注塑機原理及工藝流程簡單易懂

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上原理及注塑機工藝流程簡介1、 IJC控制原理：IJC控制器針對注塑機控制，主要有溫度控制，類比輸入控制，比例輸出控制，開關(guān)量輸入輸出控制四部分構(gòu)成。注塑機溫度控制是注塑工藝的重要參數(shù)，是塑化裝置的唯一外部供熱，因此，料筒的溫控技術(shù)將直接影響到制品的質(zhì)量。類比控制是位置尺及壓力感測輸入端，直接影響位置及壓力控制的精準(zhǔn)度。比例輸出控制主要驅(qū)動注塑機的比例閥，直接反應(yīng)油路控制的靈敏度和精確度。開關(guān)量控制是反應(yīng)輸入接點狀態(tài)及輸出電磁閥控制。 二、注塑機的原理和功能結(jié)構(gòu)：注射成型機（簡稱注射機或注塑機）是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備

2、。 注塑成型是利用塑料的熱物理性質(zhì)，把物料從料斗加入料筒中，料筒外由加熱圈加熱，使物料熔融，在料筒內(nèi)裝有在外動力馬達(dá)作用下驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的螺桿，物料在螺桿的作用下，沿著螺槽向前輸送并壓實，物料在外加熱和螺桿剪切的雙重作用下逐漸地塑化，熔融和均化，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺桿的頭部，與此同時，螺桿在物料的反作用下后退，使螺桿頭部形成儲料空間，完成塑化過程，然后，螺桿在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高壓，將儲料室內(nèi)的熔融料通過噴嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料經(jīng)過保壓、冷卻、固化定型后，模具在合模機構(gòu)的作用下，開啟模具，并通過頂出裝置把定型好的制品從模具

3、頂出落下。注塑機作業(yè)循環(huán)流程如圖1所示。關(guān)模射座前進(jìn)注射保壓冷卻開模制品頂出前加料后加料固定加料 圖1 注塑機工作程序框圖注塑機通常由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳達(dá)動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、加熱及冷卻系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)等組成。1.注塑系統(tǒng)注射系統(tǒng)的作用：注射系統(tǒng)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(yù)塑柱塞注射式3種主要形式。目前應(yīng)用最廣泛的是螺桿式。其作用是，在注塑料機的一個循環(huán)中，能在規(guī)定的時間內(nèi)將一定數(shù)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。注射結(jié)束后，對注射到模腔中的熔料保持定型。注射系統(tǒng)的組成：注射系統(tǒng)由塑化裝置和動力傳遞裝置

4、組成。螺桿式注塑機塑化裝置主要由加料裝置、料筒、螺桿、射咀部分組成。動力傳遞裝置包括注射油缸、注射座移動油缸以及螺桿驅(qū)動裝置（熔膠馬達(dá)）。2.合模系統(tǒng)合模系統(tǒng)的作用：合模系統(tǒng)的作用是保證模具閉合、開啟及頂出制品。同時，在模具閉合后，供給予模具足夠的鎖模力，以抵抗熔融塑料進(jìn)入模腔產(chǎn)生的模腔壓力，防止模具開縫，造成制品的不良現(xiàn)狀。合模系統(tǒng)的組成：合模系統(tǒng)主要由合模裝置、調(diào)模機構(gòu)、頂出機構(gòu)、前后固定模板、移動模板、合模油缸和安全保護機構(gòu)組成。 3.液壓系統(tǒng)液壓傳動系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)注塑機按工藝過程所要求的各種動作提供動力，并滿足注塑機各部分所需壓力、速度、溫度等的要求。它主要由各自種液壓元件和液壓輔助

5、元件所組成，其中油泵和電機是注塑機的動力來源。各種閥控制油液壓力和流量，從而滿足注射成型工藝各項要求。4.電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)是注塑機的“神經(jīng)中樞”系統(tǒng)，控制各種程序動作，實現(xiàn)對時間、位置、壓力、速度和轉(zhuǎn)速等的控制與調(diào)節(jié)，由各種繼電器組件、電子組件、檢測組件及自動作儀表所組成。電氣控制系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)相結(jié)合，對注射機的工藝程序進(jìn)行精確而穩(wěn)定的控制與調(diào)節(jié)。電氣控制系統(tǒng)的質(zhì)量將直接影響產(chǎn)品的成型質(zhì)量，例如對合模速度、低壓模保、及模具鎖緊力的控制，將影響產(chǎn)品的成型周期、可靠的低壓模具保護、準(zhǔn)確的開模定位等。另一個需要精確控制的是影響注射工藝條件的注射速度、保壓壓力、螺桿轉(zhuǎn)速及料筒的溫度等。(1)開

6、、閉環(huán)控制實現(xiàn)注塑機自動控制的方法分為兩大類：第一類順序控制，即：開環(huán)控制；第二類回饋控制系統(tǒng)。一般對速度和壓力的控制采用的是開環(huán)控制方式；對位移和溫度的控制則是回饋控制方式。a.開環(huán)控制如系統(tǒng)輸出量不與指定輸入相比較，系統(tǒng)的輸出與輸入量之間不存在回饋通道，此種稱開環(huán)控制，如圖2所示。此控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、組件少、成本低、系統(tǒng)容易穩(wěn)定。由于不對被控量進(jìn)行檢測，當(dāng)系統(tǒng)受干擾時，被控量一旦偏離原有的平衡狀態(tài)，再沒有消除這種偏關(guān)的功能，限制了系統(tǒng)的應(yīng)用。開環(huán)控制系統(tǒng)中，當(dāng)被控制對像給以設(shè)定值之后，則系統(tǒng)就會使被控制量（壓力、速度、轉(zhuǎn)速、位移）得到實際值，并能經(jīng)儀表顯示出來。但是由于各種環(huán)境因素的干擾，

7、會使系統(tǒng)的給定值與實際值之間產(chǎn)生偏差，但無須再重新修正這個偏差，即系統(tǒng)自身對此偏差無調(diào)節(jié)作用。圖2 開環(huán)控制系統(tǒng)框圖b.閉循環(huán)控制把系統(tǒng)被控制量回饋到輸入端，并與指定輸入相比較，此為閉環(huán)控制，由于存在被控制量經(jīng)回饋環(huán)節(jié)至比較點的回饋通道，又稱回饋控制，如圖3所示。閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是：連續(xù)地對被控量檢測，把測得的實際值提前回饋到始端與給定值進(jìn)行比較，將所得到的偏差信號經(jīng)控制器的變換運算和放大器的放大，對控制對象發(fā)出新的控制信號，使被控量按照指定輸入的要求去變化。受內(nèi)部和外部信號干擾時，通過閉環(huán)控制，能自動地消除或削弱干擾信號對被控對象的影響，有抗擾動功能。圖3 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖(2)控制系統(tǒng)的

8、組成a.檢測系統(tǒng)電器具有檢測系統(tǒng)電器有行程開關(guān)、電子尺、熱電偶等。（）行程開關(guān)行程開關(guān)（限位開關(guān)）是以機械動作發(fā)出控制指令的主令電器。用于控制運動方向、行程或位置保護。符號：SQ（LS）。行程開關(guān)由操作機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和外殼等組成。我們所用的舜展臥式機的位移控制就是此種行程開關(guān)。（）接近開關(guān)接近開關(guān)（無觸點行程開關(guān)）代替有觸點行程控制和限位保護，也可用于高頻計數(shù)、液面控制等，具有穩(wěn)定、可靠、壽命長、定位重復(fù)、適應(yīng)較惡劣的工作條件等優(yōu)點。符號：PRS今機立式機利用接近開關(guān)控制滑范本的行程。（）電子尺電子尺是一種電阻式的位移傳感器，有是也稱為電阻尺。符號：POS。其工作原理是：采用可變電阻分壓原理

9、，將線位移轉(zhuǎn)換成傳感器的電阻變化，并變成電壓信號傳送。圖4 電子尺工作原理圖除舜展臥式注射機外，其它機型都是用電子尺對螺桿位移、模板位移、及頂出桿位移進(jìn)行檢測，從而對運動速度進(jìn)行控制。（）熱電偶熱電偶是溫度檢測組件，用來對各處溫度進(jìn)行檢測。符號是：BT T/C。其工作原理：將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點之間存在溫差時，由于熱電效應(yīng)，兩者之間產(chǎn)生電動勢，在回路中形成電流。即將工作端置于溫度為t的被測介質(zhì)中，另一自由端在t0的恒定溫度下。當(dāng)工作端的介質(zhì)溫度發(fā)生變化時，熱電勢隨之發(fā)生變化，將熱電勢輸入顯示儀表、記錄或關(guān)入微機進(jìn)行處理，獲得溫度值

10、。 熱電勢值與熱電極本身的長度和直徑無關(guān)，只與熱電極材料的成分及兩端的溫度有關(guān)。注塑機的料筒溫度、噴嘴溫度和油溫的溫度控制，都需要經(jīng)熱電偶檢測后送入控制器中。b.執(zhí)行系統(tǒng)電器注塑機用到的執(zhí)行機構(gòu)有：電磁閥線圈、加熱線圈、電動機、接觸器、報警燈、蜂鳴器等。c.邏輯判斷及指令形成系統(tǒng)電器有各種控制器、顯示器、按鈕、撥碼開關(guān)、電源器等。d.其它系統(tǒng)電器快速熔斷器、變壓器、導(dǎo)線、冷卻風(fēng)扇、電流表等。(3)注射速度與注射壓力的控制注塑機的注射速度控制包括兩種含意：一個是對螺桿推進(jìn)物料的速度進(jìn)行開環(huán)或閉環(huán)控制；一個是對螺桿推進(jìn)速度同時進(jìn)行位置和速度值的多級切換，稱多級注射速度切換或控制。同樣，注塑機的注射

11、壓力控制也包括的是這兩種含意：一個是對螺桿推進(jìn)物料的壓力進(jìn)行開環(huán)或閉環(huán)控制；一個是對螺桿推進(jìn)壓力同時進(jìn)行位置和速度值的多級切換，稱多級注射速度切換或控制。注塑機對注射壓力和速度控制的特點是：用電子尺檢測位置信號與通過所設(shè)定的位置信號進(jìn)行比較，將比較信號輸入給控制裝置，實現(xiàn)在指定位置上的速度切換和壓力切換。速度值和壓力值通過模擬量或數(shù)學(xué)量設(shè)定輸入給控制裝置，指令信號經(jīng)放大輸出給比例壓力流量閥，實現(xiàn)對流量和壓力的控制，從而實現(xiàn)多級注射壓力和速度的控制。如圖5。圖5 多級注射控制原理圖注射壓力的切換有三段，各段的切換是由位置設(shè)定和位移傳感器通過控制裝置來同時切換壓力和速度；由射出切換為保壓時，既可通

12、過位移設(shè)定來切換，也可用時間來切換；保壓有二段壓力、兩段速度，兩段間的切換是用時間來切換的，因為進(jìn)入保壓階段后，螺桿位移量很小，不易控制。(4)溫度的控制與調(diào)節(jié)a.料筒溫度控制注塑機料筒溫度是注塑工藝的重要參數(shù)，是塑化裝置的唯一外部供熱，因此，料筒的溫控技術(shù)將直接影響到制品的質(zhì)量。常用的注塑料筒加熱段有三段、四段或五段。注塑機料筒與噴嘴溫控的調(diào)節(jié)是閉環(huán)控制方式，即通過熱電偶檢測與設(shè)定值進(jìn)行比較，從而對加熱電阻圈進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。注塑機的溫度控制與調(diào)節(jié)有四種基本形式：我廠注塑機用的是開關(guān)控制型式和比例微分積分控制式。（）開關(guān)控制（ON/OFF）型式 這種型式的熱能轉(zhuǎn)換組件是電阻加熱圈，功率的輸出狀

13、態(tài)是開關(guān)形式，。圖6是開關(guān)控制型式的輸出狀態(tài)及其溫度特性曲線。從特性曲線可以看出，這種開關(guān)式的溫度控制超調(diào)量大，溫度波動大很不穩(wěn)定。 圖6 開關(guān)控制溫度特性曲線 圖7 PID控制溫度曲線 （）比例、積分、微分控制（PID）控制型式 是一種根據(jù)連續(xù)檢測溫度的偏差信號，提高對溫度的控制精度。由前所述，注塑機的料筒壁較厚，所以，在對料筒溫度控制時，就要考慮熱電偶檢測點的選擇問題，因為在不同的檢測點上其溫度曲線有較大的差異的。如圖8所示。 圖8 熱電偶位置對溫度特性曲線的影響（1）溫度檢測點安裝方式；（2）不同安裝位置曲線的比較曲線1檢測點在料筒表面的溫度曲線；曲線2檢測點在料筒深部時的溫度曲線；曲線

14、3工藝要求曲線,曲線1是熱電偶1的溫度-時間曲線，反應(yīng)出溫度波動大。但由于檢測點與控制點接近，有較高的溫控靈敏度。曲線（2）是熱電偶的溫度-時間曲線，由于料筒熱慣性的原因，曲線要比曲線1滯后，但所指示的溫度更接近于塑料熔體的實際溫度。但是兩者均有較大的溫度波動，與實際要求的有較大的偏差。另外，料筒溫度的控制還與所選用的熱電偶有關(guān)，尤其在對溫度進(jìn)行精確控制時，應(yīng)選用熱敏性高、且質(zhì)量穩(wěn)定的熱電偶。b.噴嘴溫度的控制與檢測噴嘴溫度也是在注塑工藝參數(shù)中應(yīng)特別控制的一工藝參數(shù)，由于此處測得的溫度更能接近熔體的實際溫度，所以對其的控制也日益受到人們的重視。一般情況下采用和料筒溫度相同的控制方式，目前，有些

15、廠家用專門測量噴嘴的熱電偶對噴嘴溫度進(jìn)行檢測。相對來講，因噴嘴處料筒壁較薄，熱電偶檢測點較接近熔體，測得的溫度也較料筒溫度更接近熔體溫度，對成型更具有指導(dǎo)意義。c.油溫的控制與檢測由前述可知，對液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和注塑制品質(zhì)量都有重要的影響。所以一般注塑機都設(shè)置有油溫檢測裝置。在生產(chǎn)中，常用冷卻水對液壓油進(jìn)行冷卻以控制油溫，卻沒有對油溫進(jìn)行檢測。但在注塑機操作溫度頁面中，則有油溫檢測，由此可見，油溫檢測是作為注塑機的一種可選功能。（5）加熱/冷卻系統(tǒng)加熱系統(tǒng)是用來加熱料筒及注射噴嘴的，注塑機料筒一般采用電熱圈作為加熱裝置，安裝在料筒的外部，并用熱電偶分段檢測。熱量通過筒壁導(dǎo)熱為物料塑化提供熱源；

16、冷卻系統(tǒng)主要是用來冷卻油溫，油溫過高會引起多種故障出現(xiàn)所以油溫必須加以控制。另一處需要冷卻的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，導(dǎo)致原料不能正常下料。 （6）潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)是注塑機的動模板、調(diào)模裝置、連桿機鉸等處有相對運動的部位提供潤滑條件的回路，以便減少能耗和提高零件壽命，潤滑可以是定期的手動潤滑，也可以是自動電動潤滑； （7）安全保護與監(jiān)測系統(tǒng)注塑機的安全裝置主要是用來保護人、機安全的裝置。主要由安全門、液壓閥、限位開關(guān)、光電檢測元件等組成，實現(xiàn)電氣機械液壓的聯(lián)鎖保護。監(jiān)測系統(tǒng)主要對注塑機的油溫、料溫、系統(tǒng)超載，以及工藝和設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況進(jìn)行指示或報警。盟立IJC與

17、其它主流控制器對比1 控制器參數(shù)對比項目MH-9118 （盟立）AK668 （弘訊）KePlast i1000（KEBA）對比優(yōu)勢系統(tǒng)CPURISC 140MHzTMS320BC52PJ (16bit 20MHz)Celeron 400MHz雙高速CPU控制人機CPUX86 300MHzXScale PXA255 400MHz溫度接口8段PID 具有自動優(yōu)化PID參數(shù)功能 （SSR/繼電器）8段PID控制 （繼電器）8段PID 具有自動優(yōu)化PID參數(shù)功能 （繼電器）感溫接口7段+1段油溫7段+1段油溫7段+1段油溫A/D接口6組 16bits8組 14bits8組 14bits解析度高4倍D/

18、A接口4組 16bits4組 12bits6組 12bits解析度高16倍輸入接口32點（可擴展至48點）32點48點輸出接口32點（可擴展至48點）32點（可擴展至40點）56點USB界面2組（程序更新，畫面及數(shù)據(jù)備份）1組CF卡（畫面及數(shù)據(jù)備份）1組（畫面及數(shù)據(jù)備份）可方便更新程序資料通訊RS232/RS422RS232RS232/RS485屏幕8.4" TFT(800*600) 8.4" TFT(800*600) 8.4" VGA(800*600) 畫面65565色全彩65565色全彩65565色全彩主機面板通訊屏蔽網(wǎng)絡(luò)線9PIN電纜線VGA線比其它接線簡便

19、穩(wěn)定特色穩(wěn)定性高，操作簡便通用性廣，操作簡便歐洲標(biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定2 控制器性能對比KEBA：KePlast i1000采用單板控制器；適用于標(biāo)準(zhǔn)的液壓注塑機；電流型模擬量輸出可直接控制比例閥；CAN總線擴展；USB接口可連接打印機，調(diào)制解調(diào)器，U盤等，通過Ethernet接口實現(xiàn)互聯(lián)；KePlast i2000 采用模塊化硬件結(jié)構(gòu)，可模塊擴展；應(yīng)用于液壓和全電動注塑機。弘訊：AK668 采用單板控制器；適用于標(biāo)準(zhǔn)的液壓注塑機；顯示和主機控制獨立，使用雙CPU控制；畫面更新及數(shù)據(jù)備份使用CF卡；電流型模擬量輸出可直接控制比例閥；有16組220V繼電器輸出接點（溫度9點，馬達(dá)3點，其它4點）；盟立：MH

20、-9118 采用單板控制器；適用于標(biāo)準(zhǔn)的液壓注塑機；顯示和主機控制獨立，使用雙CPU控制；使用USB接口實現(xiàn)程序更新及數(shù)據(jù)存儲；電壓型模擬量輸出，可使用比例驅(qū)動板轉(zhuǎn)換為電流型控制比例閥；MJ-9000S 適用于液壓及全電動注塑機，可實現(xiàn)伺服功能控制（如伺服射出，伺服加料，伺服開關(guān)模）；IJC的應(yīng)用機型和動作流程簡介及特殊控制功能應(yīng)用 按合模部件與注射部件配置的型式可把注塑機分為臥式、立式、角式三大類（1）臥式注塑機：臥式注塑機是最常用的類型。其特點是注射總成的中心線與合?？偝傻闹行木€同心或一致，并平行于安裝地面。它的優(yōu)點是重心低、工作平穩(wěn)、模具安裝、操作及維修均較方便，模具開檔大，占用空間高度??；但占地面積大，大、中、小型機均有廣泛應(yīng)用。動作流程：合模 座進(jìn) 射出 加料（同時冷卻） 后松退 開模 頂進(jìn) 頂退 結(jié)束（2）立式注塑機：其特點是合模裝置與注射裝置的軸線呈一線排列而且與地面垂直。具有占地面積小，模具裝拆方便，嵌件安裝容易，自料斗落入物料能較均勻地進(jìn)行塑化，易實現(xiàn)自動化及多臺機自動線管理等優(yōu)點。缺點是頂