[發明專利]一種注塑機注射進程的智能控制系統

在審

• 申請號: 201810334203.2
• 申請日: 2018-04-14
• 公開（公告）號: CN108544724A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 池春燕;劉清華;王穎平;趙偉華;李小銀;蘇恒榮;吳春新;張攀峰
• 申請（專利權）人: 池春燕;劉清華;王穎平;趙偉華;李小銀;蘇恒榮;吳春新;張攀峰
• 主分類號: B29C45/76
• 分類號: B29C45/76
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種注塑機注射進程的智能控制系統，包括：圖像采集器、中央控制器和螺桿驅動器；所述的圖像采集器用于采集注塑樣品的圖像，并發送至中央控制器，所述的中央控制器將注塑樣品的圖像進行特征提取，通過對特征數據進行分析后生成螺桿執行策略，所述的螺桿驅動器的信號輸入端與中央控制器連接，該螺桿驅動器利用螺桿執行策略控制注塑機螺桿的運行，所述的螺桿執行策略包括：螺桿在注射過程各時段中前進、后退的速度、時間點及行程的設定。利用本系統能夠實現螺桿進程的精確、自動控制，并結合實際生產的不同情況來達到不同的控制目標。

技術領域

本發明涉及注塑控制設備技術領域，具體涉及一種注塑機注射進程的智能控制系統。

背景技術

注塑機，是將熱塑性塑料或熱固性塑料用成型模具制成各種形狀塑料制品的主要成型設備。

如圖1所示，注塑成型是利用塑料的熱物理性質，把物料從料斗3加入料筒2中，料筒2外由加熱圈4加熱，使物料成熔融狀。在料筒2內設置的動力馬達作用下驅動旋轉的螺桿1，使物料在螺桿1的作用下沿著螺槽向前輸送并壓實，物料在外加熱和螺桿剪切的雙重作用下逐漸塑化、熔融和均化，當螺桿1旋轉時，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推至螺桿的頭部，與此同時，螺桿1在物料的反作用下后退，使螺桿頭部形成儲料空間，完成塑化過程。然后，螺桿1在注射用油缸活塞5推力作用下，以高速、高壓的狀態將儲料室6內的熔融料通過噴嘴注射到模具7的型腔8中，型腔8中的熔料經過保壓、冷卻、固化定型后，模具7在合模機構9的作用下開啟模具7，并通過頂出裝置把定型好的制品從模具7頂出并落下。

注塑是典型的間歇性、重復性工藝過程，每一個注射周期都包括三個獨立的工藝階段：注射階段、保壓階段、預塑及冷卻階段。在注塑過程中有多個參數需要精確控制，比如速度、溫度、壓力等，每一項因素都對注塑產品的質量起到關鍵性作用。注塑的過程很短，因此，注射的速度就被認為是注塑工藝過程中最為關鍵的因素。注射速度過快，使熔體進入模具型腔時形成不規則的流動，還會導致模具中的熔體排氣不良，最終使塑料制品表面出現質量問題；注射速度過慢，使熔體在模具內的澆注時間過長，從而導致塑料制品出現熔接痕、欠注、殘余應力過大等缺陷。注塑行業把注射速度分為低、高、超高三個階層，為得到密度均勻、應力小，尺寸和重量均勻，表面光滑的高精密度產品，需要精確控制注射的速度。

注射時模具的運動速度遵循“慢-快-慢”的規律，目前大部分注塑機使用螺桿注射方式，模具閉合以后，噴嘴向前移動并且與模具的澆道口緊密連接，最后在給定的注射速度下，螺桿以一定的速度向前運動開始注射，在此過程中，對螺桿位置的控制將確保有效的熔體填充速度和填充量。當模具的型腔被聚合物填充到一定程度后(大約95％)，注塑螺桿將在聚合物上保持一定的壓力，至此，注射過程結束。

從整個注射過程可以看出，螺桿的速度控制在注射階段起著關鍵性作用，目前對螺桿速度的控制方式已經從開環控制轉向閉環，加強了后續的反饋控制，控制算法有各種迭代算法和模糊邏輯神經網絡等，但大部分均沒有得到實驗的驗證，結合實際的工業生產，不同種類塑化材料和成品要求，對注射階段螺桿的速度要求不一樣，大多數還是基于人工的大量經驗數據不斷進行調試。

發明內容

本發明的目的在于，為了克服現有的注塑機螺桿在運行過程中需要具有豐富經驗的工人進行手動調試，從而降低了生產效率并帶來了人為誤差的問題，提供一種注塑機注射進程的智能控制系統，利用本系統能夠實現螺桿進程的精確、自動控制，并結合實際生產的不同情況來達到不同的控制目標。

為實現上述目的，本發明提供的一種注塑機注射進程的智能控制系統，包括：圖像采集器、中央控制器和螺桿驅動器；所述的圖像采集器用于采集注塑樣品的圖像，并發送至中央控制器，所述的中央控制器將注塑樣品的圖像進行特征提取，通過對特征數據進行分析后生成螺桿執行策略，所述的螺桿驅動器的信號輸入端與中央控制器連接，該螺桿驅動器利用螺桿執行策略控制注塑機螺桿的運行，所述的螺桿執行策略包括：螺桿在注射過程各時段中前進、后退的速度、時間點及行程的設定。