注塑機自動化智能設(shè)計控制

摘要：注塑機自動化智能設(shè)計，利用自身設(shè)備性能，通過對時間、溫度和配料等可以預(yù)設(shè)程序的設(shè)置，進行自我工作，從而提升勞動效率和勞動質(zhì)量，并且符合注塑模具的設(shè)計要求，提升產(chǎn)品質(zhì)量。從注塑機部分功能的角度切入，進行整體性的研究和操控，注塑機由部分的指令控制到整體的指令協(xié)調(diào)控制，是一個時長的工控過程，也是一個自動的化的設(shè)計過程。通過各個部分的有效控制程序，將所有的指令有效的融合到系統(tǒng)的整體控制中去。

關(guān)鍵詞：注塑機;自動化;智能;控制

市場上所使用的有機械式的手動化注塑機，有電能半自動化的溫控注塑機，還有時間和溫控配料的自動化注塑機，三者各有優(yōu)劣，根據(jù)市場需求和產(chǎn)品質(zhì)量和效率的要求，自動化注塑機往往是我們當(dāng)前生產(chǎn)的首選，在做好智能生產(chǎn)設(shè)計的前提下，對于已經(jīng)定制好型號的生產(chǎn)模具往往有事半功倍的效果。注塑機是注塑成型的主設(shè)備，注塑機的技術(shù)參和性能與塑料性質(zhì)和注塑成型工藝有著密切的關(guān)系。注塑成型設(shè)備的進一步完善和發(fā)展必將推動注塑成型技術(shù)的進步，為注塑制品的開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)造條件。

1、注塑機自動化智能設(shè)計控制——流程模塊化，程序精確化，響應(yīng)快速化

注塑機智能設(shè)計的程序最后通過機械手的操作進行體現(xiàn)，在處理生產(chǎn)時長和溫度控制方面，能過做到精確和有效率，并且在配料的設(shè)置，處理圖像內(nèi)膜和瓶胚取樣方面能游刃有余，做到精確的有效控制。我們采用6軸或者8軸的中型以及大型的全服型注塑機械手進行自動化的設(shè)計和控制，通過全彩屏的觸摸手控器進行模塊程序的輸入，同時第一時間進行模塊程序的輸出。

設(shè)計控制的原則，智能設(shè)計程序響應(yīng)時間最短可至20ms，有效的提升提高液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度，這就需要我們根據(jù)注塑產(chǎn)品的型號和質(zhì)量要求進行概括化和模塊化的程序設(shè)計，保障快速響應(yīng)速度保障了開、合模精度，射膠終點位置精度可以達到0.1mm;配合精密模具，可以達到0.3%的注塑精度。高精度，高響應(yīng)的PID算法模塊使系統(tǒng)壓力非常穩(wěn)定，壓力波動度與正負0.5bar，提高塑料制品的成型質(zhì)量。我們達到100ms穩(wěn)定不超調(diào)，可以需要合適的調(diào)節(jié)器增益。

1.1 注塑機智能設(shè)計工控系統(tǒng)要求參數(shù)精確，輸出迅速，執(zhí)行有力符合要求。

智能設(shè)計要求簡潔便于操作，我們的程序設(shè)計方便直觀，在能夠做到自由編程的模式之下，將程序設(shè)計的各個分解動作有效的連成一個整體動作，按照注塑模型的工藝要求靈活搭配，操作簡便易行。像時間控制的移模速度往往在10-20m/miu之間，目前市場高速注塑機已經(jīng)達50-70m/min，使閉模時間縮短。

如上圖顯示，注塑機的工控程序的輸出流程，通過有效的固定程序進行輸入和輸出，針對可編控制程序（Programmade Controller. PLC），將不同程序的設(shè)計有效連接起來，最終建立起有效的動作連接，注塑機高度的自動化控制，能夠有效的縮短成品的成型周期。

1.2 注塑機智能安全工控的程序設(shè)計以及動作運行。

注塑機操縱手的有效控制，需要保證設(shè)備的安全，實現(xiàn)機械手的自由運動，按照基本3軸的位置，在3軸之間形成立體空間，設(shè)置有效的區(qū)域，橫向的注塑運動實在一個大的面積之內(nèi)進行，縱向高度在立體的空間之內(nèi)進行。

安全工控以及注塑程序的自動設(shè)計，我們應(yīng)用了西格瑪泰克Lasal Class2軟件的面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，使得用戶可以輕松編輯一個復(fù)雜的8軸系統(tǒng)。只需使用相同的“Class”，用戶就能夠快速地復(fù)制8個軸的運動控制系統(tǒng)。由于每個軸之間的運作是相互獨立的，因此只需要設(shè)定不同的運行參數(shù)，直接編寫運動指令即可實現(xiàn)對各軸的控制，使接觸面積擴大，并且使各項的操作運動有效的支配和配合。注塑機通過螺旋桿的推力，將已經(jīng)塑化好了的保持熔融狀態(tài)的塑料進行模型之內(nèi)的注塑，經(jīng)過一定的冷卻之后成型，取得所需要的成品。

2、注塑機自動化智能設(shè)計的控制協(xié)議與傳輸.

注塑機部分單元的控制與整體的協(xié)調(diào)控制是相互配合的，以實現(xiàn)對于元部件的分層和集中管理，注塑機核心部分以及單元控制層對設(shè)備層傳送來的數(shù)據(jù)進行有效的加工，注塑機根據(jù)其性質(zhì)，不同的采樣時間等，對于不同的指令進行打包和整理，在每一個數(shù)據(jù)的前面添加相關(guān)的代碼標(biāo)志，進行遠程的協(xié)調(diào)，并且通過自身的網(wǎng)絡(luò)傳送，進行生成計劃的調(diào)度，實現(xiàn)信息與資源的共享。

2.1 注塑機智能設(shè)計控制部分與操作設(shè)備之間的指令控制。

注塑機智能程序設(shè)計的第一步，就是通過單元部分的控制層向設(shè)備層之間有效傳遞，進行智能設(shè)計的程序體現(xiàn)，從部分的查詢單元通過鏈接適配器構(gòu)成指令系統(tǒng)，系統(tǒng)之間的傳輸從智能設(shè)計到操作設(shè)備，可以傳送LR的數(shù)目大約是256位，被自動的劃分到系統(tǒng)的每一個有效的PC鏈接之上，每一個通道所操作的指令不同，通過這樣交換數(shù)據(jù)，形成相關(guān)的操作動作。我們程序設(shè)計的過程，就是有效的進行指令控制的過程，形成雙向的傳輸回路，如下圖所示，智能設(shè)計控制部分與輸出設(shè)備之間的指令傳輸程序，雙向傳輸回路的有效工作流程，從而提升注塑機的工作效率和質(zhì)量。

2.2 系統(tǒng)整體的指令傳輸和協(xié)調(diào)配合控制。

注塑機自動化的工藝生產(chǎn)有多種配合方式，通過PLC的程序開發(fā)，并以并以行程控制和時間控制來實現(xiàn)指令的傳遞和操控，對于不同的指令，進行整體的協(xié)調(diào)配合，以此來實現(xiàn)工步的整體協(xié)調(diào)。

本系統(tǒng)的設(shè)計通過注塑機自身的數(shù)字編程來設(shè)計指令，進行全自動的配合和協(xié)調(diào)，通過有效的程序完成大部分的指令傳輸和動作的實現(xiàn)，這是一個全自動化的過程，從注塑機的第一步開始，通過時間上的搭配和時長的控制，進行合理有效的溫度和配料控制，

例如上圖所示，注塑機控制系統(tǒng)一般由輸入設(shè)備有啟動按鈕、停止按鈕，限位開關(guān)，自動需要檢測安全門限位開關(guān)組成。工作方式的選擇對應(yīng)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)sa1～sa3輸入，加上控制面板上的12個控制按鈕，需要輸入點數(shù)30個。輸出需要控制21個開關(guān)電磁閥，實現(xiàn)快速合模、慢速合模、鎖模等注塑機的15個，通過各個部分的有效控制程序，將所有的指令有效的融合到系統(tǒng)的整體控制中去。注塑機的控制是典型的順序控制，它的工作循環(huán)是從慢速合模工步開始，一步一步有條不紊進行，每一個工步執(zhí)行都使相應(yīng)電磁閥動作，用行程開關(guān)或定時器定時來判斷每一步是否完成，

并決定是否啟動下一個工步，采用步進梯形指令可以方便地完成相應(yīng)的控制過程。本系統(tǒng)的設(shè)計有手動、半自動和全自動多種工作方式，因而采用條件控制指令來實現(xiàn)工作方式的選擇。

綜上所述，目前在流行的自動化注塑機的智能化控制當(dāng)中，我們基本可以在智能設(shè)計程序中，保障工作流程的順利進行，并且最大限度的減少失誤，保障安全，實現(xiàn)自動化的自由運動，通過程序設(shè)計和安全保障系統(tǒng)，根據(jù)用戶不同的需求，進行產(chǎn)品模具的制作。

注塑機的智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化成為未來數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控發(fā)展的主要趨勢：向高速、高效、高精度方向發(fā)展;向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展;向PC-based化和開放性方向發(fā)展，信息技術(shù)（IT）與注塑產(chǎn)品的型號的結(jié)合，注塑機工作軸之間是相互獨立而且配合的，根據(jù)不同參數(shù)的設(shè)置和使用，使注塑機達到最大限度的整體化配合，保障了產(chǎn)品的安全性和高質(zhì)量。

參考文獻：

[1]徐建生.注塑機機械工業(yè)自動發(fā)展[J].社會科學(xué)文獻出版社.2011：15-49.

[2]何世鼎.注塑機人工控制與機械自動化[M].天津出版社.2011：35-61

[3]孫果達.注塑機工業(yè)發(fā)展[M].中國文史出版社.2010：22-30

[4]宋美云.民族工業(yè)發(fā)展[M].中國商會出版.2010：11-16

[5]李熙謀.人工控制注塑機的自動化和智能化[J].正中書局出版.2000：16-35.