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解析擠出、注塑成型控制技術(shù)（二）
2、超高射速注塑機的控制技術(shù)
超高射速注塑機比傳統(tǒng)的注塑機具有更高的注射速度，一般可以達到1000mm/s以上。如此高的注射速度，可為注塑加工及注塑產(chǎn)品帶來以下好處：
(1)加工中*的剪切速度，使得塑料的黏度下降，以此容易實現(xiàn)超薄成型以及減少制品的扭曲、翹曲變形。
(2)可減少表面的流紋與熔合線，從而提高制品表面光澤以及熔接部位強度，并防止冷卻變形。
(3)縮短注射周期，提高注射效率和節(jié)能效果。
為了實現(xiàn)超高速注射，需要采用一些特殊的方法。例如，將高性能的直線電機用在全電動注塑機中，可使注射速度達到超高速狀態(tài)?；蛘?，在液壓注塑機中采用超高速響應(yīng)和高精確的大容量蓄能器，以及快速響應(yīng)的伺服閥或比例閥，能夠滿足超高注射速度要求。
目前，后一種方法已經(jīng)得到了工業(yè)應(yīng)用，如INEWELLMACHINERY公司的SW2HSB系列、SUMITOMO公司的SE2HY系列以及BMC公司的FT2260BMC型等超高射速注塑機，都采用了這種方法。圖3顯示了超高射速注塑機的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
圖3.超高射速注塑機的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
3注塑機節(jié)能控制技術(shù)
進入21世紀以來，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，注塑加工商對注塑機的節(jié)能與環(huán)保的要求日趨提高，使得注塑機節(jié)能控制技術(shù)受到普遍的重視，圍繞節(jié)能控制技術(shù)的研究也因此有了較快的發(fā)展?？梢哉f，節(jié)能化已成為當(dāng)前注塑機發(fā)展的一個重要方向。
(1)比例變量泵系統(tǒng)。采用閥泵結(jié)合的負載敏感控制原理，盡管可消除應(yīng)用定量泵與三通壓力流量比例閥造成的所有與流量有關(guān)的能量損失，但因比例節(jié)流閥存在固定的工作壓差，導(dǎo)致仍存在較大的節(jié)流損失，特別是在高速階段，這一損失更加顯著。
為了解決這一問題，需要采用壓力、流量直接閉環(huán)控制的高響應(yīng)變量泵作為動力源，使常規(guī)的節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸壤兞空{(diào)速系統(tǒng)，從而實現(xiàn)注塑機液壓系統(tǒng)由閥控向泵控的轉(zhuǎn)變。
比例變量泵系統(tǒng)簡化的回路原理如圖4所示。這一系統(tǒng)改變了常規(guī)的比例控制方法，由定量泵+PQ比例閥系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸壤兞勘孟到y(tǒng)，其核心的控制元件采用了兼具比例壓力、比例流量和負載壓力反饋等多種復(fù)合控制功能的負載敏感型比例變量柱塞泵。
圖4.比例變量泵系統(tǒng)原理圖
比例變量泵系統(tǒng)與普通定量泵+PQ比例閥系統(tǒng)相比較，節(jié)能效果明顯，同時可使相同功率機器的注射速率得到提高，且系統(tǒng)發(fā)熱降低。但變量泵對油的清潔度要求較高，工作噪音也較大。
(2)變頻液壓控制系統(tǒng)。變頻液壓控制技術(shù)的節(jié)能原理是，通過變頻器對定量泵電動機進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對于注塑機液壓系統(tǒng)的工作流量的實時控制，使得定量泵輸出的流量剛好滿足注塑工藝要求的流量，從而基本達到無溢流損耗的目的。
目前，變頻液壓注塑機的動力源主要采用兩種變頻驅(qū)動方式:一種是，普通異步電動機通過變頻調(diào)速與定量泵組成動力源;另一種是，用高響應(yīng)的交流(AC)伺服電動機驅(qū)動定量泵作為動力源。
采用di一種節(jié)能控制方案的注塑機控制系統(tǒng)如圖5所示。在該方案中，注塑機變頻器通過獲取比例流量閥、比例壓力閥的電流控制信號及注塑機工藝流程信號來控制電機的轉(zhuǎn)速。
圖5.變頻液壓調(diào)速控制系統(tǒng)
結(jié)語
我國塑料機械工業(yè)經(jīng)過20多年的發(fā)展取得了長足的進步，大大小小的塑料機械制造企業(yè)已達數(shù)千家。一些國內(nèi)塑料機械企業(yè)抓住了近年來的大好時機，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，不僅占據(jù)了國內(nèi)的較大*，而且還有相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品出口到國外。
然而，就整體技術(shù)水平而言，我國塑料機械與國外發(fā)達國家的差距仍很大。塑料加工裝備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(tǒng)普遍采用了以可編程序邏輯控制器(PLC)等為核心的控制系統(tǒng)，并在一些高精度生產(chǎn)裝備上采用了模糊控制、統(tǒng)計過程控制(SPC)，以及基于網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)控、故障診斷等技術(shù)，而我國在這方面還存在較大的差距。因此，在我國，研制開發(fā)新一代的基于智能控制技術(shù)的塑料成型設(shè)備將會帶來很高的經(jīng)濟效益和社會效益。