Automatizare masini de injectie mase plastice

Automatizare masini de injectie mase plastice

1. PREZENTARE GENERALA

Echipamentul prezentat este o configuratie de automat programabil pregatita pentru controlul masinilor de injectat mase plastice din familia Kuasy fara a fi limitat la acestea . Cu modificari usoare acest echipament poate fi folosit pentru aproape orice masina de injectie.

Un afisaj cu cristale lichide permite un dialog prietenos cu masina; Pe acest afisaj se vede modul de lucru, operatia executata precum si eventuale probleme care pot sa apara. De asemenea, folosind tastatura asociata afisajului se pot vedea temperaturile, numarul de cicluri executate, numarul de ore de functionare a masinii. Automatul permite programarea temperaturilor de lucru precum si controlul acestora. Temperatura poate fi controlata in maxim sase zone independente. De asemenea se pot programa temporizarile tehnologice necesare.

Din pacate masinile de injectat nu sunt identice. Chiar si intre doua masini de acelasi tip pot exista diferente in ceea ce priveste comportarea partii hidraulice. Partial aceste probleme pot fi rezolvate in variantele originale prin folosirea tastelor de selectie pompe, presiuni si viteze. In locul acestor taste de selectie s-a prevazut posibilitatera de selectie prin setari a oricaror combinatii fizic posibile de pompe, presiuni, viteze pentru fiecare operatie in parte. In acest mod orice masina poate fi 'convinsa' sa lucreze optim cu conditia sa dispunem de un reglor bun.

Desi orice modificare poate fi costisitoare, odata cu montarea acestui echipament pe masina este indicat sa se inlocuiasca si limitatorii mecanici cu senzori inductivi care asigura o functionare mult mai sigura, avand practic o durata de viata nelimitata. De asemenea, acolo unde sunt importante momentele de intrare sau iesire de pe un senzor (vezi de exemplu protectia matritei) limitatorii mecanici, datorita contactelor multiple pe care le genereaza pot duce la o comportare defectuoasa.

In componenta echipamentului intra :

1. O consola de afisare cu un ecran LCD de 80 de caractere alfanumerice aranjate pe patru randuri. Aceasta consola permite realizarea unei interfete prietenoase pe care se pot face programari de timpi, de temperaturi, selectii de presiuni si viteze, se afiseaza temperaturile reale si programate, numarul de cicluri executate si ceea ce este foarte important, pe acest afisaj se primesc informatii despre starea masinii, adica operatia care se executa si eventuale probleme care nu permit executarea comenzii.

2. Un automat programabil echipat cu unitate centrala si module de intrari si iesiri logice.

3. Blocuri de relee intermediare pentru comanda elementelor de executie constituite din electroventile si contactoare.

2. MODURI DE LUCRU

Automatul permite patru moduri de lucru: reglaj, manual, semiautomat, automat.

In reglaj masina executa comenzile atata timp cat operatorul apasa pe buton. Masina se opreste sau nu pe limitatorul care confirma terminarea unei operatii functie de setarile facute.

In manual masina executa comenzile pana la terminarea acestora chiar daca operatorul ridica mana de pe buton.

In semiautomat masina executa operatie dupa operatie in mod automat incepand cu inchiderea matritei si terminand cu deschiderea si scoaterea piesei din cuib. Reluarea ciclului asteapta interventia operatorului, constand in deschiderea si inchiderea grilei de protectie sau macar apasarea unui buton de start. In modul automat masina executa ciclu dupa ciclu fara a se opri la terminarea unui ciclu.

Dam in continuare o descriere sumara a operatiilor executate de masina cu toate conditiile si mesajele asociate. In masura in care aveti nevoie de detalii privind operatiile prezentate apelati la cap.5 unde toate comenzile sunt descrise mai detaliat.

2.1. REGLAJ

2.1.1 Inchiderea matritei. La reglaj inchiderea se face la comanda din D1. La apasarea acestui buton se conecteaza R1 iar dupa 0.1 sec. se conecteaza restul elementelor hidraulice conform cu setarile pentru inchidere cu viteza mica. Viteza se mentine pe tot parcursul fara a schimba viteza la atingerea limitatorilor E10 sau E7. Nu se executa nici programul de reducere a presiunii la atingerea limitatorului E7. Limitarea miscarii de atingerea limitatorului E3 este optionala, prin setari. Inchiderea este conditionata de grila inchisa si pozitia corecta a miezurilor in caz ca exista.

2.1.2. Deschiderea matritei. Este operatia inversa inchiderii. Se executa la apasarea butonului D2. La apasarea acestui buton se conecteaza distribuitorul R2 care permite deschiderea. Dupa 0.1 sec. se incepe deschiderea cu viteza mica pana pe lim.

Blocarea miscarii la atingerea limitatorului E9 este optionala prin setari.

Deschiderea este conditionata de grila inchisa si pozitia corecta a miezurilor in caz ca exista.

2.1.3. Ansamblu in fata. Se face la apasarea butonului D3 cu distribuitorul R3. Dupa 0.1 sec se introduce combinatia de electroventile conform setarilor.

2.1.4.Ansamblu in spate. Se face cu distribuitorul R4. Dupa 0.1 sec se comanda electroventilele asociate conform setarilor. Operatia se termina sau nu pe lim. E4 functie de setari. Daca dupa atingerea lim.E4 se apasa din nou D4, miscarea poate continua pana pe E41 (lim.capat de cursa) unde se opreste neconditionat.

2.1.5. Injectie. Injectia se face la comanda din D5. La apasarea butonului este actionat R5 iar dupa 0.1 sec sunt actionate alte elemente conform setarilor. Injectia dureaza cat timp este apasat D5. ???

2.1.6. Absorbtie. Absorbtia se face la comanda D6 cand este actionat R6. Dupa 0.1 sec. intra elementele hidraulice conform setarilor.

2.1.7. Plastifiere. Se face la comanda din D8. La apasarea lui D8 se actioneaza R8. Dupa 0.1 sec. intra elementele hidraulice conform setrilor pentru plastifiere. Oprirea pe lim. E8 este optionala prin setari.

2.2. MANUAL

2.2.1 Inchiderea matritei. Ca la reglaj, inchiderea se face la comanda din D1. Comanda este cu automentinere si continua pana la terminarea inchiderii pe E3. Comanda poate fi anulata cu D13. Inchiderea se executa conform cu descrierea de la cap.5. Se executa inclusiv protectia matritei. Inchiderea este conditionata de grila inchisa si pozitia corecta a miezurilor in caz ca exista.

2.2.2. Deschiderea matritei. Este operatia inversa inchiderii. Se executa la apasarea butonului D2. La apasarea acestui buton se conecteaza distribuitorul R2 care permite deschiderea. Dupa 0.1 sec. se conecteaza celelalte elemente hidraulice. Comanda poate fi anulata cu D13. Deschiderea se executa conform cu descrierea de la cap.5. pana pe E9. Deschiderea este conditionata de grila inchisa si pozitia corecta a miezurilor in caz ca exista.

2.2.3. Ansamblu in fata. Se face la apasarea butonului D3 cu distribuitorul R3. Dupa 0.1 sec se introduce combinatia de electroventile conform setarilor. Operatia se termina la cresterea presiunii sesizata de ME. Operatia poate fi anulata cu D13.

2.2.4.Ansamblu in spate. Se face cu distribuitorul R4. Dupa 0.1 sec se comanda electroventilele asociate conform setarilor. Operatia se termina sau nu pe lim. E4 functie de setari. Daca dupa atingerea lim.E4 se apasa din nou D4, miscarea poate continua pana pe E41 (lim.capat de cursa) unde se opreste neconditionat.

2.2.5. Injectie. Injectia se face la comanda din D5. La apasarea butonului este actionat R5 iar dupa 0.1 sec sunt actionate alte elemente conform setarilor. Injectia se termina pe E5.

2.2.6. Absorbtie. Absorbtia se face la comanda D6 cand este actionat R6. Dupa 0.1 sec. intra elementele hidraulice conform setarilor. Absorbtia dureaza cat timp este apasat D6.

2.2.7. Plastifiere. Se face la comanda din D8. La apasarea lui D8 se actioneaza R8. Dupa 0.1 sec. intra elementele hidraulice conform setrilor pentru plastifiere. Operatia se termina pe lim. E8.

2.3. SemiAUTOMAT si AUTOMAT

3. CONECTAREA echipamentului la masina de injectat

Echipamentul de automatizare este compus din consola de afisare (care este in sine un automat programabil), automatul programabil modular si blocurile de relee intermediare. Piesa centrala o constituie automatul programabil modular la care se conecteaza majoritatea elementelor de pe masina. Acest automat este construit pe o placa de baza echipata cu conectori pentru modulele de intrare/iesire si cu suruburi pentru legarea la masina. Pe placa de baza este montata si o sursa (stanga) care asigura tensiunile pentru intreg echipamentul, inclusiv releele intermediare si senzorii inductivi.Aceasta sursa nu poate alimenta electroventilele sau contactoarele de pe masina. Acestea se vor alimenta din surse separate, de regula refolosite din echiparea anterioara a masinii. Conectarea la masina se face conform schemei de conexiuni: blocurile de relee intermediare se leaga in slotul zero imediat langa unitatea centrala. Urmatoarele doua module sunt rezervate pentru intrari de la limitatori sau senzori. Daca se face echiparea cu senzori inductivi acestia vor fi de tipul normal deschis la negativ (ndn) sau altfel spus normal deschis cu tranzistor npn.

Masurarea temperaturii se face cu termorezistente tip PT100. Numarul maxim de puncte de masura este sase si le numerotam de la 1 la 6. Termorezistentele se leaga la modulul din slotul 4, care este un convertor analog/digital (ADC) folosit pentru masurarea temperaturilor. Pinul 8 este legat intern la GND si constituie punctul comun al tuturor sondelor de temperatura. Conectarea sondelor se face cu doua fire. Firul al doilea de la fiecare sonda se leaga la punctele 8,9,A,B,C,D in aceasta ordine pentru zonele de temperatura 1-6. Comanda incalzirii se face prin blocul de relee intermediare conectat la consola de afisare. Acestea se leaga la iesirile digitale ale consolei prin conectorul de 10 fire livrat impreuna cu restul echipamentului. Iesirile de comnada a temperaturii sunt intermediare de la 0 la 5 si corespund in ordine zonelor 1-6 de masurare si control. !!! Atentie la repartizarea comenzilor de incalzire. Fiecare sonda de masura are in corespondenta o iesire pentru incalzire. (exemplu, sonda 1, legata pe pinul 8 la intrarea in ADC si comanda 1, respectiv releul 0, trebuie legate pe aceeasi zona de incalzire, preferabil notata cu 1. Nerespectarea acestei imperecheri intre sonde si comenzi de incalzire va duce la functionare defectuoasa a incalzirii.

4. OPERARE, SETARI

La punerea sub tensiune pe consola de afisare se vad urmatoarele informatii: pe primul rand este afisat modul de lucru (REG, MAN, sAUT, AUT pentru reglaj, manual, semiautomat, automat) urmat de operatia care se executa. Pe randul doi al afisajului se gasesc informatii despre limitatorii sau conditiile care trebuie indeplinite pentru executarea operatiei in curs.

Pe randul trei se afiseaza primele trei temperaturi programate iar pe randul patru se vad temperaturile masurate in primele trei zone. Daca masina are mai mult de trei zone de incalzire, apasind tasta 'INC' se vor vedea temperaturile programate respectiv masurate pentru zonele 4-6. Acest ecran care apare implicit la conectare este ecranul de baza. Aici se revine din orice alt ecran la apasarea tastei 'ESC'.

Pentru programarea temperaturilor, timpilor, setarea grupelor de elemente hidraulice, se deschid alte ecrane apasand tastele 1,2,3,4,

ECRAN 1. MONITOR. Se deschide din ecranul de baza prin apasarea tastei 1. In acest ecran se obtin informatii suplimentare despre masina: numarul total de injectii pe schimb 'LOT:" numarul total de injectii 'CONTOR:'numarul total de ore de functionare in ciclu automat "ORE AUT:" si numarul total de ore de functionare in standby sau reglaj si manual, "ORE MAN:"

Contorul de injectii pe schimb poate fi adus la zero prin apasarea simultana a tastelor 'DEL" si "ENT".

ECRAN 2: Se deschide din ecranul de baza prin apasarea tastei 2. In acest ecran se programeaza cele sase temperaturi corespunzatoare zonelor de temperatura controlata (maxim sase zone). Temperaturile se modifica una cate una cu tastele 'INC' si 'DEC'. Pentru operativitate la 'INC' temperatura creste cu 5 unitati iar la 'DEC' scade cu o unitate. Temperaturile pot fi programate intre 50 si 300 C. Temperatura care se modifica este marcata cu o steluta. Schimbarea pozitiei stelutei si deci a zonei pe care se face programarea se face ciclic cu tasta 'NEXT' (reprezentata grafic printr-o sageata circulara) din stanga jos. Dupa alegerea valorilor de temperaturi dorite se face salvarea acestora in memoria nevolatila (adica nu se vor sterge la deconectarea de la retea) prin apasarea tastei 'ENT'.

ECRAN 3: Se deschide din ecranul de baza prin apasarea tastei 3. In acest ecran se programeaza sase timpi utilizati in ciclul de injectie:

tpm in sutimi de secunda, timp de protectie matrita

tpi in secunde, timp de postinjectie

AIP absorbtie inainte de plastifiere in sutimi de secunda

abs timp de absorbtie, sutimi de secunda

RAC timp de racire in secunde

tpa sutimi de sec., pauza intre cicluri in mod automat

Avand in vedere ca se folosesc doua unitati de timp (secunda si sutimea de secunda), pentru a face distictie, timpii care se masoara in secunde au fost marcati cu simbol scris cu litere majuscule. Timpii se modifica la fel ca temperaturile cu tastele 'INC' si 'DEC'. Pentru operativitate la 'INC' temperatura creste cu 5 unitati iar la 'DEC' scade cu o unitate. Dupa alegerea valorilor dorite se face salvarea acestora prin apasarea tastei 'ENT'.

ECRAN 4: Se deschide din ecranul de baza prin apasarea tastei 4. In acest ecran se aleg elementele hidraulice care concura la operatiile de inchidere si deschidere matrita. Pe randul 2 sunt aliniate iesirile digitale (vezi schema de conexiuni) de la 8 la F. Pe randul 3 se selecteaza elementele care determina viteza mica iar pe randul 4 se selecteaza elementele care determina viteza mare. De subliniat ca aceste selectii sunt valabile atat la deschidere cat si la inchidere in modurile manual, semiautomat, automat. Elementele marcate cu 1 sunt cele selectate. Elementele marcate cu 0 nu sunt selectate la realizarea operatiei. Marcarea unui element cu 1 sau 0 se face cu tastele 'INC' si 'DEC', respectiv cu steluta care se plimba cu tasta 'NEXT'. Confirmarea configuratiei se face cu 'ENT'. Iesirea in ecranul de baza se face cu 'ESC'.

ECRAN 5: Se deschide din ecranul de baza prin apasarea tastei 5. In acest ecran se aleg elementele hidraulice care concura la miscarile ansamblu fata/spate. Pe randul 2 sunt aliniate iesirile digitale (vezi schema de conexiuni) de la 8 la F. Pe randul 3 se selecteaza elementele care determina miscarea ansamblului in fata iar pe randul 4 se selecteaza elementele care determina miscarea ansamblului in spate. De subliniat ca aceste selectii sunt utilizate in modurile manual, semiautomat, automat. Selectia, salvarea si iesirea se fac ca in ecranul 4.

ECRAN 6: Se deschide din ecranul de baza prin apasarea tastei 6. In acest ecran se aleg elementele hidraulice care concura la operatiile injectie si postinjectie. Pe randul 2 sunt aliniate iesirile digitale (vezi schema de conexiuni) de la 8 la F. Pe randul 3 se selecteaza elementele active la injectie iar pe randul 4 se selecteaza elementele active in postinjectie. Selectia, salvarea si iesirea se fac ca in ecranul 4.

ECRAN 7: Se deschide din ecranul de baza prin apasarea tastei 7. In acest ecran se aleg elementele hidraulice care concura la operatiile absorbtie si plastifiere. Pe randul 2 sunt aliniate iesirile digitale (vezi schema de conexiuni) de la 8 la F. Pe randul 3 se selecteaza elementele active la absorbtie, iar pe randul 4 se selecteaza elementele active in plastifiere. Selectia, salvarea si iesirea se fac ca in ecranul 4.

ECRAN 8: In acest ecran se fac setari privind retragere ansamblu dupa absorbtie 'rANS', aruncatoare hidraulice 'ARH', aruncatoarele cu aer 'AER', prezenta miezurilor 'MIEZ' ,. ??? Daca aceste elemente sunt active in dreptul lor se va pune 1, iar daca nu sunt active se va pune 0 (prin acelasi procedeu ca la Ecran 4).

5. DESCRIEREA DETALIATA A OPERATIILOR

5.1. Inchiderea matritei. Inchiderea matritei este una din operatiile importante si complicate. Fortele puse in joc pot fi foarte mari, si din acest motiv trebuie luate masuri pentru a realiza miscari line fara a brusca mecanica masinii. Astfel, miscarea de inchidere se face in patru (! chiar etape: din pozitia deschis se conecteaza distribuitorul R1 care permite realizarea miscarii de inchidere. Dupa 0.1 sec se conecteaza elementele hidraulice selectate in ecranul 4 pentru vm (viteza mica) si matrita pleaca cu viteza mica pana pe limitatorul E10. Semnalul de la E10 trebuie sa vina in mai putin de 0.5 sec. Altfel se trece oricum la faza urmatoare fara a tine seama de el. La atingerea lui E10 sau expirarea timpului de 0.5 sec. se conecteaza elementle hidraulice pentru viteza mare, selectate de asemenea in ecranul 4. Cu aceasta combinatie se merge pana la E7. E7 este aproape de pozitia finala a cursei de inchidere. La atingerea acestei pozitii se face un test de 'cale libera', adica se verifica daca un obiect, in speta piesa injectata anterior, nu s-a interpus intre partea fixa si partea mobila impiedicand inchiderea. Patina care impresioneaza pe E7 trebuie sa aiba o lungime potrivita, corelata cu marimea pieselor injectate, astfel incat operatia descrisa in continuare sa isi atinga scopul de a proteja matrita si chiar piesa injectata anterior. Acest test se face prin reducerea presiunii la minimum necesar ca matrita sa se inchida in conditii normale. Reducerea presiunii se face prin comanda unui limitator de presiune (R21) care la presiunea reglata se deschide si lasa sa treaca la bazin surplusul de ulei. Daca in conditii de presiune redusa matrita iese de pe E7 intr-un timp programat se considera ca totul este in regula. In caz contrar, adica s-a terminat timpul alocat si matrita este inca pe limitatorul E7, se decide ca un obiect oarecare este interpus in calea matritei si se deconecteaza toate elementele hidraulice.

Presupunand ca totul este in regula se trece la ultima faza de inchidere cu viteza redusa si presiune mare, cu elementele hidraulice selectate in ecranul 4 pentru viteza mica. Operatia se considera terminata la atingerea limitatorului E3. In caz ca E7 nu exista sau nu functioneaza, matrita se inchide cu viteza mare pana la atingerea lui E3 ceea ce ar putea produce anumite socuri la contactul cu partea fixa.

Inchiderea matritei este conditionata de inchiderea grilei de protectie si de pozitia aruncatoarelor hidraulice respectiv a miezurilor (in caz ca acestea exista).

Dupa inchidere matrita trebuie sa ramana 'proptita' cu o forta suficienta pentru ca injectia de masa plastica sa nu forteze deschiderea matritei. Blocarea in pozitia inchis se face prin bolcare hidraulica in distribuitor; R1 se deconecteaza; In acest scop, dupa atingerea lui E3 raman conectate ????

5.2. Deschiderea matritei. Este operatia inversa inchiderii. Se face de asemenea in mai multe etape: se conecteaza distribuitorul R2 care permite deschiderea. Dupa 0.1 sec. se incepe deschiderea cu viteza mica pana pe lim. E7, se merge apoi cu viteza mare pana pe E10 si in final cu viteza mica pana pe E9.

Daca E7 nu exista viteza se schimba la fel ca la inchidere dupa 0.5 sec. Daca E10 nu exista, deschiderea se face cu viteza mare pana pe E9 ceea ce iar ar putea produce ceva socuri, depinde de rezerva de cursa disponibila. ???

Deschiderea este conditionata de grila inchisa si pozitia corecta a aruncatoarelor si miezurilor in caz ca exista.

5.3. Ansamblu in fata. Se face cu distribuitorul R3. Dupa 0.1 sec se introduce combinatia de electroventile conform setarilor din ecranul 5. Operatia nu se termina pe un limitator ci la cresterea presiunii in circuitul hidraulic pana la o valoare reglata. Atingerea acestei presiuni este semnalata de inchiderea contactului ME . R3 ramane conectat pana se termina postinjectia.

5.4.Ansamblu in spate. Se face cu distribuitorul R4. Dupa 0.1 sec se comanda electroventilele asociate conform setarilor din ecranul 5. Operatia se termina pe lim. E4. Daca comanda ansamblu spate persista (in modul reglaj sau manual) ansamblul trece peste E4 pana pe E41, care are rol de limitator de capat de cursa.

5.5. Injectia. Se comanda distribuitorul R5 iar dupa 0.1 sec sunt conectate elementele hidraulice selectate in ecranul 6. Operatia se termina pe limitatorul E5. R5 se dec. dupa injectie.

5.6. Postinjectia consta in mentinerea dupa injectie a unei presiuni suficient de ridicate pentru un timp programabil ceea ce contribuie esential la calitatea pieselor injectate. Se face cu distribuitorul R23 plus combinatia de elemente hidraulice active in postinjectie este stabilita in ecranul 6.

5.7 Absorbtia inainte de plastifiere; Este o retragere a snecului pentru a nu freca pe corpul duzei (pe care s-a proptit la injectie)

5.8 Plastifierea. Este operatia de incarcare a snecului cu masa plastica

5.9 Absorbtia dupa plastifiere = retrgere pentru decomprimare ca sa nu iasa material la deschiderea matritei.