往復(fù)移動(dòng)需要快速測(cè)量技術(shù)
注射壓縮使用功能與注射機(jī)相同的機(jī)器成型。在注射模塑中,成型過程順序完成。由于這種明確的分工,液壓缸機(jī)器的控制系統(tǒng)可以順次控制每一個(gè)工序。
在注射壓縮過程中,由壓力和時(shí)間決定注射過程時(shí)間的超前必須與由動(dòng)模板位置決定的間隙的超前過程精確匹配。這兩個(gè)過程重復(fù)再現(xiàn)的誤差必須很小。注射機(jī)的安裝工序如下∶
為了精確測(cè)量位置、速度和壓力,需要高精度和高液壓的測(cè)量系統(tǒng);
為了保證控制系統(tǒng)在短的注射周期內(nèi)有效工作,需要高速掃描速率,并且讀數(shù)要快速轉(zhuǎn)換為可處理的參數(shù);
注射機(jī)需快速反應(yīng)的液壓系統(tǒng)適應(yīng)控制參數(shù)變化引起的處理參數(shù)變化。
與傳統(tǒng)注射機(jī)相比,前兩點(diǎn)不需增加額外的投資就能實(shí)現(xiàn)。螺桿前移和動(dòng)模板移動(dòng)采用超聲波定位測(cè)量裝置是有利的,液壓缸因控制系統(tǒng)接收絕對(duì)值,定位測(cè)量裝置返回的讀數(shù)的精度在±10μm。
液壓系統(tǒng)的壓力傳感器和模腔壓力傳感器應(yīng)該精確到最終測(cè)量值的0.01%。至于溫度測(cè)量,
45MN鋼板標(biāo)準(zhǔn)傳感器的精度和動(dòng)力就足夠了,因?yàn)闇囟鹊淖兓绕錅y(cè)量的參數(shù)的變化慢得多。
如果定位測(cè)量裝置以相對(duì)高的頻率1kHz進(jìn)行掃描(抽樣速率1ms),那么控制系統(tǒng)就能接收足夠的數(shù)據(jù)確定現(xiàn)有位置和導(dǎo)出的速度,精度足夠。
液壓系統(tǒng)采用伺服閥
對(duì)于液壓裝置來說,液壓儲(chǔ)油器必須保證所有的機(jī)器的動(dòng)作獨(dú)立而且同時(shí)執(zhí)行。液壓缸為了降低能耗而安裝了直接由電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的螺桿的注射機(jī)也是如此。
不同液壓電路控制響應(yīng)的另一個(gè)需要考慮的問題是油的壓縮性。當(dāng)油的體積很大時(shí),這種壓縮性可能引起時(shí)間滯后,比如引起注射曲線和合模速度的斜變,直至變?yōu)楣饣^渡。
獲得必需的精度和重復(fù)性有兩個(gè)關(guān)鍵措施。所有油壓縮區(qū)域的正確設(shè)計(jì)以及制動(dòng)器的正確定位會(huì)得到小的油體積,同時(shí)會(huì)降低壓縮性。伺服閥或者比例閥使液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間加快。對(duì)于注射過程來說,在螺桿前移的過程中采取這些措施是非常重要的。在注射過程中,交換點(diǎn)即使有很小的定位誤差,注射速度也會(huì)產(chǎn)生很大的偏差,因?yàn)榻柚诼輻U前移的速度控制系統(tǒng)也會(huì)補(bǔ)償位置偏差。
電動(dòng)機(jī)械直接驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間比液壓系統(tǒng)短。對(duì)比研究表明采用了液壓儲(chǔ)油器和伺服或者比例閥的注射機(jī)能夠達(dá)到與電驅(qū)動(dòng)同樣低的過程偏差和同樣高的動(dòng)力性能。位置控制系統(tǒng)以及注射速度指定曲線也同樣如此。如果要避免壓力峰值,需要螺桿和
液壓缸的快速制動(dòng),尤其是注射量低時(shí)。快速液壓系統(tǒng)的這一概念同樣適用于大型機(jī)械,不同于機(jī)電驅(qū)動(dòng)。
注射壓縮成型機(jī)在液壓方面的額外消耗可以從其低的鎖模力要求而節(jié)省的費(fèi)用得到補(bǔ)償。液壓缸模板的厚度以及其質(zhì)量減小,而機(jī)器的剛性不會(huì)下降。因此小型液壓裝置就足夠了。
對(duì)于兩板鎖模裝置來說,注射壓縮的先決條件對(duì)其模具鎖模半模非常有利。開合模過程中的快速運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)移動(dòng)的油缸完成。鎖模力由四個(gè)壓力墊建立起來,這四個(gè)壓力墊的液壓裝置的油體積很小。因此,液壓系統(tǒng)的可變位移泵可以直接供應(yīng)模具合模裝置。
在低載荷階段,可變位移泵給液壓儲(chǔ)油器加載,液壓儲(chǔ)油器為注射機(jī)的運(yùn)動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力。這種設(shè)計(jì)完全將壓縮間隙同注射過程分開,而壓縮間隙是由合模裝置的位置決定的。比例控制閥安裝在注射機(jī)的機(jī)筒上,所以要調(diào)節(jié)的油量非常少。閥門開關(guān)的頻率為200Hz,即響應(yīng)時(shí)間為5ms。比例閥對(duì)污染物的敏感度比具有類似性能的伺服閥低。
展望即使是自稱為注射壓縮成型,相比而言液壓注射機(jī)也不貴。因?yàn)槿绱,再加上工藝本身的?yōu)點(diǎn),注射壓縮成型在未來數(shù)年內(nèi)將越來越重要,尤其是其能夠生產(chǎn)沒有殘余應(yīng)力的注射件,而且不增加成本。