[發明專利]射出成型機的智能型控制的方法

無效

• 申請號: 00133427.1
• 申請日: 2000-11-03
• 公開（公告）號: CN1353039A
• 公開（公告）日: 2002-06-12
• 發明（設計）人: 梁瑞閔;王培仁
• 申請（專利權）人: 盟立自動化股份有限公司
• 主分類號: B29C45/76
• 分類號: B29C45/76
• 代理公司: 北京銀龍專利代理有限公司
• 代理人: 皋吉甫

本發明關于射出成型機的智能型控制的方法，特別是關于應用類神經網路控制及預測射出成型機的射出成型的方法。

傳統上，射出成型品品質控制可分為兩個階段，第一階段為射出成型機參數設定(選定射出機輸入值)。由此設定可以得到合乎品質要求的成型品。第二階段為生產時的成型品品質監測和控制。就這兩階段分別有不同的方法進行射出機參數設定及監控成型品質。

射出成型機參數設定，如：融膠溫度、模具溫度、射出壓力和射出速度等是射出參數設定的主要工作。理想的情況，射出成型機的輸入值一經確定后可生產合乎品質要求的成型品。但是，因為射出成型機的制造過程是動態的復雜的而且經常變化，選擇適當的輸入值是非常困難的。其所使用的塑膠原料熔融流動時為具有非牛頓流體、非均熱特性而且在射出成型過程中熔融原料受高壓及高溫等復雜因素影響。此外，射出成型機的動態特性也甚為復雜，因此射出成型機參數設定需要進一步探討。以前常用試誤法作射出成型機參數設定，工程人員使用他們在制造過程上的知識來設定射出機參數，經不斷的試誤修正直到產品合乎品質要求為此。試誤法最大的缺點為效率不高。工程人員在參數設定時僅能依靠射出機成型參數與品質為線性關系及一次一參數來設定，因此無法大幅度的調整。更有甚者，工程人員常將不同的機器參數設定與產品品質變數特性的關系視為獨立的而忽略了他們之間的關連性。因此參數設定本來已非常繁雜，再加上機器、環境、及物料的變化因素使機器參數設定更為困難。而且試誤法設定的參數極可能在產品的成型參數上下限的邊緣，在生產過程中產品品質會不甚穩定。

最近這幾年專家系統吸引了極大的注意力，工程人員采用專家系統建議來作射出機參數設定，其原理是將專家知識以如果一那么(if-then)提供除錯法則來解決問題。但專家系統有其限制性，如成型參數與品質變數間，并無明確的定性關系，而且其無法提供超出其法則外的信息。

比較有系統的射出機參數成型法是運用田口方法或實驗計畫法來獲得足夠的信息并建立一個經驗模式，在依此模式作射出機參數成型的過程中，至少有25個射出機成型參數會影響成型品的品質，而成型射出機成型參數之間亦會互相影響。因此實驗及分析過程中需耗費相當多的時間與物力，且其結果也僅能適合某特定機臺和某些特定成型參數與品質之間相互的關系。

因為輸入的射出機成型參數與產品品質之間并非線性關系，而且射出制造過程復雜及經常變化造成射出機的產品品質監測和控制變得非常重要。在早期，工程人員僅能依經驗與目測，不定期的檢查產品并據以調整射出機參數來達到控制產品的目的。此方法有幾個大缺點。首先，操作員要有足夠的訓練才可以精確的判定成型品品質。而且，目視法僅能大略的判定成型品的一些外觀及嚴重缺陷。因此一些非目視可以判定的缺陷，如：翹曲、尺寸變異和殘留應力…等等，這些常在射出成型品組裝時才發現的問題常被忽略了。

統計程序模式控制方法是量測制造過程信號與產品品質，并依此建立一個射出參數設定與產品品質間的統計模式，例如：以射出成型時的射嘴壓力推論產品尺寸或重量。而統計制造過程模式的缺點是在建立統計模式過程中需耗費相當多的時間與物力且成型品的成型參數與品質變數之間，無法歸納出明確的定性關系。

與射出成型有關的全世界的專利近十年每年大致超過千篇，并且逐年上升，顯示射出成型技術正蓬勃發展。關于射出成型制造過程控制的全世界的專利，由公元1970年到2000年篇數共有一百七十三篇(資料來源ep.espacenet.com)。和本發明較有關的專利為美國專利第5997778號，其內容是輸入已知射出速度曲線并求得射出機的動態響應，以比例積分微分回饋控制(PID)設定參數并持續控制射出成型。美國專利第5246645號，美國專利第5514311號及第4820464號，其內容為控制射出成型的充填保壓切換方法。美國專利第5997778號，第48502178號及第48116197號，使用PVT關系來控制成型品的品質。美國專利第4311446號，使用螺桿位置、速度、融膠溫度和已知或期望值比較來達成射出成型控制。美國專利第4060362號，美國專利第3893792號及專利號WO9943487使用料管壓力或模穴壓力回饋控制射出成型參數。日本專利第61118223號及日本專利第63125322號以控制螺桿速度來達成射出成型控制。上述的專利皆僅能完成部分成型參數與成型品品質的監測與控制。而本發明能解決成型參數設定及成型品品質監測和控制等問題。