毕业设计（论文）-注塑成型生产线控制系统设计.doc

西南林学院 本科毕业（设计）论文 （2008 届） 题目： 注塑成型生产线控制系统设计 教学院系 交通机械与土木工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 2004 级 学生姓名 指导教师 评 阅 人 2008 年 6 月 11 日 设计要求 2 设计要求设计要求 塑料的注塑成型，是将树脂在加热熔融的同时，与其他添加剂均匀地混合在一 起，以一定的速度和压力使其注入模具中，经冷却、固化后得到所要求形状的制品 的操作过程。 注塑机控制装置采用可编程控制器 plc 为基本控制单元。注塑机电控装置由输 入，输出装置，plc （plc 选用西门子 s7200、cpu222） ，开关阀等驱动电路组 成。把编好的程序通过微机输入 plc 中，plc 把梯形图或汇编语句表解读为目标代 码。中央处理单元以扫描的形式将注塑机状态信号采样输入到存储器中，再按用户 程序变成内部逻辑关系得到所需要的输出状态，通过输出装置控制注塑机动作。注 塑机的外形结构如图 1 所示： 图 1 注塑机的外形图 注塑机生产一个产品一般要经过闭模合闸稳压、高压注射、保压、预塑、解压、 开闸、启模、复位等注塑成型工序，如图 2 所示。这些动作的完成均由电磁阀控制 液压回路来完成。 从注塑机的注塑成型工艺流程图可看出，注塑机的控制过程是顺序控制，它的 设计要求 2 工 设计要求 3 作是从闭模开始一步一步进行的，每个工步执行指令使电磁阀动作，用行程开关 st1st8 和工艺过程时间（t37、t38、t39）来判断每一步是否完成，且只有当前 一个工步完成后才能进入下有工步。 设计要求 3 图 2 注塑机的注塑成型工艺流程图 设计要求 4 其操作过程如下： 当按下 sb1 时注塑机进入工作状态，按下 sb2 时注塑机进入停止工作状态。 当注塑机中的压力油进入锁模控制阀 h3 和锁模油缸中，使油缸动作，当碰 到行程开关 st1、st2 时，电磁阀 yv1 带电，注塑机进入闭模工作状态。 当注塑机中的压力油进入控制阀 h4 、h5、h8 和调模液压马达中，当碰到 行程开关 st3 时，电磁阀 yv2、yv4、yv8 带电，注塑机进入闸板闭合，闭模状态 停止。 当压力油进入控制阀 h6 中，碰到行程开关 st4 时，电磁阀 yv6 带电，注 塑机进入稳压工作状态，闸板闭合工作状态停止。 当注塑机保持稳压后，液压油压力上升，使压力继电器 kp（sb3）电磁线 圈通电，通过压力继电器 kp（sb3）控制注塑机中射移控制阀 h5 和射移油缸，使 电磁阀 yv8 带电，从而控制注塑机注射座前进。 当压力油进入控制阀 h3h6 和射胶油缸中，碰到行程开关 st5 时，电磁阀 yv1yv7 带电，注塑机进入高压注射工作状态，使注塑机注射座前进工作状态停止。 当注塑机高压注射工作状态停止时，定时器 t37 启动并对注塑机进行延时保 压 200s，使电磁阀 yv7yv8 带电。 当注塑机延时保压时间到时，定时器 t38 启动并对注塑机进行预塑，预塑 时间为 200s，使电磁阀 yv1 带电。 当注塑机预塑时间到时，注塑机中的压力油进入控制阀 h7 中，当碰到行程 开关 st6 时，使电磁阀 yv2 带电，注塑机进入解压工作状态，注塑机预塑工作状态 停止。 设计要求 4 当注塑机解压停止时，定时器 t39 启动并控制注塑机闸板开启 200s，使电 磁阀 yv5 带电。 设计要求 5 当注塑机闸板开启时间到时，注塑机中压力油进入控制阀 h3 中，当碰到行 程开关 st7 时，使电磁阀 yv1yv3 带电，注塑机进入启模工作状态。 当注塑机启模停止时，注塑机碰到行程开关 st1st2st8 时，注塑机进入 复位工作状态，为下一个工作循环做准备。 设计要求 6 目目 录录 设计要求 .2 目 录 .6 1 绪论 .8 1.1 塑料制品的应用678 1.2 注塑成型671012.8 1.3 设计的内容 9 2 注塑机控制系统概述 10 2.1 塑料工业的历史和未来发展47.10 2.1.1 注塑机的技术水平及发展趋势 .10 2.1.2 加入 wto 以后的形势和发展策略14.15.11 3 注塑成型的基本参数 12 3.1 注塑成型6.12 3.2 注塑成型的基本参数4.12 3.2.1 注射部分主要性能参数12 3.2.2 合模力性能参数 .14 4 注塑机注塑成型控制系统 16 4.1 注塑机的组成7.16 4.2 注塑机液压油路系统67.16 4.3 合模系统 .19 4.4 注射系统 .19 4.5 电气控制系统123457.19 4.5.1 注塑机控制装置 .19 设计要求 7 4.5.2 注塑机的动作时序表和 i/o 接线图 .20 4.5.3 注塑机 plc 的输入、输出继电器的属性表 .21 4.5.4 注塑机动作功能图 .22 4.5.5 注塑机的程序 .23 4.5.6 操作说明 .27 结 论 29 参考文献 31 指导教师简介 32 致谢 33 1 绪论 8 1 绪论 1.1 塑料制品的应用67 塑料制品在日常生活中是常常见到的，如家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽 车工业、日用五金、通信器材、以及医疗器械等众多领域。塑料制品的使用比例正 迅猛增加，这主要是因为以下原因： 塑料与金属材料相比有许多优点：容易加工、生产效率高、节约能源、绝缘 性能好、质量轻（相对密度约为 1.01.4，比铝轻一半，比钢轻 3/4）6、比强度高、 具有突出的耐磨、耐腐蚀等。 在日用和工业产品中，一个设计合理的塑料制品往往能代替多个传统金属结 构件，加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，降低了金属 材料消耗量和加工及装配工时。 注塑成型是塑料加工中普遍采用的方法之一。该方法适用于全部热塑性能和 部分热固性塑料，由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、 连续的生产，并且具有稳定的尺寸，容易实现生产的自动化和高速化，具有较高的 经济效益。因此，目前工业产品非金属化，金属制品塑料化的趋势日益明显。 1.2 注塑成型671012 塑料的注塑成型，是将树脂在加热熔融的同时，与其他添加剂均匀地混合在一 起，以一定的速度和压力注入模具中，经冷却、固化后得到所要求形状的制品的操 作过程。 要想获得合格的塑料制品，必须要有设计合理、制造精良的模具，还需要有和 该模具配套的注塑机以及合理的加工工艺，因此，人们常将模具、注塑机、以及加 1 绪论 8 工工艺称为注塑成型过程的三个基本要素。 1 绪论 9 注塑模具是注塑成型加工的主要工具之一，在质量、精度、制造周期以及注 塑成型过程中的生产效率等方面的水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及 产品的更新换代，并最终决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。 注塑机是注塑成型必需的要素之一。一般来说，市场上供应各种形式和规格 的注塑机，但是在实践中，必须根据模具的实际情况来选择。 成型加工工艺也是注塑成型加工的必需的要素之一，就是将压力、温度、速 度三大要素组成最合理的搭配，在成型过程中，要想确定一组最佳成型条件决非易 事，因为影响成型条件的因素很多，除制品的形状、模具结构、注塑设备、原材料 等之外，电压波动和环境温度的变化对成型都有影响，因此，操作人员必须根据塑 料制品再成型过程中出现的具体问题认真调整，才能生产出合格的塑料制品。 1.3 设计的内容 注塑制品在人们生活中占有较大的比重，在工业、农业、国防建设、文教卫生 和日常生活中得到广泛使用。 注塑机通过塑料模具注射成型塑料制品，产品质量与注塑机控制参数有直接关 系，控制系统是注塑机的主要组成部分，目前，注塑机发展的主要特点是向精密化、 低噪声、高效率节能和高度自动化方向发展。为了适应国内外注塑机控制系统的不 断更新，将自动控制理论结合注塑机工艺过程对注塑机提出一些新的控制方法，包 括注塑机液压异步电机节能变频技术的改造、精密注塑机及电动注塑机控制系统等7。 力求理论结合实际，把握注塑机发展方向，系统的把注塑机械与控制系统相结合。 全论文共有四章，第一章，绪论，介绍了塑料制品的应用和成型；第二章， 介绍注塑机控制系统概述；第三章，描述注塑成型基本参数；第四章，介绍注塑机 注塑成型控制系统。内容包括注塑机的液压系统、合模系统、注射系统电器控制系 统，可遍程控制器 plc 在注塑机动作顺序的控制等。 2 注塑机控制系统概述 10 2 注塑机控制系统概述 2.1 塑料工业的历史和未来发展47 从 50 年代技术创新推出了螺杆式塑料注射成型机至今已有 50 多年的历史。目 前在工程塑料业中，80采用了注射成型。近年来由于汽车、建筑、家用电器、食 品、医药等产业对注射制品日益增长的需要，推动了注射成型技术水平的发展和提 高。我国塑料机械 2000 年销售额在 70 亿元人民币左右，以台数记约为 8.5 万台， 其中 40左右是注射成型机。从美国、日本、德国、意大利、加拿大等主要生产国 来看，注塑机的产量都在逐年增加，在塑料机械中占的比重最大。 2.1.1 注塑机的技术水平及发展趋势 从注射机问世起，锁模力在 10005000kn，注射量在 502000g 的中小型注射 机占绝大多数。到了 70 年代后期，由于工程塑料的发展，特别是在汽车、船舶、宇 航、机械以及大型家用电器方面的广泛应用，使大型注射机得到了迅速发展。美国 最为明显。在 1980 年全美国约有 140 台 10000kn 以上锁模力的大型注塑机投入巾 场，到 1985 年增至 500 多台。日本名机公司已经成功地制造了当今世界最大的注塑 机，其锁模力达到 120000kn，注射量达到 92000g41415。 80 年代以来，cad/caecappcam 计算机应用技术在塑机制造业的广泛 采用，促进了我国注塑机研发和制造水平的高速发展。以宁波海天股份有限公司为 代表的一批国家级高新技术企业都相继引进美国 u.g.s 和 ptc 公司的计算机辅助设 计和分析等软件，实现了三维立体参数化建模，机构运动仿真，对主关原件分析， 对高应力区的应力分布、应力峰值、危险区域等进行准确的分析计算，帮助设计人 2 注塑机控制系统概述 10 员迅速 2 注塑机控制系统概述 11 地了解、评估和修改设计方案，保证重要零件结构合理性的可靠性达到完美。 高效注塑机的开模与预塑一般都是同步完成。开模过程中同时完成抽芯和顶出。 日本展览会上的最快注塑机，工作周期只有 1 秒钟。注塑机的控制技术历经了继电 器、接触器控制及可编程控制器控制和专用计算机控制的发展过程。自 20 世纪 60 年代末美国费洛斯公司首先应用计算机控制技术开始，经过 20 世纪 80 年代以后的 高速发展，已经不是简单的动作控制，而是包括熔体温度、注射压力、注射速度、 保压时间、冷却过程及液压回路等各种参数的综合控制。注塑机过去大多数采用开 环控制，目前正在向闭环控制方向发展。 2.1.2 加入 wto 以后的形势和发展策略14.15 加入 wto 以后，将对我国注塑机行业的发展产生重大影响，对企业来说机遇 和挑战并存，从我国注塑机械工业总体水平看，都与发达国家存在较大差距。所以 要加大我国注塑机行业的发展和现代最新技术的应用。 加入 wto 以后，将对我国注塑机行业的发展产生重大影响，对企业来说机 遇和挑战并存。 围绕中国农业，原材料，能源，交通，电子，建筑等方面的发展，制定好塑 料机械行业远景发展规。 配合塑料加工行业，加速高新技术的应用。如厚壁成型技术(tmc)、片状成 型技术（smc） 、反应注射成型技术（rim） 、废弃塑料回收利用和再生等7。 为提高中国塑料机械的控制水平和技术性能，要加速应用微电脑技术和高精 度元件。 提高塑料模具制造水平。 3 注塑成型的基本参数 12 3 注塑成型的基本参数 3 3.1 注塑成型6 注塑成型：是将树脂在加热熔融的同时，与其他添加剂均匀地混合在一起，以 一定的速度和压力注入模具中，经冷却，固化后得到所要求形状的制品的操作过程。 注塑成型工艺过程包括三个过程： 成型前的准备：包括原料的选择，原料的预处理，料筒的清洗，脱模剂的选 用等。 成型操作：从原料到塑件的过程。注塑机生产一个产品一般要经过闭模合 闸稳压、高压注射、保压、预塑、解压、开闸、启模、复位等注塑成型工序等过程。 塑件的后处理：使塑件整形，通过热处理、调湿处理，防止塑件变形，开裂 等。 3.2 注塑成型的基本参数4 3.2.1 注射部分主要性能参数 注射装置主要作塑化粒状塑料和注射熔料入模之用。因此，注射部分的参数即 表示注塑机在注射，塑化性能方面的特征参数。 注射量 是指注塑机在注射柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注出 3 注塑成型的基本参数 12 量。它在一定程度上反映了注塑机生产制品能力的大小，标志着注塑机所能生产的 塑料制品的最大质量。因此，注射量可表示注塑机规格的主要参数。 3 注塑成型的基本参数 13 注射容积：注射时注射量以体积的计量。可分理论注射容积和当量注射容 积。 理论注射容积：注射时所能排出的理论最大容积 vc。注射部件相关尺寸如图 3 所示：即 vc=0.8dsdss （2-1） vc ：理论注射容积，cm3； ds：螺杆直径，cm； s ：螺杆注射行程，cm 图 3 注射部件相关尺寸结构 当量注射容积：注塑机在 100mpa注射压力条件下的理论注射熔积 vb。 vb=kpvc （2- 2） kp：压力比值。 vb：当量注射容积，cm3。 注射质量；注塑机在无模操作条件下，从喷嘴所能注出的树脂最大质量 w（g）。 w=vc12p=vcp （2- 3） 1 ：密度修正系数； 2 ：螺杆泄漏修正系数，一般为 0.95； p ：常温下塑料制件密度，g/cm3。 3 注塑成型的基本参数 13 在使用注塑机时，所加工的塑料制品的质量一般在机器注射量的 1/44/5，最 低不应小于 1/10。因为过小的注射量不仅使机器的能力得不到充分发挥，而且还会 因塑料在机筒内停留时间过长而分解；反之，过大难以成型。 3 注塑成型的基本参数 14 注射压力：pi (mpa) 注射时为了克服熔料流经喷嘴，浇道和模腔等处的流动阻力，螺杆对塑料需施 加压力此压力称为注射压力。注射压力不仅是熔料充模的必要条件，同时也是直接 影响到成型制品的质量。即： pi=fopo/fs （2- 4）fo：油缸注射腔总截面，cm2； fs：机筒内孔截面积 cm2 ； p：工作油压力， mpa 注射速率：表示模快慢的特征参数之一，是表示单位时间内从喷嘴射出的熔 料量。即： qi=qofs/fo （2- 5） qo：工作油流量，cm3/s。 qi ：注射速率，g/s 塑化能力与回复率 塑化能力：是表示螺杆与机筒在单位时间内可提供熔融树脂的最大能力 q。 螺杆塑化能力应满足下面条件，即 g3.6w/t （2- 6） g ：螺杆塑化能力,kg/h ； w：机器注射量，g ； t ： 制件最短冷却时间，s 回复率：反映螺杆间断工作时恢复原注射状态能力的大小。 3.2.2 合模力性能参数 合模力性能参数，主要用来表示该部件在工作时所能提供的力和模具安装尺寸 等特性。 合模力：在注射时，要使模具不被模腔压力所形成的胀模力顶开，必须对模具 3 注塑成型的基本参数 14 施以足够的夹紧力，即合模力 pcm。 模腔压力：螺杆作用于熔料的压力，在熔料流经浇注系统后，将要损失一部分， 余下的为模腔内的熔料压力，即模腔压力 pm。注射时动模板的力平衡如图所示： 3 注塑成型的基本参数 15 pcmpmf （2- 7） f：制品在分型面上的投影面积。 图 4 注射时动模板的力平衡 合模力是保证质量的重要条件。同时它又直接影响到机器的尺寸和质量，它在 一定程度上反映了机器加工制品能力的大小。所以，经常用来表示机器规格大小的 主要参数。 4 注塑机注塑成型控制系统 16 4 4 注塑注塑机注塑成型控制系统机注塑成型控制系统 4.1 注塑机的组成7 注塑机结构外形如图 1 所示，它的具体组成部分有：液压油路系统，合模系统， 射台移动系统，加热冷却系统，润滑系统，电气控制系统，安全保护.监测系统以及 供料等辅助系统。 4.2 注塑机液压油路系统67 注塑机液压油路系统由油泵、油泵电机、油箱、油管、油温冷却器、比例压力 阀、比例流量阀、开关阀、液压马达等各种液压元件组成。 液压系统 它是为注塑机的各种执行机构（工作油缸）提供压力和速度控制的装置。液压 油路一般由控制系统压力与流量的主回路和去各执行机构的分回路组成。 液压油的走向：油箱里的油经过滤油器到油泵，在经过比例流量阀到各个方向 阀的进油孔，各方向阀的电磁线圈按规定的程序带电，使电磁阀运动，压力油也就 依次进入相应的油缸或液压马达。回油低压侧经冷却器流入油箱，液压油的压力和 流量是由比例压力阀和比例流量阀控制，根据参考文献7，得液压油路原理图（图 5） ， 液压油路元件表（表 1） ，注塑机液压油路系统工作顺序表（表 2） 。 注塑机液压油路系统原理图，如图 4 注塑机注塑成型控制系统 17 图 5 液压油路原理图 射胶液压马达射胶油缸射移油缸顶针油缸锁模油缸调模液压马达射移油缸顶针油缸锁模油缸 调模液压马达 图 5 液压油路原理图 4 注塑机注塑成型控制系统 18 根据注塑机液压油路图，可以知道注塑机液压油路所需元件表，如表 1 所示： 表 1 注塑机液压油路图元件表 符号 元件 功能 m 电动机 带动油泵启动 h11 油泵 供液压油 h10 过滤器 净化液压油 h9 冷却器 冷却油 h12 调模液压马达 供调模用 h13 熔胶液压马达 供熔胶用 h1 比例压力阀 控制压力 h2 比例流量阀 控制速度 h3 三位四通电磁控制方向阀 （三位.四通） 供控制锁模，开模用 h4三位四通电磁控制方向阀 （三位.四通） 供控制闸板闭合，开启用 h5三位四通电磁控制方向阀 （三位.四通） 供控制注射座前进，后退用 h6三位四通电磁控制方向阀 （三位.四通） 供控制熔胶，射胶 h7二位四通电磁控制方向阀 （二位.四通） 供控制螺杆后退 h8 三位四通电磁控制方向阀 （三位.四通） 供顶针进退 根据注塑机液压油路图 5，注塑机液压油路所需元件表 1，可以知道注塑机 液压油路系统工作顺序表，如表 2 所示： 表 2 液压油路系统工作顺序表 电磁阀 动作h1h2yv1yv2yv3yv4yv5yv6yv7yv8yv9yv10yv1 1 1锁模+ 2闸板闭合+ 3稳压 + 4注射座进+ 5高压注射 + 6保压 + 7预塑+ 8御压+ 9注射座退+ 10闸板开启+ 11启模+ 4 注塑机注塑成型控制系统 18 12顶针前进+ 13顶针后退+ 14复位+ 4 注塑机注塑成型控制系统 19 4.3 合模系统 它是保证成型模具可靠地闭合和实现模具启闭的动作，并顶出制品的过程。锁 紧模具的力要大于注射压力，保证塑料制品的精度，防止产生飞边。合模装置主要 有模板，拉杆，合模机构，制品顶出装置和安全门，调模装置等组成。合模动作包 括：关安全门、锁模、注射、保压、熔胶、冷却、抽胶、开模、制品顶出等。 4.4 注射系统 注塑机注射系统的作用是使物料塑化和熔融，并在高压和高速下将熔体注入模 腔。注射系统主要由塑化装置，螺杆驱动装置，计量装置，注射动作装置，注射座 以及整体移动装置，加料斗装置等组成。 4.5 电气控制系统123457 4.5.1 注塑机控制装置 注塑机控制装置采用可编程控制器 plc 为基本控制单元。注塑机电控装置由输 入，输出装置，plc（plc 选用西门子 s7200、cpu222） ，开关阀等驱动电路组 成。把编好的程序通过微机输入 plc 中，plc 把梯形图或汇编语句表解读为目标代 码。中央处理单元以扫描的形式将注塑机状态信号采样输入到存储器中，再按用户 程序变成内部逻辑关系得到所需要的输出状态，通过输出装置控制注塑机动作。主 塑机生产一个产品一般要经过闭模合闸稳压、整进注射、保压、预塑、解压、 开闸、起模、复位等注塑成型操作工序，注塑机注塑成型工艺流程，如图 2 所示： 4 注塑机注塑成型控制系统 20 4.5.2 注塑机的动作时序表和 i/o 接线图 根据注塑机工艺流程图编制 plc 注塑机动作时序表(表 3)和 plc 的 i/o 接线图 (图 7)： plc 注塑机动作时序表，如表 3 所示： 表 3 注塑机动作时序表 电磁阀动作 yv1yv2yv3yv4yv5yv6yv7yv8 1锁模+ 2闸板闭合+ 3稳压 + 4注射座进+ 5高压注射 + 6保压 + 7预塑+ 8御压+ 9注射座退 10闸板开启+ 11启模+ 12顶针前进 13顶针后退 14复位 注塑机 plc 的 io 接线图，如图 7 所示： 图 6 注塑机 i/o 接线图 4 注塑机注塑成型控制系统 21 4.5.3 注塑机 plc 的输入、输出继电器的属性表 根据注塑机 plc 的 i/o 接线图，可知道 plc 的输入，输出继电器的属性， 如表 4 所示： 表 4 plc 输入，输出继电器属性表 序号输入 ，输出地址元件 功能 1 i0.1行程开关 st1注塑机开始闭模 2 i0.2行程开关 st2注塑机闭模止 3 i0.3行程开关 st3闸板闭合 4 i0.4行程开关 st4稳压 5 i0.5行程开关 st5 高压注射 6 i0.6行程开关 st6 御压 7 i1.0行程开关 st7 启模 8 i1.1手动按钮 sb1 电机启动 9 i1.2手动按钮 sb2 电机停止 10 i1.3行程开关 st8复位 11 输入 i0.0压力继电器 kp（sb3）注射座整进 12q0.0电磁阀 yv1yv1 通电，注塑机闭模 13q0.1电磁阀 yv2yv2 通电，御压 14q0.2电磁阀 yv3yv3 通电，注塑机启模 15q0.3电磁阀 yv4yv4 通电，闸板闭合 16q0.4电磁阀 yv5yv5 通电，闸板开启 17q0.5电磁阀 yv6yv6 通电，稳压 18q0.6电磁阀 yv7yv7 通电，高压注射 19 输出 q1.0电磁阀 yv8yv8 通电，注射座前进 注塑机 plc 的内部元件属性表 表 5 plc 注塑机内部元件属性表 序号元件 属性 1 t37 注射时保压时间 2 t38 预塑时间 3 t39 闸板开启时间 4 注塑机注塑成型控制系统 22 4.5.4 注塑机动作功能图 根据注塑机动作流程图、注塑机动作时序表和注塑机 plc 的 i/o 接线图绘制注 塑机动作功能图，如图 8 所示: 原点 m12.0 闭模 m12.1 闸板开启 m12.2 稳压 m12.3 注射座前进 m12.4 高压注射 m12.5 保压 m12.6 预塑 m12.7 解压 m11.0 闸板开启 m11.1 启模 m11.2 复位 m11.3 yv1 q0.0 行程开关 st1 st2 yv2 yv4 yv8 q0.1 q0.3 q1.0 行程开关 st3 yv6 q0.5 行程开关 st4 yv8 q1.0 yv1 yv7 q0.0 q0.6 yv7 yv8 q0.6 q1.0 yv1 q0.0 压力继电器 kp（sb3） 行程开关 st5 定时器 t37 定时器 t38 行程开关 st6 yv2 q0.1 yv5 q0.4 yv1 yv3 q0.0 q0.2 定时器 t39 行程开关 st7 开关st1 st2 st8 图 7 注塑机动作功能图 4 注塑机注塑成型控制系统 23 4.5.5 注塑机的程序 根据注塑机动作流程图、注塑机动作时序表、注塑机 plc 的 i/o 接线图和注塑机动 作功能图编写程序。 title=程序注释 network 1 ld i1.1 o m12.0 an i1.2 / 按下 sb1(i1.1)时注塑机进入工作状态，按下 sb2(i1.2) 时 = m12.0 注塑机进入停止工作状态。 network 2 ld sm0.1 o m11.3 o m12.0 movw 0, mw11 / 当注塑机进入工作状态时，将左移位指令 mw11 清零。 network 3 ldn m12.1 an m12.2 an m12.3 an m12.4 an m12.5 an m12.6 an m12.7 4 注塑机注塑成型控制系统 23 an m11.0 4 注塑机注塑成型控制系统 24 an m11.1 an m11.2 / 当 m12.1m11.2 各工步(从注塑机锁模启模)均为零时， = m12.0 使 m12.0 置为 1。 network 4 a i0.1 a i0.2 / 当注塑机中的压力油进入锁模油缸中，碰到行程开关 st1、 ld m11.3 st2(i0.1、i0.2)时注塑机进入锁模（m12.1）工作状态。 a m1.0 old ld m12.1 / 当锁模工作状态停止时，压力油进入调模马达，当碰到行 a i0.3 程开关 st3(i0.3)时，注塑机进入闸板闭合（m12.2）工作状态。 old ld m12.2 / 当闸板闭合工作状态停止时，压力油进入控制阀 h6 中， 当a i0.4 碰到行程开关 st4(i0.4)时，注塑机进入稳压（m12.3）工作状 态。 old ld m12.3 / 当注塑机保持稳压时，压力升高使压力继电器 kp用 a i0.0 sb3(i0.0)代替通电时，注塑机注射座前进（m12.4） 。 old ld m12.4 / 当注塑机注射座前进停止时，压力油进入射胶油缸中，当 碰a i0.5 到行程开关 st5(i0.5)时，注塑机进入高压注射（m12.5）工作 状态。 4 注塑机注塑成型控制系统 24 old ld m12.5 / 当注塑机高压注射停止时，定时器 t37 启动并对注塑机 a t37 进行延时保压（m12.6） ，保压时间为 200s。 4 注塑机注塑成型控制系统 25 old / 当注塑机保压时间到时，定时器 t38 启动并对注塑机进 ld m12.6 行预塑（m12.7） ，预塑时间为 200s。 a t38 old ld m12.7 / 当注塑机预塑时间到时，压力油进入控制阀 h7 中，当 碰 a i0.6 到行程开关 st6(i0.6)时，注塑机进入解压（m11.0）工作状态。 old ld m11.0 / 当注塑机解压停止时，定时器 t39 启动并对注塑机进 行 a t39 闸板开启（m11.1） ，闸板开启时间为 200s。 old ld m11.1 / 当注塑机闸板开启停止时，压力油进入锁模油缸中， 当 a i1.0 碰到行程开关 st7(i1.0)时，注塑机进入启模（m11.2）工作状 态。 old ld m11.2 / 当注塑机启模停止时，当碰到行程开关 st1、st2、st8 a i1.3 （i0.1、i0.2、i1.3）时，注塑机进入复位（m11.3）工作状态， 为 a i0.1 下一个工作循环作准备。 a i0.2 4 注塑机注塑成型控制系统 25 old / 当注塑机复位（m11.3）为 1 时，将 mw11 再次清零。 slw mw11, 1 network 5 ld m12.5 ton t37, 20 network 6 4 注塑机注塑成型控制系统 26 ld m12.6 ton t38, 20 network 7 ld m11.0 ton t39, 20 network 8 ld m12.1 o m12.5 o m12.7 o m11.2 = q0.0 network 9 ld m12.2 o m11.0 = q0.1 network 10 ld m11.2 = q0.2 network 11 ld m12.2 = q0.3 network 12 ld m11.1 = q0.4 4 注塑机注塑成型控制系统 27 network 13 ld m12.3 o m12.5 = q0.5 network 14 ld m12.6 = q0.6 network 15 / ld m12.2 o m12.4 o m12.6 = q1.0 4.5.6 操作说明 注塑机生产一个产品一般要经过闭模合闸稳压、整进注射、保压、预塑、解压、 开闸、起模、顶出产品等操作工序。这些动作的完成均由电磁阀控制液压回路来完 成。 从注塑机的注塑成型工艺流程图可看出，注塑机的控制过程是顺序控制，它的 工作是从闭模开始一步一步进行的，每个工步执行指令使电磁阀动作，用行程开关 st1st8 和工艺过程时间（t37、t38、t39）来判断每一步是否完成，且只有当前 一个工步完成后才能进入下有工步。 其操作过程如下： 当按下 sb1 时注塑机进入工作状态，按下 sb2 时注塑机进入停止工作状态。 4 注塑机注塑成型控制系统 27 当注塑机中的压力油进入控制阀 h3 和锁模油缸中，使油缸动作，当碰到行 4 注塑机注塑成型控制系统 28 程开关 st1、st2，使电磁阀 yv1 电，注塑机进入闭模工作状态。 当注塑机中的压力油进入控制阀 h4 、h5、h8 和调模液压马达中，当碰到 行程开关 st3，使电磁阀 yv2、yv4、yv8 带电，注塑机进入闸板闭合工作状态， 闭模工作状态关闭。 当压力油进入控制阀 h6 中，碰到行程开关 st4，使电磁阀 yv6 带电，注塑 机进入稳压工作状态，闸板闭合工作状态关闭。 当注塑机保持稳压后，液压油压力上升，使压力继电器 kp 通电，通过压力 继电器 kp（sb3）控制注塑机中射移控制阀 h5 和射移油缸，使电磁阀 yv8 带电， 从而控制注塑机注射座前进。 当压力油进入控制阀 h3h6 和射胶油缸中，使射胶油缸动作，当碰到行程 开关 st5，使电磁阀 yv1yv7 带电，注塑机进入高压注射工作状态，注塑机注射座 前进工作状态关闭。 当注塑机高压注射工作状态停止时，定时器 t37 启动并对注塑机进行延时保 压 200s，使电磁阀 yv7yv8 带电。 当注塑机延时保压时间到时，定时器 t38 启动并对注塑机进行预塑，预塑时 间为 200s，使电磁阀 yv1 带电。 当注塑机预塑时间到时，注塑机中的压力油进入控制阀 h7 中，当碰到行程 开关 st6，使电磁阀 yv2 带电，注塑机进入解压工作状态。 当注塑机解压停止时，定时器 t39 启动并控制注塑机闸板开启 200s，使电 磁阀 yv5 带电。 当注塑机闸板开启时间到时，注塑机中压力油进入控制阀 h3 中，当碰到行 程开关 st7 时使电磁阀 yv1yv3 带电，使注塑机进入启模工作状态。 4 注塑机注塑成型控制系统 28 当注塑机启模停止时，注塑机碰到行程开关 st1st2st8 时，注塑机进入复 位工作状态，为下一个工作循环做准备。 结论 29 结 论 塑料制品在日常生活中是常常见到的，如家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽 车工业、日用五金、通信器材、以及医疗器械等众多领域。所以，我们现在研究塑 料的生产线控制系统设计和塑料的成型方式越来越重要。 注塑成型是塑料加工中普遍采用的方法之一。 根据实验室现有的条件，设计了一个模拟塑料成型的生产线控制系统，通过设 计，了解到塑料成型生产线的工艺流程，注塑机生产一个产品一般要经过闭模合闸 稳压、整进注射、保压、预塑、解压