薄壁包装高速注塑机液压控制系统研究
发布时间：2021-12-30 15:06
近年来,随着电子信息产业的快速发展,结构复杂、厚度薄、重量轻的塑料制品的需求量急剧增长,然而此类制品却难以通过普通的注塑成型完成,制约其成型的主要因素是高注射速度。目前市场上主流的注塑机仍然是全液压式注塑机,虽然大多数液压式高速注塑机采用蓄能器来实现高注射速度,但对于蓄能器参数及液压系统元件参数对注射速度动态响应的影响程度不得而知。与此同时,由于注射速度的提高,常规的PID控制不能满足对注射速度的精确控制,不利于制品表面质量的提高。针对液压式高速注塑机研究的不足,本课题立足于蓄能器和双泵的高速注塑液压系统,构建了高速注塑液压系统仿真模型,并以此为基础验证该方案实现高速注射的可行性,研究了蓄能器、管道、电磁阀电流等对高速注射速度、响应时间的影响程度。同时搭建高速注射速度仿真模型,分析探究不同控制方案下注射速度的动态和稳态跟踪性能。主要研究内容如下:（1）构建了高速注射液压系统仿真模型。阐述高速注射相关技术原理,设计蓄能器+双泵的高速注射液压系统,并建立各元件的仿真模型,分析蓄能器组合形式对速度、响应时间的影响规律,结果表明:多个蓄能器串联时,效果优于其他形式,且压降特性、流量特性一致。为...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１＿１阀控式?图１－２直驱式??Ｆｉｇ．?１－１?Ｖａｌｖｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｄｉｒｅｃｔ?ｄｒｉｖｅ??
?北京化工大学硕士学位论文???式液压系统优点：根据负载大小调节电机转速，无流量损失，高效节能［４］。其两者的??主要形式如图１－１和图１－２所示，目前大多数注塑机采用直驱式液压系统。?????Ｍ?Ｉ??｜?Ｉ?Ｉ?＂―１??＾——［±＝ｉ?！?Ｔ??Ｉ?ｗｖｉ?１１１?ａｈＩ?ｖ?１１?ｉｉｒｎ??■丨■???１?議?丨换向树??０ｉｔ＜ｐ??图１＿１阀控式?图１－２直驱式??Ｆｉｇ．?１－１?Ｖａｌｖｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｄｉｒｅｃｔ?ｄｒｉｖｅ??液压系统的发展经历了以下几阶段。??（１）定量泵＋比例阀：如图ｌ－３（ａ）所示。采用比例阀代替原先液压系统中使用的节??流阀和溢流阀，液压系统结构简单，降低了节流、溢流损失及液压系统的能耗。工作??原理如下：根据输入电流的大小控制电磁阀的阀芯开口，进而改变通过电磁阀的流量。??由于液压系统配备比例阀，在提高系统抗污染能力、可靠性和稳定性的同时，还可以??实现系统流量、压力成比例调节。缺点：成本高，存在一定的溢流损失。??ｔｉｍ??去系统?ｒ???＂?ｒ?１?Ｉ?ｗｉ！ｌ?１?ｂｌ??－４?！?ｎ！??山?山??（ａ）定量栗＋比例阀?（ｂ）变量泵＋比例阀??图１－３不同形式的液压系统??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆｏｒｍｓ?ｏｆ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｓｙｓｔｅｍｓ??（２）变量泵＋比例阀：如图ｌ－３（ｂ）所示。系统采用变量泵代替最先使用的定量泵，??提升了液压系统的动态响应特性，能够较好的匹配变量泵输出流量与负载之间的关??系，从而实现两者之间的自适应匹配。图１－４为其工作原理
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊自适应PID控制的速度调节器设计与仿真[J]. 金爱娟,郑天翔,纪晨烨,苏俊豪,蒋育晟,郝陈祥. 电子科技. 2018(01)
[2]电液伺服阀的空载及动载响应性能研究[J]. 韦江波. 机床与液压. 2015(20)
[3]注塑机注射速度控制研究现状和发展综述[J]. 陈茂林,刘知贵,罗亮. 计算技术与自动化. 2015(03)
[4]注塑包装设备功能化专用化高速化节能化科学发展的分析研究[J]. 张友根. 橡塑技术与装备. 2012(01)
[5]高速注塑机注射部件设计及应用[J]. 王权. 机床与液压. 2011(06)
[6]基于RBF神经网络的精密注塑机速度控制研究[J]. 柯敏,应济,周伟安,王硕. 轻工机械. 2010(03)
[7]超高速注塑机电液系统的分析与仿真研究[J]. 蔡康雄,文生平,温展飞,金晖. 中国塑料. 2010(02)
[8]液压仿真新技术的发展与应用[J]. 何卉. 中国高新技术企业. 2008(05)
[9]注塑机注射速度的模糊控制及其仿真[J]. 赵松,张培仁,邓超. 系统仿真学报. 2008(02)
[10]注塑机注射速度的离散预期学习控制[J]. 崔彩莲,孙明轩. 机械工程学报. 2007(06)
硕士论文
[1]基于BP神经网络的PID研究和改进[D]. 汪圣祥.广东工业大学 2017
[2]模糊PID控制器的研究及其PLC实现[D]. 戴晓嘉.辽宁科技大学 2016
[3]二板式注塑机液压系统的研究[D]. 朱艳飞.山东理工大学 2016
[4]两板式注塑机液压伺服驱动系统设计与仿真[D]. 黄立斌.浙江大学 2016
[5]高速注射液压系统的设计研究[D]. 靳锋亮.北京化工大学 2015
[6]高速注塑机液压驱动系统研究[D]. 肖旺.山东理工大学 2014
[7]注塑成型过程中注射速度控制方法的研究[D]. 张红燕.东北大学 2011
[8]注塑成型的数值模拟及多目标工艺优化[D]. 童尧.华东理工大学 2011
[9]高速注塑机的注射电液系统的研究[D]. 温展飞.华南理工大学 2010
[10]注塑机液压伺服系统设计与实现[D]. 郑军海.山东大学 2009
本文编号：3558447
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１＿１阀控式?图１－２直驱式??Ｆｉｇ．?１－１?Ｖａｌｖｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｄｉｒｅｃｔ?ｄｒｉｖｅ??
?北京化工大学硕士学位论文???式液压系统优点：根据负载大小调节电机转速，无流量损失，高效节能［４］。其两者的??主要形式如图１－１和图１－２所示，目前大多数注塑机采用直驱式液压系统。?????Ｍ?Ｉ??｜?Ｉ?Ｉ?＂―１??＾——［±＝ｉ?！?Ｔ??Ｉ?ｗｖｉ?１１１?ａｈＩ?ｖ?１１?ｉｉｒｎ??■丨■???１?議?丨换向树??０ｉｔ＜ｐ??图１＿１阀控式?图１－２直驱式??Ｆｉｇ．?１－１?Ｖａｌｖｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?Ｆｉｇ．?１－２?Ｄｉｒｅｃｔ?ｄｒｉｖｅ??液压系统的发展经历了以下几阶段。??（１）定量泵＋比例阀：如图ｌ－３（ａ）所示。采用比例阀代替原先液压系统中使用的节??流阀和溢流阀，液压系统结构简单，降低了节流、溢流损失及液压系统的能耗。工作??原理如下：根据输入电流的大小控制电磁阀的阀芯开口，进而改变通过电磁阀的流量。??由于液压系统配备比例阀，在提高系统抗污染能力、可靠性和稳定性的同时，还可以??实现系统流量、压力成比例调节。缺点：成本高，存在一定的溢流损失。??ｔｉｍ??去系统?ｒ???＂?ｒ?１?Ｉ?ｗｉ！ｌ?１?ｂｌ??－４?！?ｎ！??山?山??（ａ）定量栗＋比例阀?（ｂ）变量泵＋比例阀??图１－３不同形式的液压系统??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆｏｒｍｓ?ｏｆ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｓｙｓｔｅｍｓ??（２）变量泵＋比例阀：如图ｌ－３（ｂ）所示。系统采用变量泵代替最先使用的定量泵，??提升了液压系统的动态响应特性，能够较好的匹配变量泵输出流量与负载之间的关??系，从而实现两者之间的自适应匹配。图１－４为其工作原理
?第一章绪论????１压力传感器ｈ???压力偏??????差信号???＾＿Ｌ＿＾????控制器放大器１１?Ｕ?控制阀变说泵执行机构???＾??１?流銳偏????差信号???流量传感器＜４???图１－４工作原理图??Ｆｉｇ．?１－４?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ??（３）变频器＋定量泵：如图１－５所示。通过变频器调节伺服电机的转速实现定量泵??输出流量的变化，消除了系统的溢流损失、降低能耗。由于在整个系统中通过控制器??控制变频器进而控制电机，降低系统的响应速度。??１去系统??阀控制信号去系统?＾￡力代感器ＰＧ??１Ｊ??函????＾?ｈｎｄ?＾ｗａｓ??（ｍ％／）?令编码器ＰＨ??图１－５变频器＋定量泵?图１－６伺服电机＋定量泵??Ｆｉｇ．?１－５?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ?＋?ｆｉｘｅｄ?ｐｕｍｐ?Ｆｉｇ．?１－６?Ｓｅｒｖｏ?ｍｏｔｏｒ?＋?ｆｉｘｅｄ?ｐｕｍｐ??⑷伺服电机＋定量栗：如图１－６所示。系统中定量泵的输出流量与压力随着伺服??电机的转速、转矩的变化而变化，当系统不需流量时，电机停止工作，降低整个系统??的能耗。??工作原理：通过控制器将速度信号与压力信号传输给伺服驱动器，实时调节伺服??电机的转速从而达到改变定量泵输出流量、压力的变化。液压系统的压力可以通过安??装在定量泵出口的传感器实现实时监测，伺服电机转角的变化可以通过电机轴端的编??码器进行实时监测。同时将检测到的压力等信号反馈给驱动器形成闭环控制，通过计??算给定信号与反馈信号的偏差，将其输入给伺服电机进行补油，保证系统实际输出与??负载
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊自适应PID控制的速度调节器设计与仿真[J]. 金爱娟,郑天翔,纪晨烨,苏俊豪,蒋育晟,郝陈祥. 电子科技. 2018(01)
[2]电液伺服阀的空载及动载响应性能研究[J]. 韦江波. 机床与液压. 2015(20)
[3]注塑机注射速度控制研究现状和发展综述[J]. 陈茂林,刘知贵,罗亮. 计算技术与自动化. 2015(03)
[4]注塑包装设备功能化专用化高速化节能化科学发展的分析研究[J]. 张友根. 橡塑技术与装备. 2012(01)
[5]高速注塑机注射部件设计及应用[J]. 王权. 机床与液压. 2011(06)
[6]基于RBF神经网络的精密注塑机速度控制研究[J]. 柯敏,应济,周伟安,王硕. 轻工机械. 2010(03)
[7]超高速注塑机电液系统的分析与仿真研究[J]. 蔡康雄,文生平,温展飞,金晖. 中国塑料. 2010(02)
[8]液压仿真新技术的发展与应用[J]. 何卉. 中国高新技术企业. 2008(05)
[9]注塑机注射速度的模糊控制及其仿真[J]. 赵松,张培仁,邓超. 系统仿真学报. 2008(02)
[10]注塑机注射速度的离散预期学习控制[J]. 崔彩莲,孙明轩. 机械工程学报. 2007(06)
硕士论文
[1]基于BP神经网络的PID研究和改进[D]. 汪圣祥.广东工业大学 2017
[2]模糊PID控制器的研究及其PLC实现[D]. 戴晓嘉.辽宁科技大学 2016
[3]二板式注塑机液压系统的研究[D]. 朱艳飞.山东理工大学 2016
[4]两板式注塑机液压伺服驱动系统设计与仿真[D]. 黄立斌.浙江大学 2016
[5]高速注射液压系统的设计研究[D]. 靳锋亮.北京化工大学 2015
[6]高速注塑机液压驱动系统研究[D]. 肖旺.山东理工大学 2014
[7]注塑成型过程中注射速度控制方法的研究[D]. 张红燕.东北大学 2011
[8]注塑成型的数值模拟及多目标工艺优化[D]. 童尧.华东理工大学 2011
[9]高速注塑机的注射电液系统的研究[D]. 温展飞.华南理工大学 2010
[10]注塑机液压伺服系统设计与实现[D]. 郑军海.山东大学 2009
本文编号：3558447
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