[發明專利]一種粉末注射成形產品質量的智能化調控系統及其方法

無效

• 申請號: 201010231073.3
• 申請日: 2010-07-14
• 公開（公告）號: CN101894330A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 何新波;方偉;韓勇;任淑彬;曲選輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明屬于粉末注射成形技術領域，特別是提供了一種粉末注射成形產品質量的智能化調控系統及其方法。

背景技術

粉末注射成形技術是傳統粉末冶金工藝與現代塑料注射成形工藝相結合而形成的一種零部件近凈成形技術，它可以利用模具注射成形坯件并通過燒結快速制造高密度、高精度、形狀復雜的結構零件，因其獨特的優點被譽為“當今最熱門的零部件成形技術”。然而，注射成形過程中產生的缺陷一直是困擾人們的主要問題之一，因為這些缺陷無法在后續的脫脂與燒結過程中消除。生產中對產品質量的控制方法一般為試錯法，即在不同的工藝參數下注射，將表面質量合格的注射坯切開觀察斷面是否有氣孔，若無氣孔則認為該工藝參數可行。這種人工檢測的方法不僅費時費力，而且通常無法準確的判斷較小氣孔的存在，準確性更多的依賴于操作者的經驗，同時這種方法不能檢測出注射坯密度分布情況。

粉末注射成形生產過程從機械化向智能化方向轉變是未來的重要發展方向，而實現粉末注射成形的智能化控制，必須在注射成形階段應用某項技術來檢測注射坯的質量，將相應信息傳送到控制系統，自動做出相應調整并反饋到注射機。將智能控制技術引入到粉末注射成形中來能極大地提高生產效率，降低生產成本，提高產品質量，國內尚未見到這方面的研究報道，國外與此相關的報道也屈指可數。

發明內容

本發明的目的是建立起一種粉末注射成形產品質量的智能化調控系統及其方法，使粉末注射成形的智能化生產成為可能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種粉末注射成形產品質量的智能化調控系統，該系統包括注射成形機、CT機、圖像處理系統和專家系統；其中，

所述注射成形機，用于將注入的粉體制成坯體試樣；

所述CT機，用于掃描坯體試樣，生成試樣的DR投影圖；

所述圖像處理系統，用于將坯體試樣的DR投影圖與標準試樣的DR圖進行匹配；系統和用戶之間的信息交換；所述缺陷信息數據庫為判斷是否存在缺陷及調整的規則所構成的數據庫，所述知識推理機依據當前輸入數據與匹配規則，推導出相關結論。

所述CT機掃描時X射線管電壓為80-120kV，管電流為150-250μA，投影圖放大倍數5-15倍。

本發明還提供一種粉末注射成形產品質量的智能化調控系統的方法，具體包括以下步驟：

步驟1.將粉末均勻送入注射成形機內，形成坯體試樣；

步驟2.將所述坯體試樣以固定角度放到傳送帶上，輸送到CT檢測設備中，該固定角度為坯體試樣的中心截面與探測面板平行的角度；當所述坯體試樣運行到CT設備中心位置，CT機進行掃描，得到所述試樣的DR投影圖；

步驟3.將試樣DR投影圖傳送到圖像處理系統，將所述試樣DR投影圖與標準試樣的DR圖進行匹配檢測，得到坯體試樣的變化值G和P；

步驟4.將上述坯體試樣變化值G和P，以及該注射坯的注射成形工藝參數傳送給所述專家系統，專家系統做出推理判斷，確定所述坯體試樣是否合格，如果合格，則反饋到注射成形機，注射過程繼續；否則，將確定為次品，并得到不合格試樣的工藝調整方案；將所述工藝調整方案反饋到所述注射成形機。

所述工藝參數包括注射壓力，注射速度，注射溫度。

所述匹配檢測具體為：將CT機掃描得到的DR圖與標準試樣的DR圖進行對比，包括DR圖整體灰度平均值的比較，局部區域灰度平均值的比較；其中，兩者的整體灰度平均值相對變化值G作為判斷檢測試樣燒結后尺寸是否合格的依據，兩者的局部區域灰度平均值相對變化值P作為氣孔判斷依據。

所述知識推理具體為：根據得到G值，P值以及工藝參數中注射壓力，注射速度，注射溫度輸入到知識推理機中，所述知識推理機將得到的G值，P值與缺陷數據庫的數據做定性分析，判斷出是否有缺陷，不存在缺陷，則工藝參數不作調整，存在缺陷結合注射坯的工藝參數定性給出缺陷存在的原因以及如何調整；根據P值，G值大小確定缺陷等級，推理得到調整后的工藝參數。

本發明的優點在于：

1.參數調整過程自動化進行，省去了傳統試錯法帶來的大量繁瑣勞動，提高了效率。

2.檢測過程不破壞樣品，合格樣品仍可使用，節約了成本。

3.可以對注射過程進行實時監測，及時發現注射坯質量問題并進行參數調整，在調整后的參數下注射，經驗證試樣缺陷消失，確保了產品質量的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明一種粉末注射成形產品質量的智能化調控系統的結構框圖。

圖2為本發明一種粉末注射成形產品質量的智能化調控系統的流程圖。