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研究生: 王盛篁
Wang, Sheng-Huang
論文名稱: 線型馬達同動技術於全電式射出成型機之應用
Application of Linear Motor Synchronous Control to All-Electric Injection Molding Machine
指導教授: 謝旻甫
Hsieh, Min-Fu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 系統及船舶機電工程學系
Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 88
中文關鍵詞: 線型馬達射出單元同動控制估測器全電式射出成型機
外文關鍵詞: synchronous control, injection unit, all-electric injection molding machine, linear motor, observer
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  • 近年來,由於環保意識抬頭以及3C、光電產業的蓬勃發展,因
    此具有省能源、高精度和無污染的全電式射出成型機漸漸發展成為
    射出成型產業的主流。目前全電式射出機大都使用伺服馬達作為致
    動器,且一般的作法皆以旋轉馬達加上滾珠導螺桿機構,但是此作
    法在速度及加速性能上遠不及線型馬達,因此在高速以及大推力的
    需求下,可使用兩組或多組平行線型馬達共同驅動作為射出機之射
    出單元。由於各組馬達之間有剛性機構耦合,因此在高速及高精度
    考量下,線型馬達之同動控制實為關鍵技術。
    本研究針對射出成型機之射出單元,提出一創新的雙線型馬達
    同動控制技術以及系統鑑別方法。在位置、速度與力量等控制迴路
    上,選擇合適之同動架構,而此同動架構應用在不同控制模式的切
    換亦為本研究在射出機應用上的重點。為降低雙馬達之間的同動誤
    差,本研究加入同動控制器,並藉由實驗以驗證其效能。另外,本
    研究透過外擾估測器之方式來估測模穴內壓力,以此作為速度/推力
    模式切換的條件,而無須透過模穴內感測器的安裝來達成。

    All-electric injection molding machines possess advantages such as energy saving, high accuracy and clean operation, and hence have become the development trend of injection molding machines. Most all-electric injection molding machines are driven by servo motors with ball screws, which limit the operating speed and acceleration. Therefore, for high speed and large thrust, two parallel linear motors can be used to provide the joint thrust for injection. However, the mechanical coupling between the two linear motors will raise the concern about synchronization for operating under high speed and high accuracy condition.
    This thesis presents a new control scheme and system identification approach for linear motor synchronous control with mechanical coupling. This linear servo system and the synchronous control technique are applied to the injection unit of all-electric injection molding machines. The control modes for injection include velocity, thrust and position so that the synchronous control method with mode-switching is investigated. A synchronous controller is also designed and incorporated into the control scheme whose effectiveness in reducing synchronization error between the two linear motors is experimentally verified. A disturbance observer is developed to estimate the pressure within the mold and set the condition of filling-to-packing in the injection molding process. Therefore, the installation of sensors inside the mold becomes unnecessary.

    中文摘要..................................................I Abstract.................................................II 誌謝.....................................................IV 目錄......................................................V 圖目錄..................................................VII 表目錄..................................................XII 符號...................................................XIII 第一章 緒論..............................................1 1.1 前言...............................................1 1.2 研究背景...........................................3 1.3 研究動機與目的.....................................8 1.4 文獻回顧...........................................9 1.4.1 同動控制文獻回顧.............................9 1.4.2 射出成型文獻回顧............................14 1.5 本文架構..........................................15 第二章 系統建立與耦合架構分析...........................16 2.1 實驗架構..........................................16 2.2 相關軟硬體簡介....................................18 2.3 耦合系統分析......................................26 第三章 系統鑑別.........................................30 3.1 實驗機台鑑別......................................30 3.2 負載模擬系統鑑別..................................39 第四章 伺服迴路設計.....................................43 4.1 控制器設計........................................45 4.1.1 推力命令控制器設計..........................45 4.1.2 速度控制器設計..............................46 4.1.3 位置控制器設計..............................52 4.1.4 同動控制器設計..............................55 4.2 外擾估測器設計....................................60 第五章 模擬與實驗結果...................................65 5.1 模擬結果..........................................71 5.2 實驗結果..........................................74 第六章 結論與建議.......................................79 6.1 結論..............................................79 6.2 建議..............................................80 參考文獻.................................................81 附錄.....................................................84

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    下載圖示 校內:2009-08-28公開
    校外:2009-08-28公開
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