压铸机压射系统控制技术的发展(一)

压铸机压射系统控制技术的发展（一）压力铸造作为一种终形和近终形的成形方法，具有生产效率高、经济指标优良、压铸件尺寸精度高和互换性好等特点，在制造业，尤其是规模化产业获得了广泛的应用和迅速的发展。

压铸件已成为许多产品的重要组成部分，随着轿车、摩托车、内燃机、电子通讯、仪器仪表、家用电器、五金等行业的飞速发展，压铸件也趋于精密化、大形化、薄壁化、多样化，压铸件的功能和应用领域不断扩大，对压铸机的工作性能和可靠性方面的要求也越来越高。

在市场要求及现代控制技术发展的背景下，压铸机压射系统控制技术，作为影响压铸机性能的主要因素，也得到了极大的发展。

一、压铸工艺对压射系统的要求
压射是压铸的关键步骤。

为确保压铸件的质量，必须以足够高的压力使金属液高速填充型腔。

压铸机的压射动作原理，大致可分三个阶段完成：第一阶段为慢速射料，使金属液缓慢地流到射咀附近，以便排除浇注系统内的部分空气；第二阶段为快速射料，将金属液在高压、高速下射入型腔：第三阶段为保压阶段，使铸件在冷却过程中保持压力，确保其密实度。

二、压铸机的先进性
先进性主要体现在生产过程中的稳定性和可再现性，即每次压射尽可能接近预先设定的理想的压射曲线。

但在压铸过程中存在很多变量影响压铸过程的稳定性。

液态金属压所考虑的压射工艺因素主要的是充型条件，因为在充型过程中，压室中的金属量、冲头运行时所受的阻力、模具温度等都会对施加于金属液上的压力和冲头的速度产生巨大的影响，而这两方面又是影响充型条件最为重要的参数。

压铸机和模具的工作状态、储能器压力等静态因素在工艺设备选定之后是不可改变的。

而一些动态因素和人为因素所引起的变量(如每次压射的金属量及其温度、模具温度、液压油粘度、涂料的喷涂质量人为设定的参数等等)必须通过压射控制系统进行
修正。

自动补偿控制是目前微机控制压铸机中采用最多的一种
控制方式。

如日本东芝公司的DC一T型压铸机、宇部公司的UB-GC型压铸机、东洋公司的BD-V2C-P型压铸机等都属于这一类型。

所谓自动补偿控制，就是压铸机对一些重要参数项进行的非在线的反馈控制。

具体地说就是在一个完整的压铸周期中，微机只对压铸机的各种参数进行检测和运算处理，而不对其进行实时反馈控制。

当一些重要的工艺参数超出范围时，计算机通过运算后在两个压铸周期之间自动进行调整。

（待续）
一般的压铸机自动补偿控制项包括：①压铸机：工艺参数自动补偿，包括压射低速、压射高速转、高低速转换位置、增压建压时间、铸造压力的自动补偿。

②合型力自动补偿。

③浇注量、浇注周期自动补偿。

由于压铸产品是将熔化的铝液高速填充进型腔后加压冷却形成的，因此压射工艺参数的自动补偿对压铸件质量的影响是最大的，也是最关键的。

由于反馈调整和计算都是由微机自动完成的，因此自动补偿控制压铸机能有效地保持产品质量的连续性、，降低外部因素的干扰，保证产品质量的稳定性，并大大降低了操作工的劳动强度。

三、实时闭环控制
实时控制是近年来发展起来的一种压铸新工艺、新技术，并随着计算机运算速度的飞速增长和相应液压系统、液压元件、电子元件性能的不断提高而变得日臻完善。

瑞士布勒公司的SC/D系列压铸机、美国Tymac公司的实时控制系统等都是属于这一类产品。

实时控制压铸机的特点就是在压射的全过程中对压射的速度进行连续不断的检测和修正，也就是说这种控制不像自动补偿控制是在两个压铸周期之间进
行反馈调整，而是随着压射过程的进行而连续不断地进行反馈控制。

液态金属压铸所考虑的压射工艺因素主要的是充型条件，因为在充型过程中，压室中的金属量、冲头运行时所受的阻力、模具温度等都会对施加于金属液上的压力和冲头的速度产生巨大的影响，而这两方面又是影响充型条件最为重要的参数，还有对慢压射一快压射的转换时间、填充阶段的压力稳定以及增压建压的反应时间要求极短，而且压射力是
液态的二、三倍。

一次压射时间平均需20～80 ms，薄壁铝合金或镁合金件要求的充填时间更短，为5-12 ms，压射控制系统必须能够以只相当于一次压射所用时间的10％左右，即2～8 ms的响应时间来控制压射曲线。

这对电子线路系统就提出了严峻的要求，即电子线路控制系统必须在几微秒内作出反应。

可再现性要求高，就要安装金属前沿传感器。

在金属液封住传感器时，金属液的前沿被精确地辨认出，信息反馈到电子控制设备，电子仪器重新计算，可以得到稳定的最佳压射曲线。

压铸件的组织和性能取决于压铸型腔内及其邻近区域的热物理条件，所以发展靠近型腔的热探测器和传感器有重要意义。

电液伺服控制技术作为连接现代微电子技术、计算机技术和液压技术的桥梁，已经成为现代控制技术的重要构成，由于它具有线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好、响应快、精度高等显著优点，因而能够应用在实时控制压铸系统中。

实时控制压铸机由于采用了高灵敏度和高稳定性的检测
元件、执行元件、液压元件以及独特的液压系统和高速的微机处理元件，使其闭环响应时间非常短，如布勒公司的实时控制系统和Tymac公司的实时控制系统的响应时间都达到了毫秒级。

正因为实时控制的这些特点，使它的压射不同于传统压铸机的三段式压射，它可以根据实际需要进行多段压射。

如Tymac公司的实时控制系统可以实现七段压射。

这样就可以根据铸件的需要，灵活地调节压射过程。

压铸及其相关技术涉及机械制造、液压传动、材料、冶金、电气、传感器、检测、自动化、计算机和化工等许多学科领域，并向边缘学科渗透。

采用电液比例及电液伺服控制技术、计算机控制技术，以及新型液压元器件和传感器等，对压铸过程实施实时闭环控制、工艺参数跟踪检测和自动反馈等，有利于提高压铸工艺优化水平和压铸机工作的可靠性，是压铸机压射系统控制技术的发展方向。

（待续）。