专利名称：全电动注塑机智能自动清洗控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及注塑机领域，具体涉及一种用于注塑机对料筒内部螺杆的自动清洗控制系统。
背景技术：
螺杆是塑料注塑成型机的重要部件，在注塑成型过程中，螺杆主要完成两个动作塑化计量和注射保压。在塑化计量阶段，位于料筒中的螺杆在塑化电机(对于电动式注塑机)或者液压马达(对于液压式注塑机)的带动进行旋转，由料筒下料口进入料筒的塑料物料会在螺杆螺槽的输送作用下，由料筒尾部向前部输送积聚在料筒的前部区域。在螺杆旋转输送的过程中，物料在螺杆螺槽刃的搅拌、剪切以及安装在料筒外表周圈加热器的加热作用下，从玻璃态向熔融态转化。由于料筒头部熔融塑料的积聚使得料筒头部压力越来越大，当达到设定的背压值时，通过机械传动装置与螺杆相联的注射电机(对于电动式注·塑机)将会反向旋转或者注射液压缸(对于液压式注塑机)的活塞杆腔进油使得活塞杆回退，通过中间机械传动装置带动旋转着的螺杆一边旋转一边向后直线回退，以便将塑化好的熔体储存在料筒的前端供注射使用。螺杆后退的行程由一次成型塑件制品所需要的注射料量而设定。在注射保压阶段，注射电机(对于电动式注塑机)正向旋转或者注射液压缸(对于液压式注塑机)的活塞腔进油使得活塞杆前进，通过中间机械传动装置带动螺杆前进，将积聚于料筒前端的熔融塑料以设定的压力与速度注射进模具的型腔，经过冷却固化后即可得到所需的制品。近年来，塑件的外观要求与尺寸精度越来越高。为了实现对塑件的精密注塑成型，许多塑机生产厂家开发了全电动注塑成型机。由于全电动注塑机采用了伺服控制技术，与液压式注塑机相比，所生产的制品具有更高的尺寸精度和重复精度。要得到体积小、壁薄、尺寸精度高的精密塑件，从注塑成型机的角度来看，必须由两个部分提供保障，一为可靠的控制系统，二为组成注塑机本体的机械元器件的精度。作为注塑成型机最为重要的部件，螺杆能够准确的以给定的速度、压力、位置以及时间等工艺参数完成注射和塑化计量动作，对于塑件的尺寸精度、外观质量、质量精度具有决定性作用。在塑件生产过程中，常常遇到以下两种情况(I)本批次塑料产品的生产任务完成，需要更换材料；(2)机器需要关电停机，等待下次开机生产；(3)用户根据工艺需要，选择清洗料筒。为了保证螺杆的运动精度，防止料筒中积存的物料降解后包覆在螺杆表面，影响制品的质量和精度，就必须在新的物料更换前或者停机前，对积存在料筒中的物料进行清洗。目前，注塑成型工艺人员对料筒的清洗以手动工作模式进行，但手动工作模式下的清洗工作完全依照操作者的经验判断完成，费时费力，不能完全彻底的将料筒中残存的积料清除出去，甚至由于操作者的疏忽会误操作机器或者忘记料筒清洗的工作，很容易造成对螺杆的损坏，存在较大的安全隐患，严重影响了注塑成型对螺杆高精密性的使用要求，直接导致制品精度和外观质量的降低、机器整体性能下降、生产效率的低下，这种影响对于精密注塑成型生产尤甚。
实用新型内容本实用新型提供一种适用于全电动注塑机注塑成型的智能自动清洗控制系统，其主要目的在于克服依靠操作者经验完成手动清洗的工艺过程而导致的螺杆容易受到损坏、产品质量和精度降低、生产效率低下的缺点。注塑机智能自动清洗控制方法的自动清洗控制系统，包括主控制器23、PLC控制器26、注射伺服控制器15、储料伺服控制器18、输入输出模块32、温度控制模块31、变频器24、A/D转换模块14、电磁接近开关29和铁质滑块30、位置传感器6、压力传感器7、热电偶2、料筒加热器I ;铁质滑块30，设于注塑机机台底座的滑杆上，用以表示注塑机射座后限位置；电磁接近开关29，设于注塑机的滑轨上，当注塑机的射座整体向后回退到达铁质滑块30的正下方时,触发电磁接近开关29的常开触点闭合,将该闭合信号传送给输入输出模块32 ；温度控制模块31，用于将热电偶2采集的注塑机料筒温度传送给输入输出模块32，接收输入输出模块32的加热指令，在所述加热指令控制下对料筒4进行加热；输入输出模块32，用于将电磁接近开关29的闭合信息和温度控制模块31反馈的料筒温度转换为数字信号后传送给主控制器23 ;将主控制器23发出的加热指令和变频器控制指令转换为模拟信号后分别传送给温度控制模块31和变频器24 ；变频器24，用于接收输入输出模块32的变频器控制指令，依据变频器控制指令控制射座变频电机25的工作状态；PLC控制器26，用于接收外部输入的机器工作模式指令，并将注塑机工作模式状态信号传送给主控制器23，以控制注塑机进入手动工作模式；主控制器23，通过总线与注射伺服控制器15、储料伺服控制器18和输入输出模块32连接通讯；用于接收输入输出模块32的料筒温度信息，若料筒温度没有达到料筒预定温度则输出继续加热的加热指令并传送给输入输出模块32，若料筒温度达到料筒预定温度后则开始螺杆冷启动保护计时；监测输入输出模块32的闭合信号，一旦接收到闭合信号则产生射座变频电机停止工作的变频器控制指令并传送给输入输出模块32;用于接收PLC控制器26的注塑机工作模式状态信号，根据注塑机工作模式状态信号判断注塑机是否进入手动工作模式；在料筒温度达到预定温度、电磁接近开关闭合、注塑机进入手动工作模式以及螺杆冷启动保护时间到达预定时间这四个条件均具备后，向注射伺服控制器15发出正向运转信号；接收注射伺服控制器15反馈的螺杆位置信息，当螺杆3到达料筒最前端，主控制器23向注射伺服控制器15发出正向运转停止信号，完成一次对空注射；一次对空注射完成后，主控制器23向储料伺服控制器18发出运转指令；接收注射伺服控制器15反馈的熔体压力信息，当熔体压力达到预设的清洗背压值，则向注射伺服控制器15发出反向运转信号，当螺杆3到达注射起始位置，主控制器23向注射伺服控制器15发出反向运转停止信号，完成一次清洗储料；对空注射和清洗储料交替进行直到达到清洗完成条件为止；达到清洗完成条件后，再进行一次对空注射以将料筒中剩余的残料清洗出料筒，螺杆3停留在料筒4最前端，自动清洗程序执行完毕；[0015]注射伺服控制器15，用于接收主控器23的正向运转信号或正向运转停止信号或反向运转信号或反向运转停止信号，在所述正向运转信号或正向运转停止信号或反向运转信号或反向运转停止信号作用下控制注塑机的注射伺服电机8进行对空注射或停止对空注射或驱动螺杆回位或停止螺杆回位；接收位置传感器6的螺杆位置信息和压力传感器7的熔体压力信息，将螺杆位置信息和熔体压力信息传送给所述主控制器23 ；位置传感器6，用于采集注塑机的螺杆位置信息，并传送给所述注射伺服控制器15 ；压力传感器7，用于采集料筒前部的熔体压力信息，并传送给所述注射伺服控制器15 ；热电偶2，用于采集料筒加热的温度信息，并传送给所述传送给温度控制模块31 ；储料伺服控制器18，用于接收所述主控器23的运转指令，在所述运转指令作用下控制注塑机的储料伺服电机16进行储料。 料筒加热器1，接收温度控制模块31的加热指令，用于对料筒4进行加热。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点I、本实用新型克服了由工艺人员依照经验单步操作机器进行清洗料筒的工作，依靠伺服控制器及控制程序将原来由工艺人员循环操作的对空注射与塑化两个单步动作按照工艺逻辑时序紧密的串接在一起，实现了自动清洗料筒的功能，保护了注塑成型机的重要部件一螺杆，在一定程度上提高了制品精度和外观质量。2、本实用新型针对生产过程中需要清洗料筒的三种情况，依靠控制程序智能化的判断、提示用户进入自动清洗料筒程序，智能化的判定残料是否从尾部到前部全部输送完成并进行最后一次剩余残料的清洗工作，保证了清洗料筒工作的稳定性和可靠性，克服了由操作者依靠经验判定料筒中残料是否清洗干净、清洗料筒过程中的误操作或者操作者忘记料筒清洗工作的可能性，克服了由此而带来的安全隐患。同时，用户也可以根据工艺需要，在机器的手动工作模式下，选择自动清洗料筒程序自动清洗料筒中残料的工作，增加了操作的灵活性和适用性。3、本实用新型采用的自动清洗系统及控制方法，是在主流的注塑成型机控制方案的基础之上依靠设计、开发的自动清洗功能模块子程序来控制注射电机与塑化电机按照预定的工艺逻辑时序进行动作来实现，与现有的全电动注塑机机械本体结构、控制器完全相同，没有加装、设计、增添其他的机械元器件和控制器硬件，只是开发了对应的功能软件模块，增加了一个具有自动清洗功能的控制子程序，开发的子程序运行可靠、界面友好、使用方便，对注塑机使用厂家而言，并不需要追加额外投资。4、本实用新型在工艺上增加了一个完全独立于注塑生产过程的自动清洗工艺过程，不会增加制品的每周期工作循环时间，由于缩短了人工清洗料筒的时间，在不增加循环工作周期时间的前提下，大大节省了生产时间，提高了生产效率，操作人员从繁重的手工清洗工作中解脱出来。5、本实用新型虽然是针对全电动注塑机的，但是从本实用新型实现的原理、方法来看，也同样适用于液压式或者液电混合式注塑机，并不会因为注塑机的机型不同而产生不适应的问题。
图I是本实用新型的自动清洗控制系统的结构示意图。图2是本实用新型的自动清洗系统过程控制的原理图。图3是本实用新型的整体控制算法流程示意图。图4是本实用新型的自动清洗的控制过程算法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
进一步对本实用新型进行详细说明。参见图1，注塑机智能自动清洗控制系统包括主控制器23、PLC控制器26、注射伺 服控制器15、储料伺服控制器18、输入输出模块32、温度控制模块31、变频器24、A/D转换模块14、电磁接近开关29和铁质滑块30、位置传感器6、压力传感器7、热电偶2、料筒加热器I ;铁质滑块30，设于注塑机机台底座的滑杆上，用以代表注塑机射座后限位置；电磁接近开关29，设于注塑机的滑轨上，当注塑机射座整体向后回退到达铁质滑块30的正下方时,触发电磁接近开关29的常开触点闭合,并将该闭合信号传送给输入输出模块32 ；温度控制模块31，用于将热电偶2采集的注塑机料筒温度传送给输入输出模块32，接收输入输出模块32的加热指令，在所述加热指令控制下对料筒4进行加热；输入输出模块32，用于将所述电磁接近开关29的闭合信息和所述温度控制模块31反馈的料筒温度转换为数字信号后传送给所述主控制器23 ;将所述主控制器23发出的加热指令和变频器控制指令转换为模拟信号后分别传送给所述温度控制模块31和所述变频器24 ；变频器24，用于接收所述输入输出模块32的变频器控制指令，依据所述变频器控制指令控制射座变频电机25的工作状态；PLC控制器26，用于接收外部输入的机器工作模式指令，并将注塑机工作模式状态信号传送给所述主控制器23，以控制注塑机进入手动工作模式；主控制器23，通过总线与注射伺服控制器15、储料伺服控制器18和输入输出模块32连接通讯；用于接收所述输入输出模块32的料筒温度信息，若所述料筒温度没有达到料筒预定温度则输出继续加热的加热指令并传送给所述输入输出模块32，若料筒温度达到料筒预定温度后则开始螺杆冷启动保护计时；监测所述输入输出模块32的闭合信号，一旦接收到所述闭合信号则产生射座变频电机停止工作的变频器控制指令并传送给所述输入输出模块32 ;用于接收所述PLC控制器26的注塑机工作模式状态信号，根据所述注塑机工作模式状态信号判断注塑机是否进入手动工作模式；在料筒温度达到预定温度、电磁接近开关闭合、注塑机进入手动工作模式以及螺杆冷启动保护时间到达预定时间这四个条件均具备后，向注射伺服控制器15发出正向运转信号；接收注射伺服控制器15反馈的螺杆位置信息，当螺杆到达料筒最前端，所述主控制器23向注射伺服控制器15发出正向运转停止信号，完成一次对空注射；根据位置传感器6反馈回的当前螺杆位置信息判定是否对空注射完成，若一次对空注射完成则主控制器23向储料伺服控制器18发出运转指令；接收注射伺服控制器15反馈的熔体压力信息，当熔体压力达到预设的清洗背压值，则向注射伺服控制器15发出反向运转信号，进行一次清洗储料；根据位置传感器6反馈回的当前螺杆位置信息判定是否清洗储料完成，当螺杆3到达预定的注射起始位置，主控制器23向注射伺服控制器15发出反向运转停止信号，完成一次清洗储料，接着再次按照前述方式完成第二次对空注射。对空注射和所述清洗储料交替进行直到达到清洗完成条件为止；达到清洗完成条件后，再进行一次对空注射以将料筒中剩余的残料清洗出料筒，螺杆停留在料筒最前端，自动清洗程序执行完毕。注射伺服控制器15，用于接收所述主控器23的正向运转信号或正向运转停止信号或反向运转信号或反向运转停止信号，在所述正向运转信号或正向运转停止信号或反向运转信号或反向运转停止信号作用下控制注塑机的注射伺服电机8进行对空注射或停止对空注射或驱动螺杆3回位或停止螺杆3回位；接收位置传感器6的螺杆位置信息和压力传感器7的熔体压力信息，将螺杆位置信息和熔体压力信息传送给所述主控制器23 ；位置传感器6，用于采集注塑机的螺杆位置信息，并传送给所述注射伺服控制器 15 ；压力传感器7，用于采集料筒前部的熔体压力信息，并传送给所述注射伺服控制器15 ；储料伺服控制器18，用于接收所述主控器23的运转指令，在所述运转指令作用下控制注塑机的储料伺服电机16进行储料；热电偶2，用于采集料筒加热的温度信息，并传送给所述传送给温度控制模块31 ；料筒加热器1，接收温度控制模块31的加热指令，用于对料筒4进行加热。用户界面19，作为用户与主控制器23的接口，用以接收用户输入的工艺参数数据与指令，主控制器按照清洗工艺参数数据与指令驱动相应的部件执行预定的动作。清洗工艺参数主要包括清洗工作模式、清洗速度、清洗压力、清洗次数、清洗储料速度、清洗背压、清洗后退速度。本实用新型全电动注塑机智能自动清洗控制系统与注塑机自带的注射组件和储料组件结合形成注塑机智能自动清洗系统，实现对注塑机的全自动清洗。注塑机自带的注射组件和储料组件主要包括料斗5、料筒4、螺杆3、滚珠丝杠9、注射伺服电机8、塑化伺服电机16和射座变频电机25，所述料斗5设于料筒4的下料口上方，料筒外部周圈设有提供塑化热量的加热圈I以及对料筒加热温度进行检测的热电偶2，料筒内部设有提供注射动力及进行塑化计量的螺杆3，滚珠丝杠9与螺杆3通过轴承连接，用于实时检测塑胶熔体压力的压力传感器7设于滚珠丝杠9与螺杆3的连接处，注射伺服电机8通过主动齿轮11、齿形同步皮带10、从动齿轮13、注射螺母12与滚珠丝杠连接，用以精确、实时反馈当前螺杆位置的位置传感器6设于注射滚珠丝杠与螺杆连接处，储料伺服电机16通过主动齿轮17、齿形同步皮带20、从动齿轮21、塑化螺母22与螺杆3连接，射座变频电机25通过丝杠27与机台滑轨28相连，滑轨可在机台底座上带动安装于滑轨上的料筒、注射元器件、储料元器件整体向前或者向后自由滑动。参照图2，该自动清洗系统的控制原理为首先，在采样周期内，主控制器23对由用户在用户界面19里输入的清洗工艺参数进行采样，接收清洗工艺参数。若用户没有对清洗工艺参数进行调整修改，则系统清洗时将按照默认的工艺参数执行。主控制器23对生产过程进行监控，一旦自动清洗任务有需求，主控制器23的自动清洗程序模块就会被激活。接着，主控制器23对进入自动清洗的条件进行判断(1)主控制器23通过与可编程控制器(PLC) 26进行通讯，检测机器是否在手动工作模式，若不在手动工作模式，则提示用户进行工作模式切换调整，其中机器手动工作模式状态信号的传输路线为用户从操作按钮输入通过PLC传输并由主控制器23接收；(2)通过与NCUC总线与输入/输出模块32进行通讯，检测射座后限位接近开关29是否闭合，若接近开关没有闭合，则主控制器23向输入/输出模块32发出命令，经由输入/输出模块32的模拟量输出口，传输给变频器24，变频器24将变频模拟量信号输出给射座电机25，射座电机25得电，驱动注射装置整体后退到射座后限位置，此时，射座后限电磁接近开关29闭合，经信号反馈，主控制器23接收闭合信号并经过判断，通过变频器24控制射座变频电机25断电停止运转，其中射座后限位电磁接近开关29状态信号的传输路线为经由输入/输出模块32并最终由主控制器23接收；(3)通过与NCUC总线与输入/输出模块32进行通讯，比较由热电偶2检测的料筒加热温度是否到达设定温度，如果温度没有达到，温度控制模块31在主控制器23的控制下持续对加热器I通电加热，直到到达设定温度再进入下一步骤，其中热电偶2的反馈温度信号传输路线为热电偶2将检测到的代表加热温度的电流模拟量信号通过温度控制模块31的功率放大功能将信号放大后，传输给输入/输出模块32,经由输入/输出模块32的A/D转换功能转换 为数字量，再由输入/输出模块32传输给主控制器23 ; (4)当料筒4加热温度到达后，主控制器23监控在程序内部设置的螺杆冷启动保护计时器设定时间是否计时完成。只有以上四个条件同时满足，才进入下一步骤。然后，用户根据用户界面的提示信息，对清洗动作模式及工艺参数进行调整和设置。自动清洗程序执行，主控制器23通过NCUC总线向注射伺服控制器15发出指令，使得注射伺服电机8驱动螺杆3按照预定的清洗速度、清洗压力进行对空注射动作，在此注射过程中，由位置传感器6将螺杆3当前的位置信号和压力传感器7的压力信号经由A/D转换模块14反馈给注射伺服控制器15，同时，由注射伺服电机8的绝对式编码器将传感到的转速信号反馈给注射伺服控制器15，由注射伺服控制器15再进一步反馈给主控制器23，主控制器23依据接收到的数据信号实现螺杆位置、清洗压力、清洗速度控制量的调整控制，从而使得螺杆3能够以预定的清洗压力、清洗速度在预定的行程内进行注射动作，当螺杆3对空注射到达料筒4最前端，由主控制器23向注射伺服控制器15发出正向运转停止信号，使得注射电机8停止正向运转，螺杆3停止前进。接着，主控制器23再次通过NCUC总线向储料伺服控制器18发出运转指令，使得储料伺服电机18驱动螺杆3按照预定的旋转速度旋转，塑料在螺杆螺槽的输送下从料筒4尾部向前部输送，进行储料动作，在此过程中，压力传感器7检测的料筒3前部熔体压力信号经由A/D转换模块14反馈给注射伺服控制器15，由注射伺服控制器15再进一步反馈给主控制器23，主控制器23将接收到测量值与预设的背压值进行比较，当达到预设的清洗背压值，由主控制器23向注射伺服控制器15发出反向运转的信号，使得注射电机8反向运转，螺杆3被强制回退直到注射起始位置，主控制器23向注射伺服控制器15发出反向运转停止信号，完成清洗储料。在回退过程中，注射电机8驱动螺杆3直线回退使得料筒4前部熔体压力始终稳定于预设的清洗背压值。这样，就在主控制器23、注射伺服控制器15、储料伺服控制器18的协同控制下，使得注射电机8反向旋转及储料电机16旋转联合驱动，带动螺杆3 —边旋转一边回退完成清洗储料动作。需要说明的是，上述自动清洗过程对空注射和储料动作交替执行，直到主控程序判定料筒4中残料清洗完成的条件满足为止，此时由主控制器23发出指令，使得储料电机16停止运转，注射电机8进行正向旋转，驱动螺杆3进行最后一次对空注射，将料筒4中剩余的残料清洗出料筒4，螺杆3停留在料筒4最前端，自动清洗程序执行完毕。在图2中，主控制器23与其他控制模块的数据通讯采用NCUC BUS现场总线协议规范。NCUC BUS现场总线协议规范是国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会联合发布的机床数控系统内部的数据通信协议国家标准。图2中箭头表示数据流向。参照图3，该自动清洗控制系统整体流程如下步骤SA000 :注塑机按照预定的工艺参数进行注塑生产。SA100 :根据生产进程，设置三种可能进行清洗进入自动清洗程序的情况，分别为SAlOl 情况 I、SA102 情况 2、SA103 情况 3。SAlOl情况I :在生产任务开始时，由用户在用户界面里设定本批次生产的任务数；如用户忽略输入此项数据，则默认本批次生产合格良品数为1000 ;输入后，机器按照预定的任务数进行计数生产，一旦设定的良品数到达，则由界面提示用户是否进入自动清洗 程序；SA102情况2 :在机器操作电源停机按钮被按下后，机器提示用户是否在停机前，进行停机前自动清洗料筒；SA103情况3 :在生产过程中，用户还可根据使用的需要，选择进入自动清洗程序对料筒中残料进行清洗。SA200 :进入自动清洗程序的条件判断⑴机器是否处于手动工作模式；⑵料筒加热温度是否到达设定温度；(3)螺杆冷启动保护时间是否到达设定时间；(4)射座是否后退移动到射座后限；在以上所述的四个条件都满足的情况下，转下一步；如有任何一个条件不满足，则机器处于待机状态，直到条件满足为止才转下一步。SA300 :用户对自动清洗动作模式进行选择，分为两种模式(I)螺杆全行程清洗，在此种模式下，螺杆将按照设定的清洗速度、设定的清洗压力、设定的清洗储料旋转速度、设定的清洗储料背压以螺杆的最大行程往复运动对料筒进行自动清洗，直到料筒中材料被清洗完毕；(2)以设定次数清洗，在此种模式下，螺杆将按照不超过设定的清洗次数、设定的清洗压力、设定的清洗速度、设定的清洗后退速度、设定的清洗储料旋转速度以螺杆的工艺行程往复运动对料筒进行自动清洗；机器默认的清洗模式为螺杆全行程清洗。SA400 :用户对自动清洗工艺参数的设置与调整，包括清洗速度、清洗压力、清洗次数、清洗储料旋转速度、清洗储料背压、清洗完成的中止时间、针对自动清洗动作模式2有效的清洗时螺杆后退速度；如用户不进行设置调整，机器将按照默认的参数进行动作；清洗速度默认为10%、清洗压力默认为20%、清洗储料旋转速度20%、清洗储料背压lOMPa、清洗次数默认为5次、首次清洗完成的中止时间为60s、与上次比较的清洗完成的中止时间默认为30s、清洗时螺杆后退速度默认为2%。SA500 :用户在用户界面里输入自动清洗执行命令，自动清洗料筒程序执行，螺杆在注射电机的驱动下进行对空注射动作，接着，在注射电机的反向旋转及塑化电机的旋转联合驱动下一边旋转一边回退进行储料动作，并且注射和储料动作交替进行。SA600:在每次储料行程中，控制器会对料筒清洗完成的终止条件进行判断，分为两种情况(I)当螺杆在自动清洗程序启动后的首次储料时，如果螺杆位置停留在螺杆行程中的某个位置原地旋转的时间超过设定的首次清洗完成中止时间时，机器将会判断料筒中残料清洗完成而进行最后一次对空注射，自动清洗动作将结束；(2)当螺杆在自动清洗程序启动后的第二次及以后次数的储料过程中，如果螺杆位置停留在螺杆行程中的某个位置原地旋转的时间超过机器计量计时器记录的前次计量时间与设定的与上次比较的清洗完成的中止时间之和时，机器将会判断料筒中残料清洗完成而进行最后一次对空注射，自动清洗动作将结束；如果条件不满足，则螺杆到达储料完成的停止位置后转SA500，自动清洗程序继续进行。SA700 :在终止条件满足后，螺杆进行最后一次对空注射动作，螺杆停留在料筒的最前端位置，注射电机停止运转，自动清洗工作完成，等待用户进行下一步处理。参照图4，该自动清洗控制系统的具体控制过程流程如下步骤SB100 :在某批次任务开始之前，由生产人员在交互界面里设定本批次良品生产任 务数，如果达到生产任务数，则由系统提示用户选择自动清洗工作。本批次良品生产任务数默认为1000。SB200 :用户按照操作规程进行成型生产。SB300 :每工作循环周期完成后，合格良品计数器进行累计计数。SB400 :根据生产进程，设置三种可能进行清洗进入自动清洗程序的情况，分别为SB401 情况 I、SB402 情况 2、SB403 情况 3。SB401情况I :设定的生产任务数到后自动清洗料筒。SB4011 :合格良品计数器进行累计计数后，接着与设定的被批次良品数进行比较，判断本批次良品数是否达到；如果达到，则转SB4012 ;如果未达到，则转SB200，继续进行成
型生产；SB4012 :系统提示用户本批次生产任务完成，是否自动清洗料筒；SB4013:用户根据生产实际情况，选择是否自动清洗料筒；若选择是，则转步骤SB500 ;若选择否，则转SB4014 ；SB4014 :机器等待用户进一步处理，处于待机状态。SB402情况2 :停机前自动清洗料筒。SB4021 :用户选择机器电源关闭按钮；SB4022 :系统提示用户在关机之前请检查是否已清洗料筒；SB4023:用户根据生产实际情况，选择是否自动清洗料筒；若选择是，则转步骤SB500 ;若选择否，则转SB4024 ；SB4024 :机器关机停电。SB403情况3 :生产进程中根据需要进行自动清洗料筒。SB4031 :在生产的进程中，用户也可根据生产实际情况，选择是否自动清洗料筒；若选择是，则转步骤SB500 ;若选择否，则转SB4032 ；SB4032 :机器等待用户进一步处理，处于待机状态。SB500 :控制器检测机器是否在手动模式工作状态；若是，转SB600 ;若不是，则转SB501。SB501 :用户根据界面的提示信息，用户将机器动作模式置为手动后再转SB600 ；SB600 :控制器检测料筒各段温度是否达到设定温度；若到达，转SB700 ;若不是，则转SB601。[0083]SB601 :用户根据界面的提示信息，等待各段加热温度到达设定温度后再转SB700 ；SB700 :控制器检测料筒各段温度到达后再进行持续控温的时间是否到达设定的螺杆冷启动保护时间；若到达，转SB800 ;若不是，则转SB701。SB701 :用户根据界面的 提示信息，等待设定的螺杆冷启动保护时间到达后再转SB800 ； SB800 :用户对自动清洗料筒动作模式进行选择；若选择以螺杆的最大行程进行清洗的模式1，转步骤SB900的SB9001 ;若选择以设定的清洗次数进行清洗的模式2，则转步骤 SB900 的 SB9002 ；SB900:根据自动清洗的工艺过程需要，设置两种进行清洗的动作模式，分别为步骤SB901所述的动作模式I和步骤SB902所述动作模式2。SB901 :动作模式1，螺杆将按照最大行程进行自动清洗。SB9011 :用户在交互界面里选择以螺杆的最大行程清洗的动作模式I ;SB9012 :用户对动作模式I工艺参数的设置与调整。包括清洗速度、清洗压力、清洗储料旋转速度、清洗储料背压、清洗完成的中止时间；如用户不进行设置调整，机器将按照默认的参数进行动作；清洗速度默认为10%、清洗压力默认为20%、清洗储料旋转速度默认为20%、清洗储料背压默认为lOMPa、首次清洗完成的中止时间为60s、与上次比较的清洗完成的中止时间默认为30s。输入完成后，转SB1000。SB902 :用户在交互界面里选择以设定的清洗次数进行清洗的动作模式2。SB9021 :用户在交互界面里选择在螺杆到达设定的计量终止位置作为开始，以设定的清洗次数进行清洗的动作模式2。SB9022 :用户对动作模式2工艺参数的设置与调整。包括清洗速度、清洗压力、清洗次数、清洗完成的中止时间、清洗储料旋转速度、清洗时螺杆后退速度；如用户不进行设置调整，机器将按照默认的参数进行动作；清洗速度默认为10%、清洗压力默认为20%、清洗次数默认为5次、首次清洗完成的中止时间为60s、与上次比较的清洗完成的中止时间默认为30s、清洗储料旋转速度默认为20%、清洗时螺杆后退速度默认为2%。输入完成后，转SBIOOOoSBlOOO :控制器检测注射部分整体是否回退到射座后限处；若回退到射座后限，转步骤SBllOO ;若没有回退到位，则转步骤SBlOOl。SBlOOl :射座整体在射座电机的驱动下整体回退移动至射座后限。SBllOO :注射伺服电机得电驱动螺杆按照预设的清洗速度与清洗压力前进，进行对空注射使得螺杆到达料筒最前部后注射电机停止运转。SB1200 :塑化电机驱动螺杆旋转，此时位于料筒下料口附近的塑料在螺杆螺槽的输送作用下，由料筒尾部向前部输送；输送过程的同时，在料筒外部加热器的加热与螺杆螺槽的剪切共同作用下，完成由玻璃态向熔融态的转化，成为塑料熔体位于料筒的前端积聚。由于料筒头部熔融塑料的积聚使得料筒头部压力越来越大，当设于滚珠丝杠与螺杆处的压力传感器实时连续检测到的背压值达到自动清洗料筒预设的背压值IOMPa超过0. 5s时，则注射伺服电机按照预设的后退速度使得在旋转的螺杆一边旋转一边后退回抽，进行储料动作。[0098]SB1300 :在注射电机与塑化电机联合驱动螺杆动作进行储料的过程中，若螺杆在一边选择一边后退回抽的过程中，储料计时器计时，若控制器检测螺杆位置不再发生变化的时间到达设定的时间，系统判断料筒中的残料清洗完毕，转步骤SB1400;否则转步骤SBIIOOoSB1400 :塑化电机与注射电机停止运转，螺杆停止边旋转边后退的复合运动，停留在料筒的某个位置。SB1500:控制器通过位置传感器检测的当前螺杆位置判断螺杆是否到达料筒的最前端位置；若未到达，转步骤SB1600 ;否则转步骤SB1700。SB1600:注射电机驱动螺杆前进，进行最后一次对空注射，使得螺杆停留在料筒最前端。SB1700 自动清洗结束，系统提示用户进行下一步操作。上述内容仅为本实用新型的一个具体实施方式
，但本实用新型的设计构思并不局·限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
权利要求1.注塑机智能自动清洗控制方法的自动清洗控制系统，其特征在于，包括主控制器(23)、PLC控制器(26)、注射伺服控制器(15)、储料伺服控制器(18)、输入输出模块(32)、温度控制模块(31)、变频器(24)、A/D转换模块(14)、电磁接近开关(29)和铁质滑块(30)、位置传感器(6)、压力传感器(7)、热电偶(2)、料筒加热器(I)； 铁质滑块(30)，设于注塑机机台底座的滑杆上，用以表示注塑机射座后限位置； 电磁接近开关(29)，设于注塑机的滑轨上，当注塑机的射座整体向后回退到达铁质滑块(30)的正下方时,触发电磁接近开关(29)的常开触点闭合,将该闭合信号传送给输入输出模块(32)； 温度控制模块(31)，用于将热电偶(2)采集的注塑机料筒温度传送给输入输出模块(32)，接收输入输出模块(32)的加热指令，在所述加热指令控制下对料筒(4)进行加热；输入输出模块(32)，用于将电磁接近开关(29)的闭合信息和温度控制模块(31)反馈的料筒温度转换为数字信号后传送给主控制器(23);将主控制器(23)发出的加热指令和变频器控制指令转换为模拟信号后分别传送给温度控制模块(31)和变频器(24)； 变频器(24)，用于接收输入输出模块(32)的变频器控制指令，依据变频器控制指令控制射座变频电机(25)的工作状态； PLC控制器(26)，用于接收外部输入的机器工作模式指令，并将注塑机工作模式状态信号传送给主控制器(23)，以控制注塑机进入手动工作模式； 主控制器(23)，通过总线与注射伺服控制器(15)、储料伺服控制器(18)和输入输出模块(32)连接通讯；用于接收输入输出模块(32)的料筒温度信息，若料筒温度没有达到料筒预定温度则输出继续加热的加热指令并传送给输入输出模块(32)，若料筒温度达到料筒预定温度后则开始螺杆冷启动保护计时；监测输入输出模块(32)的闭合信号，一旦接收到闭合信号则产生射座变频电机停止工作的变频器控制指令并传送给输入输出模块(32)；用于接收PLC控制器(26)的注塑机工作模式状态信号，根据注塑机工作模式状态信号判断注塑机是否进入手动工作模式；在料筒温度达到预定温度、电磁接近开关闭合、注塑机进入手动工作模式以及螺杆冷启动保护时间到达预定时间这四个条件均具备后，向注射伺服控制器(15)发出正向运转信号；接收注射伺服控制器(15)反馈的螺杆位置信息，当螺杆(3)到达料筒最前端，主控制器(23)向注射伺服控制器(15)发出正向运转停止信号，完成一次对空注射；一次对空注射完成后，主控制器(23)向储料伺服控制器(18)发出运转指令；接收注射伺服控制器(15)反馈的熔体压力信息，当熔体压力达到预设的清洗背压值，则向注射伺服控制器(15)发出反向运转信号，当螺杆(3)到达注射起始位置，主控制器(23)向注射伺服控制器(15)发出反向运转停止信号，完成一次清洗储料；对空注射和清洗储料交替进行直到达到清洗完成条件为止；达到清洗完成条件后，再进行一次对空注射以将料筒中剩余的残料清洗出料筒，螺杆(3)停留在料筒(4)最前端，自动清洗程序执行完毕； 注射伺服控制器(15)，用于接收主控器(23)的正向运转信号或正向运转停止信号或反向运转信号或反向运转停止信号，在所述正向运转信号或正向运转停止信号或反向运转信号或反向运转停止信号作用下控制注塑机的注射伺服电机(8)进行对空注射或停止对空注射或驱动螺杆回位或停止螺杆回位；接收位置传感器￠)的螺杆位置信息和压力传感器(7)的熔体压力信息，将螺杆位置信息和熔体压力信息传送给所述主控制器(23)； 位置传感器(6)，用于采集注塑机的螺杆位置信息，并传送给所述注射伺服控制器(15)； 压力传感器(7)，用于采集料筒前部的熔体压力信息，并传送给所述注射伺服控制器(15)；· 热电偶(2)，用于采集料筒加热的温度信息，并传送给所述传送给温度控制模块(31)；储料伺服控制器(18)，用于接收所述主控器(23)的运转指令，在所述运转指令作用下控制注塑机的储料伺服电机(16)进行储料。
料筒加热器(I)，接收温度控制模块(31)的加热指令，用于对料筒(4)进行加热。
专利摘要本实用新型公开一种适用于全电动注塑机注塑成型的智能型自动清洗控制系统，主要包括主控制器、注射伺服控制器、储料伺服控制器、电磁接近开关和铁质滑块和料筒加热器；料筒加热器将料筒温度加热到预定温度，注塑机射座到达铁质滑块限定的后限位置时触发电磁接近开关闭合，从而启动主控制器工作；主控制器通过控制注射伺服控制器和储料伺服控制器的工作状态从而使得注塑机交替进行对空注射和清洗储料，直到清洗完毕。本实用新型克服依靠操作者经验完成手动清洗的工艺过程而导致的螺杆容易受到损坏、产品质量和精度降低、生产效率低下的问题。
文档编号B29C45/76GK202556703SQ201220217310
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者周华民, 于盛睿, 崔树标, 李德群, 黄志高, 张云, 李阳, 李荣荣 申请人:华中科技大学