注塑成型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計

1、<p><b>　　學(xué)生課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　題目： 注塑成型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　教學(xué)院系 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化2008級

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　評 閱 人

3、 </p><p>　　2011年 12月11日</p><p><b>　　設(shè)計要求</b></p><p>　　塑料的注塑成型，是將樹脂在加熱熔融的同時，與其他添加劑均勻地混合在一起，以一定的速度和壓力使其注入模具中，經(jīng)冷卻、固化后得到所要求形狀的制品的操作過程。</p><p>　　注塑機(jī)控制裝置采用可編程控制

4、器PLC為基本控制單元。注塑機(jī)電控裝置由輸入，輸出裝置，PLC （PLC選用西門子S7—200、CPU222），開關(guān)閥等驅(qū)動電路組成。把編好的程序通過微機(jī)輸入PLC中，PLC把梯形圖或匯編語句表解讀為目標(biāo)代碼。中央處理單元以掃描的形式將注塑機(jī)狀態(tài)信號采樣輸入到存儲器中，再按用戶程序變成內(nèi)部邏輯關(guān)系得到所需要的輸出狀態(tài)，通過輸出裝置控制注塑機(jī)動作。注塑機(jī)的外形結(jié)構(gòu)如圖1所示：</p><p>　　圖1 注塑機(jī)的外

5、形圖</p><p>　　注塑機(jī)生產(chǎn)一個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模﹑合閘﹑穩(wěn)壓、高壓注射、保壓、預(yù)塑、解壓、開閘、啟模、復(fù)位等注塑成型工序，如圖2所示。這些動作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。</p><p>　　從注塑機(jī)的注塑成型工藝流程圖可看出，注塑機(jī)的控制過程是順序控制，它的工</p><p>　　作是從閉模開始一步一步進(jìn)行的，每個工步執(zhí)行指令使電磁閥動作，用行程

6、開關(guān)ST1—ST8和工藝過程時間（T37、T38、T39）來判斷每一步是否完成，且只有當(dāng)前一個工步完成后才能進(jìn)入下有工步。</p><p>　　圖2 注塑機(jī)的注塑成型工藝流程圖</p><p><b>　　其操作過程如下：</b></p><p>　　⑴ 當(dāng)按下SB1時注塑機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，按下SB2時注塑機(jī)進(jìn)入停止工作狀態(tài)。</p>

7、<p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)中的壓力油進(jìn)入鎖?？刂崎yH3和鎖模油缸中，使油缸動作，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST1、ST2時，電磁閥YV1帶電，注塑機(jī)進(jìn)入閉模工作狀態(tài)。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)中的壓力油進(jìn)入控制閥H4 、H5、H8和調(diào)模液壓馬達(dá)中，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST3時，電磁閥YV2、YV4、YV8帶電，注塑機(jī)進(jìn)入閘板閉合，閉模狀態(tài)停止。</p><p>　　⑷ 當(dāng)壓力油進(jìn)入控制閥

8、H6中，碰到行程開關(guān)ST4時，電磁閥YV6帶電，注塑機(jī)進(jìn)入穩(wěn)壓工作狀態(tài)，閘板閉合工作狀態(tài)停止。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)保持穩(wěn)壓后，液壓油壓力上升，使壓力繼電器KP（SB3）電磁線圈通電，通過壓力繼電器KP（SB3）控制注塑機(jī)中射移控制閥H5和射移油缸，使電磁閥YV8帶電，從而控制注塑機(jī)注射座前進(jìn)。</p><p>　?、?當(dāng)壓力油進(jìn)入控制閥H3﹑H6和射膠油缸中，碰到行程開關(guān)ST

9、5時，電磁閥YV1﹑YV7帶電，注塑機(jī)進(jìn)入高壓注射工作狀態(tài)，使注塑機(jī)注射座前進(jìn)工作狀態(tài)停止。</p><p>　　⑺ 當(dāng)注塑機(jī)高壓注射工作狀態(tài)停止時，定時器T37啟動并對注塑機(jī)進(jìn)行延時保壓200S，使電磁閥YV7﹑YV8帶電。</p><p>　　⑻ 當(dāng)注塑機(jī)延時保壓時間到時，定時器T38啟動并對注塑機(jī)進(jìn)行預(yù)塑，預(yù)塑時間為200S，使電磁閥YV1帶電。</p><p&g

10、t;　?、?當(dāng)注塑機(jī)預(yù)塑時間到時，注塑機(jī)中的壓力油進(jìn)入控制閥H7中，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST6時，使電磁閥YV2帶電，注塑機(jī)進(jìn)入解壓工作狀態(tài)，注塑機(jī)預(yù)塑工作狀態(tài)停止。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)解壓停止時，定時器T39啟動并控制注塑機(jī)閘板開啟200S，使電磁閥YV5帶電。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)閘板開啟時間到時，注塑機(jī)中壓力油進(jìn)入控制閥H3中，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST7時，使電磁閥YV

11、1﹑YV3帶電，注塑機(jī)進(jìn)入啟模工作狀態(tài)。</p><p>　　⑿ 當(dāng)注塑機(jī)啟模停止時，注塑機(jī)碰到行程開關(guān)ST1﹑ST2﹑ST8時，注塑機(jī)進(jìn)入復(fù)位工作狀態(tài)，為下一個工作循環(huán)做準(zhǔn)備。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　設(shè)計要求2</b></p><p>&l

12、t;b>　　目 錄6</b></p><p><b>　　1 緒論8</b></p><p>　　1.1 塑料制品的應(yīng)用[6][7]8</p><p>　　1.2 注塑成型[6][7][10][12]8</p><p>　　1.3 設(shè)計的內(nèi)容9</p><p>　

13、　2 注塑機(jī)控制系統(tǒng)概述10</p><p>　　2.1 塑料工業(yè)的歷史和未來發(fā)展[4][7]10</p><p>　　2.1.1 注塑機(jī)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢10</p><p>　　2.1.2 加入WTO以后的形勢和發(fā)展策略[14].[15]11</p><p>　　3 注塑成型的基本參數(shù)12</p><p&g

14、t;　　3.1 注塑成型[6]12</p><p>　　3.2 注塑成型的基本參數(shù)[4]12</p><p>　　3.2.1注射部分主要性能參數(shù)12</p><p>　　3.2.2 合模力性能參數(shù)14</p><p>　　4 注塑機(jī)注塑成型控制系統(tǒng)16</p><p>　　4.1 注塑機(jī)的組成[7]16&l

15、t;/p><p>　　4.2 注塑機(jī)液壓油路系統(tǒng)[6][7]16</p><p>　　4.3 合模系統(tǒng)19</p><p>　　4.4 注射系統(tǒng)19</p><p>　　4.5 電氣控制系統(tǒng)[1][2][3][4][5][7]19</p><p>　　4.5.1 注塑機(jī)控制裝置19</p><

16、p>　　4.5.2 注塑機(jī)的動作時序表和I/O接線圖20</p><p>　　4.5.3 注塑機(jī)PLC的輸入、輸出繼電器的屬性表21</p><p>　　4.5.4 注塑機(jī)動作功能圖22</p><p>　　4.5.5 注塑機(jī)的程序23</p><p>　　4.5.6 操作說明27</p><p>&l

17、t;b>　　結(jié) 論29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師簡介32</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　1 緒論</b>&

18、lt;/p><p>　　1.1 塑料制品的應(yīng)用[6][7] </p><p>　　塑料制品在日常生活中是常常見到的，如家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業(yè)、日用五金、通信器材、以及醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域。塑料制品的使用比例正迅猛增加，這主要是因為以下原因：</p><p>　?、?塑料與金屬材料相比有許多優(yōu)點：容易加工、生產(chǎn)效率高、節(jié)約能源、絕緣性能好、質(zhì)量輕（相對密度約

19、為1.0～1.4，比鋁輕一半，比鋼輕3/4）[6]、比強度高、具有突出的耐磨、耐腐蝕等。</p><p>　?、?在日用和工業(yè)產(chǎn)品中，一個設(shè)計合理的塑料制品往往能代替多個傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)件，加上利用工程塑料特有的性質(zhì)，可以一次成型非常復(fù)雜的形狀，降低了金屬材料消耗量和加工及裝配工時。</p><p>　?、?注塑成型是塑料加工中普遍采用的方法之一。該方法適用于全部熱塑性能和部分熱固性塑料，由于

20、注塑成型加工不僅產(chǎn)量多，而且適用于多種原料，能夠成批、連續(xù)的生產(chǎn)，并且具有穩(wěn)定的尺寸，容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化和高速化，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，目前工業(yè)產(chǎn)品非金屬化，金屬制品塑料化的趨勢日益明顯。</p><p>　　1.2 注塑成型[6][7][10][12]</p><p>　　塑料的注塑成型，是將樹脂在加熱熔融的同時，與其他添加劑均勻地混合在一起，以一定的速度和壓力注入模具中，經(jīng)冷卻、

21、固化后得到所要求形狀的制品的操作過程。</p><p>　　要想獲得合格的塑料制品，必須要有設(shè)計合理、制造精良的模具，還需要有和該模具配套的注塑機(jī)以及合理的加工工藝，因此，人們常將模具、注塑機(jī)、以及加工工藝稱為注塑成型過程的三個基本要素。</p><p>　?、?注塑模具是注塑成型加工的主要工具之一，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面的水平高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)

22、量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，并最終決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。</p><p>　?、?注塑機(jī)是注塑成型必需的要素之一。一般來說，市場上供應(yīng)各種形式和規(guī)格的注塑機(jī)，但是在實踐中，必須根據(jù)模具的實際情況來選擇。</p><p>　?、?成型加工工藝也是注塑成型加工的必需的要素之一，就是將壓力、溫度、速度三大要素組成最合理的搭配，在成型過程中，要想確定一組最佳成型條件決非易事，因為影

23、響成型條件的因素很多，除制品的形狀、模具結(jié)構(gòu)、注塑設(shè)備、原材料等之外，電壓波動和環(huán)境溫度的變化對成型都有影響，因此，操作人員必須根據(jù)塑料制品再成型過程中出現(xiàn)的具體問題認(rèn)真調(diào)整，才能生產(chǎn)出合格的塑料制品。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計的內(nèi)容</b></p><p>　　注塑制品在人們生活中占有較大的比重，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防建設(shè)、文教衛(wèi)生和日常生活中得到廣泛使

24、用。</p><p>　　注塑機(jī)通過塑料模具注射成型塑料制品，產(chǎn)品質(zhì)量與注塑機(jī)控制參數(shù)有直接關(guān)系，控制系統(tǒng)是注塑機(jī)的主要組成部分，目前，注塑機(jī)發(fā)展的主要特點是向精密化、低噪聲、高效率節(jié)能和高度自動化方向發(fā)展。為了適應(yīng)國內(nèi)外注塑機(jī)控制系統(tǒng)的不斷更新，將自動控制理論結(jié)合注塑機(jī)工藝過程對注塑機(jī)提出一些新的控制方法，包括注塑機(jī)液壓異步電機(jī)節(jié)能變頻技術(shù)的改造、精密注塑機(jī)及電動注塑機(jī)控制系統(tǒng)等[7]。力求理論結(jié)合實際，把握注

25、塑機(jī)發(fā)展方向，系統(tǒng)的把注塑機(jī)械與控制系統(tǒng)相結(jié)合。</p><p>　　全論文共有四章，第一章，緒論，介紹了塑料制品的應(yīng)用和成型；第二章，介紹注塑機(jī)控制系統(tǒng)概述；第三章，描述注塑成型基本參數(shù)；第四章，介紹注塑機(jī)注塑成型控制系統(tǒng)。內(nèi)容包括注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、注射系統(tǒng)電器控制系統(tǒng)，可遍程控制器PLC在注塑機(jī)動作順序的控制等。</p><p>　　2 注塑機(jī)控制系統(tǒng)概述</p>

26、<p>　　2.1 塑料工業(yè)的歷史和未來發(fā)展[4][7]</p><p>　　從50年代技術(shù)創(chuàng)新推出了螺桿式塑料注射成型機(jī)至今已有50多年的歷史。目前在工程塑料業(yè)中，80％采用了注射成型。近年來由于汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)對注射制品日益增長的需要，推動了注射成型技術(shù)水平的發(fā)展和提高。我國塑料機(jī)械2000年銷售額在70億元人民幣左右，以臺數(shù)記約為8.5萬臺，其中40％左右是注射成型機(jī)。從

27、美國、日本、德國、意大利、加拿大等主要生產(chǎn)國來看，注塑機(jī)的產(chǎn)量都在逐年增加，在塑料機(jī)械中占的比重最大。</p><p>　　2.1.1 注塑機(jī)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢</p><p>　　從注射機(jī)問世起，鎖模力在1000－5000kN，注射量在50－2000g的中小型注射機(jī)占絕大多數(shù)。到了70年代后期，由于工程塑料的發(fā)展，特別是在汽車、船舶、宇航、機(jī)械以及大型家用電器方面的廣泛應(yīng)用，使大型注射

28、機(jī)得到了迅速發(fā)展。美國最為明顯。在1980年全美國約有140臺10000kN以上鎖模力的大型注塑機(jī)投入巾場，到1985年增至500多臺。日本名機(jī)公司已經(jīng)成功地制造了當(dāng)今世界最大的注塑機(jī)，其鎖模力達(dá)到120000kN，注射量達(dá)到92000g[4][14][15]。</p><p>　　80年代以來，CAD/CAE／CAPP／CAM計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在塑機(jī)制造業(yè)的廣泛采用，促進(jìn)了我國注塑機(jī)研發(fā)和制造水平的高速發(fā)展。以寧波

29、海天股份有限公司為代表的一批國家級高新技術(shù)企業(yè)都相繼引進(jìn)美國U.G.S和PTC公司的計算機(jī)輔助設(shè)計和分析等軟件，實現(xiàn)了三維立體參數(shù)化建模，機(jī)構(gòu)運動仿真，對主關(guān)原件分析，對高應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力分布、應(yīng)力峰值、危險區(qū)域等進(jìn)行準(zhǔn)確的分析計算，幫助設(shè)計人員迅速</p><p>　　地了解、評估和修改設(shè)計方案，保證重要零件結(jié)構(gòu)合理性的可靠性達(dá)到完美。 </p><p>　　高效注塑機(jī)的開模與預(yù)塑一般都是同

30、步完成。開模過程中同時完成抽芯和頂出。日本展覽會上的最快注塑機(jī)，工作周期只有1秒鐘。注塑機(jī)的控制技術(shù)歷經(jīng)了繼電器、接觸器控制及可編程控制器控制和專用計算機(jī)控制的發(fā)展過程。自20世紀(jì)60年代末美國費洛斯公司首先應(yīng)用計算機(jī)控制技術(shù)開始，經(jīng)過20世紀(jì)80年代以后的高速發(fā)展，已經(jīng)不是簡單的動作控制，而是包括熔體溫度、注射壓力、注射速度、保壓時間、冷卻過程及液壓回路等各種參數(shù)的綜合控制。注塑機(jī)過去大多數(shù)采用開環(huán)控制，目前正在向閉環(huán)控制方向發(fā)展。&

31、lt;/p><p>　　2.1.2 加入WTO以后的形勢和發(fā)展策略[14].[15]</p><p>　　加入WTO以后，將對我國注塑機(jī)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響，對企業(yè)來說機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存，從我國注塑機(jī)械工業(yè)總體水平看，都與發(fā)達(dá)國家存在較大差距。所以要加大我國注塑機(jī)行業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)代最新技術(shù)的應(yīng)用。</p><p>　　⑴ 加入WTO以后，將對我國注塑機(jī)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響

32、，對企業(yè)來說機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。</p><p>　　⑵ 圍繞中國農(nóng)業(yè)，原材料，能源，交通，電子，建筑等方面的發(fā)展，制定好塑料機(jī)械行業(yè)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)。</p><p>　?、?配合塑料加工行業(yè)，加速高新技術(shù)的應(yīng)用。如厚壁成型技術(shù)(TMC)、片狀成型技術(shù)（SMC）、反應(yīng)注射成型技術(shù)（RIM）、廢棄塑料回收利用和再生等[7]。</p><p>　　⑷ 為提高中國塑料機(jī)械的控制水

33、平和技術(shù)性能，要加速應(yīng)用微電腦技術(shù)和高精度元件。 </p><p>　?、?提高塑料模具制造水平。</p><p>　　3 注塑成型的基本參數(shù)</p><p>　　3.1 注塑成型[6]</p><p>　　注塑成型：是將樹脂在加熱熔融的同時，與其他添加劑均勻地混合在一起，以一定的速度和壓力注入模具中，經(jīng)冷卻，固化后得到所要求形狀的制品的操作

34、過程。</p><p>　　注塑成型工藝過程包括三個過程：</p><p>　?、?成型前的準(zhǔn)備：包括原料的選擇，原料的預(yù)處理，料筒的清洗，脫模劑的選用等。</p><p>　?、?成型操作：從原料到塑件的過程。注塑機(jī)生產(chǎn)一個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模﹑合閘﹑穩(wěn)壓、高壓注射、保壓、預(yù)塑、解壓、開閘、啟模、復(fù)位等注塑成型工序等過程。</p><p>　

35、　⑶ 塑件的后處理：使塑件整形，通過熱處理、調(diào)濕處理，防止塑件變形，開裂等。</p><p>　　3.2 注塑成型的基本參數(shù)[4]</p><p>　　3.2.1注射部分主要性能參數(shù)</p><p>　　注射裝置主要作塑化粒狀塑料和注射熔料入模之用。因此，注射部分的參數(shù)即表示注塑機(jī)在注射，塑化性能方面的特征參數(shù)。</p><p><b&

36、gt;　　⑴ 注射量</b></p><p>　　是指注塑機(jī)在注射柱塞做一次最大注射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注出量。它在一定程度上反映了注塑機(jī)生產(chǎn)制品能力的大小，標(biāo)志著注塑機(jī)所能生產(chǎn)的塑料制品的最大質(zhì)量。因此，注射量可表示注塑機(jī)規(guī)格的主要參數(shù)。</p><p>　　① 注射容積：注射時注射量以體積的計量?？煞掷碚撟⑸淙莘e和當(dāng)量注射容積。</p><p&

37、gt;　　理論注射容積：注射時所能排出的理論最大容積Vc。注射部件相關(guān)尺寸如圖3所示：即</p><p>　　Vc=0.8Ds×Ds×S （2-1）</p><p>　　Vc ：理論注射容積，cm3； Ds：螺桿直徑，cm； S ：螺桿注射行程，cm</p>

38、<p>　　圖3 注射部件相關(guān)尺寸結(jié)構(gòu)</p><p>　　當(dāng)量注射容積：注塑機(jī)在100Mpa注射壓力條件下的理論注射熔積Vb。</p><p>　　Vb=KpVc （2-2）</p><p>　　Kp：壓力比值。 Vb：當(dāng)量注射容積，cm3

39、。</p><p>　　② 注射質(zhì)量；注塑機(jī)在無模操作條件下，從噴嘴所能注出的樹脂最大質(zhì)量W（g）。</p><p>　　W=Vcα1α2p=Vcαp （2-3）</p><p>　　α1 ：密度修正系數(shù)； α2 ：螺桿泄漏修正系數(shù)，一般為0.9

40、5；</p><p>　　P ：常溫下塑料制件密度，g/cm3。</p><p>　　在使用注塑機(jī)時，所加工的塑料制品的質(zhì)量一般在機(jī)器注射量的1/4～4/5，最低不應(yīng)小于1/10。因為過小的注射量不僅使機(jī)器的能力得不到充分發(fā)揮，而且還會因塑料在機(jī)筒內(nèi)停留時間過長而分解；反之，過大難以成型。</p><p>　　⑵ 注射壓力：Pi (Mpa)</p>&

41、lt;p>　　注射時為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和模腔等處的流動阻力，螺桿對塑料需施加壓力此壓力稱為注射壓力。注射壓力不僅是熔料充模的必要條件，同時也是直接影響到成型制品的質(zhì)量。即：</p><p>　　Pi=FoPo/Fs （2-4）Fo：油缸注射腔總截面，cm2； Fs：機(jī)筒內(nèi)孔截面積cm2 ； P：工作油

42、壓力，MPa</p><p>　?、?注射速率：表示模快慢的特征參數(shù)之一，是表示單位時間內(nèi)從噴嘴射出的熔料量。即：</p><p>　　qi=QoFs/Fo （2-5）</p><p>　　Qo：工作油流量，cm3/s。 qi ：注射速率，g/s</p&g

43、t;<p>　　⑷ 塑化能力與回復(fù)率 </p><p>　　塑化能力：是表示螺桿與機(jī)筒在單位時間內(nèi)可提供熔融樹脂的最大能力Q。</p><p>　　螺桿塑化能力應(yīng)滿足下面條件，即 </p><p>　　G≥3.6W/t （2-6）</p&

44、gt;<p>　　G ：螺桿塑化能力,Kg/h ； W：機(jī)器注射量，g ； t ： 制件最短冷卻時間，s</p><p>　　回復(fù)率：反映螺桿間斷工作時恢復(fù)原注射狀態(tài)能力的大小。 </p><p>　　3.2.2 合模力性能參數(shù)</p><p>　　合模力性能參數(shù)，主要用來表示該部件在工作時所能提供的力和模具安裝尺寸等特性。</p>

45、<p>　　合模力：在注射時，要使模具不被模腔壓力所形成的脹模力頂開，必須對模具施以足夠的夾緊力，即合模力Pcm。</p><p>　　模腔壓力：螺桿作用于熔料的壓力，在熔料流經(jīng)澆注系統(tǒng)后，將要損失一部分，余下的為模腔內(nèi)的熔料壓力，即模腔壓力Pm。注射時動模板的力平衡如圖⑷所示：</p><p>　　Pcm≥PmF

46、 （2-7）</p><p>　　F：制品在分型面上的投影面積。</p><p>　　圖4 注射時動模板的力平衡</p><p>　　合模力是保證質(zhì)量的重要條件。同時它又直接影響到機(jī)器的尺寸和質(zhì)量，它在一定程度上反映了機(jī)器加工制品能力的大小。所以，經(jīng)常用來表示機(jī)器規(guī)格大小的主要參數(shù)。</p><p>　　4

47、 注塑機(jī)注塑成型控制系統(tǒng)</p><p>　　4.1 注塑機(jī)的組成[7]</p><p>　　注塑機(jī)結(jié)構(gòu)外形如圖1所示，它的具體組成部分有：液壓油路系統(tǒng)，合模系統(tǒng)，射臺移動系統(tǒng)，加熱冷卻系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)，安全保護(hù).監(jiān)測系統(tǒng)以及供料等輔助系統(tǒng)。</p><p>　　4.2 注塑機(jī)液壓油路系統(tǒng)[6][7]</p><p>　　注塑機(jī)液

48、壓油路系統(tǒng)由油泵、油泵電機(jī)、油箱、油管、油溫冷卻器、比例壓力閥、比例流量閥、開關(guān)閥、液壓馬達(dá)等各種液壓元件組成。</p><p><b>　　⑴ 液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　它是為注塑機(jī)的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)（工作油缸）提供壓力和速度控制的裝置。液壓油路一般由控制系統(tǒng)壓力與流量的主回路和去各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分回路組成。</p><p>　　液壓油的

49、走向：油箱里的油經(jīng)過濾油器到油泵，在經(jīng)過比例流量閥到各個方向閥的進(jìn)油孔，各方向閥的電磁線圈按規(guī)定的程序帶電，使電磁閥運動，壓力油也就依次進(jìn)入相應(yīng)的油缸或液壓馬達(dá)。回油低壓側(cè)經(jīng)冷卻器流入油箱，液壓油的壓力和流量是由比例壓力閥和比例流量閥控制，根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]，得液壓油路原理圖（圖5），</p><p>　　液壓油路元件表（表1），注塑機(jī)液壓油路系統(tǒng)工作順序表（表2）。</p><p>　　

50、注塑機(jī)液壓油路系統(tǒng)原理圖，如圖</p><p>　?、?根據(jù)注塑機(jī)液壓油路圖，可以知道注塑機(jī)液壓油路所需元件表，如表1所示：</p><p>　　表1 注塑機(jī)液壓油路圖元件表</p><p>　?、?根據(jù)注塑機(jī)液壓油路圖5，注塑機(jī)液壓油路所需元件表1，可以知道注塑機(jī)液壓油路系統(tǒng)工作順序表，如表2所示：</p><p>　　表2 液壓油路系

51、統(tǒng)工作順序表</p><p><b>　　4.3 合模系統(tǒng)</b></p><p>　　它是保證成型模具可靠地閉合和實現(xiàn)模具啟閉的動作，并頂出制品的過程。鎖緊模具的力要大于注射壓力，保證塑料制品的精度，防止產(chǎn)生飛邊。合模裝置主要有模板，拉桿，合模機(jī)構(gòu)，制品頂出裝置和安全門，調(diào)模裝置等組成。合模動作包括：關(guān)安全門、鎖模、注射、保壓、熔膠、冷卻、抽膠、開模、制品頂出等。&

52、lt;/p><p><b>　　4.4 注射系統(tǒng)</b></p><p>　　注塑機(jī)注射系統(tǒng)的作用是使物料塑化和熔融，并在高壓和高速下將熔體注入模腔。注射系統(tǒng)主要由塑化裝置，螺桿驅(qū)動裝置，計量裝置，注射動作裝置，注射座以及整體移動裝置，加料斗裝置等組成。</p><p>　　4.5 電氣控制系統(tǒng)[1][2][3][4][5][7]</p>

53、;<p>　　4.5.1 注塑機(jī)控制裝置</p><p>　　注塑機(jī)控制裝置采用可編程控制器PLC為基本控制單元。注塑機(jī)電控裝置由輸入，輸出裝置，PLC（PLC選用西門子S7—200、CPU222），開關(guān)閥等驅(qū)動電路組成。把編好的程序通過微機(jī)輸入PLC中，PLC把梯形圖或匯編語句表解讀為目標(biāo)代碼。中央處理單元以掃描的形式將注塑機(jī)狀態(tài)信號采樣輸入到存儲器中，再按用戶程序變成內(nèi)部邏輯關(guān)系得到所需要的輸出

54、狀態(tài)，通過輸出裝置控制注塑機(jī)動作。主塑機(jī)生產(chǎn)一個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模﹑合閘﹑穩(wěn)壓、整進(jìn)注射、保壓、預(yù)塑、解壓、開閘、起模、復(fù)位等注塑成型操作工序，注塑機(jī)注塑成型工藝流程，如圖2所示：</p><p>　　4.5.2 注塑機(jī)的動作時序表和I/O接線圖</p><p>　　根據(jù)注塑機(jī)工藝流程圖編制PLC注塑機(jī)動作時序表(表3)和PLC的I/O接線圖(圖7)：</p><p&g

55、t;　　PLC注塑機(jī)動作時序表，如表3所示：</p><p>　　表3 注塑機(jī)動作時序表</p><p>　?、?注塑機(jī)PLC的I∕O接線圖，如圖7所示：</p><p>　　圖6 注塑機(jī)I/O接線圖</p><p>　　4.5.3 注塑機(jī)PLC的輸入、輸出繼電器的屬性表</p><p>　?、?根據(jù)注塑機(jī)PLC的I/

56、O接線圖，可知道PLC的輸入，輸出繼電器的屬性，如表4所示：</p><p>　　表4 PLC輸入，輸出繼電器屬性表</p><p>　?、?注塑機(jī)PLC的內(nèi)部元件屬性表</p><p>　　表5 PLC注塑機(jī)內(nèi)部元件屬性表</p><p>　　4.5.4 注塑機(jī)動作功能圖</p><p>　　根據(jù)注塑機(jī)動作流程圖、注

57、塑機(jī)動作時序表和注塑機(jī)PLC的I/O接線圖繪制注塑機(jī)動作功能圖，如圖8所示:</p><p>　　圖7 注塑機(jī)動作功能圖</p><p>　　4.5.5 注塑機(jī)的程序</p><p>　　根據(jù)注塑機(jī)動作流程圖、注塑機(jī)動作時序表、注塑機(jī)PLC的I/O接線圖和注塑機(jī)動作功能圖編寫程序。</p><p>　　TITLE=程序注釋</p>

58、<p>　　Network 1 </p><p>　　LD I1.1</p><p>　　O M12.0</p><p>　　AN I1.2 // 按下SB1(I1.1)時注塑機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，按下SB2(I1.2)時</p><p>　　= M12.0 注塑機(jī)

59、進(jìn)入停止工作狀態(tài)。</p><p>　　Network 2 </p><p>　　LD SM0.1</p><p>　　O M11.3</p><p>　　O M12.0</p><p>　　MOVW 0, MW11 // 當(dāng)注塑機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)時，將

60、左移位指令MW11清零。</p><p><b>　　Network 3</b></p><p>　　LDN M12.1</p><p>　　AN M12.2</p><p>　　AN M12.3</p><p>　　AN M12.4</p><p

61、>　　AN M12.5</p><p>　　AN M12.6</p><p>　　AN M12.7</p><p>　　AN M11.0</p><p>　　AN M11.1</p><p>　　AN M11.2 // 當(dāng)M12.1—M11.2各工

62、步(從注塑機(jī)鎖模—啟模)均為零時，</p><p>　　= M12.0 使M12.0置為1。</p><p>　　Network 4 </p><p>　　A I0.1</p><p>　　A I0.2 // 當(dāng)注塑機(jī)中的壓力油進(jìn)入鎖模油缸中，碰到行程開關(guān)ST1、</p>

63、;<p>　　LD M11.3 ST2(I0.1、I0.2)時注塑機(jī)進(jìn)入鎖模（M12.1）工作狀態(tài)。 </p><p>　　A M1.0</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD M12.1 // 當(dāng)鎖模工作狀態(tài)停止時，壓力油進(jìn)入調(diào)模馬達(dá)，當(dāng)碰到行&l

64、t;/p><p>　　A I0.3 程開關(guān)ST3(I0.3)時，注塑機(jī)進(jìn)入閘板閉合（M12.2）工作狀態(tài)。 </p><p>　　OLD </p><p>　　LD M12.2 // 當(dāng)閘板閉合工作狀態(tài)停止時，壓力油進(jìn)入控制閥H6中，當(dāng)A I0.4 碰到行程開關(guān)ST4(I

65、0.4)時，注塑機(jī)進(jìn)入穩(wěn)壓（M12.3）工作狀態(tài)。 </p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD M12.3 // 當(dāng)注塑機(jī)保持穩(wěn)壓時，壓力升高使壓力繼電器KP[用</p><p>　　A I0.0 SB3(I0.0)代替]通電時，注塑機(jī)注射座前進(jìn)（M12.4）。

66、 </p><p><b>　　OLD </b></p><p>　　LD M12.4 // 當(dāng)注塑機(jī)注射座前進(jìn)停止時，壓力油進(jìn)入射膠油缸中，當(dāng)碰A I0.5 到行程開關(guān)ST5(I0.5)時，注塑機(jī)進(jìn)入高壓注射（M12.5）工作狀態(tài)。</p><p><b>　　OLD </b&g

67、t;</p><p>　　LD M12.5 // 當(dāng)注塑機(jī)高壓注射停止時，定時器T37啟動并對注塑機(jī)</p><p>　　A T37 進(jìn)行延時保壓（M12.6），保壓時間為200s。</p><p>　　OLD // 當(dāng)注塑機(jī)保壓時間到時，定時器T38啟動并對注塑機(jī)進(jìn)</p

68、><p>　　LD M12.6 行預(yù)塑（M12.7），預(yù)塑時間為200s。</p><p>　　A T38</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD M12.7 // 當(dāng)注塑機(jī)預(yù)塑時間到時，壓力油進(jìn)入控制閥H7中，當(dāng)碰</p>

69、<p>　　A I0.6 到行程開關(guān)ST6(I0.6)時，注塑機(jī)進(jìn)入解壓（M11.0）工作狀態(tài)。</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD M11.0 // 當(dāng)注塑機(jī)解壓停止時，定時器T39啟動并對注塑機(jī)進(jìn)行</p><p>　　A T

70、39 閘板開啟（M11.1），閘板開啟時間為200s。</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD M11.1 // 當(dāng)注塑機(jī)閘板開啟停止時，壓力油進(jìn)入鎖模油缸中，當(dāng)</p><p>　　A I1.0 碰到行程開關(guān)ST7(I1.0)時，注塑

71、機(jī)進(jìn)入啟模（M11.2）工作狀態(tài)。</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD M11.2 // 當(dāng)注塑機(jī)啟模停止時，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST1、ST2、ST8</p><p>　　A I1.3 （I0.1、I0.2、I1.3）時，注塑機(jī)進(jìn)入復(fù)位（M11.3）工作狀

72、態(tài)，為 </p><p>　　A I0.1 下一個工作循環(huán)作準(zhǔn)備。</p><p>　　A I0.2</p><p>　　OLD // 當(dāng)注塑機(jī)復(fù)位（M11.3）為1時，將MW11再次清零。</p><p>　　SLW MW11,

73、 1</p><p>　　Network 5 </p><p>　　LD M12.5 </p><p>　　TON T37, 20</p><p><b>　　Network 6</b></p><p>　　LD M12.6</p><p>　　TON

74、 T38, 20</p><p><b>　　Network 7</b></p><p>　　LD M11.0</p><p>　　TON T39, 20</p><p><b>　　Network 8</b></p><p>　　LD M12.1

75、</p><p>　　O M12.5</p><p>　　O M12.7</p><p>　　O M11.2</p><p>　　= Q0.0</p><p><b>　　Network 9</b></p><p>　　LD

76、M12.2</p><p>　　O M11.0</p><p>　　= Q0.1</p><p>　　Network 10</p><p>　　LD M11.2</p><p>　　= Q0.2</p><p>　　Network 11</p>

77、<p>　　LD M12.2</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　Network 12</p><p>　　LD M11.1</p><p>　　= Q0.4</p><p>　　Network 13</p><p>　　LD

78、 M12.3</p><p>　　O M12.5</p><p>　　= Q0.5</p><p>　　Network 14</p><p>　　LD M12.6</p><p>　　= Q0.6</p><p>　　Network 15 // <

79、;/p><p>　　LD M12.2</p><p>　　O M12.4</p><p>　　O M12.6</p><p>　　= Q1.0</p><p>　　4.5.6 操作說明</p><p>　　注塑機(jī)生產(chǎn)一個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模﹑合閘﹑穩(wěn)壓、整進(jìn)注射、

80、保壓、預(yù)塑、解壓、開閘、起模、頂出產(chǎn)品等操作工序。這些動作的完成均由電磁閥控制液壓回路來完成。</p><p>　　從注塑機(jī)的注塑成型工藝流程圖可看出，注塑機(jī)的控制過程是順序控制，它的工作是從閉模開始一步一步進(jìn)行的，每個工步執(zhí)行指令使電磁閥動作，用行程開關(guān)ST1—ST8和工藝過程時間（T37、T38、T39）來判斷每一步是否完成，且只有當(dāng)前一個工步完成后才能進(jìn)入下有工步。</p><p>

81、<b>　　其操作過程如下：</b></p><p>　?、?當(dāng)按下SB1時注塑機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，按下SB2時注塑機(jī)進(jìn)入停止工作狀態(tài)。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)中的壓力油進(jìn)入控制閥H3和鎖模油缸中，使油缸動作，當(dāng)碰到行</p><p>　　程開關(guān)ST1、ST2，使電磁閥YV1電，注塑機(jī)進(jìn)入閉模工作狀態(tài)。</p><p&

82、gt;　　⑶ 當(dāng)注塑機(jī)中的壓力油進(jìn)入控制閥H4 、H5、H8和調(diào)模液壓馬達(dá)中，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST3，使電磁閥YV2、YV4、YV8帶電，注塑機(jī)進(jìn)入閘板閉合工作狀態(tài)，閉模工作狀態(tài)關(guān)閉。</p><p>　　⑷ 當(dāng)壓力油進(jìn)入控制閥H6中，碰到行程開關(guān)ST4，使電磁閥YV6帶電，注塑機(jī)進(jìn)入穩(wěn)壓工作狀態(tài)，閘板閉合工作狀態(tài)關(guān)閉。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)保持穩(wěn)壓后，液壓油壓力上升，使壓力繼電

83、器KP通電，通過壓力繼電器KP（SB3）控制注塑機(jī)中射移控制閥H5和射移油缸，使電磁閥YV8帶電，從而控制注塑機(jī)注射座前進(jìn)。</p><p>　?、?當(dāng)壓力油進(jìn)入控制閥H3﹑H6和射膠油缸中，使射膠油缸動作，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST5，使電磁閥YV1﹑YV7帶電，注塑機(jī)進(jìn)入高壓注射工作狀態(tài)，注塑機(jī)注射座前進(jìn)工作狀態(tài)關(guān)閉。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)高壓注射工作狀態(tài)停止時，定時器T37啟動并

84、對注塑機(jī)進(jìn)行延時保壓200S，使電磁閥YV7﹑YV8帶電。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)延時保壓時間到時，定時器T38啟動并對注塑機(jī)進(jìn)行預(yù)塑，預(yù)塑時間為200S，使電磁閥YV1帶電。</p><p>　　⑼ 當(dāng)注塑機(jī)預(yù)塑時間到時，注塑機(jī)中的壓力油進(jìn)入控制閥H7中，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST6，使電磁閥YV2帶電，注塑機(jī)進(jìn)入解壓工作狀態(tài)。</p><p>　　⑽ 當(dāng)注塑機(jī)

85、解壓停止時，定時器T39啟動并控制注塑機(jī)閘板開啟200S，使電磁閥YV5帶電。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)閘板開啟時間到時，注塑機(jī)中壓力油進(jìn)入控制閥H3中，當(dāng)碰到行程開關(guān)ST7時使電磁閥YV1﹑YV3帶電，使注塑機(jī)進(jìn)入啟模工作狀態(tài)。</p><p>　?、?當(dāng)注塑機(jī)啟模停止時，注塑機(jī)碰到行程開關(guān)ST1﹑ST2﹑ST8時，注塑機(jī)進(jìn)入復(fù)位工作狀態(tài)，為下一個工作循環(huán)做準(zhǔn)備。</p&g

86、t;<p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　塑料制品在日常生活中是常常見到的，如家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業(yè)、日用五金、通信器材、以及醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域。所以，我們現(xiàn)在研究塑料的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計和塑料的成型方式越來越重要。</p><p>　　注塑成型是塑料加工中普遍采用的方法之一。</p><p>

87、　　根據(jù)實驗室現(xiàn)有的條件，設(shè)計了一個模擬塑料成型的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，通過設(shè)計，了解到塑料成型生產(chǎn)線的工藝流程，注塑機(jī)生產(chǎn)一個產(chǎn)品一般要經(jīng)過閉模﹑合閘﹑穩(wěn)壓、整進(jìn)注射、保壓、預(yù)塑、解壓、開閘、起模、頂出產(chǎn)品等工序。通過對這些動作完成的程序設(shè)計和在實驗室里的檢測，我們了解了PLC的應(yīng)用，開關(guān)的作用和注塑機(jī)注塑成型生產(chǎn)線的控制檢測等。</p><p>　　通過設(shè)計，從中我獲得了寶貴的經(jīng)驗，并且使我在大學(xué)四年所學(xué)到的知識得

88、到應(yīng)用，在設(shè)計時存在著很多不足之處，希望老師給以指正。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]S7—200系統(tǒng)手冊.2005</p><p>　　[2]周文俊.設(shè)備實用手冊.中國水利水電出版社,2001</p><p>　　[3]楊震寬.電工最新

89、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊.2003</p><p>　　[4]王向東,楊惠娣.注射成型技術(shù)進(jìn)展.中國塑料.2001,15 </p><p>　　[5]易繼鍇.電氣傳動自動控制原理與設(shè)計.北京工業(yè)大學(xué)出版社,1990 </p><p>　　[6]劉來英.注塑成型工藝.化學(xué)工業(yè)出版社,2004 </p><p>　　[7]鐘漢如.注塑機(jī)控制系統(tǒng).化學(xué)工業(yè)

90、出版社,2003,12 </p><p>　　[8]北京化工學(xué)院編.塑料機(jī)械液壓傳動.中國輕工業(yè)出版社,1984 </p><p>　　[9]廖常初.PLC編程及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,200,5 </p><p>　　[10]丘明恒.塑料成型工藝.西北工業(yè)大學(xué)出版社,1994</p><p>　　[11]石安富,襲云表.實用塑料成型技術(shù)手冊

91、.上?？萍冀逃霭嫔?1995</p><p>　　[12]曹宏深,趙仲治.塑料成型工藝與模具設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社,1993 </p><p>　　[13]吳培熙,王祖玉.塑料制品生產(chǎn)工藝手冊.化學(xué)工業(yè)出版社,1998 </p><p>　　[14]張靜章.簡析注塑機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展策略.中國塑料工業(yè)機(jī)械信息,2002（5）：14～19</p><p

92、>　　[15]許政倉.我國塑料機(jī)械創(chuàng)造工業(yè)慨況與前景.中國塑料,2002,16（2）：1～7</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　注塑機(jī)注塑成型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計是在xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使

93、我掌握了基本的設(shè)計方法，還使我明白了許多待人處事的道理。本論文從選題到設(shè)計完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！</p><p>　　本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在此感謝xx老師的指導(dǎo)和幫助；感謝實驗室老師的指導(dǎo)和幫助。</p><p>　　在四年的學(xué)習(xí)期間，得到同學(xué)的大量幫助，在此表示深深的感謝