全电动注塑机专用数控系统的关键技术研究与实现

摘要

自上世纪五十年代推出螺杆式塑料注射成型机至今,由注射成型工艺生产的塑料制品已经占据塑料制品总数的80％之多,注射成型机作为一种重要的塑料加工设备,其产量仍在逐年增加。近年来,随着全球能耗问题的日渐突出和人们环保意识的逐渐增强,具有节能、精密及高速稳定等优势的全电动注塑机已经打破了传统液压注射成型机垄断行业的局面。而在这一领域,我国目前尚不具有完全自主知识产权的研发生产能力。
　　本课题围绕“华中8型”高档数控系统展开工作,通过数控系统二次开发的方式尝试突破全电动注塑机专用数控系统中的若干关键技术,本文主要针对全电动注塑机专用数控系统的锁模机构运动控制以及料筒加热温度控制这两个关键技术进行了深入的研究工作。
　　本文在完成控制系统整体设计的基础上对肘杆式开锁模机构进行了力学分析,采用状态机编程对开锁模机构的功能实现方案进行了详细的分析和研究,完成了开锁模机构的压力控制及运动控制,实现了全电动注塑机生产需要的若干特殊功能;在料筒加热模块的温度控制方面,通过模糊PID的控制方法达到了较为理想的实际效果,提出了PWM信号均匀输出的算法,并对料筒的解耦控制和热力学特性进行了初步的分析。实验表明,本文所做的工作已初步了满足全电动注塑机实际生产的基本要求。

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1 绪论

1.1 全电动注塑机专用控制系统研究的意义

1.2 国内外全电动注塑机研究现状和应用概况

1.3 本文主要研究内容

2 全电动注塑机专用数控系统整体设计

2.1 全电动塑料注塑成型设备机械结构

2.2 全电动注塑机的运动要求

2.3 “华中8型”高档数控系统组成

2.4 全电动注塑机专用数控系统架构

2.5 本章小结

3 基于状态机的运动控制编程

3.1 有限状态机的流程控制原理

3.2 基于状态机的推顶轴软件设计

3.3 全电动注塑机全局状态机

3.4 本章小结

4 锁模机构控制

4.1 锁模机构力学分析

4.2 开锁模状态机

4.3 开锁模运动控制

4.4 开锁模轴特殊功能设计

4.5 开锁模压力监控

4.6 本章小结

5 料筒温度控制

5.1 料筒物理结构与热力学性能

5.2 料筒加热模型建立

5.3 控制策略的提出

5.4 料筒温度控制系统硬件设计

5.5 料筒温度控制软件实现

5.6 均匀PWM输出控制

5.7 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录Ⅱ 攻读硕士学位期间申请的专利