CN108804797A - 一种智能注料混合头的控制方法及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能注料混合头的控制方法及其控制系统，涉及技术领域。本发明包括如下步骤：步骤S01建立数学模型；S02将大量的不同型号的门体发泡工艺参数录入数据库；S03将参数输入数学模型；S04拟合出聚氨酯泡沫的密度ρ；S05判定注料方式；S06对注料方式进行拟合；S07根据拟合出的注料参数进行注料动作。本发明通过将大量门体发泡工艺参数录入数据库，建立参数模型和注料方程，拟合出注料参数并根据注料参数控制系统进行注料动作，智能给出注料参数避免了实验反复调整，节省了大量时间和物料浪费；同时提升了注料精准度和效率。
Description
技术领域
本发明属于冰箱制造领域，特别是涉及一种智能注料混合头的控制方法及其控制系统。
背景技术
随着家电技术的发展，冰箱容积逐渐扩大，箱体/门体的厚度也越来越薄。因此，在冰箱门体制作工艺的发展过程中，门体注料混合头由定点注料方式(即在中心点直接注料)，逐渐变为移动注料(即混合头按照预先设置好的行程边移动边注料)，然而随着门体尺寸型号的增多，同时尺寸进一步增大，发泡层的厚度也进一步减薄，这意味着发泡原料分布一致性更难控制，对混合头的注料工艺要求更高。那么当生产一个新型号或更大尺寸门体前，需要反复调整注料工艺，以满足门体质量要求。一般而言，根据注料先调整混合头流量(注料混合头流量是通过混合头液压来控制的，而液压是通过六角扳手人工操作调整的)，使其在规定的注料时间内完成注料动作，其次要不断调整注料行程(包括注料起点和终点)，同时要不断调整混合头的移动速度，使其在注料行程中刚好完成注料，最后检测门体发泡的均匀性。如果合格，则通过；不合格将前面所有的步骤重来一遍，直至合格为止。从开始调试到试验合格整个过程时间久，效率低，耽误产量；并且耗费人力物力。
因此，开发一款智能注料混合头，以避免人力、物料以及时间上的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能注料混合头的控制方法及其控制系统，通过将大量门体发泡工艺参数录入数据库，建立参数模型和注料方程，拟合出注料参数并根据注料参数控制系统进行注料动作，解决了现有的注料工艺需要人工设置参数、浪费物料以及注料合格率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种智能注料混合头的控制方法，包括如下步骤：
步骤S01建立数学模型；
步骤S02将大量的不同型号的门体发泡工艺参数录入数据库；
步骤S03将参数输入数学模型；
步骤S04拟合出聚氨酯泡沫的密度ρ；
步骤S05判定注料方式；
步骤S06对注料方式进行拟合；
步骤S07根据拟合出的注料参数进行注料动作。
其中，所述步骤S01中，数学模型通过灰箱原理对不同尺寸门体对应的注料参数进行计算，建立不同的数学模型。
其中，所述步骤S04中，聚氨酯泡沫的密度ρ通过将大量的注料量与长宽高数据输入后拟合得到，其中，聚氨酯泡沫的密度ρ的计算公式如下：
注料量X＝门体体积V*聚氨酯泡沫密度ρ(门体体积V＝长a*宽b*高c)。
其中，所述步骤S05中，注料方式判定前，还需要对录入的工艺参数进行以下整理：
当注料行程L＝0时，长度a数值的区间，取最大值设为常数I；
当注料行程L>0时，长度a与宽度b的比值与注料行程L在长度a中的坐标一一对应，同时分为1＜a/b≤1.5、1.5＜a/b≤2、2＜a/b三类,并分别将三类La坐标拟合，得到注料起点和注料终点的坐标，即注料起点和注料终点离中心点距离占门体一半长度的百分比。
其中，所述步骤S05中，对注料方式进行判断，当输入的新门体的长宽高时，
若宽度≤I时，则注料行程L为0，即定点注料；
若宽度>I时，根据长宽比a/b落入的区间，确定注料起点和注料终点的坐标，即移动注料。
其中，所述步骤S06中，具体的注料方式拟合公式如下：
注料量X/注料行程L＝混合头流量Y/混合头移速Z；
式中，未知值仅为混合头流量Y和混合头移速Z，且两者存在对应关系。
本发明为一种智能注料混合头的控制方法的控制系统，包括控制芯片和注料动作单元；
所述所述控制芯片包括数据库模块、建模模块和运算模块；所述数据库模块用于录入不同型号的门体发泡工艺参数；所述建模模块用于通过灰箱原理将不同尺寸的门体对应的注料参数建立数学模型；所述运算模块用于根据用户输入的待发泡门体的长宽高和混合头流向参数，自动计算出注料量、注料行程、混合头移动速度及注料时间并将计算结果输出至注料动作单元；
所述注料动作单元包括出料混合头、液压系统和行程机组；所述出料混合头，用于向待发泡门体内注料；所述液压系统，用于控制注料流量大小及发泡原料循环；所述行程机组，用于控制出料混合头行程；
其中，所述出料混合头的进料口通过管道连接于料罐的出料口；所述液压系统与料罐连接；所述出料混合头、液压系统、行程机组均与控制芯片电性连接。
其中，所述门体发泡工艺参数包括：注料量X、门体长a、门体宽b、门体高c、注料行程L、混合头流量Y、混合头移速Z及注料时间S。
其中，所述行程机组为电机；所述电机用于控制混合头的移动速度和移动范围。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过将大量门体发泡工艺参数录入数据库，建立参数模型和注料方程，拟合出注料参数并根据注料参数控制系统进行注料动作，智能给出注料参数避免了实验反复调整，节省了大量时间和物料浪费；同时提升了注料精准度和效率。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种智能注料混合头的控制方法的流程图；
图2为本发明的一种智能注料混合头的控制系统的结构示意图。
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。
请参阅图1所示，本发明为一种智能注料混合头的控制方法，包括如下步骤：
步骤S01建立数学模型；
步骤S02将大量的不同型号的门体发泡工艺参数录入数据库；
步骤S03将参数输入数学模型；
步骤S04拟合出聚氨酯泡沫的密度ρ；
步骤S05判定注料方式；
步骤S06对注料方式进行拟合；
步骤S07根据拟合出的注料参数进行注料动作。
其中，步骤S01中，数学模型通过灰箱原理对不同尺寸门体对应的注料参数进行计算，建立不同的数学模型。
其中，步骤S04中，聚氨酯泡沫的密度ρ通过将大量的注料量与长宽高数据输入后拟合得到，其中，聚氨酯泡沫的密度ρ的计算公式如下：
注料量X＝门体体积V*聚氨酯泡沫密度ρ(门体体积V＝长a*宽b*高c)；
注料量X＝注料时间S*混合头流量Y；
注料行程L＝注料时间S*混合头移速Z(注料行程包括注料的起点及终点)；
式中：注料量X，单位为g；注料行程L及长a宽b高c，单位均为cm；混合头流量Y，单位为g/s；注料时间S，单位为s；混合头移动速度Z，单位为cm/s。
其中，步骤S05中，注料方式判定前，还需要对录入的工艺参数进行以下整理：
当注料行程L＝0时，即定点注料，长度a数值的区间，取最大值设为常数I；
当注料行程L>0时，即移动注料，长度a与宽度b的比值与注料行程L在长度a中的坐标一一对应，同时分为1＜a/b≤1.5、1.5＜a/b≤2、2＜a/b三类,并分别将三类La坐标拟合，得到注料起点和注料终点的坐标，即注料起点和注料终点离中心点距离占门体一半长度的百分比。
其中，步骤S05中，对注料方式进行判断，当输入的新门体的长宽高时，
若宽度≤I时，则注料行程L为0，即定点注料；
若宽度>I时，根据长宽比a/b落入的区间，确定注料起点和注料终点的坐标，即移动注料；
依据上述判定原则，对注料方式进行拟合，当输入新门体长宽高时，若宽度≤I，则注料行程为0(即定点注料)；若宽度＞I，则根据长宽比比值落入的区间，给出注料起点和终点的坐标。
其中，步骤S06中，依据本发明的数学模拟原理及上述拟合原则，建立注料方程Φ，方程的变量为长度a、宽度b、高度c，应变量为注料量X、混合头流量Y、混合头移速Z、注料行程L和注料时间S，其中注料量X和注料行程L均可拟合出，我们将其视为已知值，注料时间S、混合头流量Y和混合头移速Z的关系，具体的注料方式拟合公式如下：
注料量X＝注料时间S*混合头流量Y；
注料行程L＝注料时间S*混合头移速Z；
注料量X/注料行程L＝混合头流量Y/混合头移速Z；
式中，未知值仅为混合头流量Y和混合头移速Z，且两者存在对应关系；因此，预设混合头流量Y或混合头移速Z的值，并输入长a宽b高c，即可得出整个注料方程Φ中的所有值，完成注料参数的拟合计算，通常为了操作方便，尽量不调节混合头流量，预设混合头流量Y，减少大量调试的时间。
如图2所示,本发明为一种智能注料混合头的控制方法的控制系统，包括控制芯片和注料动作单元；
控制芯片包括数据库模块、建模模块和运算模块；数据库模块用于录入不同型号的门体发泡工艺参数；建模模块用于通过灰箱原理将不同尺寸的门体对应的注料参数建立数学模型；运算模块用于根据用户输入的待发泡门体的长宽高和混合头流向参数，自动计算出注料量、注料行程、混合头移动速度及注料时间并将计算结果输出至注料动作单元；
注料动作单元包括出料混合头、液压系统和行程机组；出料混合头，用于向待发泡门体内注料；液压系统，用于控制注料流量大小及发泡原料循环；行程机组，用于控制出料混合头行程；
其中，出料混合头的进料口通过管道连接于料罐的出料口；液压系统与料罐连接；出料混合头、液压系统、行程机组均与控制芯片电性连接。
其中，门体发泡工艺参数包括：注料量X、门体长a、门体宽b、门体高c、注料行程L、混合头流量Y、混合头移速Z及注料时间S。
其中，行程机组为电机；电机用于控制混合头的移动速度和移动范围。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种智能注料混合头的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S01建立数学模型；
步骤S02将大量的不同型号的门体发泡工艺参数录入数据库；
步骤S03将参数输入数学模型；
步骤S04拟合出聚氨酯泡沫的密度ρ；
步骤S05判定注料方式；
步骤S06对注料方式进行拟合；
步骤S07根据拟合出的注料参数进行注料动作。
2.根据权利要求1所述的一种智能注料混合头的控制方法，其特征在于，所述步骤S01中，数学模型通过灰箱原理对不同尺寸门体对应的注料参数进行计算，建立不同的数学模型。
3.根据权利要求1所述的一种智能注料混合头的控制方法，其特征在于，所述步骤S04中，聚氨酯泡沫的密度ρ通过将大量的注料量与长宽高数据输入后拟合得到，其中，聚氨酯泡沫的密度ρ的计算公式如下：
注料量X＝门体体积V*聚氨酯泡沫密度ρ(门体体积V＝长a*宽b*高c)。
4.根据权利要求1所述的一种智能注料混合头的控制方法，其特征在于，所述步骤S05中，注料方式判定前，还需要对录入的工艺参数进行以下整理：
当注料行程L＝0时，长度a数值的区间，取最大值设为常数I；
当注料行程L>0时，长度a与宽度b的比值与注料行程L在长度a中的坐标一一对应，同时分为1＜a/b≤1.5、1.5＜a/b≤2、2＜a/b三类,并分别将三类La坐标拟合，得到注料起点和注料终点的坐标，即注料起点和注料终点离中心点距离占门体一半长度的百分比。
5.根据权利要求1所述的一种智能注料混合头的控制方法，其特征在于，所述步骤S05中，对注料方式进行判断，当输入的新门体的长宽高时，
若宽度≤I时，则注料行程L为0，即定点注料；
若宽度>I时，根据长宽比a/b落入的区间，确定注料起点和注料终点的坐标，即移动注料。
6.根据权利要求1所述的一种智能注料混合头的控制方法，其特征在于，所述步骤S06中，具体的注料方式拟合公式如下：
注料量X/注料行程L＝混合头流量Y/混合头移速Z；
式中，未知值仅为混合头流量Y和混合头移速Z，且两者存在对应关系。
7.如权利要求1-6任意所述的一种智能注料混合头的控制方法的控制系统，包括控制芯片和注料动作单元，其特征在于：
所述所述控制芯片包括数据库模块、建模模块和运算模块；所述数据库模块用于录入不同型号的门体发泡工艺参数；所述建模模块用于通过灰箱原理将不同尺寸的门体对应的注料参数建立数学模型；所述运算模块用于根据用户输入的待发泡门体的长宽高和混合头流向参数，自动计算出注料量、注料行程、混合头移动速度及注料时间并将计算结果输出至注料动作单元；
所述注料动作单元包括出料混合头、液压系统和行程机组；所述出料混合头，用于向待发泡门体内注料；所述液压系统，用于控制注料流量大小及发泡原料循环；所述行程机组，用于控制出料混合头行程；
其中，所述出料混合头的进料口通过管道连接于料罐的出料口；所述液压系统与料罐连接；所述出料混合头、液压系统、行程机组均与控制芯片电性连接。
8.根据权利要求7所述的一种智能注料混合头的控制方法的控制系统，其特征在于，所述门体发泡工艺参数包括：注料量X、门体长a、门体宽b、门体高c、注料行程L、混合头流量Y、混合头移速Z及注料时间S。
9.根据权利要求7所述的一种智能注料混合头的控制方法的控制系统，其特征在于，所述行程机组为电机；所述电机用于控制混合头的移动速度和移动范围。
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