微机控制器硬件
与一般微机系统一样,注塑机的微机控制器也是由中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口等部分构成:
中央处理单元(CPU)。目前多用八位微机芯片。为省电及在工业环境中应用,多选用COMS工艺制造的芯片。包括四则运算和逻辑运算单元(运算器)及控制单元等功能。这些单元大都装在2~3片的大规模集成电路(LSI)芯片上,因此注塑机的微电脑控制系统也具有LSI所具有的体积小、成本低、集成度高的特点。
存储器。ROM为只读存储器存放程序,一旦程序编好后它就有只读能力对注塑机实行指定的程序控制,现多用EPROM(光可擦的可编程只读存储器);RAM(随机存储器)是存放运算的中间结果和工作参数,借助于各种行程限位开关、拨码、电位器,通过接口电路输入数字信号和模拟信号,实现注塑机的各种循环程序和预选动作。但RAM属于非永久性的存储器,为了断电后不丢失数据,应备有维持电源。为了保存输入的工作参数,并能断电后不丢失数据,可以用EEPROM(电可改写只读存储器)或者用FLASH存储器来完成。
输入输出接口。这部分比较复杂,功能各异。一般依注塑机的需要确定,就采用比例阀的注塑机而言,数字量输入点数为24点,输出点数为16点,模拟量输出口2点即可满足。而且为了抗外部干扰,输入输出口都应有隔离措施,一般采用光电隔离。数字量输入口连接个限位开关或近接开关,键盘输入口连接键盘,使主机能输入各工作参数和命令;脉冲量输入口,在使用脉冲光电编码器的注塑机上应用,接受脉冲量加以整形后供主机计数;模拟量输入口,当注塑机使用电位式位移传感器或压力传感器时,把传感器来的模拟量转换为数字量供主机使用;数字量输入口,连接各电磁阀,并驱动他们工作;模拟量输出口,当使用比例阀的液压系统时,由它们产生的模拟量控制比例放大器。
微机控制器软件
微机控制器软件主要包括以下三个方面内容。
监控程序。主要完成参数的输入、内容的显示、运行过程的监测和故障的处理等。
工作程序。控制完成注塑机成型过程的各种动作。
诊断程序。完成对微机控制器的各组成部分的自诊断,以便于维修。
注塑机微机控制系统的主要功能
注塑机在工作前,将所要求的各种基准数据,例如注射速度、注射压力、保压压力、背压、螺杆转速、各段控制时间或切换位置等数据输入给微机,当注塑机进入注塑状态时,各工艺参数(控制变量)要通过各种类型的检测元件(传感器)进行检测和监控。传感器(压力传感器、速度传感器、电子尺、温度传感器等)将所检测的模拟信号接入多路输入通道和模数转换(A/D)装置,进入微机基本系统并与预先存储的基本数据进行比较或运算,得出偏差信号的数字量,再通过数模转换(D/A)装置和多路输出通道输出给电流、电压控制元件,对注塑机的各执行机构进行压力、速度、位置、时间、温度等方面的控制。
注塑机微机控制系统具有完善的控制功能(以台湾谛洲电脑为例):
1. 硬体自我检测功能。当系统投入电源时,既自动进入硬体自我检测,并于LCD上显示PC板正常或损坏之讯息,检测功能有:
驱动界面,显示系统,周边控制系统及传输界面记忆体检测。
储存记忆体检测。
温度转换IC检测。
定位转换IC检测。
操作面板传输界面检测。
压力速度斜率控制检测。
外部输入输出硬体板检测。
机器动作程序检测。
字型及各种文字书面检测。
程序之撰写日期,时间,及版本显示。
2. 软体功能与标准动作流程控制
锁模分为快速、慢速、低压、高压四个流程,开模分为前段慢速,快速,中速,后段慢速四个流程,并可监督开锁模之总时间。
射出四速控制,可选用时间或位置控制速度之变化。
四段保压控制,时间控制之基本单位为0.01秒。
可设定射出总时间监督射出速度转保压点是否异常并产生报警。
可设定射出终点范围,检测射出量不足或溢料并产生报警。
依据射出之设定值可画出射出设定之参考曲线图。
三段储料控制及储料时间监视。
依据储料设定值可画出储料设定之参考曲线图。
射座前进,后退之快速与慢速控制。
托模前进慢速与快速控制,托模后退控制。
自动调模功能,警报选择功能,机械手连锁功能,加料转速显示,包装计速及成品良品与不良品控制。
每段压力速度可设定上升及下降时间来控制斜率之功能。
模组记忆之名称,日期及时间记录。
列表机功能,可列印画面,模组记忆资料及SPC100组追踪记录等。
3. 软体调整类比信号输入之定位控制
4支定位尺输入:开锁模,射出,顶针及射座。
软体调整定位尺之线性与比例,安装容易。
mm与inch之单位与设定值自动转换。
高精密之开模止位置控制。
射出终点之射出量不足或溢料检测。
4. 高精密脉冲波宽度调制(PWM)之压力速度控制
软体式斜率控制,每组压力皆有斜率时间设定。
2组电流输出型控制。
5组电压输出型控制。
5. 比例微分积分(PID)之温度控制
多达12段温度控制(含油温、模温控制)。
设定值与动态值之条状图形显示。
每段皆可设定上限、下限及警报控制。
可设定每段温度之使用与不使用。
感温线,电热片断线之检测及警报。
油温预热,冷却器及过高警报控制。
6.射出系统之闭回路控制(CLOSED LOOP)
射出速度及背压之闭回路控制。
射出速度转保压可选择位置、时间、或压力3种控制方式。
自动校正射出终点位置。
射出速度,保压及背压之图形监视及警报。
7. 自动调模控制
8. 模组记忆资料储存与管理
9. SPC周期追踪记录
微处理机还具有图显系统,可显示出需要控制的参数曲线,高速之周期动作控制,产量之报表分析与百分比统计,快速之资料设定,提高了射出成品之品质及效率。注塑机微机控制系统由于设计为塑胶机专用专业控制系统,操作画面简单并有求助解说画面,使用更具亲和力。