XS-ZY-125塑料注射成型机自动化改造及仿真研究

论文摘要

本论文所研究的塑料注射成型机是一个集机、电、液于一体的典型系统。由于注塑加工能够一次成型形状复杂的塑料制品,具有适应性强、效率高和后加工量少等特点,近几年得到了迅猛发展。塑料成型制品的市场需求持续增长也带动了市场对注塑机的需求增长。在大量进口产品涌进国内高端市场的同时,大批中小型塑料成型加工企业仍在使用老式中小克数注塑机。对这些老式中小克数注塑机进行技术改造具有非常大的现实意义。本设计通过对塑料注射成型机的功能分析,利用三菱FX2N系列可编程控制器完成了基于PLC技术的XS-ZY-125塑料注射成型机电气系统自动化改造的理论研究。对XS-ZY-125注塑机单肘杆合模机构力学特性和运动特性进行了分析研究,并在此基础上对其进行了优化设计,显著提高了合模速度、减小了占地尺寸。工业控制组态软件是使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的通用层次的软件工具。MCGS组态软件具有先进性、方便性、全面性、独特性等特点。本设计利用MCGS组态软件仿真注塑机合模动作循环。论文叙述了利用PLC技术对XS-ZY-125型塑料注射成型机电气系统进行自动化改造的方法、步骤,给出了详细的技术资料。并对基于组态软件MCGS的PLC仿真系统整体设计过程进行了详细描述。论文的重点在于PLC程序的编制以及通过组态软件实现PLC与计算机的通讯控制。本次工作试图通过对继电器控制的老式塑料注射成型机进行自动化改造帮助传统中小型塑料成型加工企业改进生产技术,提高产品质量,降低制造成本,增强市场竞争力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 注塑机的发展历程及技术现状
• 1.2.1 注塑机的特点
• 1.2.2 注塑机的发展历程
• 1.2.3 国内注塑机的发展概况
• 1.3 现代注塑机的发展趋势
• 1.4 注塑机电气控制系统
• 1.4.1 注塑机电气控制技术发展历程
• 1.4.2 注塑机几种电气控制方式的特点
• 1.5 本文的主要研究工作
• 1.5.1 论文要解决的问题
• 1.5.2 拟采取的手段
• 1.5.3 本文的主要研究内容
• 2 XS-ZY-125注塑机改造总体方案设计
• 2.1 XS-ZY-125注塑机的结构和工作原理
• 2.1.1 XS-ZY-125注塑机的结构
• 2.1.2 XS-ZY-125注塑机的工作原理
• 2.2 XS-ZY-125注塑机液压传动系统
• 2.2.1 液压系统的主要组成和作用
• 2.2.2 液压系统动作原理
• 2.3 XS-ZY-125注塑机电气系统
• 2.4 XS-ZY-125注塑机合模装置
• 2.4.1 合模装置概述
• 2.4.2 XS-ZY-125注塑机合模装置简介
• 2.5 XS-ZY-125注塑机改造方案总体设计
• 2.5.1 XS-ZY-125注塑机存在的主要问题
• 2.5.2 电气控制方式的选择
• 2.5.3 合模方式的选择
• 2.5.4 组态技术
• 2.6 实验装置说明
• 2.6.1 软件部分
• 2.6.2 硬件部分
• 3 基于PLC技术的XS-ZY-125注塑机电气控制系统改造
• 3.1 PLC技术简介
• 3.1.1 PLC的产生与发展
• 3.1.2 PLC的组成和作用
• 3.1.3 PLC的选用原则
• 3.1.4 三菱可编程控制器FX2N-32MT-D
• 3.2 基于PLC的XS-ZY-125注塑机电气系统自动化改造
• 3.2.1 可编程控制器及输入输出点的确定
• 3.2.2 注塑机梯形图的设计
• 3.2.3 XS-ZY-125注塑机PLC程序解释
• 3.3 PLC程序的调试
• 4 XS-ZY-125注塑机合模装置的优化设计
• 4.1 概述
• 4.2 单肘杆机构的力学特性
• 4.3 肘杆机构优化设计
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 肘杆机构的运动分析
• 4.3.3 肘杆机构优化结果
• 4.4 肘杆机构优化前后性能比较
• 4.4.1 模板的运动速度及速度图
• 4.4.2 肘杆机构力的放大能力
• 4.4.3 肘杆机构的占地尺寸
• 4.5 拉杆频繁断裂原因分析及改进措施
• 4.5.1 宏观断口分析
• 4.5.2 拉杆静应力校核
• 4.5.3 提高拉杆使用寿命的措施
• 5 基于MCGS软件注塑机合模-开模过程的仿真
• 5.1 概述
• 5.1.1 仿真技术
• 5.1.2 组态技术与MCGS组态软件
• 5.2 设计思路
• 5.3 仿真界面的设计
• 5.3.1 建立名为“合模-开模”的MCGS工程
• 5.3.2 编辑画面
• 5.4 定义实时数据库
• 5.4.1 合模-开模动作的PLC梯形图
• 5.4.2 定义数据对象
• 5.4.3 定义实时数据库
• 5.5 动画连接
• 5.5.1 动模板动画连接
• 5.5.2 合模开关和开模开关数据连接
• 5.6 设备连接
• 5.6.1 建立设备构件
• 5.6.2 设置设备通道
• 5.6.3 连接设备通道
• 5.7 编写脚本程序
• 5.7.1 动作流程分析
• 5.7.2 编写脚本程序
• 5.7.3 程序清单
• 6 XS-ZY-125注塑机合模-开模过程的模拟操作
• 6.1 硬件连接
• 6.2 模拟操作
• 6.3 仿真结果评述
• 7 结论及展望
• 致谢
• 参考文献