双头式吹塑机

型坯壁厚的自动控制有轴向控制和径向控制两种。对于径向控制技术，我国还处于研究阶段，相对而言，轴向控制的研究成熟一些。

型坯壁厚的轴向控制采用的是闭环控制技术。用户在壁厚控制器的触摸屏面板上设定型坯壁厚轴向变化曲线，PLC控制器根据曲线把相应的电压或者电流信号传至电液伺服阀，由电液伺服驱动伺服油缸控制中心杆的上下移动，从而改变机头口模间隙。同时，连接中心杆的伺服油缸活塞杆上安有传感器(磁悬浮电子尺)，电子尺可感知机头口模间隙的大小并反馈给PLC控制器，在PLC控制器内与标准信号进行比较，然后经伺服功率放大器传送给电液伺服阀，再通过伺服阀驱动伺服油缸，油缸带动中心杆移动，最终控制口模的开度，完成对型坯壁厚的控制。

型坯壁厚控制系统是一个位置控制系统，由电液伺服系统组成。控制的核心部分是中心杆的位置，其中中心杆位置控制精度是决定型坯壁厚控制效果的关键。因此本系统的研究重点为中心杆位置控制精度，即型坯壁厚的控制精度和系统的响应速度。

型坯壁厚的控制方法是：将每一个型坯形成过程分成数个点，分别对这些点的壁厚进行控制。控制点数越少，响应速度越快，但是点数太少，达不到所要的壁厚控制精度，且在型坯周围形成了熔接缝（环纹）；点数太多，会造成系统响应时间过长，伺服油缸来不及对接收的信号做出反映，型坯就已经出来了。传统的200L塑料桶壁厚控制器都是64点或者128点的。本文针对200 L双L环桶进行了研究，经过实验验证，在满足壁厚控制精度为±1mm，每点的响应时间为0.3～0.4秒的前提下选用256点壁厚控制更为合适。

针对200L以上的大容量中空吹塑机机头的关键技术进行了研究。所设计的双层双螺旋流道形式相比于其它结构形式。其使熔料融合更加均匀，熔体的流动更加顺畅，消除了理论接缝，提高了制品强度；根据功能要求，采用优化方法确定了工艺参数和尺寸，为200L以上大容量中空吹塑机产品的优化设计奠定了基础；在已有的型坯壁厚控制的基础上，研究了200L双L环桶最优的控制点数和控制点的连接方法，提高了壁厚的均匀性、精度和制品的强度。 2100433B

储料式机头分为中心入料式和侧向入料式。侧向入料式是应用非常广泛的一种方式。在储料式侧向入料中空吹塑机中，机头所起的作用是融合融料，并形成型坯。融料融合的关键是机头中的流道。目前我国一些企业研究出了双层心形包络流道，但双层心形包络流道流道长度较短，压降较大，熔料融合后周向均匀性较差。本文参考国外资料研究出了双层双螺旋流道，如图1所示。

图1中，外芯设有两条呈180度对称缠绕的外螺旋流道，内芯设有两条呈180度对称缠绕的内螺旋流道，内螺旋流道与外螺旋流道呈180度对称布置，外芯和内芯上的每条螺旋流道（内螺旋流道与外螺旋流道）的缠绕角度均为360度，以使外芯和内芯的360度的外壁面上的熔料充分均匀地融合。工作时，熔料从入料口进入机头外筒，经过分流芯套的分流孔，由外芯上的分流锥顺利完成分流，熔料向分流锥两侧流动，并经导向流道转向90度后，引流到内、外芯分流处，一部分熔料由外芯上的外螺旋流道向下螺旋流动，另一部分则通过导流通孔流入到内芯的内螺旋流道中，熔料在内、外螺旋流道内流动时，一部分熔料随着内、外螺旋流道向下流动，另一部分熔料顺着内、外芯壁向下流向储料腔，这样可以保证360度都有熔料下流，使得熔料均匀融合。

吹塑机可分为挤出吹塑机、注射吹塑机和特殊结构吹塑机三大类。拉伸吹塑机可归属于上述每一类中。挤出吹塑机是挤出机与吹塑机和合模机构的组合体，由挤出机及型坯模头、吹胀装置、合模机构、型坯厚度控制系统和传动机构组成。型坯模头是决定吹塑制品质量的重要部件之一，通常有侧进料型模头和中央进料型模头。大型制品吹塑时多采用蓄料缸式型坯模头。蓄料缸容积最小为1kg，最大可达240kg。型坯厚度控制装置用于控制型坯壁厚，控制点最多达128点，一般为20～30点。挤出吹塑机可生产容积范围为2.5ml～104l的空心制品。

注射吹塑机是注塑机与吹塑机构的组合体，包括塑化机构、液压系统、控制电器及其它机械部件。常见的类型有三工位注射吹塑机和四工位注射吹塑机。三工位机有预制型坯、吹胀和脱模三个工位，每工位相隔120°。四工位机则多一预成型工位，每工位相隔90°。此外，还有工位间相隔180°的双工位注射吹塑机。注射吹塑机生产的塑料容器尺寸精确，无需二次加工，但模具费用较高。特殊结构吹塑机是用片材、熔融料和冷坯为型坯吹塑具有特殊形状和用途的空心体的吹塑机。由于生产的制品的形状和要求不同，吹塑机的结构也各异。

挤出吹塑机简单概述

在吹塑薄膜生产过程中，薄膜厚薄均匀度是一个很关键的指标，其中纵向厚薄均匀度可以通过挤出和牵引速度稳定性加以控制，而薄膜横向厚薄均匀度一般依耐于模头精密制造，且随着生产工艺参数变化而变化，为了提高薄膜横向厚薄均匀度，须引进自动横向厚薄控制系统，常用控制方法有自动模头和自动风环，这里主要介绍自动风环原理与应用。

挤出吹塑机基本原理

自动风环结构上采用双风口方式，其中下风口风量保持恒定，上风口圆周上分为若干个风道，每个风道由风室、阀门、电机等组成，由电机驱动阀门调整风道开口度，控制每个风道风量大小。控制过程中，由测厚探头检测到薄膜厚薄信号传送到计算机，计算机把厚薄信号与当前设定平均厚度进行对比，根据厚薄偏差量以及曲线变化趋势进行运算，控制电机驱动阀门移动，当薄膜偏薄时，电机正向移动，风口关小；相反，电机反向移动，风口增大，通过改变风环圆周上各点风量大小，调整各点冷却速度，使薄膜横向厚薄偏差控制在目标的范围。

挤出吹塑机控制方案

自动风环是一种在线实时控制系统，系统被控对象为分布在风环上的若干个电机。由风机送来的冷却气流经风环风室恒压后分配到每个风道上，由电机驱动阀门作开合运动以调整风口及风量的大小，改变模头出料处膜坯的冷却效果，从而控制薄膜厚度，从控制过程看，薄膜厚度变化与电机控制量之间找不到明确关系，不同厚度薄膜以及阀门不同位置厚薄变化与控制量之间程非线性无规律变化，每调整一个阀门时对相邻点影响都很大，且调整有滞后性，使不同时刻之间又互相关联，对于这种高度非线性、强耦合、时变性和控制不确定性系统，其精确数学模型几乎无法建立，即使能建立数学模型，也非常复杂，难以求解，以致没实用价值，而传统控制对较确定控制模型控制效果较好，而对于高度非线性，不确定性，复杂反馈信息控制效果很差甚至无能为力。鉴于此我们选择了模糊控制算法。同时采用改变模糊量化因子方式更好适应系统参数的改变。