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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:方理
研究生(外文):FANG,LI
論文名稱:PVT 量測機台設計與開發
論文名稱(外文):Design and Development of Thermoplastic PVT Instrument
指導教授:張祥傑張祥傑引用關係曾世昌曾世昌引用關係
指導教授(外文):Chang, Shyang-JyeTseng, Shi-Chang
口試委員:王郁仁王鎮杰
口試委員(外文):Wang, Yu-JenWang, Jenn-Jye
口試日期:2020-07-27
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2021
畢業學年度:109
語文別:中文
論文頁數:87
中文關鍵詞:柱塞量測馬達控制有限元素分析
外文關鍵詞:LabViewPVTPLC
相關次數:
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塑料的歷史的相當廣泛與悠久,隨著科技時代的進步,對於塑膠品質與穩定性有著更精密的需求。而高分子的PVT三個參數分別為 P壓力 (Pressure)、V 體積(Volume)、T溫度(Temperature)若能掌握此參數,就能得知高分子比容在不同的壓力或溫度的變化,也能使得產品品質及精度能夠掌控。所以能夠精準的量測出三個參數來繪製變化圖,得知比容變化程度來優化成型參數,而製作PVT量測機台在優化製程上扮演重要角色。
本研究以高鐵科技股份有限公司所開發之PVT-6000機台的整體架構及控制參數的設計規範來開發,再挑選符合要求或精度更高的控制硬體及設備,本機台SolidWorks繪圖軟體來設計各部位零件尺寸,LabView及作為人機介面與測量數據紀錄及產生圖表功能,PLC可程式邏輯控制器做為控制系統,與COMSOL軟體分析應力與位移變化及Moldex3D分析模具加熱與冷卻速率。

The history of plastics is historic and extensive. With the advancement of science and technology, the requirement for the quality and stability of plastics has higher demand.
The three important parameters of polymer PVT are P(pressure), V (volume), and T(temperature). If we can control all of those parameters, it is easy to know the variation of the specific volume varies at different pressure or temperature. Furthermore, it makes the quantity and precision of products can be control.
This research is based on the architecture of PVT-6000 witch is developed by GOTECH TECHNOLOGY to select the control hardware and equipment. The hardware components of this project is been design by SolidWorks, and use LabView as main software system to record the data of the research. Use PLC Programmable Logic Controller as the main control system, and COMSOL using to analyze the stress and the variation of displacement..

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
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 可程式邏輯控制器簡介 3
2-2 PID控制理論 3
2-2-1 比例(P)控制(Kp) 3
2-2-2 積分(I)控制(Ki) 3
2-2-3 微分(D)控制(Kd) 4
2-3 有限元素分析 4
2-4 各種型式之PVT測試機回顧 4
2-4-1柱塞式PVT測試機 4
2-4-2高壓氣體式PVT測試機 6
2-4-3 液體加熱式 PVT測試機 7
2-4-4快速降溫式PVT測試機 7
第三章 PVT量測設備的組立與控制系統 11
3-1 PVT量測系統組立 11
3-1-1 測試膛系統組立 13
3-1-2 塑料投放操作流程 14
3-2 設計規範 16
3-3 PLC控制系統 17
3-3-1 MITSUBISHI三菱電機FX3U-64M 17
3-3-2 MITSUBISHI三菱電機FX3U-485ADP-MB 串列通訊模組 18
3-4 伺服馬達控制系統 18
3-4-1伺服馬達控制系統控制流程方塊圖 18
3-4-2伺服馬達控制系統組立 19
3-4-3伺服馬達 21
3-4-4伺服馬達驅動器 22
3-4-5精密行星式減速機 23
3-4-6分離式線性光學尺 24
3-4-7滾珠螺桿 25
3-5 壓力資料擷取系統 27
3-5-1 壓力資料擷取系統控制流程方塊圖 27
3-5-2 壓力資料擷取系統組立 27
3-5-3 KYOWA LUK-A-50KN荷重元 28
3-5-4 WGI-400A電壓放大器 30
3-6 模具溫度控制系統 31
3-6-1模具溫度控制系統控制流程方塊圖 31
3-6-2 RKC Z-TIO溫度控制模組 32
3-6-3 RKC Z-COM通訊擴充模組 32
3-6-4 模具加熱組 33
3-6-5 FC-120 比例流量閥 34
3-6-6 PM-120 比例流量閥驅動器 35
3-7 模具與保溫設備 35
3-7-1柱塞與量測腔 36
3-7-2陶瓷隔熱層 36
3-7-3玻纖板 37
3-8 電腦軟體 37
3-8-1 LabVIEW 2015 38
3-8-2 GX Works2 39
3-8-3 COMSOL Multiphysics 40
3-8-4 Moldex3D 40
第四章 實驗分析與討論 41
4-1 COMSOL 固體力學模擬 41
4-2 模擬研究步驟 42
4-2-1 元件設計與建模 42
4-2-2 研究選擇 42
4-2-3 材料性質選擇 44
4-2-4 邊界條件與負載設定 44
4-2-5 網格建立 45
4-3 兩支撐方式應力與位移模擬結果 49
4-3-1 兩支撐方式應力結果 49
4-3-2 兩支撐方式位移結果 50
4-3-3 兩支撐使用線量測 50
4-3-4 兩支撐方式變形比較 52
4-3-5 柱塞模擬 53
4-3-6 POT變形量模擬 54
4-4 Moldex3D隔熱設計模擬 55
4-5隔熱模具設計 56
4-6兩組隔熱設計模擬結果 58
4-7 PVT量測設備之軟體設計規劃 59
4-8 PVT量測設備之測試結果 66
第五章 結論與未來展望 68
5-1 結論 68
5-2 未來展望 69
參考文獻 70
附錄 73


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[2] 許俊彥(2015)。基於PC-based實現PLC自動化流程與監控之實作。國立雲林科技大學資訊工程系碩士論文,雲林縣。 取自https://hdl.handle.net/11296/t95g65

[3] 徐若強(2017)。PVT量測模具設計與開發。國立雲林科技大學機械工程系碩士論文,雲林縣。 取自https://hdl.handle.net/11296/ptjtzc

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https://www.moldex3d.com/ch/products/instrument/pvt/ (May.31,2020)

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http://www.fcu.edu.tw/wSite/public/Attachment/f1256196807019.pdf

[15] 張家愷(2018)。熱塑性塑膠PVT量測儀加熱模組熱流模擬研究。國立雲林科技大學機械工程系碩士論文,雲林縣。 取自https://hdl.handle.net/11296/6p9k63

[16] 王乐平, & 张春. (2018). 基于 LabVIEW 和 S7-300PLC 的液压机监测系统设计. 湖北汽车工业学院学报, 32(4), 55-59.

[17] 马帅, & 赵焕同. (2018). 基于 NI OPC 技术的 LabVIEW 与 FX3U PLC 通讯方法实现. 工业控制计算机, (5), 6.

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[19] 李彦佑(2019)。熱塑性塑膠之PVT 檢測設備系統的控制與量測。國立雲林科技大學機械工程系碩士論文,雲林縣。 取自https://hdl.handle.net/11296/gwubs7

[20] KYOWA綜合 Web 產品目錄,檢自(May.31,2020)
https://www.kyowa-ei.com/eng/

[21] 台灣三住 MISUMI 綜合 Web 產品目錄,檢自(May.31,2020)
http://tw.misumi-ec.com/

[22] 達陣科技股份有限公司可加工陶瓷特性,檢自(May.31,2020)
https://www.touchdown.com.tw/zh-TW/page/characteristics_application-of-machinable-ceramics.html

[23] numerik jena 綜合 Web 產品目錄,檢自(May.31,2020)
https://www.numerikjena.de/


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