全电动注塑机开合模伺服控制器的研究

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注塑机是把塑料原料加热熔化后注射到模具中,经冷却形成塑料制品的一类机床。传统注塑机的动力源主要是液压油路。通过把液压驱动装置更换成电机驱动装置,对传统液压注塑机的机械部分进行适合电机驱动的技术改造,辅以先进的电机控制技术,从而获得成型更精确的制品和明显降低的能耗,这就是全电动注塑技术的核心。 目前国内对全电动注塑机的技术只有零星的研究。部分厂家使用进口伺服控制器和伺服电机(或变频器加异步电机)在液压机型上对驱动系统进行改造,面临着成本难压缩、功能冗余浪费、与现有控制电脑兼容性差等问题,从而尚未实现大量生产和推广。本文在分析了国内全电动注塑机研究开发现状和市场推广中存在困难的基础上,指出全电动注塑机的核心技术是针对注塑工艺要求的伺服电机控制技术。随着伺服控制技术逐渐为国内技术人员掌握,自主研究塑机专用的伺服控制器成为提高竞争力的重要途径。 本题目专注于全电动注塑机控制系统中的下位机伺服驱动器的技术,提出了一种基于DSP的全电动注塑机运动伺服控制器的设计思路。本文通过对锁模机构的伺服运动控制的研究,可以把伺服控制器的设计思想推广到注塑、熔胶等机构。伺服控制器的研究主要是针对交流永磁同步电机展开,但同时也研究了无刷直流电机在全电动注塑机上应用的可能。 本文首先分析了交流永磁同步伺服电机和无刷直流电动机的调速原理,在肘杆式机构开合模过程的运动分析基础上,根据全电动注塑机锁模机构的控制要求,提出一种基于模糊控制理论的位置控制方法,实现对注塑机锁模机构的电流环、速度环、位置环三闭环控制,并对电动注塑机专用运动伺服控制器的软硬件设计进行了详细的介绍,最后以仿真和实验数据展示了伺服控制器设计方案的实绩,初步证明了其可行性。
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