溫度控制設(shè)計(jì)的案例
6 鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（NiTiDrivetech）的可靠性設(shè)計(jì)-溫度控制
我們?cè)谧鲵?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有時(shí)存在加強(qiáng)筋或隔離墻的設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)可能讓結(jié)構(gòu)部件和鈦絲有局部接觸，因長(zhǎng)期或偶爾的接觸，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)了高溫粘連、燒焦的問題。
其中，結(jié)構(gòu)件和鈦絲發(fā)生粘連，會(huì)造成鈦絲驅(qū)動(dòng)的時(shí)候直接拉長(zhǎng)或拉斷。
結(jié)構(gòu)件燒焦會(huì)造成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)本身局部損壞或帶來(lái)燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。
因此驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)材料盡量采用耐高溫材料，或盡量避免和驅(qū)動(dòng)鈦絲的接觸。
5、 【均熱隔離】
有時(shí)候驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)法避免和鈦絲局部接觸的情況下，需要做均勻的隔熱處理。
例如采用高溫膠布，高溫膠紙，耐高溫塑膠件，讓其均勻和鈦絲做全面接觸，或和鈦絲的隔離距離保持均勻一致。
然后，我們可以根據(jù)隔熱材質(zhì)的特征，適當(dāng)加大驅(qū)動(dòng)控制的電流或加熱的時(shí)間。
6、 【材質(zhì)一致】
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部件選擇同一材質(zhì)，避免不同材質(zhì)給鈦絲帶來(lái)不同的發(fā)熱和冷卻時(shí)間。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和鈦絲存在較大面積接觸或距離較近的情況下，我們采用均勻的隔熱處理可能會(huì)失效，這個(gè)時(shí)候我們一定要注意接觸部分的材質(zhì)。
例如：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的鈦絲，一部分和塑膠件接觸，一部分和金屬件接觸，我們即使采用了隔熱處理，但是金屬件的導(dǎo)熱系數(shù)比較高，導(dǎo)致整體溫度難以達(dá)到驅(qū)動(dòng)的問題，非常容易造成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行不到位或燒壞的情況。
7、 【環(huán)境溫度的影響】
當(dāng)我們完成驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，還需要考慮環(huán)境溫度的影響。
當(dāng)環(huán)境溫度偏差大于20°的區(qū)間，或超過(guò)了相變溫度范圍，往往會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)溫度偏低或驅(qū)動(dòng)溫度偏高的現(xiàn)象。
這時(shí)候，我們需要介入電路設(shè)計(jì)和軟件控制，對(duì)環(huán)境溫度施加閉環(huán)控制來(lái)消除環(huán)境溫度的偏差帶來(lái)的驅(qū)動(dòng)溫度的影響。（這個(gè)問題我們后面會(huì)在電路設(shè)計(jì)和軟件控制中講解）
作者 財(cái)哥說(shuō)鈦絲
展開 驅(qū)動(dòng)鈦絲（SMA）的可靠性設(shè)計(jì)（6）溫度控制
驅(qū)動(dòng)鈦絲（SMA）的可靠性設(shè)計(jì)（6）
溫度控制
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、鈦鎳記憶合金，它是由Ti（鈦）-Ni（鎳）材料組成，經(jīng)過(guò)多道工序制成的絲，我們簡(jiǎn)稱鈦絲，可以通過(guò)電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。
相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。
鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)目前已經(jīng)在航空航天、洲際導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)、手機(jī)、汽車、機(jī)器人等科技領(lǐng)域投入使用。
本文通過(guò)分享、普及鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)的可靠性設(shè)計(jì)，方便大家在機(jī)械電子工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域快速有效的轉(zhuǎn)化為科技成果。
第6節(jié) 【溫度控制】
我們回顧《財(cái)哥說(shuō)鈦絲》的視頻和本文第2節(jié)中提到的，鈦絲通過(guò)通電加熱，當(dāng)溫度達(dá)到某個(gè)值時(shí)，發(fā)生明顯的收縮和位移，對(duì)應(yīng)的溫度即為鈦絲的相變溫度。
鈦絲的相變溫度是個(gè)范圍值，且存在逆向滯后的現(xiàn)象。
例如相變溫度是100°的鈦絲，它的實(shí)際驅(qū)動(dòng)過(guò)程是：
從95°上升到115°完成完整的位移驅(qū)動(dòng)（大約20°的溫度區(qū)間）
從105°下降到85°完成完整的位移恢復(fù)（大約20°的溫度區(qū)間）
這里鈦絲的加熱驅(qū)動(dòng)和冷卻恢復(fù)的過(guò)程，均是在嚴(yán)格的溫度區(qū)間觸發(fā)的，這個(gè)溫度區(qū)間，有時(shí)候會(huì)被附近的結(jié)構(gòu)、元件及電流大小等因素干擾，導(dǎo)致出現(xiàn)受熱不均、溫度不夠或溫度超標(biāo)等現(xiàn)象。
為了避免上述現(xiàn)象，保障鈦絲驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定運(yùn)行，鈦絲的溫度控制也是相當(dāng)重要的一環(huán)，我們結(jié)合實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的一些問題，給出以下幾種情況和建議：
1、 【安全間隙】
我們產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要考慮到鈦絲的發(fā)熱和散熱的情況。
我們建議除了鈦絲兩端的金屬片和執(zhí)行機(jī)構(gòu)接觸，其他區(qū)域盡量懸空，懸空距離在0.3-1.0mm。
展開 注塑模具溫度控制——水路設(shè)計(jì)與優(yōu)化
注塑模具溫度控制——水路設(shè)計(jì)與優(yōu)化
大體積混凝土的溫度控制 附大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制下載
這樣，只有嚴(yán)格控制混凝土裂縫，對(duì)于大體積混凝土來(lái)說(shuō)關(guān)鍵是控制混凝土溫度裂縫，才能使得鋼筋混凝土構(gòu)筑物具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性、承重和抗?jié)B性能。
2、混凝土裂縫是如何形成的
大體積混凝土在施工中容易產(chǎn)生裂縫，這已被眾多的工程實(shí)踐所證實(shí)。
（圖為橋梁立柱混凝土溫度裂縫）
據(jù)統(tǒng)計(jì)，多個(gè)城市的多座高層建筑在施工中遇到地下室混凝土底板有害裂縫問題，有的工程因此被迫停工處理，有的工程還不得不修改設(shè)計(jì)、降低層數(shù)，造成極大的損失。因而近年來(lái)，大體積混凝土的裂縫問題越來(lái)越引起各方面重視。長(zhǎng)期的工程實(shí)踐表明，造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的因素極其復(fù)雜而且是多方面的。其中：
2.1混凝土配合比設(shè)計(jì)上的問題：水泥用量大，水泥發(fā)熱量大，造成混凝土水化熱溫升過(guò)高，溫度變化急劇；水灰比大，灰漿量大造成混凝土收縮量過(guò)大；原材料性能不良，造成混凝土本身抗裂能力低。
2.2混凝土施工質(zhì)量上的問題：下料不均勻，振搗不密實(shí)；澆筑安排不善，混凝土內(nèi)部形成冷縫。
2.3混凝土養(yǎng)護(hù)的問題：混凝土表面裸露干燥，風(fēng)吹日曬，內(nèi)部與表面溫差過(guò)大；外界氣溫驟降時(shí)混凝土表面無(wú)保溫措施。
2.4機(jī)構(gòu)形式及構(gòu)造上的問題：幾何尺寸大，超長(zhǎng)超厚；形狀突變處未妥善處理；配筋不合理。大體積混凝土由于溫度變化而產(chǎn)生的裂縫稱為溫度裂縫。眾所周知，混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中，其水泥會(huì)釋放出大量的水化熱，使混凝土的溫度顯著上升。對(duì)于大體積混凝土來(lái)說(shuō)，一般情況下溫度和濕度的變化是導(dǎo)致其產(chǎn)生裂縫的根本原因。
下載地址：大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制
展開 
驅(qū)動(dòng)鈦絲（SMA）的可靠性設(shè)計(jì)（9）鈦絲的驅(qū)動(dòng)電路控制（下）
應(yīng)用案例：手機(jī)鏡頭防抖、云臺(tái)防抖、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)拓展功能、汽車風(fēng)路控制、汽車流體控制。
7.【環(huán)境溫度的補(bǔ)償設(shè)計(jì)】
我們?cè)诘?節(jié)7點(diǎn)中提到鈦絲驅(qū)動(dòng)需要考慮環(huán)境溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)，可以通過(guò)電路設(shè)計(jì)和軟件控制來(lái)消除環(huán)境溫度對(duì)鈦絲的驅(qū)動(dòng)帶來(lái)的影響。
工作原理：
我們?cè)诤愎︱?qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)普通的電阻和NTC熱敏電阻，這樣就可以做到簡(jiǎn)單有效的環(huán)境溫度的補(bǔ)償設(shè)計(jì)。
考慮到節(jié)能的問題，我們需要MCU提供一個(gè)端口，提供高電平作為環(huán)境溫度檢測(cè)的供電系統(tǒng)，當(dāng)NTC熱敏電阻伴隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生變化時(shí)，MCU還需提供一個(gè)ADC腳來(lái)采集NTC變化的電壓。我們?cè)偻ㄟ^(guò)軟件的計(jì)算補(bǔ)償，實(shí)時(shí)的調(diào)整PWM的輸出占空比，消除環(huán)境溫度的偏差，達(dá)到對(duì)鈦絲穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的閉環(huán)效果。
例如規(guī)格：?0.15mm，長(zhǎng)度100mm的鈦絲，從環(huán)境溫度20°，通過(guò)0.5S的響應(yīng)時(shí)間，達(dá)到驅(qū)動(dòng)溫度100°，帶入Q=cm(t?t0)，我們得到需要的驅(qū)動(dòng)電流是 581mA。
當(dāng)環(huán)境溫度降低10°，我們就給Q=cm(t?t0+10°)，我們得到需要的驅(qū)動(dòng)電流是 616mA。
當(dāng)環(huán)境溫度提升10°，我們就給Q=cm(t?t0-10°)，我們得到需要的驅(qū)動(dòng)電流是 543mA。
通過(guò)環(huán)境溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)，就可以消除環(huán)境溫度的差異對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶來(lái)的影響，進(jìn)一步提升了鈦絲驅(qū)動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性。
注意事項(xiàng)：軟件工程師一般情況下，會(huì)考慮經(jīng)濟(jì)問題，充分利用MCU的端口，如需做環(huán)境溫度的補(bǔ)償設(shè)計(jì)，需要預(yù)留2個(gè)端口，一個(gè)ADC，一個(gè)任意可以提供高電平的端口。
應(yīng)用案例：手機(jī)鏡頭防抖、云臺(tái)防抖、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)拓展功能、汽車風(fēng)路控制、汽車流體控制。
8.【溫度閉環(huán)控制設(shè)計(jì)】
在一些可靠性要求較高的產(chǎn)品應(yīng)用當(dāng)中，需要對(duì)鈦絲驅(qū)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)反饋和閉環(huán)控制。
展開 驅(qū)動(dòng)鈦絲（SMA）的可靠性設(shè)計(jì)（8）鈦絲的驅(qū)動(dòng)電路控制（上）
應(yīng)用案例：手機(jī)鏡頭防抖、云臺(tái)防抖、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)拓展功能、汽車風(fēng)路控制、汽車流體控制。
下一節(jié)將說(shuō)下驅(qū)動(dòng)鈦絲電路控制的【驅(qū)動(dòng)保持控制】、【環(huán)境溫度的補(bǔ)償設(shè)計(jì)】、【溫度閉環(huán)控制設(shè)計(jì)】、【任意定位驅(qū)動(dòng)控制】、【矩陣式驅(qū)動(dòng)控制】等，敬請(qǐng)期待。
為了讓驅(qū)動(dòng)鈦絲在工業(yè)應(yīng)用中切實(shí)落地，財(cái)哥制作整理了包括《財(cái)哥說(shuō)鈦絲視頻》、《SMA常見電路控制方案》、《驅(qū)動(dòng)鈦絲（SMA）計(jì)算模型》、《驅(qū)動(dòng)鈦絲（SMA）常見結(jié)構(gòu)模型》等系列資源供大家參考，歡迎大家的關(guān)注和交流，請(qǐng)點(diǎn)贊收藏轉(zhuǎn)發(fā)！
鈦絲科技 出品
作者 財(cái)哥說(shuō)鈦絲
展開 注塑成型模具溫度控制方法及影響因素分析
許多模具，尤其是成型工程用的熱塑性塑料，在相對(duì)較高的溫度下運(yùn)行，如80攝氏度或176華氏度。如果模具沒有保溫，流失到空氣和注塑機(jī)上的熱量可以很容易地與射料缸流失的一樣多。
所以要將模具用骨架板隔熱，如果可能，將模具的表面隔熱。如果考慮用熱流道模具，嘗試減少熱流道部分和冷卻了的注塑件之間的熱量交換。這樣的方法可以減少能量流失和預(yù)熱時(shí)間。
模具溫度對(duì)注塑成型的影響有哪些？
模具溫度是注塑成型中最要的變量。無(wú)論注塑何種塑料，必須保證形成模具表面基本的濕潤(rùn)。一個(gè)熱的模具表面使塑料表面長(zhǎng)時(shí)間保持液態(tài)，足以在型腔內(nèi)形成壓力。
如果型腔填滿而且在凍結(jié)的表皮硬化之前，型腔壓力可將柔軟的塑料壓在金屬上，那么型腔表面的復(fù)制就高。另一方面，如果在低壓下進(jìn)入型腔的塑料暫停了，不論時(shí)間多短，那么它與金屬的輕微接觸都會(huì)造成污點(diǎn)，有時(shí)被稱為澆口污斑。
對(duì)于每一種塑料和塑膠件，存在一個(gè)模具表面溫度的極限，超過(guò)這個(gè)極限，就可能出現(xiàn)一種或更多不良影響（例如：組件可以溢出毛邊）。模具溫度更高意味著流動(dòng)阻力更小。
在許多注塑機(jī)上，這自然就意味著更快流過(guò)澆口和型腔，因?yàn)樗玫淖⑺芰鲃?dòng)控制閥并不糾正這個(gè)改變，填充更快會(huì)在澆道和型腔內(nèi)引起更高的有效壓力，可能造成溢料毛邊。
由于更熱的模具型腔并不凍結(jié)那些在高壓形成之前進(jìn)入溢料邊區(qū)域的塑料，熔料可在頂出桿周圍溢料（毛邊）并溢出到分割線間隙內(nèi)。這表明需要有良好的注射速率控制，而一些現(xiàn)代化的流動(dòng)控制編程器也確實(shí)可以做到這點(diǎn)。
通常，模具溫度的升高會(huì)減少塑料在型腔內(nèi)有冷凝層，使熔融材料在型腔內(nèi)更易于流動(dòng)，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質(zhì)量。
展開 手弧焊如何控制熔池的溫度？
在焊接實(shí)習(xí)教學(xué)中，學(xué)生在焊條電弧焊實(shí)習(xí)操作時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)焊瘤、燒穿、未焊透，內(nèi)凹、夾渣，成形不良等缺陷，分析產(chǎn)生這些缺陷的原因，主要是學(xué)生在焊接操作過(guò)程中，不善于觀察熔池溫度的變化，沒有有效地控制熔池的溫度而產(chǎn)生上述缺陷。
熔池溫度，直接影響焊接質(zhì)量，熔池溫度高、熔池較大、鐵水流動(dòng)性好，易于熔合，但過(guò)高時(shí)，鐵水易下淌，單面焊雙面成形的背面易燒穿，形成焊瘤，成形也難控制，且接頭塑性下降，彎曲易開裂。熔池溫度低時(shí)，熔池較小，鐵水較暗，流動(dòng)性差，易產(chǎn)生未焊透，未熔合，夾渣等缺陷。
熔池溫度與焊接電流、焊條直徑、焊條角度、電弧燃燒時(shí)間等有著密切關(guān)系，針對(duì)有關(guān)因素采取以下措施來(lái)控制熔池溫度。
1.焊接電流與焊條直徑：根據(jù)焊縫空間位置、焊接層次來(lái)選用焊接電流和焊條直徑，開焊時(shí)，選用的焊接電流和焊條直徑較大，立、橫仰位較小。
如12mm平板對(duì)接平焊的封底層選用φ3.2mm的焊條，焊接電流：80-85A，填充，蓋面層選用φ4.0mm的焊條。焊接電流：165-175A，合理選擇焊接電流與焊條直徑，易于控制熔池溫度，是焊縫成形的基礎(chǔ)。
2.運(yùn)條方法：圓圈形運(yùn)條熔池溫度高于月牙形運(yùn)條溫度，月牙形運(yùn)條溫度又高于鋸齒形運(yùn)條的熔池溫度，在12mm平焊封底層，采用鋸齒形運(yùn)條，并且用擺動(dòng)的幅度和在坡口兩側(cè)的停頓，有效的控制了熔池溫度，使熔孔大小基本一致，坡口根部未形成焊瘤和燒穿的機(jī)率有所下降，未焊透有所改善，使乎板對(duì)接平焊的單面焊接雙面成形不再是難點(diǎn)。
展開 圖解兩種典型的電阻爐溫度控制電路
圖一：晶閘管電阻爐溫度控制電路
如下圖所示，將電爐絲與雙向晶閘管V串聯(lián)，調(diào)節(jié)電位器的電阻值，改變V的導(dǎo)通角，就可改變加在電爐絲兩端的電壓（其調(diào)節(jié)范圍為0~220V），從而達(dá)到控制電爐溫度的目的。
該電阻爐溫度控制電路雙向晶閘管釆用的是“等電位觸發(fā)”電路，雙向晶閘管V無(wú)論是正觸發(fā)還是負(fù)觸發(fā)，其控制極G與陰極T2的電位是相同的，但觸發(fā)電流要足夠，若觸發(fā)電流不足，就不會(huì)使雙向晶閘管導(dǎo)通。對(duì)于不同型號(hào)的雙向晶閘管，應(yīng)采用不同阻值的電位器RP，RP取值范圍為幾十至幾千歐姆。VD1、VD2可采用1N4001型，其作用是確保V的同步觸發(fā)，在各自觸發(fā)的正負(fù)半周里，不允許有負(fù)半周和正半周的干擾脈沖進(jìn)入。
圖二：溫控儀電阻爐控制電路
上圖所示是一種溫控儀控制的電加熱爐電路。主電路選用帶有分勵(lì)脫扣器的低壓斷路器QF作為主開關(guān)。命上QF，溫控儀PT 得電開始測(cè)溫運(yùn)行，若此時(shí)窯內(nèi)溫度低于PT的設(shè)定溫度值，PT 的觸點(diǎn)（1-2）閉合，使接觸器KM得電吸合，其主觸點(diǎn)閉合，電爐加熱升溫；當(dāng)升溫達(dá)到預(yù)置溫度時(shí)，PT的觸點(diǎn)（1-3）閉合，使KM斷電釋放，同時(shí)使時(shí)間繼電器KT1得電吸合并自鎖。此后PT隨電爐溫的升降而反復(fù)動(dòng)作，KM也會(huì)反復(fù)吸合和釋放，保持電爐內(nèi)溫度基本恒定。當(dāng)KT1延時(shí)時(shí)間到，其常開延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合，使KT2吸合，使電鈴HA響鈴，響鈴時(shí)間可預(yù)先設(shè)定，預(yù)定時(shí)間到，KT2的常幵延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合，使低壓斷路器QF的分勵(lì)線圈QF得電，QF跳閘，電爐停電。
展開 Moldex3D模流分析之精密溫度控制
人們普遍面臨精密溫度控制的挑戰(zhàn)以及塑料材料熱裂解的風(fēng)險(xiǎn)。Moldex3D進(jìn)階熱澆道分析模塊提供專業(yè)仿真工具，協(xié)助設(shè)計(jì)師與工程師取得熱澆道系統(tǒng)的機(jī)制與關(guān)鍵信息。使用者能詳查制程并發(fā)掘潛在瑕疵，進(jìn)而達(dá)成設(shè)計(jì)優(yōu)化。Moldex3D協(xié)助企業(yè)發(fā)展高質(zhì)量產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，贏得全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
單澆口熱澆道系統(tǒng)
多澆口熱澆道系統(tǒng)
進(jìn)階熱澆道模塊的主要特色
?支持eDesign與Solid項(xiàng)目
?支持全系列的熱澆道組件
熱澆道系統(tǒng)中的金屬組件
熱澆道系統(tǒng)中的加熱組件
?能指定各別不同熱澆道金屬的材料熱性質(zhì)
金屬材料的設(shè)定
?與實(shí)際情況相同，熱澆道的熔膠溫度是受加熱線圈影響與控制。
加熱系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定
?檢視熱澆道系統(tǒng)的溫度分布與變化
進(jìn)階熱澆道模塊的應(yīng)用案例
Moldex3D對(duì)熱澆道開發(fā)之效益
?仿真真實(shí)熱澆道系統(tǒng)，提供流道與模座內(nèi)部的熔膠溫度分布與歷程。
?檢查熱澆道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，改善與優(yōu)化內(nèi)部組件設(shè)計(jì)，如加熱線圈、分流板、熱嘴等。
?深入了解熱澆道設(shè)計(jì)對(duì)成型制程與產(chǎn)品質(zhì)量的影響，如射壓、鎖模力、縫合線、收縮、翹曲等問題。
?協(xié)助模具與產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更。
?幫助診斷問題成因與驗(yàn)證解決方案。
?快速大量累積專業(yè)知識(shí)：
?使其成為 know-how
?成為熱澆道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
展開 基于fluent的溫度控制過(guò)程的熱仿真分析
有朋友需要使用fluent來(lái)仿真電子設(shè)備或服務(wù)器或電池系統(tǒng)的溫度控制過(guò)程嗎，近期打算做一個(gè)仿真教程，有需要的請(qǐng)留言
半軸鍛造加熱溫度自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用
圖5 原測(cè)量溫度現(xiàn)場(chǎng)
根據(jù)我公司實(shí)際情況及半軸鍛造加熱特點(diǎn)，討論了以下兩種方案。
1 方案1：溫度控制
紅外測(cè)溫儀測(cè)量爐內(nèi)最高溫度，到設(shè)定溫度后，發(fā)出電信號(hào)，得信號(hào)后，氣缸動(dòng)作，頂出半軸原料，圖6為方案1簡(jiǎn)圖。
⑴采用控制方式：紅外測(cè)溫儀溫度控制。
⑵動(dòng)作順序。
1)紅外測(cè)溫儀測(cè)量最高點(diǎn)溫度，到設(shè)定溫度點(diǎn)后，反饋信號(hào)到氣缸。
2)氣缸動(dòng)作，頂出半軸。
圖6 方案1簡(jiǎn)圖
圖7 方案2簡(jiǎn)圖
2 方案2：節(jié)拍控制
半軸裝入加熱爐，在加熱爐前部有接近開關(guān)，碰到接近開關(guān)后，開始計(jì)時(shí)，到設(shè)定時(shí)間后，時(shí)間繼電器發(fā)出信號(hào)，得到信號(hào)后，氣缸動(dòng)作，頂出半軸原料，圖7為方案2簡(jiǎn)圖。
⑴采用控制方式：節(jié)拍控制方式。
⑵動(dòng)作順序。
1)半軸放料到加熱爐中（加熱單根半軸）。
2)到時(shí)間后，繼電器得信號(hào)，給氣缸通氣，頂出半軸。
3)加熱設(shè)定的時(shí)間，不同半軸先通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證合理后得出節(jié)拍時(shí)間。
方案確定
最終我公司選取溫度控制方案1作為測(cè)量溫度的依據(jù)，采用紅外測(cè)溫儀測(cè)量半軸加熱溫度，采集最高加熱點(diǎn)溫度，反饋信號(hào)給PC機(jī)，PC機(jī)控制電磁閥，給氣缸氣源，頂料（把加熱到溫度的原料頂出），我公司采用測(cè)量加熱溫度最高點(diǎn)溫度控制方法，設(shè)定加熱和頂料溫度點(diǎn)1050℃，到1050℃就把加熱半軸頂出（圖8）。
展開 Simulink&車輛巡航控制 (2) -PID控制設(shè)計(jì)
通過(guò)減少單位反饋框圖，帶有比例控制器的閉環(huán)傳遞函數(shù)變?yōu)椋?比例控制器 Kp減少上升時(shí)間，這在這種情況下是可取的。現(xiàn)在，使用等于 100 的Kp和 10 m/s 的參考速度。 創(chuàng)建一個(gè)新的 m 文件并輸入以下命令。
m = 1000;
b = 50;
r = 10;
s = tf('s');
P_cruise = 1/(m*s + b);
Kp = 100;
C = pid(Kp);
T = feedback(C*P_cruise,1)
t = 0:0.1:20;
step(r*T,t)
axis([0 20 0 10])
T =
100
------------
1000 s + 150
連續(xù)時(shí)間傳遞函數(shù)。
請(qǐng)注意，我們使用 MATLAB 反饋命令來(lái)簡(jiǎn)化閉環(huán)系統(tǒng)的框圖簡(jiǎn)化。 請(qǐng)自行驗(yàn)證結(jié)果是否與上面推導(dǎo)的閉環(huán)傳遞函數(shù) T 一致。在 MATLAB 中運(yùn)行 m 文件應(yīng)該會(huì)給您上面的階躍響應(yīng)。 從圖中可以看出，穩(wěn)態(tài)誤差和上升時(shí)間都不滿足我們的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。您可以增加比例增益 Kp，以減少上升時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差。 更改現(xiàn)有的 m 文件，使 Kp等于 5000，然后在 MATLAB 命令窗口中重新運(yùn)行它。 你應(yīng)該看到下面的情節(jié)。
Kp = 5000;
C = pid(Kp);
T = feedback(C*P_cruise,1);
step(r*T,t)
axis([0 20 0 10])
穩(wěn)態(tài)誤差現(xiàn)在基本上為零，并且上升時(shí)間已大大減少。 然而，這種響應(yīng)是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)橛捎诎l(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的功率限制，真正的巡航控制系統(tǒng)通常不能在不到 0.5 秒的時(shí)間內(nèi)將車輛的速度從 0 改變到 10 m/s。
展開 注塑機(jī)是如何精確有效控制機(jī)筒溫度的？
注塑機(jī)機(jī)筒溫度控制是利用微機(jī)控制回路，選擇合適的控制算法完成對(duì)注射機(jī)機(jī)筒外各加熱套的控制。確保機(jī)筒內(nèi)各段的工作溫度能按照工藝上的要求保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，精確的溫度控制在精密注塑上有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量以及原材料的利用率，是一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)。
注塑機(jī)的料桶溫度控制對(duì)象是一個(gè)非線性、不確定、強(qiáng)耦合和大滯后的系統(tǒng)，是其中一個(gè)控制難點(diǎn)。對(duì)于這類對(duì)象，當(dāng)前還缺乏一個(gè)統(tǒng)一有效的控制方法，常規(guī)的PID控制方法無(wú)法滿足高精度注射的要求。
注塑機(jī)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，預(yù)塑量不同，環(huán)境溫度不同，生產(chǎn)周期不同時(shí)其料桶溫度對(duì)象模型參數(shù)就不一樣；料桶各段溫度控制之間存在很強(qiáng)的耦合現(xiàn)象，要實(shí)現(xiàn)完全的解耦控制非常困難；另外該對(duì)象還是一個(gè)大滯后系統(tǒng)，常規(guī)控制方法難免會(huì)出現(xiàn)大超調(diào)和震蕩現(xiàn)象，因此必須研究自適應(yīng)的溫度控制策略實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制。
在塑料加工過(guò)程中，溫度控制主要包括料筒、噴嘴和模具的溫度控制。料筒溫度即料筒表面加熱溫度，由于料筒的壁比較厚，因此，熱電偶檢測(cè)點(diǎn)的選擇非常關(guān)鍵，不同的檢測(cè)點(diǎn)上溫度曲線有較大的差異。因此雙點(diǎn)平行檢測(cè)，即在料筒表面與深處同時(shí)設(shè)置熱電偶，將得到比較穩(wěn)定的溫度曲線，有利于溫度控制的精度。
噴嘴溫度直接影響著熔體通過(guò)時(shí)的剪切流動(dòng)，對(duì)制品的質(zhì)量有大的影響，因此噴嘴溫度的控制精度要求更高。模具溫度是指與制品接觸的模腔表面溫度，它會(huì)顯著影響充模、冷卻和保壓過(guò)程。
展開 淺談模具溫度對(duì)注塑件質(zhì)量控制的作用
3．改善產(chǎn)品翹曲
如果模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理或模具溫度控制不當(dāng)，塑件冷卻不足，都會(huì)引起塑件翹曲變形。
對(duì)于模具溫度的控制，應(yīng)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特征來(lái)確定陽(yáng)模與陰模、模芯與模壁、模壁與嵌件間的溫差，從而利用控制模塑各部位冷卻收縮速度的不同，塑件脫模后更趨于向溫度較高的一側(cè)牽引方向彎曲的特點(diǎn)，來(lái)抵消取向收縮差，避免塑件按取向規(guī)律翹曲變形。對(duì)于形體結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的塑件，模溫應(yīng)相應(yīng)保持一致，使塑件各部位的冷卻均衡。
4．影響制品的成型收縮率。
低的模溫使分子“凍結(jié)取向”加快，使得模腔內(nèi)熔體的凍結(jié)層厚度增加，同時(shí)模溫低阻礙結(jié)晶的生長(zhǎng)，從而降低制品的成型收縮率。相反，模具溫度高，則熔體冷卻緩慢，松弛時(shí)間長(zhǎng)，取向水平低，同時(shí)有利于結(jié)晶，產(chǎn)品的實(shí)際收縮率較大。
5．影響制品的熱變形溫度
特別是對(duì)于結(jié)晶性塑料，如果產(chǎn)品在較低的模溫下成型，分子的取向和結(jié)晶被瞬間凍結(jié)，當(dāng)一個(gè)較高溫的使用環(huán)境或二次加工條件下，其分子鏈會(huì)進(jìn)行部分地重新排列和結(jié)晶的過(guò)程，使得產(chǎn)品在甚至遠(yuǎn)低于材料的熱變形溫度（HDT）下變形。
正確的做法是使用所推薦的接近其結(jié)晶溫度的模溫下生產(chǎn)，使產(chǎn)品在注塑成型階段就得到充分的結(jié)晶，避免這種在高溫環(huán)境下的后結(jié)晶和后收縮。
總之，模具溫度在注塑成型工藝中是最基本的控制參數(shù)之一，同時(shí)在模具設(shè)計(jì)中也是首要考慮的因素。它對(duì)制品的成型，二次加工和最終使用過(guò)程的影響是不可低估的。
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