CN116353007A - 一种液压注塑机的智能保压控制方法 - Google Patents

一种液压注塑机的智能保压控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压注塑机的智能保压控制方法，涉及注塑机保压控制技术领域。获取当前周期内以第一采样频率实时记录的液压注塑机的锁模力数据，根据锁模力峰值判断液压注塑机的保压控制是否正常；若锁模力峰值不在预设锁模力区间内，获取当前周期的V/P切换点和注塑熔体压力数据；根据锁模力峰值与当前周期的V/P切换点确定下一周期的V/P切换点；根据注塑熔体压力数据计算液压注塑机在下一周期保压阶段的保压压力。通过锁模力峰值判断保压控制是否正常，并可以使用当前周期的采集数据实时调整V/P切换点和保压压力，避免了人工调试，提高了注塑产品生产的稳定性。

Description

一种液压注塑机的智能保压控制方法
技术领域
本发明涉及注塑机保压控制技术领域，具体涉及一种液压注塑机的智能保压控制方法。
背景技术
注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。
注塑机在生产过程中，首先是充入注塑压力实现对制品的注塑加工，当熔料填充模腔95％后转为保压压力继续对前端熔体施加压力；目前保压压力的设定主要依托于注塑机调试人员的经验，对于调试人员的专业技能要求很高，在调试过程中也会因为设定不好，影响产品生产进度和浪费塑料原料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压注塑机的智能保压控制方法，通过保压控制方法，降低用人成本减少人的技能不足而产生的一系列问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种液压注塑机的智能保压控制方法，所述方法包括:
获取当前周期内以第一采样频率实时记录的液压注塑机的锁模力数据，根据锁模力峰值判断所述液压注塑机的保压控制是否正常；
若所述锁模力峰值不在预设锁模力区间内，获取当前周期的V/P切换点和注塑熔体压力数据；所述注塑熔体压力数据为当前周期内以第二采样频率实时记录的所述液压注塑机的喷嘴的压力；
根据所述锁模力峰值与当前周期的V/P切换点确定下一周期的V/P切换点；
根据所述注塑熔体压力数据计算所述液压注塑机在下一周期保压阶段的保压压力。
可选地，所述方法还包括：
若所述锁模力峰值在预设锁模力区间内，获取当前周期的第一注塑制品重量和上一周期的第二注塑制品重量；
若第一注塑制品重量与第二注塑制品重量的差值大于预设阈值，则将当前周期的保压时间增加预设时长，作为下一周期的保压时间；
若第一注塑制品重量与第二注塑制品重量的差值不大于预设阈值，则将当前周期的保压时间作为下一周期的保压时间。
可选地，第一注塑制品重量和第二注塑制品重量的测量采用机器自带的称重传感器进行称重。
可选地，第一注塑制品重量和第二注塑制品重量的测量通过对于机器螺杆位置的变化持续监控判断产品重量的变化程度确定。
可选地，在获取当前周期液压注塑机的锁模力峰值，根据所述锁模力峰值判断所述液压注塑机的保压控制是否正常之前，所述方法还包括：
以第一采样频率实时监测记录当前周期内所述液压注塑机的合模机构的各个拉杆的拉伸应变，得到拉伸应变数据；
针对每一拉杆，根据对应的拉伸应变数据确定该拉杆产生的分锁模力数据；
对所述合模机构的各个拉杆对应的分锁模力数据求和，得到锁模力数据；根据所述锁模力数据可以确定当前周期液压注塑机的锁模力峰值。
可选地，针对每一拉杆，根据对应的拉伸应变数据确定该拉杆产生的分锁模力数据具体为：
Figure SMS_1
其中，
Figure SMS_2
为该拉杆对应的分锁模力数据，/>
Figure SMS_3
为该拉杆的横截面积，/>
Figure SMS_4
为该拉杆材料的弹性模量，/>
Figure SMS_5
为该拉杆对应的拉伸应变数据。
可选地，根据所述锁模力峰值与当前周期的V/P切换点确定下一周期的V/P切换点包括：
确定所述锁模力峰值相对于预设平均锁模力的锁模力增量；
根据所述锁模力增量和历史标准偏差确定V/P切换点下一周期调整的目标步数；
以注塑机可用的最小位移距离为一步，将当前周期的V/P切换点调整目标步数。
可选地，根据所述注塑熔体压力数据计算所述液压注塑机在下一周期保压阶段的保压压力包括：
根据所述注塑熔体压力数据计算所述液压注塑机的熔体粘度：
Figure SMS_6
其中，
Figure SMS_7
为熔体粘度，/>
Figure SMS_8
为机筒内横截面积，/>
Figure SMS_9
为螺杆位移距离，/>
Figure SMS_10
为所述注塑熔体压力数据，/>
Figure SMS_11
为所述注塑熔体压力数据在当前周期内的积分；
根据所述熔体粘度计算下一周期保压阶段的保压压力：
Figure SMS_12
其中，
Figure SMS_13
为下一周期保压阶段的保压压力，/>
Figure SMS_14
为预设的初始保压压力，/>
Figure SMS_15
为预设的标准循环中的熔体粘度。
可选地，所述初始保压压力与注塑材料相关：
若注塑材料为PA塑料，所述初始保压压力=50%注射压力；
若注塑材料为POM塑料，所述初始保压压力=80%注射压力；
若注塑材料为PP/PE塑料，所述初始保压压力=30-50％注射压力。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供了一种液压注塑机的智能保压控制方法，获取当前周期内以第一采样频率实时记录的液压注塑机的锁模力数据，根据锁模力峰值判断液压注塑机的保压控制是否正常；若锁模力峰值不在预设锁模力区间内，获取当前周期的V/P切换点和注塑熔体压力数据；注塑熔体压力数据为当前周期内以第二采样频率实时记录的液压注塑机的喷嘴的压力；根据锁模力峰值与当前周期的V/P切换点确定下一周期的V/P切换点；根据注塑熔体压力数据计算液压注塑机在下一周期保压阶段的保压压力。通过锁模力峰值判断保压控制是否正常，并可以使用当前周期的采集数据实时调整V/P切换点和保压压力，避免了人工调试，提高了注塑产品生产的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例提供的一种液压注塑机的智能保压控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种液压注塑机的智能保压控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的制品重量与保压时间的关系图；
图4为本发明实施例提供的又一种液压注塑机的智能保压控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
保压压力是用来克服流动阻力体现速度的。一般来讲，注射压力是既有压力又有速度；而保压是只给压力，不给速度。注塑机注射压力是指根据产品要求，用合理的压力与速度把熔料填充模腔95％后转为保压。注射压力一般分为高压慢速→高压快速→低压慢速→转为保压，保压压力是指熔料填满模具型腔后防止熔体凝固收缩后的空洞，或浇口位置的弱处等导致模件强度不足给予补偿，保压压力一般分为高压低速→低压慢速→转为储料，保压时间根据产品厚度而定。
保压压力是指注塑后螺杆并不立即后退，仍继续对前端熔体施加压力。在保压阶段，模腔能的塑料因为冷却收缩而体积变小，这时若浇口未冻结，螺杆在保压压力的作用下缓慢前进，使塑料继续注射入型腔进行补缩。一般保压压力小于注射压力。
一般来说转压点是指在零保压压力的情况下把产品打到95％满时，由注射到保压的切换点。对于薄壁产品：一般打到产品的98％，对于非平衡流道：一般为70％-80％，应视具体情况而定。并采用慢-快-慢多级注射。
本发明实施例提供了一种液压注塑机的智能保压控制方法。参见图1，图1为本发明实施例提供的一种液压注塑机的智能保压控制方法的流程图，该方法包括:
S101，获取当前周期内以第一采样频率实时记录的液压注塑机的锁模力数据，根据锁模力峰值判断液压注塑机的保压控制是否正常；
S102，若锁模力峰值不在预设锁模力区间内，获取当前周期的V/P切换点和注塑熔体压力数据；
S103，根据锁模力峰值与当前周期的V/P切换点确定下一周期的V/P切换点；
S104，根据注塑熔体压力数据计算液压注塑机在下一周期保压阶段的保压压力。
注塑熔体压力数据为当前周期内以第二采样频率实时记录的液压注塑机的喷嘴的压力；
基于本发明实施例提供的一种液压注塑机的智能保压控制方法，通过锁模力峰值判断保压控制是否正常，并可以使用当前周期的采集数据实时调整V/P切换点和保压压力，避免了人工调试，提高了注塑产品生产的稳定性。
一种实现方式中，预设锁模力区间可以由技术人员根据经验进行设置，在此不做限定。锁模力峰值不在预设锁模力区间说明当前的V/P切换点和/或保压压力设置不合理，可以根据当前周期的采集数据重新设置V/P切换点和保压压力。
一种实现方式中，在液压注塑机的每个工作周期内，以第一采样频率分别记录锁模力的变化情况，可以得到该周期锁模力数据。
一种实现方式中，在液压注塑机的每个工作周期内，以第二采样频率分别记录喷嘴的压力的变化情况，可以得到该周期喷嘴的压力数据作为注塑熔体压力数据。第一采样频率和第二采样频率可以由技术人员根据经验进行设置。
在一个实施例中，参见图2，在图1的基础上该方法还包括：
S105，若锁模力峰值在预设锁模力区间内，获取当前周期的第一注塑制品重量和上一周期的第二注塑制品重量；
S106，若第一注塑制品重量与第二注塑制品重量的差值大于预设阈值，则将当前周期的保压时间增加预设时长，作为下一周期的保压时间；
S107，若第一注塑制品重量与第二注塑制品重量的差值不大于预设阈值，则将当前周期的保压时间作为下一周期的保压时间。
一种实现方式中，参见图3，图3为制品重量与保压时间的关系图。由图3可知当保压时间超过一定时长后制品重量趋于稳定，通过将第一注塑制品重量与第二注塑制品重量进行比较，可以确定出最优的保压时间，使制品重量稳定且保压时间的时长最短。预设阈值可以由技术人员根据产品的实际重量和可允许误差进行设置，预设时长可以由技术人员根据经验进行设置。
在一个实施例中，第一注塑制品重量和第二注塑制品重量的测量采用机器自带的称重传感器进行称重。
在一个实施例中，第一注塑制品重量和第二注塑制品重量的测量通过对于机器螺杆位置的变化持续监控判断产品重量的变化程度确定。
在一个实施例中，参见图4，在图2的基础上步骤S101之前，方法还包括：
S108，以第一采样频率实时监测记录当前周期内液压注塑机的合模机构的各个拉杆的拉伸应变，得到拉伸应变数据；
S109，针对每一拉杆，根据对应的拉伸应变数据确定该拉杆产生的分锁模力数据；
S1010，对合模机构的各个拉杆对应的分锁模力数据求和，得到锁模力数据。
根据锁模力数据可以确定当前周期液压注塑机的锁模力峰值。
一种实现方式中，液压注塑机的合模机构可以包括多个拉杆，因此液压注塑机的锁模力是各拉杆的分锁模力之和。而在液压注塑机的每个工作周期内，以第一采样频率同步采样分别记录各拉杆的拉伸应变的变化情况，即为拉伸应变数据。拉伸应变数据为以该周期的起始点为零点，以时间为自变量拉伸应变为因变量的离散函数。针对每一拉杆，通过对应的拉伸应变数据可以确定该拉杆产生的分锁模力关于时间的分锁模力数据。分锁模力数据为以该周期的起始点为零点，以时间为自变量分锁模力为因变量的离散函数。对各个拉杆对应的分锁模力数据求和，既将相同采样时刻的分锁模力相加得到该时刻液压注塑机的锁模力，最终得到的锁模力数据为以该周期的起始点为零点，以时间为自变量锁模力为因变量的离散函数。
在一个实施例中，步骤S109具体为：
Figure SMS_16
（1）
其中，
Figure SMS_17
为该拉杆对应的分锁模力数据，/>
Figure SMS_18
为该拉杆的横截面积，/>
Figure SMS_19
为该拉杆材料的弹性模量，/>
Figure SMS_20
为该拉杆对应的拉伸应变数据。
在一个实施例中，步骤S103包括：
步骤一，确定锁模力峰值相对于预设平均锁模力的锁模力增量；
步骤二，根据锁模力增量和历史标准偏差确定V/P切换点下一周期调整的目标步数；
步骤三，以注塑机可用的最小位移距离为一步，将当前周期的V/P切换点调整目标步数。
一种实现方式中，锁模力增量可以为正或者为负，当锁模力增量为正时则将V/P切换位置提前，当锁模力增量为负时则将V/P切换位置延后。
在一个实施例中，步骤S104包括：
步骤一，根据注塑熔体压力数据计算液压注塑机的熔体粘度：
Figure SMS_21
（2）
其中，
Figure SMS_22
为熔体粘度，/>
Figure SMS_23
为机筒内横截面积，/>
Figure SMS_24
为螺杆位移距离，/>
Figure SMS_25
为注塑熔体压力数据，/>
Figure SMS_26
为注塑熔体压力数据在当前周期内的积分；
步骤二，根据熔体粘度计算下一周期保压阶段的保压压力：
Figure SMS_27
（3）
其中，
Figure SMS_28
为下一周期保压阶段的保压压力，/>
Figure SMS_29
为预设的初始保压压力，/>
Figure SMS_30
为预设的标准循环中的熔体粘度。
一种实现方式中，标准循环即为历史记录中稳定生产合格产品的工作循环。技术人员可以将标准循环中平均的熔体粘度作为
Figure SMS_31
，相对应的平均保压压力作为/>
Figure SMS_32
。熔融状塑料原料的熔体粘度增大会导致熔融状塑料原料的流动速度降低，如果保压压力保持不变可能导致产品成型时缩水，相对应的熔融状塑料原料的熔体粘度减小会导致熔融状塑料原料的流动速度增大，如果保压压力保持不变可能导致产品成型时超重甚至出现飞边缺陷，因此在实际的注塑生产过程中，根据当前周期熔体粘度的变化可以实时控制下一周期保压阶段的保压压力，保证产品成型时的质量稳定性。
在一个实施例中，初始保压压力与注塑材料相关：
若注塑材料为PA塑料，初始保压压力=50%注射压力；
若注塑材料为POM塑料，初始保压压力=80%注射压力；
若注塑材料为PP/PE塑料，初始保压压力=30-50％注射压力。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，所述方法包括:
获取当前周期内以第一采样频率实时记录的液压注塑机的锁模力数据，根据锁模力峰值判断所述液压注塑机的保压控制是否正常；
若所述锁模力峰值不在预设锁模力区间内，获取当前周期的V/P切换点和注塑熔体压力数据；所述注塑熔体压力数据为当前周期内以第二采样频率实时记录的所述液压注塑机的喷嘴的压力；
根据所述锁模力峰值与当前周期的V/P切换点确定下一周期的V/P切换点；
根据所述注塑熔体压力数据计算所述液压注塑机在下一周期保压阶段的保压压力。
2.根据权利要求1所述的一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述锁模力峰值在预设锁模力区间内，获取当前周期的第一注塑制品重量和上一周期的第二注塑制品重量；
若第一注塑制品重量与第二注塑制品重量的差值大于预设阈值，则将当前周期的保压时间增加预设时长，作为下一周期的保压时间；
若第一注塑制品重量与第二注塑制品重量的差值不大于预设阈值，则将当前周期的保压时间作为下一周期的保压时间。
3.根据权利要求2所述的一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，第一注塑制品重量和第二注塑制品重量的测量采用机器自带的称重传感器进行称重。
4.根据权利要求2所述的一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，第一注塑制品重量和第二注塑制品重量的测量通过对于机器螺杆位置的变化持续监控判断产品重量的变化程度确定。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，在获取当前周期液压注塑机的锁模力峰值，根据所述锁模力峰值判断所述液压注塑机的保压控制是否正常之前，所述方法还包括：
以第一采样频率实时监测记录当前周期内所述液压注塑机的合模机构的各个拉杆的拉伸应变，得到拉伸应变数据；
针对每一拉杆，根据对应的拉伸应变数据确定该拉杆产生的分锁模力数据；
对所述合模机构的各个拉杆对应的分锁模力数据求和，得到锁模力数据；根据所述锁模力数据可以确定当前周期液压注塑机的锁模力峰值。
6.根据权利要求5所述的一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，针对每一拉杆，根据对应的拉伸应变数据确定该拉杆产生的分锁模力数据具体为：
Figure QLYQS_1
；
其中，
Figure QLYQS_2
为该拉杆对应的分锁模力数据，/>
Figure QLYQS_3
为该拉杆的横截面积，/>
Figure QLYQS_4
为该拉杆材料的弹性模量，/>
Figure QLYQS_5
为该拉杆对应的拉伸应变数据。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，根据所述锁模力峰值与当前周期的V/P切换点确定下一周期的V/P切换点包括：
确定所述锁模力峰值相对于预设平均锁模力的锁模力增量；
根据所述锁模力增量和历史标准偏差确定V/P切换点下一周期调整的目标步数；
以注塑机可用的最小位移距离为一步，将当前周期的V/P切换点调整目标步数。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，根据所述注塑熔体压力数据计算所述液压注塑机在下一周期保压阶段的保压压力包括：
根据所述注塑熔体压力数据计算所述液压注塑机的熔体粘度：
Figure QLYQS_6
；
其中，
Figure QLYQS_7
为熔体粘度，/>
Figure QLYQS_8
为机筒内横截面积，/>
Figure QLYQS_9
为螺杆位移距离，/>
Figure QLYQS_10
为所述注塑熔体压力数据，/>
Figure QLYQS_11
为所述注塑熔体压力数据在当前周期内的积分；
根据所述熔体粘度计算下一周期保压阶段的保压压力：
Figure QLYQS_12
；
其中，
Figure QLYQS_13
为下一周期保压阶段的保压压力，/>
Figure QLYQS_14
为预设的初始保压压力，/>
Figure QLYQS_15
为预设的标准循环中的熔体粘度。
9.根据权利要求8所述的一种液压注塑机的智能保压控制方法，其特征在于，所述初始保压压力与注塑材料相关：
若注塑材料为PA塑料，所述初始保压压力=50%注射压力；
若注塑材料为POM塑料，所述初始保压压力=80%注射压力；
若注塑材料为PP/PE塑料，所述初始保压压力=30-50％注射压力。
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