[發明專利]型胚壁厚控制系統及方法

無效

• 申請號: 201110442358.6
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102490349A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 周筱龍
• 申請（專利權）人: 寧波弘訊科技股份有限公司
• 主分類號: B29C49/78
• 分類號: B29C49/78
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本申請涉及中空吹塑成型技術領域，特別是涉及型胚壁厚控制系統及方法。

背景技術

中空吹塑成型技術是通過氣壓使塑化的型胚緊貼模具內壁成型，型胚的生產方式為擠出式，即將加熱塑化熔體從各種形狀的模芯縫隙中擠出，形成各種形狀的桶狀型胚，擠出的型胚受萬有引力的作用垂直懸掛。中空容器制品一起強度要求規定了最小壁厚，但是早期的中空吹塑成型設備缺少型胚壁厚控制系統，為使中空容器制品的最薄處的壁厚達到最小壁厚要求，所述中空容器制品的其他部位就要相應加厚，造成材料的浪費，導致成本增加，同時中空容器制品的冷卻時間長、生產周期長，為節省成本、縮短冷卻時間、加快生產周期，因此需要控制型胚的壁厚。

壁厚控制系統是控制器根據用戶設定的型胚壁厚軸向變化曲線輸出相應的電信號至電液伺服閥，由電液伺服閥驅動模芯的上下移動，從而控制模型縫隙的變化的系統，在中空容器的生產過程中，為保證產品質量，要求被控量能夠準確地跟蹤設置值，同時要求響應過程快速。

傳統的壁厚控制系統采用線性插值算法得到型胚壁厚軸向變化曲線，此種方法對于兩點之間的擬合非常容易，但是對于兩端點的過渡沒有考慮，端點間沒有圓滑過渡，要求操作者將各端點的調整到圓滑過渡，這樣基本上每點都要調整，操作復雜。壁厚控制器采用線性PID控制器，由于型胚壁厚控制系統的執行結構是電液伺服系統，電液伺服系統的典型特征是低阻尼、時變性、非線性，有較大慣性和滯后性。傳統的線性PID算法在較大慣性和滯后性積分項會導致較大的超調和較長時間的波動。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種型胚壁厚控制系統及方法，以解決現有的型胚壁厚控制方法及系統操作復雜、超調大波動時間長的問題，技術方案如下：

一種型胚壁厚控制系統，包括：非線性控制器、線性位移傳感器和執行機構，其中，

所述線性位移傳感器，用于測量所述模芯間隙值，并作為型胚壁厚反饋值反饋給所述非線性控制器；

所述非線性控制器查詢由貝塞爾曲線分割插值法得到的型胚壁厚軸向分布曲線，得到此時型胚壁厚設定值，且比較該型胚壁厚設定值及所述型胚壁厚反饋值，輸出相應的控制信號；

所述執行機構與所述非線性控制器相連，用于根據接收到的所述控制信號，控制所述型胚壁厚反饋值與所述型胚壁厚設定值間的差值在預設范圍內。

優選的，所述非線性控制器為非線性比例-微分控制器，包括：壁厚軸向分布曲線單元、比例控制器、第一濾波器、微分控制器及限幅輸出單元，其中：

所述壁厚軸向分布曲線單元，用于存儲所述型胚的壁厚設定值；

所述比例控制器對所述型胚的壁厚設定值與所述型胚壁厚反饋值之間的差值進行比例運算，得到所述型胚壁厚誤差；

所述第一濾波器，用于將接收到的所述型胚壁厚反饋值進行高通濾波，得到高通濾波后的型胚壁厚反饋值，并提供給所述微分控制器；

所述微分控制器，用于將所述高通濾波后的型胚壁厚反饋值進行微分運算，得到第一型胚壁厚反饋值，并與所述型胚壁厚誤差進行疊加，得到控制信息，并提供給所述限幅輸出單元；

所述限幅輸出單元，用于根據接收到的所述控制信息，產生幅值在預設范圍內的控制信號。

優選的，所述非線性控制器還包括第二濾波器，用于濾除所述型胚壁厚反饋值中的干擾信號。

優選的，所述非線性控制器還包括：

與所述型胚壁厚分布曲線單元相連的模式選擇單元，用于選擇所述型胚壁厚控制系統的工作模式，該工作模式包括：連續式壁厚控制模式和儲料式壁厚控制模式。

優選的，所述執行機構為電液伺服系統，所述電液伺服系統包括：比例伺服閥及液壓油缸，其中：

所述比例伺服閥接收所述非線性控制器輸出的控制信號，控制所述液壓油缸中的活塞的位置，以使模芯間隙值與所述型胚壁厚設定值間的差值在預設范圍內。

優選的，所述非線性控制器為可編程邏輯控制器。

一種型胚壁厚控制方法，包括：

根據貝塞爾曲線分割插值算法得到型胚壁厚軸向變化曲線；

獲取模芯縫隙間隙值，作為型胚壁厚反饋值；

比較由所述型胚壁厚軸向變化曲線得到的壁厚設定值與所述型胚壁厚反饋值，得到型胚壁厚誤差，并對該型胚壁厚誤差進行非線性控制，輸出控制信號，控制所述模芯間隙值與所述壁厚設定值間的差值在預設范圍內。

優選的，所述比較所述壁厚設定值與所述型胚壁厚反饋值，進行非線性控制，輸出控制信號的過程，具體為：