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【行業案例】全電立式注塑機高速化解決方案 | 采用多段速度控制,提高切換過程的平緩性,提升注塑效率。

【行業案例】全電立式注塑機高速化解決方案 | 采用多段速度控制,提高切換過程的平緩性,提升注塑效率。

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設備概況

立式注塑機由注射系統、合模系統、液壓傳動系統、電氣控制系統、潤滑系統、加熱及冷卻系統、安全監測系統等組成。

注射系統是注塑機最主要的組成部分之一,一般有柱塞式、螺桿式、螺桿預塑柱塞注射式3種主要形式。目前應用最廣泛的是螺桿式。其作用是,在注塑料機的一個循環中,能在規定的時間內將一定數量的塑料加熱塑化后,在一定的壓力和速度下,通過螺桿將熔融塑料注入模具型腔中。

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工藝介紹

立式注塑機的工藝,主要分為以下三個部分:

      第一部分:儲料機構,包括注射伺服、儲料伺服,料斗,加熱器等。

     第二部分:模具部分,由產品規格決定模具大小和形狀。

     第三部分:開合模機構,由開合模伺服或者液壓機構組成。用于模具的打開和關閉。

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課題

01、加熱響應慢、干擾大

    ● 多段加熱響應性不同  

    ● 加熱管相互干擾

    ● 遲滯時間長

02、鎖模機構穩定性不足

    ● 易發生沖擊、損壞模具

    ● 開合模過程速度不穩定

03、儲料&注射精準性不足

    ● 射出軸跟隨精度不足 

    ● 背壓控制精度不足

04、保壓過程響應慢     

解決方案

01、過程控制技術

通過過程控制技術輸出操作量,抑制因接觸干擾導致的溫度降低,實現加熱器溫度的早期穩定。

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采用PIDAT功能自整定溫度PID加快調試效率,溫度控制精度從±10℃提高到±1℃。

02、開合??刂萍夹g

①  多段速度控制,使開合模過程更為平滑(一般為3-6段)。

②  模具保護功能,防止損壞模具(一般為1-2段)。

③  合模高壓,確保模具可以順利合上。

④  加減速優化,減少沖擊

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03、 儲料控制技術

①  儲料軸為主軸,進行同步速度控制,提高加減速性能。

②  射出軸為從軸,采用電子齒輪方式跟隨儲料軸。

③  根據背壓反饋情況,實時修改電子齒輪比進行背壓補償。

④  基準齒輪比自整定,提高背壓控制精度。

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04、 注射控制技術

①  射出軸同步速度控制,提高加減速性能。

②  根據位置參數,及時切換設定速度。

③  高速射出提升背壓,保證產品品質。

④  背壓高壓保護,及時調整射出速度。

注射速度控制

從0-1500轉加速時間25ms

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無保壓停機控制

▲ 1500轉停機無沖擊

▲ 減速時間25ms

▲ 減速距離3mm

05、 保壓控制技術

①  高速切換保壓

采用先降速,到達轉矩限制速度后,再進行轉矩控制。

速度無沖擊

減速時間25ms

減速距離3mm

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②  保壓前饋控制

通過保壓壓力設定,計算采用的扭矩控制值,再進行壓力PID補償。

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③  泄壓控制

當注射伺服到達切換點時,判斷背壓是否大于保壓值。

背壓>=保壓值:進行泄壓動作。

背壓<保壓值:進行保壓動作。

泄壓控制:注射伺服低速反向運行,同時限制反向運行最大高度,當壓力低于保壓

值后,注射伺服轉矩控制介入。

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④  多段保壓控制

當保壓值設定值有多種情況時,通過壓力設定值和當前值的比較,判定是否需要泄壓動作或保壓動作,進行快速切換實現多種保壓壓力穩定運行。此時需要進行伺服的反向泄壓和正向保壓的動作。

 

系統配置

針對注射、儲料工藝開發【多段速度控制技術】,快速適應多種設備的開發工作,提高工作效率。針對速度轉扭矩造成沖擊過大的情況,對切換速度、扭矩進行斜率處理,提高切換過程的平緩性,較少設備沖擊。

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實現價值

高速穩定,設備競爭力UP

實現性能指標:

注射速度:200mm/s

稱重精度:±0.025g

保壓精度:±2Bar

定位精度:±0.02mm

溫度精度:±1℃

背壓精度:±1Bar

【經營層】

· 結合多項尖端技術,各項性能領先,設備競爭力向上!

【管理層】

· 采用多段速度控制,實現了加溫、注射的高響應性,產能大幅提升。

· 提高切換過程的平緩性,較少設備沖擊,提升良品率,避免材料浪費。

【工程師層】

· 全系統由歐姆龍提供技術支援,后期維護有保障。

· 通過控制器提供的功能塊導入,無需繁瑣的程序編譯,縮短開發時間。

歐姆龍始終致力于解決生產中出現的課題,推動生產革新。尤其是歐姆龍智能制造理念i-Automation!中的“Integrated”(控制升級),致力于為制造業革新創出提供核心技術力,為客戶創造更簡單更靈活的制造現場,實現高速?高精度生產,賦予生產更多智能。

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審核編輯(
王靜
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