【原创】怎样看注塑波形图（二） ——注塑机波形图实例解读

亦好

在上一次的讨论中我们列出了一个好的注塑机波形图必须具备的七个原则，它们分别是：

1、注塑机应具备每秒100~1000个点的数据记录速度；

2、可以根据操作者的喜好调整纵坐标和横坐标的比例；

3、可以根据操作者的喜好选择要显示的变量；

4、横坐标应该用时间表示；

5、波形图可以根据模次数叠加显示；

6、压力波形图上应该完整地显示填充压力、补缩/保压压力和背压压力；

7、可以根据操作者的喜好选择曲线的颜色；

我们再增加一条，这非常利于问题分析：

8、可移动时间标尺以查看某个时间点的螺杆位置、压力、速度等信息。

然而，世界上的注塑机品牌多达上百种，完全遵循以上8项原则的却很少，甚至有些注塑机根本就没有波形图。这给工艺员诊断工艺和注塑机问题带来了困难。

尽管现在压力传感器和位移传感器的价格并不太贵，而且绘制压力，螺杆位置波形图对注塑机控制系统软件来讲也是一个非常简单很容易实现的功能，遗憾的是，很多国产注塑机却还没有波形图。

再者，现在很多国内的注塑企业舍得花钱购买世界最先进的注塑机等硬件设备，可是，不会看波形图，甚至不去看波形图的注塑技术人员比比皆是，更不用说是如何解读波形图。这样的结果是我们注塑零件的精度，品质，成型周期仍然没有竞争力，与世界先进的企业仍然有不小的差距，仍然接不到利润丰厚的高端零件订单。

注塑机波形图是注塑机执行机构对设定参数的实时反应和反馈，因此，它对于诊断工艺设定的合理性，健壮性，以及在分析零件缺陷，识别设备故障，了解设备重复精度方面有非常大帮助。每一个现代的注塑技术人员都应该养成多看波形图，多思考波形图，掌握波形图的解读技巧，这样也就可以提高注塑零件的品质，降低成本，为企业带来利润。

下图是东芝（Toshiba）全电机的波形图。在填充阶段它的纵坐标是螺杆位置，而保压阶段却变成了时间。严格来讲，它仅符合以上8项原则第5项和第2项的一半（纵坐标比例可调整，而横坐标不能）。

这个波形图还有另外一个问题，稍后我们来解读。



下面这个图形是恩格尔（Engel） 注塑机CC300控制系统的波形图。





它非常完美的遵循了上述8项原则，底部菜单上还可选择更多的功能以方便使用者进行各种分析。

下图是米拉克龙（Milacron Elektron）全电机的波形图。





这个机器的波形图仅第5项和第7项没有遵循，非常不错了。稍后我们再解读此波形图。

下面这个图形是海天注塑机的波形图。在国产注塑机中比较优秀的，仅第3、5、7项不符合。但没有螺杆位置波形图，有些遗憾了。





我们来详细解读一下前面介绍的东芝机的那个波形图。





图形分为两部分，右边是填充阶段，左边是保压阶段。填充阶段横坐标是螺杆位置，保压阶段横坐标是时间。纵坐标左边是注塑压力，最大标尺这里设置为200MPa（注意：这不是设定的注塑压力，仅仅图形标尺而已，操作者可自行设置）。

右边是注塑速度，最大标尺这里设置为40mm/s（注意：这也不是设定的注塑速度，仅仅图形标尺而已）。纵坐标有4条虚线，将最大标尺分为4等分。这样，纵坐标左边注塑压力的每一小格表示50MPa，纵坐标右边注塑速度的每一小格表示10mm/s。

在所有东芝注塑机的波形图中，红色线条表示设定的注塑压力，粉红色线条表示实际的注塑压力；绿色表示设定的注塑速度，青色表示实际的注塑速度。

先来看填充阶段，总共有2段注塑速度（绿色线条），第1段速度设定值为22mm/s，第2段速度值为33mm/s。

这个是工艺员设定的期望机器达到的注塑速度，我们再来看注塑机的实际反应如何，即实际注塑速度怎样，看图中青色线条。第1段填充初期速度有些波动（由于填充压力有急剧波动导致），但从全程来看基本是符合的。

也就是说，机器基本上按照工艺员的设定速度在运行。第2段速度由22mm/s提升到33mm/s时，机器实际上没有完全达到。这是由于设定的注塑压力（图中红色线条，153MPa）与实际注塑压力峰值150.8MPa差值太小，或者说设定的注塑压力太小导致的。

再看来填充阶段的压力，从红色线条来看填充压力设定值为153MPa，塑料刚刚填充时有一个尖峰（图中黄色圈圈），压力大约是125MPa。这不正常，说明此处填充阻力较大，很可能发生在射嘴处，射嘴有冷料导致（后文有验证分析）。填充压力的最大值出现在保压切换位置，实际压力值是150.8MPa。

接下来我们再来分析保压阶段。保压切换位置为11mm（熔胶量为59mm）。设定的保压压力为120MPa，保压速度为18mm/s，时间为7.5s。

由于保压阶段塑料已基本填充满了型腔，只有一小部分的补缩流动，因此，保压阶段主要以压力为主。从粉红色线条来看，机器完全按照设定的数据在运行，没有问题。最终的射胶终点为5.51mm。

现在我们来验证是否是射嘴的冷料导致填充初期阶段的压力尖峰。

将机器设置为计量结束后射座自动后退模式后，再看下面的波形图。





首先将波形图中的“改写”功能设置为“有”，这表示从下一模开始，波形进行叠加，这样可以比较两模间的差异，以及机器的重复精度和稳定性。

从叠加的波形图来看，很明显，射座后退后，射嘴尖端没有跟相对较冷的模具长时间接触，热传递较少，维持了射嘴的加热温度，冷料基本上就不会产生了。塑料通过射嘴时的阻力自然就较小了，因此，曲线看起来也比较平缓，压力大约是55MPa左右，比更改之前的大约125MPa小了很多了。

小技巧：

1）在设置图形纵坐标的左右上角的两个标尺时，不可以设定太大，如果超过设定的最大速度或最大压力太多，这样会导致一些细节无法看清，相反，如果设定的标尺数据太小，则图形的一部分会超出画面导致根本就看不到。

2）由于纵坐标已经被4等分，因此在设置图形纵坐标的左右上角的两个标尺时，应该设置为4的整10倍数，并且刚刚好大于设定参数最大值，比如本例中设定的最大速度是33mm/s，那么标尺设置为40最合适，如果标尺设置为48，虽然也是4的倍数，并且也比33大，可是每一小格就是12，这样就不方便查看了。

我们再来看看如何解读米拉克龙注塑机的波形图。还是前面那个波形图。





上图中左上角的“v,s,ph,ph”分别代表速度，螺杆位置，注塑压力和型腔压力，下面的方框跟东芝注塑机一样是图形标尺，操作者可以根据实际情况进行设置。

我们先来看压力曲线。填充初期压力也出现了波动，有一个小的尖峰。可以移动标尺，来看那个位置的压力、速度、时间等参数。见下图。






当标线移动到压力波动位置时，机器显示当前填充时间为0.46秒，填充压力为573 bar,速度为25mm/s，发生在螺杆位置的70mm处。这时候，我们可以关闭机器保压阶段，将保压切换位置设置为70mm，启动机器循环看看到底是填充到模具的哪个地方，进而可以了解到为什么发生压力波动。

再来看。见下图，从波形图中可清楚的知道填充、保压和塑化各个阶段。






这是典型的科学两阶段工艺。从螺杆位置曲线（绿色）可以看出，填充仅一段速度（螺杆位置的斜率就是射出速度，斜率没有变化，即速度只有1段），填充时间为2.78秒（将标线移动到保压切换位置），填充的压力峰值为1085bar。

继续向右移动标线，可以看出保压压力为800bar，保压时间为4秒（标线在保压切换位置的时间减去填充时间）。继续向右移动标线，可以看出塑化阶段背压压力为120bar，塑化时间为7.5秒。同样，从螺杆位置曲线可以看出，只有1段塑化速度。

在此，仅以此两种注塑机的波形图作为案例进行分析解读，其他品牌注塑机的波形图可举一反三，触类旁通。








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