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【行业案例】全电立式注塑机高速化解决方案 | 采用多段速度控制,提高切换过程的平缓性,提升注塑效率。

供稿:欧姆龙自动化(中国)有限公司

  • 关键词:欧姆龙,注塑机,PLC
  • 摘要:注射系统是注塑机最主要的组成部分之一,一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式3种主要形式。目前应用最广泛的是螺杆式。其作用是,在注塑料机的一个循环中,能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后,在一定的压力和速度下,通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。

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设备概况


立式注塑机由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。


注射系统是注塑机最主要的组成部分之一,一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式3种主要形式。目前应用最广泛的是螺杆式。其作用是,在注塑料机的一个循环中,能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后,在一定的压力和速度下,通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。


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工艺介绍


立式注塑机的工艺,主要分为以下三个部分:

      第一部分:储料机构,包括注射伺服、储料伺服,料斗,加热器等。

     第二部分:模具部分,由产品规格决定模具大小和形状。

     第三部分:开合模机构,由开合模伺服或者液压机构组成。用于模具的打开和关闭。


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课题


01、加热响应慢、干扰大

    ● 多段加热响应性不同  

    ● 加热管相互干扰

    ● 迟滞时间长


02、锁模机构稳定性不足

    ● 易发生冲击、损坏模具

    ● 开合模过程速度不稳定


03、储料&注射精准性不足

    ● 射出轴跟随精度不足 

    ● 背压控制精度不足


04、保压过程响应慢     


解决方案


01、过程控制技术

通过过程控制技术输出操作量,抑制因接触干扰导致的温度降低,实现加热器温度的早期稳定。


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采用PIDAT功能自整定温度PID加快调试效率,温度控制精度从±10℃提高到±1℃。


02、开合模控制技术

①  多段速度控制,使开合模过程更为平滑(一般为3-6段)。

②  模具保护功能,防止损坏模具(一般为1-2段)。

③  合模高压,确保模具可以顺利合上。

④  加减速优化,减少冲击


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03、 储料控制技术

①  储料轴为主轴,进行同步速度控制,提高加减速性能。

②  射出轴为从轴,采用电子齿轮方式跟随储料轴。

③  根据背压反馈情况,实时修改电子齿轮比进行背压补偿。

④  基准齿轮比自整定,提高背压控制精度。


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04、 注射控制技术

①  射出轴同步速度控制,提高加减速性能。

②  根据位置参数,及时切换设定速度。

③  高速射出提升背压,保证产品品质。

④  背压高压保护,及时调整射出速度。


注射速度控制

从0-1500转加速时间25ms

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无保压停机控制

▲ 1500转停机无冲击

▲ 减速时间25ms

▲ 减速距离3mm


05、 保压控制技术

①  高速切换保压

采用先降速,到达转矩限制速度后,再进行转矩控制。


速度无冲击

减速时间25ms

减速距离3mm


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②  保压前馈控制

通过保压压力设定,计算采用的扭矩控制值,再进行压力PID补偿。


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③  泄压控制

当注射伺服到达切换点时,判断背压是否大于保压值。

背压>=保压值:进行泄压动作。

背压<保压值:进行保压动作。

泄压控制:注射伺服低速反向运行,同时限制反向运行最大高度,当压力低于保压

值后,注射伺服转矩控制介入。


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④  多段保压控制

当保压值设定值有多种情况时,通过压力设定值和当前值的比较,判定是否需要泄压动作或保压动作,进行快速切换实现多种保压压力稳定运行。此时需要进行伺服的反向泄压和正向保压的动作。

 

系统配置


针对注射、储料工艺开发【多段速度控制技术】,快速适应多种设备的开发工作,提高工作效率。针对速度转扭矩造成冲击过大的情况,对切换速度、扭矩进行斜率处理,提高切换过程的平缓性,较少设备冲击。


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实现价值

高速稳定,设备竞争力UP


实现性能指标:

注射速度:200mm/s

称重精度:±0.025g

保压精度:±2Bar

定位精度:±0.02mm

温度精度:±1℃

背压精度:±1Bar


【经营层】

· 结合多项尖端技术,各项性能领先,设备竞争力向上!


【管理层】

· 采用多段速度控制,实现了加温、注射的高响应性,产能大幅提升。

· 提高切换过程的平缓性,较少设备冲击,提升良品率,避免材料浪费。


【工程师层】

· 全系统由欧姆龙提供技术支援,后期维护有保障。

· 通过控制器提供的功能块导入,无需繁琐的程序编译,缩短开发时间。


欧姆龙始终致力于解决生产中出现的课题,推动生产革新。尤其是欧姆龙智能制造理念i-Automation!中的“Integrated”(控制升级),致力于为制造业革新创出提供核心技术力,为客户创造更简单更灵活的制造现场,实现高速・高精度生产,赋予生产更多智能。


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发布时间:2022年6月16日 10:48  人气:   审核编辑(王静 )
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