
注塑機是加工塑料制品的主要設備之一,因為它能形成形狀復雜、尺寸精度高或具有塑料金屬嵌件致密紋理的特點,廣泛應用于機械、電力電子、汽車、包裝、建材、國防、農業(yè)等領域,各地區(qū)的文教衛(wèi)生和人民生活。我國是塑料制品生產大國,也是世界上最大的注塑機產銷國。據(jù)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2016年我國橡膠行業(yè)工業(yè)產值增速已達8%,同時市場對塑料產品質量提出了更高要求,但我國高精度注塑機仍主要依賴進口。
圖1產品功能設計示意圖
注塑成型工藝是將熱塑性塑料或熱固性塑料在加熱筒中均勻塑化,然后通過螺桿或柱塞推入封閉的模腔,成型過程中塑料制品需要經過冷卻或加熱后才能成型。溫度控制是注塑機過程控制中最重要的部分之一,在實際生產過程中需要解決以下問題:
由于受控熔體的時變性,外部因素導致對象狀態(tài)復雜,對象模型參數(shù)難以確定,容易出現(xiàn)超調和振蕩,PID參數(shù)整定時間過長,難以達到理想的控制效果。同時,雖然液壓油的溫度控制相對獨立,但反復變化會影響液壓系統(tǒng)的流量和壓力穩(wěn)定性及注射速度,溫度的變化也會影響模具的成型周期和產品的表面質量。傳統(tǒng)注塑機在溫度控制精度、穩(wěn)定性和能耗控制方面都有待提高和提高。
圖2 D總線數(shù)據(jù)交換格式
針對以上問題,我們開發(fā)了“網(wǎng)絡注塑機溫度控制器,是基于過渡曲線參數(shù)自整定控制和神經元自適應PSD控制及模糊PID控制技術,對筒體溫度和噴嘴溫度進行精確、穩(wěn)定的測量和控制,液壓油溫度與模具溫度,實現(xiàn)無超調、解耦在一起、抗干擾和參數(shù)自校正控制功能,提高成形質量,提高生產效率和節(jié)能的目的。在滿足各行業(yè)對塑料件個性化、精密化,以及高速、高效、節(jié)能的生產需求的同時,使國產注塑機走上高端化、精密化的路線,提高了橡塑行業(yè)的自動化水平。
一、 關鍵技術
為了解決注塑機的溫度控制問題,研究了高速總線技術、高精度溫度測量技術、無超調參數(shù)自校正控制技術、多區(qū)域干擾解耦控制技術和可編程控制技術,開發(fā)了D總線高速總線,支持Beckhoff EtherCAT協(xié)議,網(wǎng)絡開發(fā)注塑機溫度控制