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研究生: 林俊穎
Lin, Chun-Ying
論文名稱: 射出成形之伺服泵浦保壓切換的適應性過程控制
Adaptive Process Control of V-P Transition of Injection Molding Process
指導教授: 黃聖杰
Hwang, Sheng-Jye
共同指導教授: 李輝煌
Lee, Huei-Huang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 190
中文關鍵詞: 射出成形速度控制保壓切換PID控制伺服油壓系統
外文關鍵詞: Injection molding, Speed control, Pressure switch, PID control, Servo hydraulic system
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  • 本文中的實驗系統中安裝了伺服馬達,並藉由調控伺服馬達轉速來控制泵浦的出油壓力,使能源的損失能降到最小,並以油壓缸模擬螺桿,利用油壓系統體積小、高功率輸出的優點來研究當射出成形機為伺服油壓系統的狀態下,其充填過程的速度控制、油壓缸的位置控制及保壓過程的壓力控制表現。
      本文的實驗主要是控制油壓缸的前進速度,當油壓缸到達目標位置後,切換為保壓模式。利用系統中安裝的流量計,回授類比訊號至微處理器並計算當下的流量,藉此去調整伺服馬達的轉速,校正泵浦的輸出流量,進而達到控制油壓缸之前進速度。藉由安裝於油壓缸的位置傳感器,感測油壓缸當下的位置並回授至微處理器,一到達目標位置,速度控制便立刻切換為保壓控制。速度控制及保壓控制實驗所使用的控制律均為PID控制律,閥體採用可控制開口大小的比例伺服閥,由速度控制切換至保壓控制時會改變開口大小以利壓力控制。本文將會先設定目標充填時間,探討在不同的前進速度、目標位置及保壓壓力的各種情況下,如何使用PID控制律去達到良好的控制,使油壓缸以指定的速度到達目標位置時,位置及壓力皆無過衝情形,並能順利切換至保壓壓力控制。

    The experiments in this paper were to control the hydraulic cylinder with specify velocity, while the hydraulic cylinder reached the target position, switched to the pressure packing mode smoothly. Using the flow meter installed in the system to calculate the current flow, to adjust the servo motor speed, to correct the pump output flow, and thus to control the hydraulic cylinder forward speed. Sense the current position and then feedback to controller by the position sensor installed in the cylinder. While it achieving the target position, the control mode turned to pressure packing from velocity mode immediately. The control algorithm of velocity mode and pressure packing mode both is PID algorithm. The proportional valve was applied to make the pressure packing easier by changing the gate opening size. This paper set up the target filling time and to discuss how to use PID algorithm to achieve good performance under different situations.

    摘要 I Extended Abstract II 誌謝 XIX 目錄 XX 表目錄 XXII 圖目錄 XXVII 第一章、緒論 1 1-1前言 1 1-2 研究動機及研究方向 4 1-3 文獻回顧 6 1-4 文章架構 7 第二章、實驗系統介紹 9 2-1 實驗架構 9 2-2 硬體控制器 10 2-3 驅動器及伺服油壓系統 11 2-4 比例伺服閥 13 2-5 壓力感測器 14 2-6 流量計 15 2-7 位置傳感器 16 2-8 荷重元 16 2-9 氮氣彈簧 17 第三章、控制理論 19 3-1 控制策略 19 3-2 PID控制理論 20 第四章、保壓切換實驗 22 4-1 保壓切換實驗 22 4-2 單一目標位置、單一目標速度及單一目標壓力控制實驗數據之一 25 4-3 單一目標位置、單一目標速度及單一目標壓力控制實驗數據之二 62 4-4 實驗結果比較 100 第五章、保壓切換實驗-後鬆退 103 5-1 保壓切換實驗-後鬆退 103 5-2 多目標位置、單一目標速度及單一目標壓力控制實驗數據之一 105 5-3 多目標位置、單一目標速度及單一目標壓力控制實驗數據之二 143 5-4 實驗結果比較 181 第六章、結論與未來展望 184 6-1 結論 184 6-2 未來展望 186 參考文獻 187 索引 189

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