压铸模温机系统关键部件的选购与设计

1、关键部件的选购

压铸模温机中关键的外购件是高温导热油泵，对油泵的基本要求是在高温导热油的作用下，油泵仍能正常工作且具有良好的密封性。此外，应根据设计的要求，由模具的热平衡核算模具冷却时需由导热油带走的热量值，计算出所需的导热油流量，根据导热油流量的大小，选择相应的高温油泵。

压铸模温机的设计主要是考虑满足对模具预热的要求。加热器的外部包上一层足够厚的绝热材料，以减少热损失。在不考虑温控机本身循环通路的散热情况下，可根据模具的大小、升温的时间以及模具自身的散热对加热功率进行相应的计算。根据计算结果，选用相应功率的棒状加热器。在加工时，可将加热棒与多根细油管通过铸铝形成一个整体，这样可以加热均匀、快速，同时避免过热造成导热油的碳化。

压铸模温机冷却器的设计主要是满足模具散热的要求。对模具进行热平衡核算，得到需由导热油带走的热量，这些热量通过冷却器进行热交换，由冷却水带走。冷却器设计成套管式换热器，冷却水在内管内流过，导热油在内管和外壳之间的夹层中流过。套管式换热器加工制造简单，但是套管式换热器的换热面较小，传热量不大，因此在使用中可以根据需要将两个或更多的套管式换热器串联起来，形成多管程和多壳程的换热器，满足设计和使用要求。

另外压铸模温机都在高温导热油的作用下处处严格密封，否则，会在机件表面产生较大的烟雾，对车间的工作环境产生不利影响。

2、控制系统开发

压铸模温机的控制系统由PLC、人机界面显示器、传感器以及相应的执行元件组成。系统采用西门子PLC作为核心控制器，完成各种类型的开关量输入信号检测、传感器信号检测以及控制信号输出等。在生产过程中，人机界面显示器通过与PLC通讯，将PLC采集到的数据送到人机界面显示器中，实时显示系统工作状态，并将用户设置的参数（如温度）发送到PLC中实现用户参数设定。

压铸模温机采用电阻式加热器，加热时采用固态继电器过零触发的调功控制方式；系统冷却时采用接通电磁阀通冷却水降温的控制方式。在控制算法上，采用模糊控制进行温度控制。由于生产中压铸模具和压铸件大小不一、尺寸各异，且不时要更换模具，温度控制中经常采用的PID算法有较大的局限性，根据不同的模具整定不同的控制参数，这很不方便。因此在算法设计上，模具的控温采用模糊控制。在模具升温过程初期，采用全功率输出，以使模具迅速升温，当模具温度达到设定温度的80%左右时，系统对输出变量（即输出功率）采用模糊控制方式，避免系统产生较大的超调；在连续压铸进行降温控制时，系统同样采用模糊控制算法对冷却水控制电磁阀的通断进行控制，维持模具的温度在某一预先设定的温度。

由于固态继电器的调功和冷却水控制电磁阀的通断都是开关的方式，系统将模糊运算的结果进行转化，使其输出为周期固定，占空比可调的方波，形成所需的控制信号。这种控制方法对不同尺寸大小的模具具有良好的适应性，在设定的模具温度上保持较高的稳定性和性。采用高温压铸模温机对镁合金压铸模具进行温度控制，可以同时解决模具的预热和冷却问题。