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=13.8 合模油缸推力的确定
对于以定的肘杆机构，在一定的油缸推力作用下，对肘杆机构进行预测，可出现以下三种情况：Pm?Pc、Pm?Pc、Pm?Pc三种工作状态。在生产上出现前两种情况而锁不紧模具时，可通过减少机构的预调量或提高油缸的推力等办法解决。总之，若要是肘杆机构产生所要求的合模力，机构必须有足够的移模力，克服其变形阻力。考虑到摩擦、制造与安装精度以及计算所带来的误差。因此，肘杆工作的正常条件是Pm?Pc。
机构在克服变形阻力最终实现合模力的过程中，油缸付出的动力大小将随机构放大能力的改变而改变。因此，既油缸所需推力在合紧模具的过程中是变化的，并且存在一个最大值。根据双曲轴放大倍数的计算公式以及机构变形力简便计算公式：
Pc?L1(1??)C?(?02??2) （4-1） 2L1(1??2)C?(?02??2) 并令Pm?Pc，可求得油缸推力P0?2以上计算是以角位移（α）表示的形量，因此计算过程比较复杂。所以可以用计算机进行处理，既进行程序优化设计，计算机程序如下：
图4-2 程序框图
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5 床身设计
床身的主要功能：支撑注射装置和合模装置。安装液压系统、冷却系统和电气系统。
5.1 床身总体布置
5.1.1 床身的布置
床身的布置常采用分离式和整体式两种。
分离式是指床身的各主要部分，如油箱、油路、电气箱等各部分都是各自独立成一体，相互之间无联系。整体式是电气箱移出床身外侧（或独为一体）。一般情况下，采用电气箱移出床身外侧居多，油路与油箱成为一体，或油箱铺设于床身最底层。本次设计采用整体式床身。 5.1.2 安全装置的确定
为保证人身安全和设备安全防止违章操作，在注射机安全门装置中常采用右行程开关和换向阀联合组成的电器——液压安全连锁机构。对于工作部件位置要求严格的地方，采用各种行程阀、行程开关以及限位开关。在不允许两个工作部件同时动作的地方应具有自动互锁，防止误动作，对于因油泵突然停止供油而引起事故的回路应增设蓄能器。
在通常情况下，安全门的开放状态时由床身外侧所安装的电动行程开关来实现的。
5.2床身上各部件设计
5.2.1 油箱的设计
油箱的用途是保证供给系统充分的油液，同时具有散热、沉淀油液中的杂质、分离油中的空气等作用。
油箱按布局分为整体式和分离式两种。总体式油箱结构紧凑，但散热不利，会降低加工设备的精度。分离式油箱是设置一个与加工设备分开的油箱，这是常用的一种油箱，它的上部设置有通气孔，使油箱油面与外界大气相通，油箱上保持零压。塑料机械、液压系统多采用分离式油箱。
油箱也有开式与密封式之分。开式油箱上部设置有通气孔，使油箱油面与外界相通；密封式完全密封，用小型空气压缩机，把压缩空气充入储气罐，经滤清、干燥、减压后通入油箱最高油面上。在油箱顶部装设安全阀，以保证油箱中压力不超过规定值，其调整压力常取0.07～0.15Pa。采用这种油箱能使油泵进口压力为正压，防止油泵产生空缺现象。塑料机械液压系统多采用开式油箱。
本次设计采用整体式、开式油箱。
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6 电器控制系统
本次设计的注塑机控制任务：1、注塑过程的顺序控制；2、料筒温度的温度控制。下面分别给予详细说明控制原理。
6.1 注塑过程的顺序控制
顺序控制的目的就是要完成上述介绍的工艺流程，让注塑机有条不紊地按照微机的命令工作。工艺流程中每个工序到位的检测是通过行程开关作为传感元件的，行程开关的状态（开、关）就代表每个工序是否到位；而检测出来的状态通过光耦输入给计算机，经过逻辑运算处理后，再输出控制信号去作用于具体的阀，开闭相应的某个阀就可以让注塑机实现相应的动作。
表6-1 电平变化表
接近开关 状态（A点） 微机输出（C点 A +5V 0 B 0 +5V C +5V 0 +12V 0 电磁阀（D）得电 D 0 E +24V 备注 微机读取接近开关的状态信息是反向的 电磁阀（D）失电 表6-2 行程开关的作用
1X 3X 4X 5X 7X 9X 位移传感器 说 明 安全作用，关上安全门才能闭模 模板闭紧，注射开始 切断D1电源，移模慢速 开模结束 预塑停止，进行冷却 注射完毕，开始保压 检测位移量 表6-3 注射工艺与电磁阀的对应关系
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电磁阀 注塑工艺 快速闭模 慢速闭模 注射 保压 预塑 慢速启模 快速启模 启模停止 注释 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 接近开关状态 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 1X=1 4X=1 3X=1 9X=1 7X=0 4X=1 4X=0 5X=1 “+”电磁阀得电，“1”触点接通，“0”触点断开 顺序控制共用了六个接近开关，输出的控制点为九个电磁阀和一个比例流量阀及一个比例压力阀。接近开关和位移传感器的作用见表6-2。
从表6-3可看出，注塑机整个顺序控制的要求是：检测工序到位后，注塑机就应该打开相应的阀执行下一个工序，顺序控制是检测状态（接近开关）和输出状态（电磁阀）的过程[6]。
6.2 料筒温度的闭环控制
在注塑机中，料筒温度控制是十分重要的。如果温度过高，料筒中的塑料会发生分解而变质；如果温度过低会使塑料塑化不良，流动性变差，制品成型不好。
在注射过程中，料筒的温度是分段控制的，以便逐段加热，避免加热过分激烈，而引起塑料的粘度变化，发生填充不良现象。料筒温度分布状况如图6-4
图6-4 料筒温度分布
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图6-5 耦合系统
料筒外加热器采用分三段加热，每一段装一组加热线圈，有一相电源加热。在每段几何中心安装一个温度传感器检测温度，温度要求稳定在设定值附近，使偏差在?1℃范围内。
我们可以把料筒看作一个三输入三输出的耦合系统，系统如图6-5所示。其中第i段温度可用式(6-1)表示：
Ti(t)?3?hu(t) i=1,2,3 (6-1)
ijjj?1每一段的温度，不仅取决于本段的设定值，而且其它段的温度对它也有一定的影响。但是由于料筒一般采用定值控制，且误差范围不大，这种影响可近似看作定植，这样系统就可简化为三个独立的单输入单输出环节。每个单输入单输出环节的对象是由加热器、料筒和熔料组成的，其传递函数从理论上推导比较复杂，可采用测试法建立其数学模型，被控对象的阶跃响应曲线如图6-6所示。根据图示曲线，用一阶惯性环节家纯迟延来拟合，则被控对象的传递函数为：
G(s)?K??se （6-2） 1?Ts6.2.1 料筒温度控制方案
温变模块把由于温度变化而引起铂热电阻的变化转换成标准的点信号输出，单片机经采样电路得到该信号，然后进行A/D转换，采用PID算法求出控制量，计算机通过PWM输出控制信号，经驱动电路控制固态继电器（SSR）的直流端，通过调节给定周期中SSR的通断次数比，来控制加热线圈上的输出功率，从而达到控制温度的目的。由于采用SSR实现了强电（加热垫圈部分）与弱电（微机部分）的光电隔离，因此系统的抗干扰能力得以增强，工作可靠性好，简化了控制及辅助装置。