臺灣博碩士論文加值系統

在大部分的高分子加工過程中，由於溫度與壓力的變化會影響高分子的體積，導致密度的改變，如密度過小將導致產品強度不足；反之密度太大或是不均勻則會造成產品內部產生殘留應力，使產品容易被破壞或翹曲變形，本研究使用理論依據及經驗公式，開發出機台在短時間內針對塑料的PVT 特性進行量測，透過穩定的控制溫度與壓力，準確量測出高分子的PVT 曲線圖，以便利用此圖預測塑膠成品的收縮與變形，進一步將產品的良率有效的提高。
本研究首先搜索有關PVT 測試機設計之文獻作為設計參考，再針對其挑選符合要求的控制硬體及設備，使用Labview 做為系統開發工具，測試本PVT 量測設備的設計成果，最後成功量測出PVT 曲線，並提出針對本量測設備做測試功能時，所遭遇到的問題，將這些問題與解決方法建議歸納。

Since changes in temperature and pressure affects volume of polymer, in most
polymer processing, low density leads insufficient product strength; overwhelming or uneven density will cause residual stress generated inside the product result in damaged or warped.
Based on theoretical basis and empirical formula, this study developed a machine to measure PVT characteristics of plastics in a short period of time and accurately measured PVT curve of the polymer through stable control of temperature and pressure. We can use this PVT graph to predict shrinkage and deformation of the finished plastic product, and further improve yield of the product.
In this study, we firstly search literature on the design of PVT testers as a design reference. Secondly select control hardware and equipment that meets the requirements. Thirdly using Labview as system development tool, prove the results of this PVT measurement equipment. Finally, we successfully obtain the graph of PVT curve, and proposing problems encountered when testing the measurement equipment, summarize these problems and solutions.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 前言 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 1
1-3 研究方法 1
1-4 本文架構 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 類比/數位（A/D）訊號轉換原理 3
2-2 伺服系統控制原理 5
2-3 PID 控制理論 6
2-3-1 比例(P)控制(Kp) 6
2-3-2 積分(I)控制(Ki) 6
2-3-3 微分(D)控制(Kd) 6
2-4 MODBUS 串行通訊協定 7
2-5 高分子的材料特性及其轉變現象 8
2-5-1 高分子的轉移溫度 9
2-5-2 高分子的比容特性 10
2-5-3 高分子材料PVT 特性 11
2-6 不同形式之PVT 測試機回顧 11
2-6-1 柱塞式PVT 測試機 12
2-6-2 高壓氣體式PVT 測試機 13
2-6-3 液體加熱式PVT 測試機 15
2-6-4 快速降溫式PVT 測試機 16
第三章 PVT 量測設備的組立與控制系統 19
3-1 引言 19
3-2 設計規範 19
3-3 伺服馬達控制系統 20
3-3-1 伺服馬達控制系統控制流程方塊圖 20
3-3-2 伺服馬達控制系統組立 20
3-3-3 伺服馬達選用要點 23
3-3-4 伺服馬達 25
3-3-5 伺服馬達驅動器 25
3-3-6 馬達煞車電源供應器 26
3-3-7 精密行星式減速機 27
3-3-8 分離式線性光學尺 28
3-3-9 滾珠螺桿 29
3-3-10 PCI-7390 馬達控制卡 32
3-3-11 Motion I/O 用電源供應器 33
3-4 壓力資料擷取系統 34
3-4-1 壓力資料擷取系統控制流程方塊圖 34
3-4-2 壓力資料擷取系統組立 34
3-4-3 PCIe-6320 資料擷取 34
3-4-4 KYOWA LUH-2TF 荷重元 35
3-4-5 WGI-400A 電壓放大器 36
3-5 模具溫度控制系統 37
3-5-1 模具溫度控制系統控制流程方塊圖 37
3-5-2 OWP-4815 PID 溫度控制器 38
3-5-3 OWH-011 環形陶瓷加熱器 38
3-5-4 FC-300 比例流量閥 39
3-5-5 PM-300 比例流量閥驅動器 40
3-6 模具與保溫設備 41
3-6-1 柱塞與量測腔 41
3-6-2 KM600-HT 針扎高溫保溫布包 41
3-6-3 MISUMI HIPAL-硅酸系膠合纖維斷熱板 42
3-7 PVT 量測系統組立 43
第四章 實驗結果與討論 44
4-1 PVT 量測設備之軟體設計規劃 44
4-2 PVT 量測設備之測試結果 49
第五章 結論與未來展望 53
參考文獻 54

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