【正文】 ........ 32 總 結(jié) ....................................................................... 34 謝 辭 ...................................................................... 35 參考文獻 ................................................................... 36 湖北理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 1 第 1 章 緒論 注塑機的發(fā)展史 它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。注塑機能加熱塑料，對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。最初的注射成型機是借助金屬壓鑄機的原理設(shè)計的，主要用來 加工纖維硝酸酯和蠟酸纖維一類的塑料。直到 1932 年，德國佛蘭茲布勞恩工廠生產(chǎn)出自動柱塞式臥式注塑機。 隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，注塑成型工藝和注塑機構(gòu)也不斷改進和發(fā)展。塑料注塑機已經(jīng)成為制造塑料制品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的機器之一。實際上，塑料制品的目標，塑料注塑機是實現(xiàn)的一種手段。 1948 年，注射機塑化裝置開始使用螺桿至 1959 年第一臺往復(fù)螺桿式注射成型機問世。這是注塑成型工藝技術(shù)上的一次突破。推動了注射成型加工的廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，全世界塑料產(chǎn)量的30%用于注射成型。注塑機的年產(chǎn)量占整個塑料成型機 械產(chǎn)量達 50%，個別國家竟達 70%80%。注塑機是目前塑料成型設(shè)備制造中增長最快，產(chǎn)量最多應(yīng)用最廣的機種之一。 注射成型的特點如下：可一次成型外形復(fù)雜，尺寸精確，表面光潔的塑料制作；能成型帶有金屬嵌件，使之有良好的裝配性能和互換性，有利于塑料的應(yīng)用，標準化，系統(tǒng)化；注塑成型的模具可快速更換，以便制造適應(yīng)市場需求的產(chǎn)品；特別適宜工程塑料及特種塑料的成型，獲得有特殊性能，特殊用途的制品；自動化程度較高，正產(chǎn)率高，智慧化程度高，可實現(xiàn)“無人化”管理。 目前在國民經(jīng)濟帶各個部門中都廣泛使用著各式各樣的塑料制品。特 別是辦公機器、照相機、汽車、儀表儀器、機器制造、交通、通信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的殼體等零件，都已向塑料化發(fā)展。近幾年來，由于工程塑料硬件的強度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍在不斷擴大。預(yù)計今后隨著微型電子計算機的普及和汽車的輕型化，塑料硬件的使用范圍將會越來越廣，塑料工業(yè)電生產(chǎn)量也將迅湖北理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 2 速增長，塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟所有部門，尤其在國防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中有越來越重要的地位。 課題的研究意義 隨著經(jīng)濟全球化的蔓延，中 國市場經(jīng)濟環(huán)境越來越好。中國塑料工業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展 ,已形成門類較多、品種齊全的工業(yè)體系 ,同鋼材、水泥、木材等產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)成為基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)。 21 世紀以來，塑料作為一種新型材料，中國塑料工業(yè)在很多領(lǐng)域取得了令世人矚目的成就，實現(xiàn)了歷史性的跨越。作為輕工行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一的塑料行業(yè)，近幾年增長速度一直保持在 10%以上，在保持較快發(fā)展速度的同時，經(jīng)濟效益也有新的提高。塑料制品行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值總額在輕工 19 個主要行業(yè)中位居第三，實現(xiàn)產(chǎn)品銷售率 %，高于輕工行業(yè)平均水平。從合成樹脂、塑料機械和塑料 制品生產(chǎn)來看 ，都顯示了中國塑料工業(yè)強勁的發(fā)展勢頭。 注塑機是注塑成型的主設(shè)備，注塑機的技術(shù)參數(shù)和性能與塑料性質(zhì)和注塑成型工藝有著密切的關(guān)系。注塑成型設(shè)備的進一步完善和發(fā)展必將推動注塑成型技術(shù)的進步，為注塑制品的開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)造條件。在大型注塑的技術(shù)發(fā)展方面，合模系統(tǒng)采用全液壓式或液壓 機械式，即曲軸連桿型式，兩者在市場上均有競爭能力。但不論哪種形式的注，其發(fā)方向都必須向低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運行平穩(wěn)、安全可靠和便于維修方向發(fā)展。近年來，中小型注塑機的技術(shù)發(fā)展非常迅速，就工藝參數(shù)而言，塑化能力、注射壓力 等都有很大提高。有的發(fā)展成超高系列，其注射壓力已 451Mpa （ 4600kgf/cm ）， 在 這 種 設(shè) 備 上 模 腔 壓 力 可 到98Mpa(1000kgf/cm)，使注塑制品的次品率幾乎為零，可注塑 － 厚的薄件制品。 90 年代的注塑機正向節(jié)能、精密成型、超精密成型、低噪音和高級自動化方向發(fā)展。所謂節(jié)能是指注塑機要節(jié)省泵的動力，節(jié)約電力。精密成型是指生產(chǎn)制品尺寸精度的范圍在 － ，超精密成型是在 － ，低噪音是指注機能在平穩(wěn)無撞擊和無振動下工作，按規(guī)定在距離機器 1m 左右的地方 揮發(fā)油的噪音應(yīng)低于 70 分貝。高級自動化是指注塑機能遠距離操作或無線操作，保證制品的精度、注塑工藝條件的穩(wěn)定性。另外，微處理機在注塑機上的是注塑機的自動控制方面最重要的發(fā)展。注射成型工藝對各種塑料的加工具有良好的適應(yīng)性，生產(chǎn)能力較高，并易于實現(xiàn)自動化。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機不論在數(shù)量湖北理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 3 上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個塑料成型設(shè)備的 20%－ 30%，從而成為目前塑料機械中增長最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機種之一。 課題的研究內(nèi)容 注塑機是將粒狀或粉狀塑料加入機筒內(nèi)，并通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和機筒外壁加 熱使塑料成為熔融狀態(tài)，然后機器進行合模和注射座前移，使噴嘴貼緊模具的澆口道，接著向注射缸通人壓力油，使螺桿向前推進，從而以很高的壓力和較快的速度將熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間和壓力保持（又稱保壓）、冷卻，使其固化成型，便可開模取出制品，從而得到所需的成品。 其加工過程是一個按照預(yù)定順序周期性的動作。在加工周期中各程序段根據(jù)工藝要求的不同控制相應(yīng)的電磁鐵，有電磁鐵控制相應(yīng)的油泵閥門執(zhí)行相應(yīng)的操作。前一程序結(jié)束轉(zhuǎn)到后程序由限位開關(guān)或時間控制。 湖北理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 4 第 2 章 PLC 的簡介 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 中央處理單元 (CPU):中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制核心。它按照 PLC系統(tǒng)程序賦予的功能： a. 接收并存儲從用戶程序和數(shù)據(jù)； 、存儲器、I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。 存儲器 : 可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。存放系統(tǒng)軟件（包括監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其各種管理程序）的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器；存放用戶程序（用戶程序存和數(shù)據(jù)）的存儲器稱為用戶程序存儲器，所以又分為 用戶存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩部分。 3．輸入接口電路 : 輸入輸出信號有開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量三種，在我們實際涉及到的信號當中，開關(guān)量最普遍。 4．輸出接口電路：可編程序控制器的輸出有：繼電器輸出 (M)、晶體管輸出 (T)、晶閘管輸出 (SSR)三種輸出形式。 5． 電源 : PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。如 FX1S 額定電壓 AC100V— 240V，而電壓允許范圍在AC85V— 264V 之間。允許瞬時停電在 10ms 以下，能繼續(xù)工作。 一般小型 PLC 的電源輸出分為兩部分：一部分供 PLC 內(nèi)部電路工作；一部分向外提供給現(xiàn)場傳感器等的工作電源 。 PLC 的工作原理 PLC 則是采用循環(huán)掃描的工作方式。一個掃描周期主要可分為兩個模式 ,分別是 RNU 模式和 STOP 模式 ,共五個工作階段 。 1 內(nèi)部處理階段 ： 內(nèi)部處理階段 ，復(fù)位 WDT（監(jiān)控定時器），檢查硬件、程序存儲器，正常則順序執(zhí)行用戶程序，不正常則轉(zhuǎn)到錯誤處理程序。 湖北理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 5 2 通信處理階段 ： 通信處理階段 ， PLC 與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。 3 輸入刷新階段 ： 在輸入刷新階段， CPU 掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變，而這些變化必須等到下一工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。 4 程序執(zhí)行階段 ： 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐步執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存 器和輸出狀態(tài)寄存器。當最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。 5 輸出刷新階段 ： 當所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路（輸出映像寄存器），并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC 的實際輸出。 三菱 FX2N 系列 PLC介紹 三菱 FX2N 系列 PLC 是由日本的三菱公司生產(chǎn)的一種小型化、高速、高性能的小型的 PLC。其基本單元可以根據(jù)控制規(guī)模的大小外加擴展單元、擴展模塊及特殊功能單元構(gòu)成疊裝式的控制系統(tǒng)。 三菱 FX2N 系列 PLC 軟組件主要有八大類，分別 為輸入繼電器 [X]、輸出繼電器[Y]、輔助繼電器 [M]、狀態(tài)繼電器 [S]、定時器 [T]、計數(shù)器 [C]、數(shù)據(jù)寄存器 [D]、變址寄存器 [V、 Z]其中輸入繼電器 [X]、輸出繼電器 [Y]是八進制的，其他的為十進制。 三菱 FX2N 系列 PLC 的基本指令有 27 種，步進指令有 2 種，應(yīng)用指令有 128 種共 298 個。三菱 FX2N 系列 PLC 的編程語言主要有梯形圖和指令表兩種。指令表是由指令集合而成，且和梯形圖有嚴格的對應(yīng)關(guān)系。梯形圖是用圖形符號及圖形符號間的相互關(guān)系來 表達控制思想的一種圖形程序，而指令表是圖形符號和他們之間關(guān)聯(lián)的 語句表述。 湖北理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 6 第 3 章 注塑機控制系統(tǒng) 總體設(shè)計方案 注塑機系統(tǒng)的基本組成和基本工作原理 注塑機示意圖如下： 圖 31 注塑機的結(jié)構(gòu)示意圖 它主要由 注射部分、合模部分、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。 注塑機的工作原理與打針用的注射器相似 ,它是借助螺桿 (或柱塞 )的推力 ,將已經(jīng)塑化好的熔融狀態(tài) (即粘流態(tài) )的塑料注射入閉合好的膜腔內(nèi) ,經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。 注射成型是一個循環(huán)的過程，每一周期主要包括