注塑机(注射机)课程设计

湖南工程学院课程设计

课程名称电气技术

课题名称注塑机电气控制系统设计

专业班级

姓名

学号

指导教师刘星平、赖指南

2011年9月

湖南工程学院课程设计任务书

课程名称电气技术

课题名称注塑机电气控制系统设计

专业班级

姓名

学号

指导教师刘星平、赖指南

审批李晓秀、黄峰

任务书下达日期2011年8月29日

课程设计完成日期2011年9月9日

课题: 注塑机电气控制系统设计一.注塑机概况及控制要求

图1 注塑机工作流程图

注塑机用于热塑性塑料的面型加工，注塑机籍助8个电磁阀YV1～YV8完成闭模、射台前进、注射、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退、复位等工序，其中注射和保压工序需要延时一定的时间。图1是注塑机工作流程图，由图1可知，电磁阀YV1～YV8在各工序的动作顺序是在闭模工序，YV1、YV3动作；在射台向前工序，YV8动作，在其余工序，电磁阀的动作顺序以此类。

二.设计任务

1. 设计和绘制电气控制原理图或PC I/O接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。

2. 选择电气元件，编制电气元件明细表。

2.选择电气元件，编制电气元件明细表。

3.设计操作面板电器元件布置图。

4.上机调试程序。

5.编写设计说明书。

目录

第1章总体方案设计 (1)

引言 (1)

1.1 控制系统的功能 (1)

1.2 控制要求 (2)

1.3 控制方案 (3)

第2章硬件设计 (5)

2.1 I/O接线图 (5)

2.2 相关元器件的选型 (6)

2.3 输入和输出点分配表 (7)

第3章软件设计 (8)

3.1 系统设计顺序功能图 (8)

3.2系统设计梯形图 (9)

第4章系统调试 (14)

4.1硬件调试 (14)

4.2软件调试 (14)

4.3系统调试 (14)

小结 (19)

参考文献 (20)

附录 (21)

梯形图 (21)

第1章总体方案设计

引言

随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。

利用PLC可编程控制器，西门子STEP7-MICRO/WIN可编程控制器进行注射机工作过程的PLC控制的编程。

1.1 控制系统的功能

塑料注射成型技术是根据压铸原理从十九世纪末二十世纪初发展起来的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。该法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料（约占塑料总量的1/3）。一般注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等部分。本控制系统用西门子STEP7-MICRO/WIN软件编制PLC控制程序，并将程序写入到PLC，通过PLC控制实现注射机工作过程的电气自动控制，完成生产过程。

注射机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品，被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性，生产能力较高，并易于实现自动化。

注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料→熔融塑化→施压注射→充模冷却→启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。

注射机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。

1.2 控制要求

注射机电气控制系统，除了有多工步特点之外，还要求注射机既可手动操作，也可以半自动（单周期）操作，注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。

手动操作是在一个生产周期中，每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。一般在试机调模时才选用。半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作，但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门，取下工件，再关上安全门，机器方可以继续下一个周期的生产。全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后，可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。

实际上，在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的，如给机器模具喷射脱模剂等。正常生产时，一般选用半自动。操作开始时，应根据生产需要选择操作方式手动，并相应拨动手动开关。

当一个周期中各个动作未调整妥当之前，应先选择手动操作，确认每个动作正常之后，再选择半自动或全自动操作。半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好，操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等，不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。

关闭安全门，各行程开关均给出信号，闭模动作立即开始。首先是动模板以慢速启动，前进一小短距离以后，原来压住慢速开关的控制杆压块脱离，活动板转以快速向前推进。在前进至靠近闭模终点时，控制杆的另一端压杆又压上慢速开关，此时活动板又转以慢速且以低压前进。在低压闭模过程中，如果模具之间没有任何障碍，则可以顺利合拢至压上高压开关，转高压是为了伸直机铰从而完成闭模动作。这段距离极短，一般只有0.3~1.0mm，刚转高压旋即就触及闭模终止限位开关，这时动作停止，闭模过程结束。

根据预塑加料前后射台是否离开模具，注塑机一般设有三种选择。

（2）前加料：射台顶着模具进行预塑加料，预塑完毕，注座后退，射台离开模具。选择这种方式的目的是：预塑时利用模具注射孔抵助射台，避免熔料在背压较高时从射台流出，预塑后可以避免射台和模具长时间接触而产生热量传递，影响它们各自温度的相对稳定。