擠出與注塑成型控制技術(shù)
在塑料成型裝備中，擠出與注塑兩種成型設(shè)備的使用最為廣泛。隨著人們對塑料制品種類和質(zhì)量的要求日益提高，深入研究塑料成型裝備及其相關(guān)控制技術(shù)，從而克服制品中的缺陷，提高制品質(zhì)量，對于塑料成型技術(shù)的提高具有重要意義。下面我們來解析擠出與注塑成型控制技術(shù)。
1、擠出成型對控制系統(tǒng)的需求
(1)節(jié)能。在擠出成型過程中，能量的耗費大部分用于熔融樹脂和驅(qū)動電動機。熱能包括螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦熱和機筒加熱器的熱能兩部分。隨著能源供應(yīng)的日趨緊張，研究開發(fā)具有高效節(jié)能的擠出成型設(shè)備顯得十分必要。
(2)穩(wěn)定性。擠出成型工藝的穩(wěn)定性包括制品的質(zhì)量穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性。對于片、膜及管等形狀簡單制品的尺寸測量，可通過性能優(yōu)良的傳感器和計算機直接進行測控。而對于形狀復(fù)雜的異型材制品，由于直接測定尺寸十分困難，因此必須要求生產(chǎn)過程本身保持穩(wěn)定。為此，研究開發(fā)擠出成型設(shè)備所用的高精度和高穩(wěn)定性控制系統(tǒng)十分必要。
2、精密擠出成型控制系統(tǒng)的設(shè)計
擠出控制系統(tǒng)需要對整個擠出過程的工藝參數(shù)，如熔體壓力及溫度、各段機身溫度、主螺桿和喂料螺桿轉(zhuǎn)速、喂料量、各種原料的配比以及電機的電流電壓等參數(shù)進行在線檢測，并采用閉環(huán)控制技術(shù)。
擠出控制系統(tǒng)的設(shè)計包括：主控制器的選型、接口電路設(shè)計、驅(qū)動與放大電路設(shè)計、人機界面設(shè)計(HMI)以及控制算法軟件設(shè)計等。根據(jù)精密擠出成型控制要求與特點，主控制器可選用B&R(貝加萊)PCC2003可編程計算機控制系統(tǒng)。可編程計算機控制器集成了可編程邏輯控制器的標(biāo)準(zhǔn)功能和工業(yè)計算機的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)功能，能方便地處理開關(guān)量﹑模擬量及進行回路調(diào)節(jié)。其硬件具有獨特新穎的插拔式結(jié)構(gòu)，可使系統(tǒng)得到靈活多樣的擴展和組態(tài)。軟件也具備模塊結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)擴容只需在原有基礎(chǔ)上疊加應(yīng)用軟件模塊，同時具有高級語言編程功能，并可以根據(jù)需要采用多種語言混合編程。
3、注塑機節(jié)能控制技術(shù)
進入21世紀(jì)以來，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，注塑加工商對注塑機的節(jié)能與環(huán)保的要求日趨提高，使得注塑機節(jié)能控制技術(shù)受到普遍的重視，圍繞節(jié)能控制技術(shù)的研究也因此有了較快的發(fā)展?？梢哉f，節(jié)能化已成為當(dāng)前注塑機發(fā)展的一個重要方向。
(1)比例變量泵系統(tǒng)。采用閥泵結(jié)合的負(fù)載敏感控制原理，盡管可消除應(yīng)用定量泵與三通壓力流量比例閥造成的所有與流量有關(guān)的能量損失，但因比例節(jié)流閥存在固定的工作壓差，導(dǎo)致仍存在較大的節(jié)流損失，特別是在高速階段，這一損失更加顯著。
為了解決這一問題，需要采用壓力、流量直接閉環(huán)控制的高響應(yīng)變量泵作為動力源，使常規(guī)的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸壤兞空{(diào)速系統(tǒng)，從而實現(xiàn)注塑機液壓系統(tǒng)由閥控向泵控的轉(zhuǎn)變。
比例變量泵系統(tǒng)簡化的回路原理如圖4所示。這一系統(tǒng)改變了常規(guī)的比例控制方法，由定量泵PQ比例閥系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸壤兞勘孟到y(tǒng)，其核心的控制元件采用了兼具比例壓力、比例流量和負(fù)載壓力反饋等多種復(fù)合控制功能的負(fù)載敏感型比例變量柱塞泵。
結(jié)語，我國塑料機械工業(yè)經(jīng)過20多年的發(fā)展取得了長足的進步，大大小小的塑料機械制造企業(yè)已達數(shù)千家。一些國內(nèi)塑料機械企業(yè)抓住了近年來的大好時機，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，不僅占據(jù)了國內(nèi)的較大市場份額，而且還有相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品出口到國外。
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