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随着微注塑件的广泛应用,作为微注塑成型制品的主要加工设备——微注射成型机越来越受到设备生产厂家的重视。目前国外很多厂家已经能够提供成熟的微注射机商品,并占据了绝大部分份额;国内只有极个别厂家能生产可以投入市场的微注射成型机,而且处在市场的最低端,因此不断投入人力物力进行研发,以希望可以在该市场占领一席之地,海天作为世界范围内知名的国内注塑机生产厂商自然也不会例外的向微注射机生产领域进军,因此在2008年海天博士后工作站,采用校企联合方式经过3年研究,研发出了第一代微注塑的原型机NA60。本文针对海天第一代微注射成型机研发过程中出现的问题与不足,以微注射成型机的电气控制系统及其优化为研究目标,从注射伺服电机的匹配核算、注射全闭环研究和应用及基于位置预判断的控制算法在提高合模精度上的研究和应用进行研究。主要内容如下: 1.注射部件与伺服电机匹配核算。针对微注射原型机NA60伺服电机驱动注射部分响应时间,加速度及可控性精度实际性能均未能达到设计要求的现状,在不更改注射部件及螺杆驱动方式的前提下,为充分利用伺服电机的特性,通过对伺服电机负载力矩、负载惯量、加速力矩的核算,提出了提高注射系统响应,刚性及可控性的伺服电机选择方法,列举出所需要伺服电机的特征参数。 2.注射全闭环控制方案的研究和应用。针对第一代微注射成型机,在高速注射即将结束的瞬间由于扭矩开环造成螺杆碰壁失控效应,尤其是在全程需要高速注射或注射末端需要高射速的成型工艺情况下,造成螺杆的瞬间受力碰撞,引起螺杆的弯曲变形,从而影响螺杆的性能及寿命的情况,在伺服电机驱动注射部件基础上增加一个高速响应的压力闭环,实现了注射的全闭环,有效提高产品质量,延长螺杆寿命。 3.运用基于位置预判断的控制算法研究与应用。针对第一代微注射成型机液压直压式合模部件采用了常规的位置控制方法,其最大控制重复精度只有在±0.5mm,为提高整个合模系统的位置精度及缩短生产周期,基于目前电液复合式微注射成型机,提出了一种基于位置预判断的控制算法,和常规控制方式相比,实现了液压驱动合模部件的位置精度提高,保证机械手抓取制品的成功率,缩短干循环时间。