[發明專利]注塑機料桶溫度同步控制系統及方法

有效

• 申請號: 200910095350.X
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101491935A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 彭勇剛;韋巍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C45/78
• 分類號: B29C45/78
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 唐銀益

技術領域

本發明涉及注塑機的控制裝置及控制方法，更具體地說，本發明涉及注塑機中各段料桶溫度同步系統及其控制方法。

背景技術

注塑機是將高分子原材料經過注塑機的料桶加熱到生產需要的溫度，變成熔融態，然后將加熱到熔融態的高分子流體，通過螺桿注射到模具中冷卻成型的加工機械。塑料注射成型可對形狀復雜的制品實現一次成型，具有效率高、尺寸精確、適合大批量生產等特點，是塑料制品最具優勢也是最主要的加工方式，在國民經濟和國防工業等領域有著廣泛的應用。

注塑成型最重要的工藝條件是影響塑化流動和冷卻的溫度、注射精度、壓力以及流量控制等。其中注塑機的料桶溫度控制是注塑加工工藝中的關鍵控制工藝參數，直接關系到注塑機的性能和加工產品的質量。所以其控制非常重要。注塑機料桶的溫度控制一般是采用分段進行控制的，將整個注塑機的料桶，從注射口到加料口，連續的劃分為幾段，并分別進行控制。各段溫度一般根據需要設置為不同的值。一般中間溫度最高，兩邊溫度稍低。由于注塑機的段料桶實際上是一個連續的整體，只是人為的劃分為幾段進行分段控制，這樣各段料桶溫度之間是相互耦合的，相鄰段之間的溫度控制相互影響，這種各段溫度之間的強耦合作用使其無法實現獨立的控制。

另外注塑機料桶溫度控制對象具有很大的延遲滯后特性，溫度控制輸出以后延遲從幾秒到幾分鐘才會有溫度變化，所以具有滯后特性。

注塑機料桶的溫度控制對象還具有不確定性。首先其模型無法或者很難精確辨識，另外不同機型的注塑機，其料桶容積大小和形狀不一樣，其溫度控制對象也不一樣，所以注塑機料桶溫度控制對象又是一個不確定性的對象。綜上所述可知，注塑機料桶溫度控制對象是一個強耦合、大滯后和不確定性控制對象，其精確控制非常困難。

另一個方面，根據實際注塑工藝的需要，各段料桶溫度的設定值是不一樣的，而注塑機開機以前各段料桶溫度一致，都等于室溫，這樣各段的控制誤差就不一致，常規的控制方法各段料桶溫度達到設定值的時間是不一樣的，而注塑機必須等待各段溫度都達到設定值以后才可以工作，所以先達到設定溫度的料桶段，必須等待后達到設定溫度的料桶段，使所有的料桶段都達到設定溫度以后才可進行工作，這樣大大的浪費了時間，而且由于各段溫度之間存在著強耦合作用，先達到設定值的段和還未達到的段之間的相互作用會嚴重影響到各自的控制精度和響應時間，所以精密注塑要求各段溫度能夠實現同步控制，即使各段設定值不一致也要求同時達到設定值，而且響應速度要求快。

常規的注塑機料桶溫度控制算法都沒有考慮到同步控制的要求，所以無法實現各段溫度之間的同步控制。另外各段料桶溫度的散熱條件不一樣，達到設定溫度以后，由于不斷連續生產，原料的不斷加入以及散熱不一致，造成的溫度誤差也不一樣，所以也存在一個同步控制的問題。本發明就是為了解決這個問題，使各段料桶溫度同時、快速的達到設定的溫度。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提出一種注塑機中各段料桶溫度同步系統。本發明更進一步的目的是提供一種基于該注塑機料桶溫度同步控制系統的注塑機料桶溫度同步控制方法。

本發明解決技術問題采用的技術方案如下：

本發明提供了一種注塑機料桶溫度同步控制系統，包括位于料桶各段位置處的若干電加熱器和具有對應安裝位置的溫度傳感器，各溫度傳感器通過信號線連接至溫度設定模塊，溫度設定模塊、溫度同步控制模塊和PID控制模塊通過信號線依次連接，PID控制模塊通過信號線連接至前述各電加熱器。

作為一種改進，所述PID控制模塊與電加熱器的數量是相對應的，并分別通過信號線連接。

本發明還提供了一種基于前述注塑機料桶溫度同步控制系統的溫度同步控制方法，包括以下步驟：

(1)由溫度傳感器實時采集各段料桶當前實際溫度值，傳送至溫度設定模塊；

(2)溫度設定模塊內置計算程序，根據公式(a)得到各段相鄰料桶之間的溫度控制誤差值E_i，并傳送至溫度同步控制模塊；

E_i＝S_i-T_i(a)

其中i為第i段料桶的標號，E_i為第i段料桶當前溫度控制誤差值，S_i為第i段料桶的設定溫度，T_i為第i段料桶當前實際采樣溫度；

(3)溫度同步控制模塊內置計算程序，根據公式(b)得到當前各段料桶電加熱器的PID混合控制輸入值E′_i，并傳送至PID控制模塊：