中央供料系統 新一代物聯網“供料系統”開拓者

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注塑機集中供料系統中烘干時間與輸送量的關聯控制方法(一)

發布時間:2017-06-14 18:04:00  來源:尼嘉斯

  隨著現代制造業的不斷發展,在塑料制品的加工工藝中,注塑工藝扮演著越來越重要的角色。汽車輕量化、節能減排等新世紀汽車發展戰略的提出,使得塑料制品在汽車行業得到了廣泛的應用,從發動機進氣歧管、發動機罩蓋到空氣濾清器的殼體等等。汽車發動機的周邊,幾乎處處都有塑料制品的影子,而作為塑料制品第一道加工工序的注塑,也面臨著新的挑戰。塑料粒子集中供料系統,在現代化注塑生產車間得到了廣泛的應用。通過對原料的干燥處理、配色處理以及按比例的粉碎和廢料回收,可以將多種原料自動供給任意的注塑加工設備,并能夠實現高度的自動化控制和監測,以及滿足 24 h 不間斷供料的生產需要。但是,隨著生產量的不斷加大,以及干燥機烘干能力的限制,使得塑料粒子的烘干時間與輸送量無法進行關聯控制,而不能滿足生產需要。通過對集中供料控制系統功能模塊的改進,對塑料粒子烘干時間與輸送量關聯控制進行了研究,研究成果已成功地應用于 A 公司的生產制造工藝之中。


  1 集中供料系統

  1.1 集中供料系統的結構

  注塑機集中供料系統(如圖1所示)是將原料進行集中處理(混配、干燥)后,以羅茨式風機為動力,通過專用的輸送管路, 將原料輸送到注塑機上的過程。

  由于產品制造工藝的不同,集中供料系統的配置和組成也都不相同。但是,一般都包括以下部分:

  一、原料的儲存、混配、干燥設備;

  二、原料的輸送設備

  三、輸送控制裝置

  

  上圖集中供料系統結 構

  1.2 干燥機供料能力

  根據原料的不同,干燥機可分為熱風干燥機、除濕干燥機和真空干燥機。每臺干燥機的供料能力都不相同,取決于塑料粒子的烘干時間 T和料筒容積 V 。

  

  式中, V 為料筒容量,kg; W 為料筒的供料能力,kg/h;T 為塑料粒子的烘干時間,h。

  1.3 產品成型能力

  注塑機主要是借助螺桿(或柱塞)的推力,將已塑化好的熔融狀態(即粘流態)的塑料注射入閉合好的模腔內,經固化定型后,取得相應的塑料制品。其產品成型能力,即注塑機每小時所需的塑料粒子的數量,是由產品的平均重量以及單個產品的成型時間共同決定的。比如:一臺 80 T 的注塑機,注塑的產品重量為30~100 g,該產品平均重量為80 g,單個產品的成型時間為 30 s,那么該設備每小時所需的塑料粒子的數量為:

  

  1.4 干燥機供料規程

  1.4 干燥機供料規程

  工廠所用的塑料粒子一般有兩大類,PP(聚丙烯)和 PA(聚酰胺)。根據烘料溫度和烘料時間的不同,還可以細分為數百到數千種。在實際的生產過程中,一臺干燥機往往具有通用性,能對很多種塑料粒子進行烘干處理。因此工廠里的干燥機數量往往少于注塑機的數量,這就使得多臺注塑機需要一臺干燥機同時供料。另外,由于某些塑料粒子的特殊要求,以及節約成本和能源的考慮,這些塑料粒子只能在固定的干燥機上進行烘干處理。在實際生產過程中,只能由單臺干燥機對注塑機進行供料。

  在實際生產中,每臺注塑機的產品成型能力 Q都不相同,假設 Q 1 為某廠注塑機的最小產品成型能力,Q 2 為該廠注塑機的最大產品成型能力,W 為該廠任意干燥機的供料能力,那么該干燥機能同時供應的注塑機數量 N 為:

  

  1.5 系統缺陷

  由以上的描述以及供料系統結構圖 1 可知,每個分配盤都有 20 個插口,而每臺注塑機可以通過管路與任意的分配盤,任意的插口連接。這樣,便會導致如下的問題:

  當多臺注塑機同時需要某臺干燥機供料時,注塑機的數量就可能大于 N 的最大值,就會導致該干燥機的供料能力不足。一部分塑料粒子在未達到規定的烘干時間前,便被輸送到注塑機上進行生產。這樣,生產出的塑料制品便會出現氣孔、沙眼等缺陷,產品質量也不能滿足加工要求,同時還會縮短注塑機的使用壽命。


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