注塑機自動化智能設計控制

摘要：注塑機自動化智能設計，利用自身設備性能，通過對時間、溫度和配料等可以預設程序的設置，進行自我工作，從而提升勞動效率和勞動質量，并且符合注塑模具的設計要求，提升產品質量。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調控制，是一個時長的工控過程，也是一個自動的化的設計過程。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的整體控制中去。

關鍵詞：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，三者各有優劣，根據市場需求和產品質量和效率的要求，自動化注塑機往往是我們當前生產的首選，在做好智能生產設計的前提下，對于已經定制好型號的生產模具往往有事半功倍的效果。注塑機是注塑成型的主設備，注塑機的技術參和性能與塑料性質和注塑成型工藝有著密切的關系。注塑成型設備的進一步完善和發展必將推動注塑成型技術的進步，為注塑制品的開發和應用創造條件。

1、注塑機自動化智能設計控制——流程模塊化，程序精確化，響應快速化

注塑機智能設計的程序最后通過機械手的操作進行體現，在處理生產時長和溫度控制方面，能過做到精確和有效率，并且在配料的設置，處理圖像內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。

設計控制的原則，智能設計程序響應時間最短可至20ms，有效的提升提高液壓系統的響應速度，這就需要我們根據注塑產品的型號和質量要求進行概括化和模塊化的程序設計，保障快速響應速度保障了開、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，高響應的PID算法模塊使系統壓力非常穩定，壓力波動度與正負0.5bar，提高塑料制品的成型質量。我們達到100ms穩定不超調，可以需要合適的調節器增益。

1.1 注塑機智能設計工控系統要求參數精確，輸出迅速，執行有力符合要求。

智能設計要求簡潔便于操作，我們的程序設計方便直觀，在能夠做到自由編程的模式之下，將程序設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計以及動作運行。

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

安全工控以及注塑程序的自動設計，我們應用了西格瑪泰克Lasal Class2軟件的面向對象編程技術，使得用戶可以輕松編輯一個復雜的8軸系統。只需使用相同的“Class”，用戶就能夠快速地復制8個軸的運動控制系統。由于每個軸之間的運作是相互獨立的，因此只需要設定不同的運行參數，直接編寫運動指令即可實現對各軸的控制，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，將已經塑化好了的保持熔融狀態的塑料進行模型之內的注塑，經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計的控制協議與傳輸.

注塑機部分單元的控制與整體的協調控制是相互配合的，以實現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備層傳送來的數據進行有效的加工，注塑機根據其性質，不同的采樣時間等，對于不同的指令進行打包和整理，在每一個數據的前面添加相關的代碼標志，進行遠程的協調，并且通過自身的網絡傳送，進行生成計劃的調度，實現信息與資源的共享。

2.1 注塑機智能設計控制部分與操作設備之間的指令控制。

注塑機智能程序設計的第一步，就是通過單元部分的控制層向設備層之間有效傳遞，進行智能設計的程序體現，從部分的查詢單元通過鏈接適配器構成指令系統，系統之間的傳輸從智能設計到操作設備，可以傳送LR的數目大約是256位，被自動的劃分到系統的每一個有效的PC鏈接之上，每一個通道所操作的指令不同，通過這樣交換數據，形成相關的操作動作。我們程序設計的過程，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，智能設計控制部分與輸出設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量。

2.2 系統整體的指令傳輸和協調配合控制。

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

本系統的設計通過注塑機自身的數字編程來設計指令，進行全自動的配合和協調，通過有效的程序完成大部分的指令傳輸和動作的實現，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，注塑機控制系統一般由輸入設備有啟動按鈕、停止按鈕，限位開關，自動需要檢測安全門限位開關組成。工作方式的選擇對應萬能轉換開關sa1～sa3輸入，加上控制面板上的12個控制按鈕，需要輸入點數30個。輸出需要控制21個開關電磁閥，實現快速合模、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，每一個工步執行都使相應電磁閥動作，用行程開關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的控制過程。本系統的設計有手動、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中，我們基本可以在智能設計程序中，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，實現自動化的自由運動，通過程序設計和安全保障系統，根據用戶不同的需求，進行產品模具的制作。

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

參考文獻：

[1]徐建生.注塑機機械工業自動發展[J].社會科學文獻出版社.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.注塑機工業發展[M].中國文史出版社.2010：22-30

[4]宋美云.民族工業發展[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.