一種注塑機快速開模自調節控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于注塑機領域，更具體地，涉及一種注塑機快速開模自調節控制方法。
【背景技術】
[0002] 塑料制品主要通過注射成形工藝進行生產，而注塑機是主要的生產裝備。典型的 注塑成形過程包括以下六個步驟：合模、注射、保壓、冷卻、開模、頂出，其中開模是指塑料制 品在模具型腔內冷卻到一定程度后，按照一定的速度和壓力打開模具，再進行下一步的機 械手取件，或者進行模內貼標等工序。
[0003] 目前的注塑機控制系統絕大部分采用的是動作開環分級控制方法，一般情況下注 塑機的開模動作可分為四級動作：開模一慢，開模一快，開模二快，開模二慢。在當前的控制 方式下的注塑開模過程中主要存在以下幾個問題：
[0004] 1)定位誤差：在開環分級動作控制方式下，開模動作到達設定停止位置時，由于 存在一個壓力、流量的減速過程，加上液壓系統的響應時滯，從而導致開模結束時產生較大 定位誤差。
[0005] 2)機器震動：機器在開模的過程中，尤其是在開始和結束的位置，存在比較大的 震動，大的震動會對機器的機械結構以及模具的壽命帶來影響，同時大的震動會帶來噪聲 的污染。
[0006] 3)開模速度較慢：為了避免在開模過程中產生大的震動，則必須降低開模過程中 每一段的設定速度，尤其是開模一快和二快的速度，由此則會導致整體的的開模速度較慢， 長的開模時間，從而影響生產效率。
【發明內容】
[0007] 針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種注塑機快速開模自調節 控制方法，可以使注塑機在開模時的定位誤差小、振動小、速度快。
[0008] 為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種注塑機快速開模自調節控 制方法，包括以下步驟：
[0009] 1)在注塑機更換新的模具后，根據機器參數及模具參數，從實例數據庫中通過相 似度查詢獲得初始的開模控制參數：
[0010] 2)根據初始的開模控制參數進行第一次的注塑機開模動作，獲得第一次的開模結 果數據，所述的開模結果數據包括開模位置L和開模過程中的最大噪聲D ;
[0011] 3)判斷開模位置L是否在設定的偏差范圍內，如果是，則轉到步驟4);如果否，則 對開模控制參數按照設定的優先等級進行位置優化，直到根據優化的開模控制參數進行開 模動作獲得的開模位置在設定的偏差范圍內，再轉到步驟4);
[0012] 4)判斷在當前的開模控制參數下，最大噪聲D是否小于設定的臨界值；如果是，則 保存當前的開模控制參數；如果否，則對開模控制參數進行噪聲優化以降低開模過程中的 震動。
[0013] 優選地，步驟1)中所述的機器參數包括注塑機電機的最大轉速、注塑機液壓系 統的最大壓力、注塑機的最大開模位置和注塑機的最大鎖模力，所述的模具參數包括模具 的長寬高尺寸以及模具的重量；所述開模控制參數包括開模分段數N(S)、每一段的長度 nr (s)、每一段的速度'(s)、每一段的壓力Pr(S)以及段與段之間的斜率kt (s)，其中，r = 1，2，"·，Ν(8)，?=1，2，"·、Ν(8)+1，8 為開模次數，s = 0，l，2,3，…；所述長度 nr(s)為 每一段中控制周期的個數；所述速度\(s)為電機轉速的百分比；所述壓力pjs)為液壓系 統的壓力；所述斜率kt (s)為段與段之間控制周期的個數；所述實例數據庫包括若干條記 錄，每條記錄包括注塑機電機的最大轉速、注塑機液壓系統的最大壓力、注塑機的最大開模 位置、注塑機的最大鎖模力、模具的長寬高尺寸、模具的重量以及相應的N(S)、n?、\(S)、 Pr(S)和kt (S)的取值。
[0014] 優選地，步驟3)中采用模糊推理方法對需要優化的開模控制參數按照設定的優 先級別進行優化，各開模控制參數的優先級別如下(s) (s) >kt (s) >N (s) (s)。
[0015] 優選地，每次位置優化只對開模控制參數中的一個進行優化。
[0016] 優選地，步驟3)中是對值最大的長度njs)進行位置優化，優化步驟如下：
[0017] 3. 1)模糊化：將需要優化的開模控制參數以及在此開模控制參數下進行開模動 作獲得的開模位置模糊化，設置開模位置偏差e的論域為[-40,40]，在此論域上建立五個 模糊子集，其相應的語言變量為：負大（NB)、負小（NS)、零（O)、正小（PS)、正大（PB);設置 上述長度~(8)的論域為[_8,8]，在此論域上建立五個模糊子集，其相應的語言變量為：負 大（NB)、負小（NS)、零（O)、正小（PS)、正大（PB);
[0018] 所述開模位置偏差e = L-U，其中Ltl為設定的開模位置，L為實際的開模位置，若 M = IL-UbElim，則認為當前開模位置需要優化，否則認為當前開模位置不需要優化，其 中Elim為設定的臨界值；
[0019] 3. 2)設置模糊規則：
[0020] 3. 2. 1)如果輸入e為NB，則輸出η為PB ;
[0021] 3. 2. 2)如果輸入e為NS，則輸出η為PS ;
[0022] 3. 2. 3)如果輸入e為0,則輸出η為O ;
[0023] 3. 2. 4)如果輸入e為PS，則輸出η為NS ;
[0024] 3. 2. 5)如果輸入e為PB，則輸出η為NB ;
[0025] 3. 3)模糊推理：采用模糊推理圖解方法進行模糊推理；輸入e和輸出η所對應的 模糊集合A和B的隸屬度函數取三角函數，得到的結果取"并"，得到η的模糊集隸屬度函 數；
[0026] 3. 4)解模糊：采用重心法解模糊，表達式如下：
[0027] n*(s) = J yB(n)ndn/ J yB(n)dn，其中 μΒ為論域的值；
[0028] 則獲得優化后的開模控制參數n (s+1) = n (s) +n* (s)。
[0029] 優選地，步驟4)中是對倒數第二段與倒數第一段之間的斜率以及最后一段的長 度進行噪聲優化，即優化K(S)與(S)的值；b (S)與(S)滿足以下方程：
[0030]
[0031] 其中，Ttl為單位周期時間，kjs)為優化前的倒數第二段與倒數第一段之間的斜 率，'(S-I)為倒數第二段的速度，vjs)為最后一段的速度，匕(s)為倒數第二段的斜率， Hr(S)為最后一段的長度，C(S)為優化后的倒數第二段與倒數第一段之間的斜率，:η>)為 優化后的最后一段長度；
[0032] 重復該步驟直至測量的最大噪聲D小于設定的臨界值Dlim，優化結束，并保存優化 后的開模控制參數。
[0033] 一種實現上述方法的注塑機，包括注塑機主機、傳感器、存儲器、處理器和伺服控 制器，其中，存儲器用于存儲機器參數、模具參數、開模控制參數及優化得到的結果數據；
[0034] 處理器用于計算并優化開模控制參數，并將所述開模控制參數傳輸給注塑機主 機；
[0035] 傳感器用于檢測開模位置和開模過程中的噪聲并傳給注塑機主機；
[0036] 注塑機主機用于接受傳感器的結果數據，將結果數據發送給處理器并接受處理器 發送的開模控制參數，以及將開模控制參數發送給伺服控制器；
[0037] 伺服控制器，用于接收注塑機主機發送的開模控制參數，以及根據接收到的控制 參數控制伺服電機的轉動。
[0038] 總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有 益效果：
[0039] 1)本發明在無需增加額外設備的情況下，通過對注塑機開模控制參數及結果數據 的分析優化處理，可以在更換新的模具后自動設置開模控制參數，省去了復雜的人工設置， 同時可以獲得最佳的開模控制參數，既保證了快的開模速度，又提高了開模的定位精度；
[0040] 2)對開模過程的震動噪聲進行監控，在生產過程中產生大的震動時可以自動調整 相關開模控制參數，可以有效的避免大的震動給機器及模具帶來的損傷，延長了機器及模 具的使用壽命，同時可以顯著降低生產過程中的噪聲污染。
【附圖說明】
[0041] 圖1是本發明的注塑機快速開模自調節控制方法的流程圖；
[0042] 圖2是位置偏差e的論域和模糊集合A的隸屬度函數；
[0043] 圖3是控制量η的論域和模糊集合B的隸屬度函數；
[0044] 圖4是位置優化ei的初值條件；
[0045] 圖5是位置優化由規則得到的模糊控制量"并"的結果；
[0046] 圖6是噪聲優化e2的初值條件；
[0047] 圖7是噪聲優化由規則得到的模糊控制量"并"的結果。
【具體實施方式】
[0048] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。此外，