注塑机电气控制系统特点与参数整定

摘要：在对通用注塑机构成和生产过程分析研究的基础上，应用优化控制方法参与控制，通过仿真分析看出系统优化后的性能得到了明显提升。同时，研究过程中提出的相关方法对未来注塑机控制系统快速整定参数方面提供了重要参考。

关键词：注塑机；控制系统；参数整定

0引言

在成型加工过程中，注塑机起到关键的作用，它被广泛用来对塑料制品进行模制，热塑性材料被注射进模具中，通过冷却，排出模制塑料制品。注塑机的性能优劣将直接决定塑料制品的质量和使用性能。从控制的角度来看，注塑机的控制已不是简单的动作控制，而是包括了多种参数的综合控制[1]。加工过程中，不同形态的材料性质各不相同。采用注塑机对不同材料进行注射成型时，需要根据具体情况进行工艺设计和参数调整。目前常见塑料的特性参数如表1所示。具体分析，结晶性塑料在温度达到一定值时体现出较好的流动性，注塑机的注射压力比较小；而无定形塑料的流动性往往比较差，因此需要的注射压力比较大。而从成型收缩率上来看，结晶型塑料比无定形塑料的收缩率更大，受到成型工艺的影响更深。采用注塑机对不同材料进行注塑成型时，需要根据具体情况进行工艺设计和参数的针对性调整。

1注塑机结构分析

注塑机系统由料斗、螺杆、模具、压力机等部件构成，为了完成高性能的加工，必须设计科学合理的控制系统。热塑性材料以粒料的形式置入料斗，引入系统中，由往复式螺杆驱动至加热筒端部。通过加热过程和螺杆的压缩，使粒料形成熔化的热塑性材料，并在一定的温度区间内被加工。往复式螺杆同时将熔化的热塑性材料通过一个或多个浇口注射进模具的模腔。在模制过程中，由压力机施加夹紧力。熔化的热塑性材料在模具内完成冷却，直至凝固。通过控制压力机将成品排出。在控制系统中，通过设置的传感器实时检测压力、流速、温度、黏度等多种参数，同预先设置值输入比较器，得到目标值与实测值之间的差值，作为PID控制器的输入，经过PID控制器生成的运算值将作为新的控制变量。控制器参数可由调谐控制器来进行调整。PID控制是注射过程控制的一种广泛应用方式，它充分发挥了P、I、D各环节的优点，有力保证了系统的动态性能和稳态性能。

2注射工作过程分析

热塑性材料在受热时会在玻璃态、高弹性态和黏流态三种工作状态之间转变。除了温度之外，还跟作用力施加速度、压力作用时间等有关，如式（2）所示。为了保证产品的品质，控制系统采用PID控制器作为控制核心。在传统注塑机控制系统设计中，PID参数的调整更多地依赖于经验，例如我们可以通过经验公式得到控制参数，应用到控制系统中，在系统运行时，根据具体情况进行调整。

3结论

注塑机目前正向着更快速、更精密的方向发展，为了获得更好的工作性能，通过对目前注塑机固有结构及加工周期的深入分析，归纳出注射过程中牵涉到的参数和变量，针对性地在控制系统中应用PID控制器，并且可以基于优化算法快速地完成参数整定。

参考文献：

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作者:李中望 波 单位:芜湖职业技术学院电气工程学院 芜湖旺泽自动化设备有限公司