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1、FANUCROBOSHOTS 2000i 第一章 電動注塑机的一般概論 1 射出成型机 射出成型机是將塑膠原料在熔解的狀態下高壓射入模具內 待塑膠冷卻凝固后再打開模具 將成型品取出的机器 2 全電氣式射出成型机的特徵 一 考慮經濟實用的合理設計1 低價格 全電氣式射出成型机通過軟體的改造 能夠進行復雜的控制 節約能源 運轉費用低 与油壓机相比 其電力消耗僅占 高功能 該机擁有強大的人工智慧 高信賴性 其控制裝置具有很高的可信度 机械构造具有高剛性的特點 無污染 無噪音 不使用机油 二 使用 伺服馬達 數字控制 伺服馬達能夠精確設定 的和軸的速度和位置 速度控制的最小單位為 用 伺服馬達的控制軸
2、總共有 根軸 射出軸 螺杆回轉軸 鎖模軸 頂出軸 使用齒輪馬達的控制軸總共有 根軸 射出座 噴嘴接触 模具厚度的調整 3 一 塑膠可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂 同時 熱塑性樹脂又可分為結晶性樹脂和非結晶性樹脂 1 熱塑性樹脂 加熱以后軟化流動 將其冷卻后又固化 再次加熱又熔化為原來的狀態 好像蜡一樣 溫度一高就熔化 冷卻后又恢復還原成原有的狀態 2 熱固性樹脂 加熱以后軟化流動 在一定的溫度下固化 它跟雞蛋一樣 在一的溫度下硬化 而再次加熱后卻不會再軟化熔融 該樹脂在加工成制品后失去了成型性 因而 不能再生 成型塑膠 4 合模軸Y軸 頂出軸A軸 計量軸C軸 射出軸X軸 模厚調整馬達 射座調整馬
3、達 FANUC成型机的一般結构 5 一 机械部位的构成 ROBOSHOT射出机不使用液壓油 而是通過伺服馬達直接驅動机械机构的全電動式射出成型机 其机械部位有用于射出 螺桿回轉 頂出及開關模的四個AC伺服馬達 而用于模厚調整和噴嘴接触的是齒輪馬達 6 二 机械安全裝置打開前門 下垂塊就落下 落下的下垂塊与裝在動模盤上的止動棒咬合 從而阻止可動模盤的閉合 7 三 射出机构部 1 射出驅動机构射出驅動机构使螺杆前進 后退 2 螺杆回轉机构通過AC馬達的旋轉以及同步皮帶的作用 使螺杆回轉 進行計量 8 四 鎖模机构部1 鎖模机构通過AC馬達的旋轉以及同步皮帶的作用 驅動滾珠導螺桿 使模具打開或關閉
4、9 2 射出座的動作領域射出座的移動由齒輪馬達控制 与模具的接触力需要利用彈簧 10 3 頂出机构通過AC馬達的旋轉以及同步皮帶的作用 驅動滾珠的作用 驅動滾珠導螺杆 使頂出板前進或后退 完成成型品的頂出過程 11 4 模厚調整机构模厚調整机构是通過齒輪馬達旋轉齒輪 精密地維持模盤的平行度以及鎖模力的平衡 12 射出成型工程 1 射出過程動畫2 射出過程各動作 o 13 螺杆的构造 壓縮比TF TM一般取2 3 壓縮比越大 剪切作用越大 FANUC一般取值2 5 L D 是指螺杆的有效長度L与直徑D的比 這個比值越大就能達到混煉良好的樹脂 L D一般取值為16 20 FANUC一般取值20 可
5、塑化能力是指在單位時間內可塑化 熔融 的樹脂的最大量 用kg h表示 計量部 壓縮部 供給部 14 螺杆頭的构造 裝在螺杆最前面的尖頭 是在可塑化 計量 時通過樹脂的壓力 將逆流防止閥門打開 熔融樹脂向前流動 在長射出或保壓時 逆流防止閥閥門關閉 阻止螺杆前部樹脂向前逆流 ROBOSHOT一般采用無爪閥門 有爪閥門与螺杆一起回轉 無爪閥門不与螺杆一起回轉 15 噴嘴的种類 噴嘴的种類根据模具結构以及流道的形狀來選擇右側為噴嘴接触不良情況 16 鎖模力的計算 1 鎖模力公式 P A Pci S1 1 1000P 鎖模力 TON A 投影面積 cm2 Pci 模穴壓力 kg cm2 S1 安全係數
6、 約1 05 1 2 2 模穴壓力計算公式 Pci Pci1 F1Pci 模穴壓力 BAR Pci1 詳見模穴壓力曲線圖F1 流動係數 見流動係數表 3 例 有一成型品 材料ABS 成品厚度 取最小 為0 8mm 流動行程 由GATE到最後充填之距離 為70mm 投影面積為50cm2 其模穴壓力為何 鎖模力為何 F S 70 0 8 87 5 1 取F S 100 1解 1 當曲線圖 得Pci 345BAR之曲線 因此模穴壓力Pci 345 1 35 467 75 註 1 35值查流動係數表 2 467 75 50 1 1 1 1000 25TON 安全係數 17 鎖模力的計算 18 計量的計
7、算 1 螺杆計量位置 返回位置 的計算 螺杆計量 返回位置 可事先根据下列表達式算出 相當于1g射出量的螺杆移動量 決定于螺杆的直徑 螺杆行程和最大射出量 5mm是設定從射出到保壓轉換位置為5mm的場合 成型品的重量 1 比重 相當于1g射出量的螺杆移動量 5mm 螺杆計量位置 19 第二章 FANUC成型机的設定方法 FANUCROBOSHOTS 2000i 20 FANUC成型机的設定方法一 射出 計量畫面的設定方法 1 射出段數的設定方法射出段數的設定要考慮到成型品的形狀 如果設定射出段數1段 速度1段 能夠取得好的成型品 則說明射出1段是理想的 以使用射出段數為8段例 邊進料設定澆口前
8、和澆口后的位置 點進料設定射出1段射出至澆口后 21 3 射出速度 螺桿的前進速度 射出速度的設定主要考慮成型品的外觀以及型腔內樹脂流動的阻力 設定時要一邊觀察确認成型品 慢慢變更速度 由于樹脂的不同或成型品厚度的不同 可能會出現下列不良現象 一般來說 如果成型品比較厚 則選擇低速射出 如果成型品較薄 則選擇高速射出 2 射出切換位置的設定考慮到成型不良 并為了适應成型品的形狀 要設定射出切換位置 其操作為 在射出過程中設定速度為0mm s 觀察成型品 來設定切換位置 22 4 保壓段數的設定設定保壓段數要考慮施加給成型品 樹脂的固化進行狀態和殘留應力 同時還要考慮射出壓力跟保壓結束后的背壓的
9、壓差 5 保壓 壓力 的設定方法射出工程有彌補樹脂收縮性的功能 即使熔融樹脂完全充填在模具內 但隨著時間的推移會慢慢冷卻 由于樹脂的体積減少 容易產生縮痕 變形 設定了合适的保壓 如果樹脂沒有完全熔融 仍會發生縮痕 脫模不良等現象 初期的壓力設定以射出時的峰壓和v p 從射出到保壓切換位置 壓力為基准設定 決定保壓時間 設定保壓時間后 要在保壓時間內改變保壓段數和壓力 确認成型品 23 1 保壓設定 壓力 施加壓力最理想的是在成型品所有部位都做到均衡一致 使樹脂固化 最合适的設定是在澆口封閉的時間內根据与澆口的距离不同有相應的壓力 隨著樹脂冷卻和成型品表面的逐漸固化 离澆口較遠的地方壓力就難以
10、施加到 成型品的固化狀態是從成型品的表面和成型品的前端先固化 固化的進行狀態和保壓位置 見下表 固化是從成型品的表面和成型品的前端先固化 固化的進行狀態与保壓施加的位置 24 2 保壓時間保壓時間的設定是根据澆口部隨著冷卻完成其固化 螺桿再推進已不再對成型品施加壓力為止的時間 保壓時間的設定以射出時間的壓力為基准 然后漸漸延長時間來測定成型品的重量 成型品重量不再變化為止即是要設定的保壓時間 25 澆口封閉時間的設定 慢慢延長保壓時間 不斷觀察樣品并測定重量 直到重量不再談變化為止 這之間的時間就叫做保壓時間或澆口封閉時間 由保壓工程引起的不良現象 1 減壓殘留應力 2 減少縮痕 彎曲 保壓設
11、定 多段 具有1 2的效果 同時能夠消除從射出峰壓壓力向保壓切換 保壓向背切換時產年的壓力差 26 6 射出速度的應答性射出速度的應答性設定要考慮樹脂的流動性和成型品的厚度 一般情況下 如果是流動性好的樹脂要設定成A曲線 如果是流動性差的樹脂要設定成C 而射出時螺桿的應答性 要從A B C曲或用自已的設定曲線或用戶自己的設定曲線或用戶自己的設定曲線中來選擇 初期設定請選擇C曲線來成型 27 從射出切換到保壓的設定有三种方法 1 位置切換方法從螺桿計量位置開始射出至切換位置 就切換成保壓 2 壓力切換方法從螺桿計量位置開始射出 當最終壓力達到設定的壓力 就切換成保壓 3 時間切換方法從計量位置開
12、始射出 超過設定時間后就切換成保壓 這三种切換方法中 位置切換方法用得最多 切換位置一般設定為5mm 一般以殘留量 緩衝墊 為3mm 5mm左右來設定螺桿計量 7 從射出切換到保壓的設定 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 3 背壓設定值最低壓力的計算方法 參考 1 背壓最低的設定方法1 選擇計量條件設定書面2 按操作面板的手動鍵 若螺桿鍵的指示燈亮著 則要再按螺桿鍵 關掉螺桿指示燈 螺桿指示燈亮的時候 可通過伺服診斷書面所設的基本速度亞使螺桿前進 后退或回轉 但此時沒有背壓作用 為0kg cm2 衹有當螺桿指示燈不亮的時候 計量書面設定的背壓和回轉數
13、才有效 3 繼續按螺桿回轉鍵 連續按3秒鐘 回轉會繼續 樹脂熔化在料筒和螺桿的間隙中 4 掌握螺桿是后退還是沒后退的分寸 要好好檢討樹脂的熔融狀態和按回轉鍵時的位置 4 1螺桿不后退時 是因為背壓設定太高 要調整得低一點 4 2螺桿快速后退時 是因為背壓設定太低 要調低一點 5 變更背壓設定值 要把螺桿是后退 還是不后退的臨界線的背壓作為背壓設定的最低壓力來理解 以背壓的最低壓為基礎 觀察成型品 慢慢地提高背壓 同時還要考慮樹脂溫度和螺桿回轉數 41 3 3背壓設定和螺桿回轉數 1 一般樹脂背壓和螺桿回轉數標准設定值一覽表 2 螺桿回轉數的設定方法1 工程監控書面和窗口書面顯示當前數值 2 确
14、認監控項目表示的計量時間和計量書面中冷卻時間的差 3 一般以在冷卻時間內盡量完成計量來設定螺桿回轉數 4 要考慮可塑化狀態 螺桿回轉時發生的剪斷熱和計量時間的穩定性和最小殘留量的穩定性 考慮樹脂溫度 外部干扰和成型不良等慢慢變更回轉數 42 2 計量段數2段的設定方法 最小殘留量 計量時間及計量位置都較為穩定的情況下 計量段數設定為1段 由于背壓 螺桿回轉在一段設定條件下不穩定的情況 要設定2段 下表為計量2段計量設定參考 3 計量多段的必要性1 可以使料筒內的熔融樹脂的密度變的穩定 減少計量的出入 2 保持可塑化樹脂溫度的穩定 3 使可塑化量穩定 43 3 4多段射出的必要性和效果1 樹脂的
15、流動狀態1 流在前面的樹脂 從中央向模具壁面呈扇形擴散 2 被推壓到壁面的樹脂 停止流動 停卻后成為固化層 3 從后面流速的樹脂通過固化層內部再向前流去 4 成型品的外觀質量 祇与流動樹脂前端的樹脂速度 射出速度 有關 5 在形成固化層以后再改變樹脂的流動速度已不再對外觀有影響 壓力与速度成正比 速度越快壓力越高 流動層內 幾乎沒有樹脂壓力 幾乎為0kg cm2 44 2 多段射出成型 高速射出 低速射出的效果 45 3 5高速監控的特長和利用方法1 監視樹脂流動時的阻力 噴嘴通過位置 澆口位置都可通過監視而得到确認 2 從射出到保壓切換位置的准确設定 通過監視可确認充填結束位置 46 3 最
16、合适的保壓設定 能夠從射出時的實際壓為基准來設定保壓 4 連續監視來确認成型條件 47 舉例 以螺桿位置為橫軸的使用方法 縱軸為壓力 橫軸為螺桿位置 1 圖A部為樹脂通過噴嘴壓力上升如果A部的壓力上升得很高 那主要是為因噴嘴的溫度過高 可采取降低射出速度或是使用注入口脫离來改善樹脂的流動 2 圖B部是樹脂通過澆口后壓下降 通過澆口時的壓力 射出速度 過快 會產生噴射痕 故需要控制通過澆口時的速度 3 圖C部是充填結束后引起壓力上升 這部分的變化程度 是受射出的最終段的速度和最大保壓速度以及切換到保壓的位置這三個因素的影響 如果能夠讀出上升曲線的位置 就能正确設定從射出工程轉向保壓工程的切換位置 48 以時間為橫軸的使用方法 縱軸仍為壓力 1 如果以時間為橫軸 就能了解從射出向保壓的切換位置以及實際射出壓力 從而可以准确設定保壓 2 設定保壓時 要充分考慮到成型品產生的壓力所能到達的部位以及固化狀態 3 射出最終段的型腔內壓如果与保壓設定有較大的差距 就會產生縮痕 變形 轉印不良 頂出痕 毛邊等現象 成型不良 4 通過觀察實際的射出壓力 能夠看到從射出到保壓切換過程中連續的變化狀態 故可
