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网络化注塑机温度控制器的研制

网络化注塑机温度控制器的研制

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【概要描述】注塑机是加工塑料制品的主要设备之一,因为它能形成形状复杂、尺寸精度高或具有塑料金属嵌件致密纹理的特点,广泛应用于机械、电力电子、汽车、包装、建材、国防、农业等领域,各地区的文教卫生和人民生活。

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注塑机是加工塑料制品的主要设备之一,因为它能形成形状复杂、尺寸精度高或具有塑料金属嵌件致密纹理的特点,广泛应用于机械、电力电子、汽车、包装、建材、国防、农业等领域,各地区的文教卫生和人民生活。我国是塑料制品生产大国,也是世界上最大的注塑机产销国。据中国塑料加工工业协会统计,2016年我国橡胶行业工业产值增速已达8%,同时市场对塑料产品质量提出了更高要求,但我国高精度注塑机仍主要依赖进口。

图1产品功能设计示意图

注塑成型工艺是将热塑性塑料或热固性塑料在加热筒中均匀塑化,然后通过螺杆或柱塞推入封闭的模腔,成型过程中塑料制品需要经过冷却或加热后才能成型。温度控制是注塑机过程控制中最重要的部分之一,在实际生产过程中需要解决以下问题:

由于受控熔体的时变性,外部因素导致对象状态复杂,对象模型参数难以确定,容易出现超调和振荡,PID参数整定时间过长,难以达到理想的控制效果。同时,虽然液压油的温度控制相对独立,但反复变化会影响液压系统的流量和压力稳定性及注射速度,温度的变化也会影响模具的成型周期和产品的表面质量。传统注塑机在温度控制精度、稳定性和能耗控制方面都有待提高和提高。

图2 D总线数据交换格式

针对以上问题,我们开发了“网络注塑机温度控制器,是基于过渡曲线参数自整定控制和神经元自适应PSD控制及模糊PID控制技术,对筒体温度和喷嘴温度进行精确、稳定的测量和控制,液压油温度与模具温度,实现无超调、解耦在一起、抗干扰和参数自校正控制功能,提高成形质量,提高生产效率和节能的目的。在满足各行业对塑料件个性化、精密化,以及高速、高效、节能的生产需求的同时,使国产注塑机走上高端化、精密化的路线,提高了橡塑行业的自动化水平。

一、 关键技术

为了解决注塑机的温度控制问题,研究了高速总线技术、高精度温度测量技术、无超调参数自校正控制技术、多区域干扰解耦控制技术和可编程控制技术,开发了D总线高速总线,支持Beckhoff EtherCAT协议,网络开发注塑机温度控制

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