保莱塔 注塑机生产锁模过程中液压冲击与振动介绍

随着国民经济的快速发展，塑料制品也逐渐在航天、电子、家居等领域得到广泛应用。目前各行业对塑料制品的精度、性能都提出了更高的要求，保莱塔注塑机作为塑料加工成型的主要设备也需适应发展需求，不断改进完善。合模机构是注塑机的重要组成部分，是保证成型模具可靠闭合和实现模具启动动作及制品顶出的部件，合模机构的优劣直接影响制品的尺寸精度和品质，对合模机构提出了很高的技术要求，如开合模精度高，合模时受力均匀，开模力大，容易调节，开合模量大等。众多学者对合模机构开展了一系列的研究。

1：注塑机速度控制系统

保莱塔全电动注塑机主要结构包括模具开合机构、注射机构、加热机构、顶出机构、模具机构，通过上述机构完成塑化、注射、闭模、开模等过程。保莱塔注塑机速度控制系统全电动注塑机主要结构包括模具开合机构、注射机构、加热机构、顶出机构、模具机构，通过上述机构完成塑化、注射、闭模、开模等过程。

速度控制对象为伺服电机，速度控制系统采用双闭环控制方法，分别为电流控制环及速度控制环。当控制器发出脉冲频率后，伺服电机按照一定的速度运动，通过伺服电机末端编码器检测电机目前转速，将该转速与参考转速进行比较，经过比例积分（PI）控制器得到对应的电流信号，再将电流信号与电机的实际电流信号进行对比，通过二者误差，利用比例积分微分（PID）控制产生适应的脉冲宽度调制信号，通过脉冲宽度调制信号改变电机定子绕组电流，实现对伺服电机转速的精确控制。

2：合模回路液压原理

1.快速合模1。压力油从泵出来经过三位四通电磁换向阀左位到达合模油缸无杆腔，合模油缸有杆腔的液压油回流经过三位四通电磁换向阀，再从两位四通阀左位合并流向合模油缸无杆腔，同时一部分液压油经过节流阀回油箱，实现差动快速，调节节流阀可以调节速度的大小。

2.快速合模2。合模油缸无杆腔油路同上，合模油缸有杆腔的液压油回流经过三位四通电磁换向阀，再从两位四通换向阀右位绕过节流阀流回油箱。

3.低压模保。油路同快速合模2，电机低速低转矩运行，活塞杆推动保莱塔注塑机动模板慢速和定模板合拢并保持模板的位置，其中，压力传感器反馈压力信号以控制伺服电机的转速，实现低压模保油压。

4.高压锁模。油路同快速合模2，电机高转矩运行，活塞杆以很大的力推动动模板和定模板锁紧，用来抵抗射胶时巨大的冲击力。

3：仿真分析

为验证所述算法的可行性和有效性，采用Matlab仿真软件对非线性注射速度分别采用传统PID控制和模型预测控制两种方法进行了仿真分析。传统PID控制器初始阶段响应较快，但该控制方法稳定性较差，总体响应速度较慢，且对目标注射速度跟踪性能差。

模型预测方法具有良好的稳定性，能够快速地对注射速度进行跟踪，超调量为2%，调节周期为0.1s。保莱塔全电动注塑机在实际工作过程中受到多种外部干扰，为了模拟外部扰动，采用脉冲信号模拟系统中的外部干扰，以检测模型预测控制方法的性能。假设系统在1.4s时出现脉冲扰动信号，该脉冲信号会影响传统PID控制输出值以及模型预测控制输出值，当保莱塔注塑机注射系统出现干扰时，传统PID控制方法需要较长时间才能恢复正常的速度跟踪控制，且误差较大。

模型预测控制在很短的时间内便可恢复速度的精确跟踪控制，且误差较小，模型预测控制超调量控制在2%以内，调节周期为0.1s，说明该控制方法拥有更好的跟踪精度和抗干扰能力。

4：实验测试系统

压力传感器2采集无杆腔压力信号;为了采集开模和合模时的振动信号，在合模机构的固定模板纵向和径向、动模板上分别安装了4个压电式加速度传感器，其中:测试点1在动模板轴向，测试点2在动模板径向，测试点3在固定模板轴向，测试点4在保莱塔注塑机外壳径向;位移电子尺和泵出口压力传感器由通电的注塑机供电。以保莱塔16MN锁模力的伺服控制液压注塑机为测试对象，使用LabVIEW编写数据采集与分析程序，3个测试传感器的原理安装位置，由于两位四通电磁换向阀只起到辅助作用，开模、合模过程中通电时间很短，可以用三位四通电磁换向阀前的油制板上进油口处压力代替油缸进油口压力。

5：仿真运动设计

1.装配仿真需要满足的条件。必须给出装配序列规划系统框架。装配模型中包含了各零件之间内在的以及隐含的约束关系，其表示方法的完备性是装配序列生成的先决条件。通过序列导航器，开始拆卸打开的组装配体，按装配工艺插入运动。布局摄像视角与序列时间。

2.具体操作。先打开“顺序”选项，添加一个装配动画导航器对组件添加动画。新建序列并设置关联序列，通过插入运动命令下的选择对象、移动对象、只移动手柄、矢量工具、手柄至WCS、运动记录首选项、拆卸和摄像机等命令来建立整个运动动画体系，最后利用装配次序回放工具条完成动画。

当组件发生移动时，可以检查碰撞，自主选择使用动态间隙检查命令或选择不检查。如果希望系统提醒但不阻止，则选择“高亮显示碰撞”；如果希望系统阻止，则选择“在碰撞之前停止”。如果发生碰撞，则选择“确认碰撞”以继续。装配仿真是数字化装配研究中的关键技术之一，能在产品的设计阶段通过装配过程的仿真实现数字化产品的预装配，生动直观地展示产品的可装配性，验证和改进产品的装配工艺，降低后期时间与经济成本。

结语

综上所述，自动化是未来制造业的努力方向，传统装配将向部件化装配升级，未来这些经验可以应用到各个部件化的自动化装配中，提高公司的自动化进程。压力设置值增大并没有对周期的缩短和振动的减小起到积极作用，所以压力参数可以设置较小值。当系统受到外部扰动时，模型预测控制方法能够迅速地恢复对保莱塔注塑机注射速度的跟踪，说明该控制方法拥有更好的跟踪精度和抗干扰能力。