí)行元件（即油缸）的作用，因此其注射速度相應(yīng)較快，精度也較高。
2廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)的電氣控制
2.1工作原理
廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)采用的是公司自主研究開發(fā)的GSK6000控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)集注塑行業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)工藝控制方法之大成，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能以及環(huán)保的三大注塑理念。廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)的工作原理是充分利用塑料熱塑性，通過伺服電機(jī)控制塑料的加熱融化及其流入模腔的速度，再經(jīng)過保壓及冷卻階段即可成型為形狀各異的塑料制品。在加工產(chǎn)品的時候，首先計(jì)量加料，經(jīng)過加熱使原料熔融塑化，然后施加高壓注射到合好的'模具里面，再經(jīng)過一段時間的保壓和冷卻后開模，最后頂出制品即可完成整個產(chǎn)品注塑成型的過程。
2.2伺服單元的特性要求
廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)的注射性能在非常大的程度上依賴于伺服控制系統(tǒng)精密、穩(wěn)定的特性，要求伺服系統(tǒng)具備如下四方面特性。2.2.1精度高。為保證制品可以滿足精密注射成型的要求，伺服控制系統(tǒng)必須具備高質(zhì)量以及高穩(wěn)定性，務(wù)求令射膠等動作具備非常高的精度。所以，不但要求伺服單元在位置控制方面定位精度高，而且要求在速度控制方面提供高精度調(diào)速。2.2.2響應(yīng)快。為使結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品注塑成型，常需進(jìn)行多級注射。要確保執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)預(yù)設(shè)要求嚴(yán)格切換成形參數(shù)，不但要求伺服控制系統(tǒng)定位精度高，同時也要求其具備快速響應(yīng)的良好特性，能夠很快地響應(yīng)跟蹤指令信號。2.2.3調(diào)速范圍廣。無論是注射過程還是鎖模過程，執(zhí)行機(jī)構(gòu)都被要求在比較廣的速度范圍內(nèi)運(yùn)作。例如在驅(qū)動模板進(jìn)行合模的過程中，為保護(hù)模具的安全，鎖模機(jī)構(gòu)需要從移模階段的高速度切換到即將閉緊模具時的低速度，由此要求驅(qū)動鎖模機(jī)構(gòu)運(yùn)行的伺服單元能夠提供一個較廣的調(diào)速范圍，以實(shí)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換。2.2.4低速轉(zhuǎn)矩大。注塑機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時要求進(jìn)給伺服系統(tǒng)具備較大的轉(zhuǎn)矩輸出。為滿足以上特性要求，廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)對伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件———伺服電機(jī)也提出了相應(yīng)的幾點(diǎn)要求：（1）要求伺服電機(jī)在全部轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)都可以平滑地運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩的波動要小，特別是低速運(yùn)轉(zhuǎn)的時候仍然要保持平穩(wěn)的速度且無爬行的現(xiàn)象；（2）要求伺服電機(jī)具備相應(yīng)的過載能力，以滿足系統(tǒng)低速以及大轉(zhuǎn)矩兩方面的特性要求；（3）要求伺服電機(jī)要有較小的轉(zhuǎn)動慣量、較大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、盡量小的機(jī)電時間常數(shù)以及盡可能小的啟動電壓，以滿足系統(tǒng)快速響應(yīng)的特性要求；（4）要求伺服電機(jī)可以承受得起頻繁的啟動、制動以及反轉(zhuǎn)。
2.3動作控制
為了獲得高質(zhì)量的注塑產(chǎn)品，廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)在注塑的過程中，使用伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)對每個運(yùn)動機(jī)構(gòu)動作的順序及過程控制，以確保注塑機(jī)能夠依照工序要求完成制品生產(chǎn)流程。廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)的注射裝置是實(shí)現(xiàn)塑化計(jì)量、注射以及保壓補(bǔ)縮三項(xiàng)功能的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制方式?jīng)Q定著制品的質(zhì)量，能滿足兩個基本要求：一是在限定的時間里，提供設(shè)定數(shù)量、組分以及溫度均勻的熔料；二是按照塑料性能以及制品的結(jié)構(gòu)情況，提供適合的注射速度及注射壓力，把熔料注入模腔。注塑的所有運(yùn)動過程都是由廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)的六臺伺服電機(jī)通過動作配合去驅(qū)動完成的。圖3所示為其主要部件結(jié)構(gòu)圖。與注射螺桿同軸并且連接緊密的電機(jī)叫做射膠伺服電機(jī)，起到通過傳功裝置實(shí)現(xiàn)注射螺桿向前注射運(yùn)動的作用。跟注射螺桿平行的電機(jī)叫做溶膠伺服電機(jī)，其作用主要是實(shí)現(xiàn)螺桿轉(zhuǎn)動使粒狀原料往前傳送。用于平移整個射臺的電機(jī)叫做射臺移動伺服電機(jī)，由該電機(jī)驅(qū)動完成射臺的往復(fù)運(yùn)動。廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)以伺服電機(jī)作為驅(qū)動裝置，其控制系統(tǒng)的硬件框架如圖4所示，主要組成有人機(jī)界面、運(yùn)動控制器、邏輯控制器、伺服驅(qū)動、溫度控制單元以及傳感器六大部分。工藝程序控制基于傳感器的位置、溫度、壓力及速度等信息來進(jìn)行，為達(dá)到高精密的注塑工藝建立了多個閉環(huán)環(huán)節(jié)。對于射出螺桿移動速度的控制，是將安裝在伺服電機(jī)后的編碼器信號作為輸入的信號，相比于在控制器內(nèi)設(shè)定速度指令來說實(shí)現(xiàn)了半閉環(huán)控制。對于射出壓力的控制，是通過測定螺桿后的壓力傳感器信息來形成射出壓力的全閉環(huán)控制。而對于超低速位置的控制，則是以光柵尺去實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的控制。廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)動作控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在于溫度、壓力等傳感器信號的高速處理。工藝程序控制裝置以及伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)之間采用的是數(shù)字接口，兩者間只互相傳遞數(shù)字信號，抗干擾能力特別強(qiáng)、因此能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、微細(xì)量的穩(wěn)定控制。
3結(jié)束語
以及人們環(huán)保意識的日漸加強(qiáng)，用戶對注塑機(jī)的要求越來越提高。廣數(shù)精密全電動注塑機(jī)在各種新型注塑機(jī)當(dāng)中較具代表性，并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將來會朝著更加簡便化、更加智能化的方向發(fā)展，同時會對其自主研發(fā)的GSK控制系統(tǒng)及伺服電機(jī)提出更高的要求。
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