胡佩栋
宁波弘讯科技股份有限公司 浙江 宁波 315000
摘要：应用PLC技术还能够在很大程度上减少工作运转的安全隐患，提高工作人员的生产安全性，该技术具备很高的实用意义以及未来发展前景，所以具备着很大的研究价值，应用PLC技术改造注塑机的控制系统，也成了当前塑料生产行业的一项重点研究内容。
关键词：PLC；注塑机；控制系统
前言
塑料制品因具有成本低、物理化学性质稳定、绝缘性能好等优点，广泛应用在航空航天、医疗、药品包装、3D打印等高精端科技领域，在国民经济中占有极其重要的地位。注塑机是将塑料颗粒加热成熔融状态，并注射到模具内腔中加工成形状不同的塑料制品，因此，注塑机又被称为注射成型机。目前，大部分塑料制品均由注塑机加工生产，与吹塑成型机、塑料挤出机相比，注塑机的生产效率更高、生产周期更短。可编程控制器（PLC）是一种进行数字运算操作的电子系统，主要应用于环境复杂的工业领域，如PLC被应用于各种生产机械以及自动控制领域。
1注塑工艺流程
塑料颗粒从下料口进入到料筒中，由螺杆的旋转运动带动塑料颗粒不断向前运动，料筒外部加热电阻丝温度不断升高，熔融状态的塑料在料筒前部不断积累并将螺杆向后推送，经过测量系统可以计算出螺杆向后推送的距离，并由此距离推算出料筒前段累积的熔融塑料体积是否达到设定值，达到目标值后，螺杆停止运动。液压系统接收到信号后将熔融塑料以一定速度和压力注射到模具内腔中，模具合模后将熔融塑料注塑成所需形状，冷却系统将塑料制品冷却后，模具打开，顶出机构将制品从模具内腔中顶出
2PLC技术的自身特点以及优点分析
首先，针对传统的注塑机运转流程中所存在的一系列弊端，应当及时地进行控制以及解决，才能够确保注塑机的正常运转，因为传统的注塑机所使用的控制器在价格上相对来说是比较低廉的，所以它的控制系统在内部结构上也并没有达到优化的状态，这种注塑机只是针对固定的机械生产方式来进行简单的塑料制造和生产，不能根据时代发展需求展开高精尖的产品生产，在硬件设置方面也存在着很多的问题，它的控制器十分的庞大，而且需要连接许多的线路设备来进行供电和控制，在操作起来十分的复杂和烦琐，而且在控制过程中很容易发生线路故障而引起重大的设备故障，降低了注塑机控制系统的安全性。而且一旦注塑机控制系统发生了故障，在维修过程中，需要耗费较多的人力资源，以及对于技术的要求也非常的高，非常不方便后期维修以及设备处理。正是因为传统的注塑机运转过程中存在着很多的控制系统弊端，所以必须要应用新技术来进行传统注塑机控制系统的改善工作，才能够更好地适应时代的发展，减少人工的控制消耗，提高工作效率。
其次，由于PLC技术具备着很好的现代化应用特点，能够减少控制系统在运转过程中的一系列危险因素，提高控制效果的同时也降低了注塑机自身的消耗，提高流程运转的安全性。应用于PLC技术在注塑机的控制系统当中，能够很大程度上减少外界因素对注塑机自身的干扰，提高注塑机流程运转的有效性，因为只有有效的隔绝外界的干扰信息，才能够确保控制系统正常的发挥作用，不受外界所干扰。
而且PLC技术能够很好地将注塑机控制系统的内部结构进行优化，促进内部结构的完整，除此之外，PLC技术还能，将注塑机的内部控制系统进行模块化的分类，实现内部结构模块化发展，这样就将整个住塑机的控制系统分为了几个不同作用，不同功能的模块，降低了系统发生故障的维修难度，如果发现任何一个模块出现故障，可以随时地进行及时维修，不至于打开整个注塑机控制系统进行全盘维修，这样就能够有效地提升维修效率，有利于对面板进行有效控制。
最后，PLC技术依靠着简洁且科学化的编程方案，在现代化的机械制造行业中脱颖而出，它能够很好地改变传统的注塑机控制系统中烦琐的编程方案，达到控制系统优化结构的目的，使用起来也更加的方便和简洁，给使用者带来了很好的使用感，所以具备着很好的市场反应效果，相比于传统的注塑机，应用PLC技术在控制系统进行创新的新型注塑机更加受到人们的广泛欢迎，因为传统的注塑机在操作起来十分的复杂，普通操作者如果不具备良好的技术无法准确地进行操作，一旦操作失误，所带来的危险后果也是十分严重的，但是将PLC技术应用到注塑机的控制系统当中，能够帮助注塑机更好地被使用者所操作，给使用者带来较好的操作以及控制体验。
3注塑机机器人结构
注塑机机器人本体结构主要由底座、横行轴、前后主臂、上下轴、机械抓手等组成。机械抓手在三个轴的带动下沿着前后方向、垂直方向、左右方向移动。机器人三个轴均由伺服电机进行驱动，通过PLC发送一定量脉冲到伺服驱动器，再通过伺服驱动器控制伺服电机完成机器人的精确控制，从而实现注塑制品的自动抓取和码放任务。注塑机机器人是配合注塑机完成注塑任务的智能化、自动化工业机器人，功能是将注塑成型后的塑料制品从模具内腔中取出，并放置到固定位置或者传送带中。机器人通过多轴运动控制将机械抓手运动到注塑机模腔上方等待抓取，并向注塑机控制器发送可开模信号。注塑机模具开模后，向机器人发出开模完成信号，机器人的三个轴开始动作，运动到模具内腔中，并向注塑机发送信号。注塑机将模具顶出后，机器人接收到信号，机械抓手到达取物位置，并将其抓取放到特定位置，机械抓手运动到待机点，进行下一次工作循环。
4控制系统硬件设计
注塑机机器人控制系统是一个典型的多轴同步协调运动控制系统，机器人硬件需要具有多轴同步控制功能，且控制器的中央处理器（CPU）的运算处理速度要快，能够实现机器人参数的设置、故障监控、数据采集等功能。注塑机机器人控制系统核心为S7-200型PLC及EM235型定位控制模块，具有处理速度快、成本低、稳定性强等特点。EM235型定位控制模块主要实现伺服电机的运动和速度控制，通过多轴插补运动完成机器人定位控制。PLC采用模块化组合，主要由电源模块、CPU模块、I/O（I表示输入，O表示输出）模块以及通信模块组成。
5 控制系统软件设计
硬件配置是机器人的基础，机器人功能的完成需要系统软件的支持，软件系统设计的好坏，直接决定了机器人的灵活性和可靠性。注塑机机器人控制系统软件设计应当遵循软件设计流程，软件系统主要包括功能分析、程序流程设计、程序编程、程序转换、模拟调试、试验调试等。机器人在注塑机中完全自动运行，在自动运动状态下，下位机PLC处于主控状态，操作人员无法对机器人进行操作。当操作人员通过触摸屏或者控制柜体上的操作按钮按下启动命令后，机器人便进入到自动运转状态。当出现故障时，机器人程序进入自动暂停程序，故障解除后，机器人恢复自动运行程序。人控制系统人机画面主要包括初始界面、机器人示教界面、参数设置界面以及故障报警界面等。主控界面包含了机器人的主要命令按钮，通过主控界面中各切换画面按钮实现不同画面的相互切换。
结束语
本文就针对PLC技术应用到注塑机控制系统当中的优势进行了集中的分析以及讨论，对其优点以及具体应用的未来发展前景进行探讨，促进PLC技术更好地得到应用以及新型注塑机更好地投放市场。
参考文献：
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[2]治明.工程塑料与通用塑料注塑工艺的差异［J］.国外塑料，2013，31（7）：58-59