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塑料制品具有使用方便，倒入热水不软化、不渗透，而且颜色多样、重量轻便、不易摔坏等特点，在生活中较常用到。
固相成型是塑料成型加工的新技术，它的特点是将结晶聚合物的塑料片材加热到结晶溶融温度以下，经模具型芯拉伸、压缩空气修饰定型，制成塑料薄壁容器。
聚丙烯(PP)塑料的成型是近年来国外竞相发展的技术。由于具有耐高温蒸煮、阻湿、价廉等优点，以PP为基材的多层阻隔性食品容器发展极快，已成为食品容器的重要发展方向。生产用以各种流质、半流质食品充填后封口、杀菌、消毒的一次性塑料容器市场前景十分广阔，各地正在迅速普及使用。
塑料制杯机结构及原理
塑料杯热成型机简称制杯机。
塑料制杯机主要构成为：放置成型材料的片卷架、塑片导入输送系统、塑片加热区域、制品成型剪切机构、液压系统、压缩空气、冷却水输送系统等，废料收卷架和电气箱。主要适合的材料是PP、PS、PET、PVC、ABS等，适用的塑片宽度510~700mm，设备最大成型面积为650×390mm，最大成型深度120mm。
根据模具的不同可制成不同形状的产品，以下为其中两款产品。 （图片） 电气结构
根据图4可看到电气部分的具体构成。总的来看，首先，共用到20路温控回路，台达的DTE可实现，但因为选型的原因，此设备没有用上台达的温控器。其次，电加热电路的通断使用固态继电器。最后，变频器控制输送链轨道电机为5.5kW。链条输送的控制精度要求小于1mm，负载端转轴有一编码器，PLC的高速输入点读取编码器的反馈脉冲进行定位处理。（图片） 工作流程
如图人机操作所示，设备工作流程分为以下几点：
（1）温控加热：设备的重要功能组成部分。热成型过程中，根据产品的加工要求，温度会随时改变。这就要求温度要可控，能快速并且准确的升温。在升温过程中，温度不能超过5℃的过冲。（图片） 共有20路的温区，每个温区有独立的加热及温度传感器。以下列出前面7路的温度控制画面。其中的开关为每一路可独立操作。
每路温控在首次使用或在使用过程中出现较大偏差时，都需要重新执行一次PID整定。如下图整定的操作画面，其中每一路可单独整定。（图片） 因为选型上的原因，此设备的温度控制器为非台达产品，与台达HMI通过RS485通讯进行控制。
（2）动作过程。“合模”、“冲剪”与“开模”为液压站控制液压缸动作，目前用得较为广泛的是凸轮带动这三个动作。但已有向液压发展的趋势，因为相对凹轮机构，液压控制较为灵活及轻便，可以提高生产能力。
（3）如图操作画面所示，在每个动作都有一个“上限”与“下限”的设定，功能为设置这个动作在摸拟的凸轮机构的某个角度动作。（图片） 因为此类设备传统的操作方式为凸轮机构，“合模”、“冲剪”与“开模”的动作都在凸轮的一周期内动作，而凸轮机构带动一个编码器反馈凸轮当前的角度，其它动作都可以自由定义在凸轮的任意角度动作。
此设备使用液压缸代替了凸轮，但操作方式仍要求类似凸轮的操作方式，因此这里在PLC内部做了一个摸拟凸轮的操作方法，具体时间、方法如下：（图片） 首先，设备加工速度为30模/分钟，即每模需耗时2秒，即2秒内设备的一个动作流程都要动作完成，这样，PLC及液压缸响应精度都和设备的加工速度有关系。
其次，2s/3600=5.5ms，用PLC内部定时器来摸拟凸轮的角度，精度为5.5ms/度，即如果设备要达到30模每分钟的加工速度，PLC的扫描周期必须小于5.5ms，才能保证PLC的输出对各个环节控制的准确性。（图片） 最后，人机界面上所示的上限和下限设置为角度，对应为PLC内部的计时，即可以在计时的范围内设置上述的所有动作。（图片） 例：拉伸设置上限为70度，下限为60度，PLC内部处理顺序为：设备每个动作周期开始时就用一个定时器开始计时，拉伸动作为60-70度处动作，即为当机器动作周期333.3ms(60×2s/3600)-388.8(70×2s/3600)时，就通过Y点输出拉伸的动作。 （图片） 通过对PLC的程序进行优化，扫描周期控制在5ms以内，设备的加工速度能达到32模/分钟的加工速度。
总结
目前制杯机使用的温控及控制器，主要供应品牌为贝加莱。台达机电产品此次在热成型行业的一个尝试，基本功能达到客户的要求，目前运行良好。
12/22/2012
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