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壁厚控制器在中空吹塑機中的應用介紹
中空吹塑機對于壁厚控制器系統的應用,大大的加快了中空吹塑機的發展,通過對國內為壁厚控制器的發展分析,總結出了壁厚控制器在我國的發展對策。
制造塑料容器的成型方法有很多種,例如中空吹塑機/成型、注射成型、滾塑成型、壓縮成型、熱擠冷壓成型等。在眾多塑料容器的成型方法中,中空吹塑成型和注射成型是使用zui廣泛、產量zui大的兩種成型方法。據資料介紹,世界上80%~90%的中空容器是采用中空吹塑法成型的。中空吹塑成型技術是通過氣壓使塑化的型坯緊貼模具內壁成型。型坯的生產方式為擠出式,即將加熱塑化的塑料熔體從各種形狀的模芯縫隙中擠出,形成各種形狀的筒狀型坯。擠出的型坯靠自重垂直懸掛。中空容器制品因其強度要求規定了zui小壁厚,而早期的中空吹塑機缺少型坯壁厚控制系統,為使制品zui薄處達到zui小壁厚要求,制品的其它部位就要相應加厚,造成材料的浪費。為了節省成本、縮短制品冷卻時間、加快制品生產周期,一種比較經濟的做法就是控制型坯壁厚。如501廣口桶,用普通中空吹塑成型機生產的制品凈重為3.5kg才達到zui小壁厚要求,而使用型坯控制器,制品凈重2.4kg就可*zui小壁厚要求,節約原材料20%~30%,并且生產的制品厚薄均勻。
1、壁厚控制系統的技術要求
壁厚控制系統是對模芯縫隙的開合度進行控制的系統,即位置伺服系統。在中空容器的生產過程中,為了保證制品的質量,要求被控量能夠準確地跟蹤設置值,同時還要求響應過程盡可能快速。以簡單的10點壁厚控制器為例,在連續擠出的模式下,從模頭擠出一個型坯zui短時間約5s,在5s的時間內要實現一條有限長度的函數曲線,需要將其分成10個段落,在時間軸上,每個段落只有大約0.5s的時間,按照跟蹤理論,壁厚控制器的單位脈沖過渡時間應為段落時間的1/5~1/10,即0.05~0.1s,這就要求系統響應非常迅速。而在響應如此迅速的同時,還要保證被控的位置量能夠準確跟蹤設置值,否則,壁厚控制將失去意義。要達到上述兩種要求的控制效果,對于重載荷系統來說,正是壁厚控制系統設計的難點。另外,由于在型坯輪廓曲線上取l0個點來描繪曲線,點與點之間還須進行插值處理,盡量使輪廓曲線光滑。
2、壁厚控制系統的控制原理
壁厚控制系統采用閉環反饋設計,其組成部分包括壁厚控制器、電液伺服閥、動作執行機構和作為信號反饋裝置的電子尺。用戶在壁厚控制器的面板上設定型坯壁厚軸向變化曲線,控制器根據曲線輸出大小變化的電壓或者電流信號至電液伺服閥,由電吹瓶機、吹膜機、吸塑機、塑料包裝機械、制袋機液伺服閥驅動執行機構控制模芯的上下移動,從而造成模芯縫隙的變化。電子尺通過測量縫隙的大小得出相應的電壓信號反饋給壁厚控制器。這就構成了閉環的壁厚控制系統。
3、壁厚控制器的現狀
塑料加工機械的水平在很大程度上取決于測控水平的高低。
*塑料機械的控制系統普遍采用以可編程邏輯控制器(PLC)等為核心的可編程系統,并在一些高精度塑料機械上采用了模糊控制、統計過程控制(SPC),以及基于網絡的遠程監控、故障診斷和控制系統。美國的穆格(M00G)公司是電液伺服元件及伺服系統設計及制造領域的。在吹塑控制領域,其獨立的壁厚控制系統中提供30點、100點的壁厚控制器(DIGIPACK),可用于控制儲料缸式和連續式吹塑成型機的型坯壁厚。儲料缸式機器常用于制造較大的容器。DIGIPACK根據儲料缸電子尺的反饋控制口模開度,液晶顯示屏(LCD)上的縱坐標顯示儲料缸位置,橫坐標顯示口模開度。連續式機器通常有多個模頭,DIGIPACK根據工作循環時間控制口模開度,此時LCD上的縱坐標顯示循環時間,通常是以切刀動作作為一個完整循環的開始。目前在中空吹塑機成型技術方面,國外的潮流是用整機控制及上位機和下位機方式控制,而壁厚控制則包括在整機控制中。仍以M00G公司為例,它提供整機控制(TMC)方案。國內使用的壁厚控制器有穆格(M00G)、貝加萊(B&R)、西門子(SIEMENS)等公司的產品,國外品牌牢牢占據著國內市場。這種狀況和中國的塑料加工水平不高有直接關系。2003年中國的中空吹塑機產量已達3405臺,在這三千多臺機器中,絕大部分機器是由中國的廠家把機械部分做好,再裝上進口的控制系統組裝起來。這就造成產品的成本高、附加值低,效益不顯著。如果能夠配上國產的壁厚控制器,則國內中空吹塑機產業自然會躍上一個新臺階。
制造塑料容器的成型方法有很多種,例如中空吹塑機/成型、注射成型、滾塑成型、壓縮成型、熱擠冷壓成型等。在眾多塑料容器的成型方法中,中空吹塑成型和注射成型是使用zui廣泛、產量zui大的兩種成型方法。據資料介紹,世界上80%~90%的中空容器是采用中空吹塑法成型的。中空吹塑成型技術是通過氣壓使塑化的型坯緊貼模具內壁成型。型坯的生產方式為擠出式,即將加熱塑化的塑料熔體從各種形狀的模芯縫隙中擠出,形成各種形狀的筒狀型坯。擠出的型坯靠自重垂直懸掛。中空容器制品因其強度要求規定了zui小壁厚,而早期的中空吹塑機缺少型坯壁厚控制系統,為使制品zui薄處達到zui小壁厚要求,制品的其它部位就要相應加厚,造成材料的浪費。為了節省成本、縮短制品冷卻時間、加快制品生產周期,一種比較經濟的做法就是控制型坯壁厚。如501廣口桶,用普通中空吹塑成型機生產的制品凈重為3.5kg才達到zui小壁厚要求,而使用型坯控制器,制品凈重2.4kg就可*zui小壁厚要求,節約原材料20%~30%,并且生產的制品厚薄均勻。
1、壁厚控制系統的技術要求
壁厚控制系統是對模芯縫隙的開合度進行控制的系統,即位置伺服系統。在中空容器的生產過程中,為了保證制品的質量,要求被控量能夠準確地跟蹤設置值,同時還要求響應過程盡可能快速。以簡單的10點壁厚控制器為例,在連續擠出的模式下,從模頭擠出一個型坯zui短時間約5s,在5s的時間內要實現一條有限長度的函數曲線,需要將其分成10個段落,在時間軸上,每個段落只有大約0.5s的時間,按照跟蹤理論,壁厚控制器的單位脈沖過渡時間應為段落時間的1/5~1/10,即0.05~0.1s,這就要求系統響應非常迅速。而在響應如此迅速的同時,還要保證被控的位置量能夠準確跟蹤設置值,否則,壁厚控制將失去意義。要達到上述兩種要求的控制效果,對于重載荷系統來說,正是壁厚控制系統設計的難點。另外,由于在型坯輪廓曲線上取l0個點來描繪曲線,點與點之間還須進行插值處理,盡量使輪廓曲線光滑。
2、壁厚控制系統的控制原理
壁厚控制系統采用閉環反饋設計,其組成部分包括壁厚控制器、電液伺服閥、動作執行機構和作為信號反饋裝置的電子尺。用戶在壁厚控制器的面板上設定型坯壁厚軸向變化曲線,控制器根據曲線輸出大小變化的電壓或者電流信號至電液伺服閥,由電吹瓶機、吹膜機、吸塑機、塑料包裝機械、制袋機液伺服閥驅動執行機構控制模芯的上下移動,從而造成模芯縫隙的變化。電子尺通過測量縫隙的大小得出相應的電壓信號反饋給壁厚控制器。這就構成了閉環的壁厚控制系統。
3、壁厚控制器的現狀
塑料加工機械的水平在很大程度上取決于測控水平的高低。
*塑料機械的控制系統普遍采用以可編程邏輯控制器(PLC)等為核心的可編程系統,并在一些高精度塑料機械上采用了模糊控制、統計過程控制(SPC),以及基于網絡的遠程監控、故障診斷和控制系統。美國的穆格(M00G)公司是電液伺服元件及伺服系統設計及制造領域的。在吹塑控制領域,其獨立的壁厚控制系統中提供30點、100點的壁厚控制器(DIGIPACK),可用于控制儲料缸式和連續式吹塑成型機的型坯壁厚。儲料缸式機器常用于制造較大的容器。DIGIPACK根據儲料缸電子尺的反饋控制口模開度,液晶顯示屏(LCD)上的縱坐標顯示儲料缸位置,橫坐標顯示口模開度。連續式機器通常有多個模頭,DIGIPACK根據工作循環時間控制口模開度,此時LCD上的縱坐標顯示循環時間,通常是以切刀動作作為一個完整循環的開始。目前在中空吹塑機成型技術方面,國外的潮流是用整機控制及上位機和下位機方式控制,而壁厚控制則包括在整機控制中。仍以M00G公司為例,它提供整機控制(TMC)方案。國內使用的壁厚控制器有穆格(M00G)、貝加萊(B&R)、西門子(SIEMENS)等公司的產品,國外品牌牢牢占據著國內市場。這種狀況和中國的塑料加工水平不高有直接關系。2003年中國的中空吹塑機產量已達3405臺,在這三千多臺機器中,絕大部分機器是由中國的廠家把機械部分做好,再裝上進口的控制系統組裝起來。這就造成產品的成本高、附加值低,效益不顯著。如果能夠配上國產的壁厚控制器,則國內中空吹塑機產業自然會躍上一個新臺階。
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