隨著市場對于注塑機產品性能要求不斷提高，注塑機將不斷朝著自動化、節能化、智能化、無人化等方向發展。任何大小格局的變化都伴隨著整個產業的調整和自適應，目前國內的注塑機在抗干擾性、可靠性、溫度控制、精度等方面仍有不足之處。

圖1 面對注塑機市場發展趨勢和復雜的生產要求，解決注塑機性能短板，需要通過超高速、高精度的機械控制系統

面對注塑機市場發展趨勢和復雜的生產要求，解決注塑機性能短板，需要通過超高速、高精度的機械控制才能滿足。而實現高速、高精度機械控制的基礎，是諸如傳感器、開關電源、PLC控制器、伺服電機、機器人、安全等制造所需要的歐姆龍所有商品群ILORS+P。通過這些商品，配合歐姆龍控制軟件，在客戶現場，我們與客戶共創革新應用。這就是歐姆龍的 “integrated”（控制升級），致力于為制造業革新提供核心技術力，創造更簡單、更靈活的制造現場，實現高速、高精度生產，賦予生產更多智能。

歐姆龍始終致力于推進制造革新，“控制升級”來源于歐姆龍提出的制造革新理念i-Automation!。由革新制造現場自動化的3個i組成，即“integrated(控制進化)”、“intelligent(智能化)”、“interactive(新型人機協作)” ，通過與客戶共創，利用革新解決制造現場課題，掀起制造業的革新浪潮。

圖2 歐姆龍始終致力于推進制造革新，“控制升級”來源于歐姆龍提出的制造革新理念i-Automation!

實現價值

● 注塑機作為高端制造業的重要組成部分，面對智能制造戰略轉型和升級，引入歐姆龍多項核心技術，為實現智能化提供技術支撐，全面提升注塑機行業競爭力。

● 采用多段速度控制，實現了加溫、注射的高響應性，解決行業共性課題，提高注塑效率，產能大幅提升。

● 提高切換過程的平緩性，較少設備沖擊，提升良品率，避免材料浪費。

● 提供系統的解決方案和自動化生產方案，全系統由歐姆龍提供技術支援，通過控制器提供的功能塊導入，無需繁瑣的程序編譯，縮短開發時間。

圖3 立式注塑機結構模型

工藝簡介

立式注塑機由注射系統、合模系統、液壓傳動系統、電氣控制系統、潤滑系統、加熱及冷卻系統、安全監測系統等組成。立式注塑機的工藝，主要分為以下三個部分：

第一部分：儲料機構，包括注射伺服、儲料伺服，料斗，加熱器等。

第二部分：模具部分，由產品規格決定模具大小和形狀。

第三部分：開合模機構，由開合模伺服或者液壓機構組成，用于模具的打開和關閉。

應用課題

● 多段加熱響應性不同，加熱管相互干擾，遲滯時間長，加熱響應慢、干擾大。

● 開合模過程速度不穩定，易發生沖擊、損壞模具。

● 射出軸跟隨精度不足，背壓控制精度不足。

● 保壓過程響應慢。

圖4 歐姆龍針對注射、儲料工藝開發多段速度控制技術，快速適應多種設備的開發工作，提高工作效率

解決方案

1、過程控制技術

通過過程控制技術輸出操作量，抑制因接觸干擾導致的溫度降低，實現加熱器溫度的早期穩定。采用PIDAT功能自整定溫度PID加快調試效率，溫度控制精度從±10℃提高到±1℃。

2、開合模控制技術

● 多段速度控制，使開合模過程更為平滑（一般為3-6段）；

● 模具保護功能，防止損壞模具（一般為1-2段）；

● 合模高壓，確保模具可以順利合上；

● 加減速優化，減少沖擊。

3、儲料控制技術

● 儲料軸為主軸，進行同步速度控制，提高加減速性能；

● 射出軸為從軸，采用電子齒輪方式跟隨儲料軸；

● 根據背壓反饋情況，實時修改電子齒輪比進行背壓補償；

● 基準齒輪比自整定，提高背壓控制精度。

4、注射控制技術

● 射出軸同步速度控制，提高加減速性能；

● 根據位置參數，及時切換設定速度；

● 高速射出提升背壓，保證產品品質；

● 背壓高壓保護，及時調整射出速度；

● 注射速度控制從0～1500轉加速時間25?ms；

● 保壓停機控制，1500轉停機無沖擊，減速時間25?ms，減速距離3?mm。

5、保壓控制技術

● 高速切換保壓，采用先降速，到達轉矩限制速度后，再進行轉矩控制；

● 速度無沖擊，減速時間25ms，減速距離3mm；

● 保壓前饋控制，通過保壓壓力設定，計算采用的扭矩控制值，再進行壓力PID補償；

● 泄壓控制，當注射伺服到達切換點時，判斷背壓是否大于保壓值；

● 背壓>=保壓值：進行泄壓動作；

● 背壓<保壓值：進行保壓動作；

● 泄壓控制：注射伺服低速反向運行，同時限制反向運行最大高度，當壓力低于保壓值后，注射伺服轉矩控制介入。

● 多段保壓控制：當保壓值設定值有多種情況時，通過壓力設定值和當前值的比較，判定是否需要泄壓動作或保壓動作，進行快速切換實現多種保壓壓力穩定運行。此時需要進行伺服的反向泄壓和正向保壓的動作。

圖5 歐姆龍過程控制

系統配置

針對注射、儲料工藝開發多段速度控制技術，快速適應多種設備的開發工作，提高工作效率。

針對速度轉扭矩造成沖擊過大的情況，對切換速度、扭矩進行斜率處理，提高切換過程的平緩性，較少設備沖擊。

實現性能指標

注射速度：200?mm/s；稱重精度：±0.025?g；保壓精度：±2?Bar；定位精度：±0.02?mm；溫度精度：±1℃；背壓精度：±1?Bar。

制造業的智能化發展已經成為不可逆轉的趨勢。歐姆龍在工業自動化技術領域不斷深耕，通過在不斷進化的i-Automation!理念驅使下產出眾多技術方案，實現高速高精度生產，將加速推動制造現場智能化升級，全面助力產業升級。