CN110341153A

CN110341153A - 塑料加工中的温度调控

Info

Publication number: CN110341153A
Application number: CN201910270817.3A
Authority: CN
Inventors: M.科门科; R.查里科夫; H.W.米勒; D.德林
Original assignee: Norton Control Systems LLC
Current assignee: Norton Control Systems LLC
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2019-04-04
Publication date: 2019-10-18
Anticipated expiration: 2039-04-04
Also published as: CN110341153B; DE102018108106B4; DE102018108106A1

Abstract

本发明涉及一种用于调控注塑机（9）的温度的方法，其中：‑检测注塑机（9）的第一位置上的温度，其中第一位置尤其是注塑机（9）的注射单元（10）的或封闭单元（11）的位置，或者是注射单元（10）的挤出机喷嘴（17）的位置，或者是封闭单元（11）的注塑模具（18）的位置，或者是注塑模具（18）的冷流道系统（29）的或热流道系统（29）的或冷流道（22）的位置，或者是冷流道系统（29）的冷流道喷嘴（30）的位置，或者是热流道系统（29）的热流道喷嘴（30）的或热流道（22）的位置；‑在第一阶段中使用初级‑调控器（24）来调控温度；‑初级‑调控器（24）具有人工神经网络；‑在第一阶段之后的第二阶段中使用次级‑调控器（25）来调控温度。

Description

塑料加工中的温度调控

技术领域

本发明涉及一种用于调控注塑机的温度或注塑机的一部分的温度的方法以及一种用于注塑机的调控系统。该温度特别是在注塑机的注射单元上或中的温度，或者是在注塑机的封闭单元上或中的温度，或者是在注射单元的挤出机喷嘴上或中的温度，或者是在封闭单元的注塑模具上或中的温度，或者是在注塑模具的冷流道系统上或中的温度，或者是在注塑模具的热流道系统上或中的温度，或者是在冷流道系统的冷流道喷嘴上或中的温度，或者是在冷流道系统的冷流道上或中的温度，或者是在热流道系统的热流道喷嘴上或中的温度，或者是在热流道系统的热流道上或中的温度。

背景技术

已知注塑机用于通过塑料注塑来制造塑料模制部件。这种模制部件应用在工业品和消费品制造的所有领域中，并且已经在很大范围内取代了由金属制成的模制部件，因为它们提供了更低的制造成本、更容易的可成形性、更少的能量耗费和更低的重量。

典型的注塑机具有注射单元和封闭单元。注射单元具有在其上游端带有填充开口的螺杆圆筒、在螺杆圆筒上的圆筒调温机构、可旋转地支承在螺杆圆筒中的螺杆轴和在螺杆圆筒下游端的挤出机喷嘴。封闭单元具有注塑模具和锁定单元。注塑模具具有压模和在该压模上的压模调温机构。压模具有固定的第一半模和可移动的第二半模。第二半模固定在锁定单元上，并且可以被该锁定单元推动至第一半模，压靠到该第一半模上，并且又从该第一半模缩回。两个半模在组装在一起的状态下限定了这样一个模腔，该模腔对应于待注射的模制部件的外轮廓。第一半模具有浇铸流道（Angusskanal），该浇铸流道在上游与挤出机喷嘴连接，并且在下游通入到模腔中。注塑机既适用于热塑性塑料，又适用于交联塑料、例如热固性塑料和弹性体。圆筒调温机构在注塑热塑性塑料时具有加热机构，并且在注塑交联塑料时具有冷却机构。压模调温机构在注塑热塑性塑料时具有冷却机构，并且在注塑交联塑料时具有加热机构。

典型的热塑性塑料注塑有四个工艺步骤：塑化、注射、冷却、脱模。在开始时，压模封闭，并将第二半模压靠到第一半模上。在塑化工艺步骤中，大多作为颗粒或条带存在的原材料经由填充开口填充到螺杆圆筒中，并被旋转的螺杆轴朝向螺杆尖端和挤出机喷嘴输送。在这种情况下，借助于圆筒调温机构将螺杆圆筒加热到预先确定的温度，该温度受到调控并且通常为200至300℃。所述材料通过螺杆圆筒的热量和在碎化和切割材料时产生的摩擦热量被加热和熔化。熔体作为铸造物质积聚在螺杆尖端前面，因为此时挤出机喷嘴是关闭的。螺杆轴可轴向移动地支承，并且因此受压力的影响而后退。这种向后运动—例如通过液压缸—被制动，从而在铸造物质中建立起背压（Staudruck）。该背压与螺杆轴的旋转相结合地使得铸造物质压缩并均匀化。一旦积聚了对于模制部件的体积来说足够量的铸造物质，就停止旋转。在注射工艺步骤中，螺杆轴在背侧置于压力下，并且挤出机喷嘴打开。由此，铸造物质在通常为500至2000hPa的高压下流经挤出机喷嘴和浇铸流道进入到模腔中。在此试图实现铸造物质的尽可能层流的流动。也就是说，铸造物质在压模中在其接触压模的经冷却的壁之处立即冷却，并保持凝固“粘着”。跟进的（nachrückend）铸造物质被由此变窄的熔体流道以更高的速度和更大的剪切变形挤压，并且在熔体前沿的前部朝向边缘通过拉延而变形。通过模具壁的散热和通过剪切加热而供热叠加地进行。高的注射速度在铸造物质中产生剪切速度，该剪切速度使得铸造物质更容易流动。在冷却工艺步骤中，借助于压模调温机构将压模冷却至预先确定的温度，该温度受到调控并且通常为20至120℃。由于压模比铸造物质更冷，压模中的熔融的铸造物质在达到凝固点时冷却并凝固。这伴随着由热收缩引起的体积收缩，这对模制部件的尺寸稳定性和表面质量产生不利影响。为了补偿这种收缩，即使在填充模腔之后也保持减小的压力，使得铸造物质可以续流并补偿收缩。这种续压进行如此长的时间，直至达到凝封点（Siegelpunkt），此时，残留在浇铸流道中的浇口（Anguss）凝固。在续压结束之后，关闭挤出机喷嘴，并开始塑化下一个模制部件。压模中的材料继续冷却，直到型芯、即模制部件的起初仍为液态的芯部凝固，并且模制部件已经达到足以脱模的硬度。在脱模工艺步骤中，第二半模从第一半模回缩，并且模制部件被伸入到模腔中的顶杆抛出。在脱模之后，将第二半模又推移至第一半模并压靠到其上，并且可以开始新的循环。浇口要么通过单独的后处理要么在脱模时自动地与模制部件分离。然而，所谓的无浇口注塑也是可行的，其中，浇铸流道中的铸造物质被持续地加热到预先确定的温度，并且因此可用于下一次注射，该温度受到调控并高于凝固点。为此，注塑模具具有热流道系统，该热流道系统具有分配块、在分配块上的分配块加热机构、热流道喷嘴和在热流道喷嘴上的加热筒。浇铸流道构造在分配块中，并且在此也称为热流道。热流道喷嘴位于浇铸流道的下游端，并通入到模腔中。分配块和热流道喷嘴借助于分配块加热机构和加热筒分别被调控到预先确定的温度。

典型的交联塑料注塑在原理上类似于热塑性塑料的注塑，并且与其主要在运行参数、如温度上有所不同。交联塑料、如热固性塑料和弹性体通常通过热作用而硬化。硬化后，无法再重新熔化。因此，尚未硬化的、可流动的铸造物质必须以相比于热塑性塑料的注塑较低的温度—根据材料而定为30至110℃—注入到压模中，并在那里通过相比于热塑性塑料的注塑较高的温度—根据材料而定为130至250℃—进行硬化。如同热塑性塑料的注塑一样，无浇口的注塑同样是可行的，但热流道系统被冷流道系统代替，利用冷却流道系统来冷却浇铸流道中的铸造物质，并且因此防止交联。代替分配块加热机构、热流道喷嘴和加热筒，冷流道系统具有分配块冷却机构、冷流道喷嘴和在冷流道喷嘴上的冷却筒。所述浇铸流道在此也称为冷流道。

但注塑机也已知用于通过粉末注塑来制造金属模制部件和陶瓷模制部件。

在粉末注塑中，首先通过将细金属粉末或陶瓷粉末与可液化的粘合剂混合来制造所谓的进料，并将其输送给注塑机。进料—类似于热塑性塑料的注塑—在通常通过加热实现的液态状态下被注入到压模中，在那里，进料通过有针对性的温度控制而凝固并形成所谓的生坯。

所提到的注塑温度通常借助于相应地配置的PID调控器来调控。

DE 602 00 867 T2描述了一种用于具有多个加热区的注塑机的温度调控方法。在该方法中，注塑机具有注射单元部分，在该注射单元部分中，圆筒被分成多个热区。这些热区设有加热装置。为这些热区设定单独预先设定的的温度，并且热区的相应的温度被保持为用于注塑的预先设定的值。向输入电路提供来自热区中的温度传感器的温度检测信号。此外，输出电路与热区中的加热装置的开关连接。通过这种布置，PC-CPU控制整个注塑机的顺序运行。 PC-CPU根据预先设定的温度和由温度传感器检测到的温度实施PID-调控。此外，PC-CPU控制开关，以便向加热装置供电，并分别将热区加热到预先设定的温度。因此，在该已知方法中，使用PID-调控器对加热进行调控。

虽然PID-调控器长期以来在温度调控中在很多不同的受控系统（Regelstrecke）中已经良好地经受住考验，但表现出了不可避免的缺点。一方面无法避免在受控系统的振荡期间的过冲（Überschwingen）。过冲虽然可以抑制，但不能完全消除。然而，随着抑制的增强，直到受控系统稳定所经过的时间增加，并且一旦受控系统稳定，调控的精度就会降低。因此，通常必须在过冲、稳定时间和调控精度之间寻求折衷。另一方面，调控精度取决于所选择的PID-参数。虽然有大量的数值的和实验的方法用于求取适合于当前受控系统的PID-参数，然而，这些方法中的每一种都表现出典型的优点和缺点，并且并非同样良好地适用于每个受控系统。因此，为相应的受控系统求取合适的PID-参数非常复杂和困难，并且通常不能自动地进行。

发明内容

本发明的目的是，降低、减少和/或消除上述缺点。

在此背景下，本发明提出了独立权利要求的主题。在从属权利要求中描述了本发明的有利的实施方式。

本发明根据第一方面提出了一种用于调控注塑机的温度或者在注塑机上或中的温度或者注塑机的一部分的温度或者在注塑机的一部分上或中的温度的方法，其中：

- 检测在注塑机的第一位置上的温度；

- 在第一阶段中，使用第一调控器或初级-调控器来调控存在于该位置上的温度；

- 初级-调控器具有人工神经网络；

- 在第一阶段之后的第二阶段中，使用第二调控器或次级-调控器来调控温度。

第一位置尤其是注塑机的注射单元的位置，或者是注塑机的封闭单元的位置，或者是注射单元的挤出机喷嘴的位置，或者是封闭单元的注塑模具的位置，或者是注塑模具的冷流道系统的位置，或者是注塑模具的热流道系统的位置，或者是冷流道系统的冷流道喷嘴的位置，或者是冷流道系统的冷流道的位置，或者是热流道系统的热流道喷嘴的位置，或者是热流道系统的热流道的位置。

存在于第一位置上的温度—也称为第一温度—因而形成调控的那个或一个调控量y(t)。

第一阶段也可以称为动态的或瞬态的阶段或振荡阶段，并且是受控系统振荡且调控量趋近参考量的所在阶段，这也称为“调整（Anregeln）”。第二阶段也可以称为稳态的或准稳态的阶段，并且是受控系统变得稳定且调控量保持在参考量的所在阶段，这也称为“平稳（Ausregeln）”。术语“人工神经网络”在下面也缩写为“KNN”。

根据第二方面，本发明提出一种用于注塑机的或者在注塑机中的调控系统，其具有：

- 第一调控器或初级-调控器；

- 第二调控器或次级-调控器；

- 控制机构；

其中，

- 注塑机具有：

•第一温度传感器，该第一温度传感器布置在注塑机的第一位置上并且检测或者能够检测存在于该位置上的温度；

•改变或者能够改变所述温度的调节环节；

- 初级-调控器具有人工神经网络；

- 控制机构在输出侧与初级-调控器和次级-调控器耦联，并且在输入侧与第一温度传感器能耦联或可与其耦联；

- 初级-调控器和次级-调控器在输出侧与调节环节能耦联或可与其耦联；

- 控制机构经过如此设计，从而：

•该控制机构在第一阶段中如此操控初级-调控器，使得初级-调控器借助于调节环节调控或能调控温度；

•该控制机构在第一阶段之后的第二阶段中如此操控次级-调控器，使得次级-调控器借助于调节环节调控或能调控温度。

本发明能实现一方面通过初级-调控器的KNN使得调控量尽可能快地到达参考量，并且在这种情况下尽可能小地过冲，而另一方面通过次级-调控器使得调控量尽可能精确地跟随参考量，并且在这种情况下该调控对于受控系统的变化非常稳健。因为KNN能够以公知的方式被针对最佳的瞬态特性或振荡特性和针对尽可能快速的调整而没有过大的过冲进行训练，并且次级-调控器能够以公知的方式以高的精度和鲁棒性针对平稳进行适配和参数化。

KNN可以根据需要以任意方式设计，例如被记载在HAYKIN S.：“Neural Networksand Learning Machines、神经网络和学习机器”中，第3次出版，2009年，PEARSON PRENTICEHALL出版社，新泽西州，尤其是第4章“Multilayer Perceptrons、多层感知器”，第124页及以后和第200页及以后。

对KNN的训练可以根据需要以任意方式进行，例如被记载在DE 10 2007 001 024A1或DE 10 2007 042 440 B3或EP 2 106 576 B1或 BECK F. ：“Neuronale Netze - EineEinführung>>Lernregeln>>Backpropagation、神经网络 - 简介>>学习规则>>反向传播”中，2017年，www.neuronalesnetz.de/backpropagation1.html或HAYKIN S. ：“NeuralNetworks and Learning Machines、神经网络和学习机器”，第3次出版，2009年，PEARSONPRENTICE HALL出版社，新泽西州，尤其是第4章、第4节“The Back-PropagationAlgorithm、反向传播算法”，第129页及以后第4章、第16节“Supervised Learning Viewedas an Optimization Problem、视为优化问题的监督学习”和第197页及以后。

所提出的每一种方法都可以根据需要以任意方式方法设计，例如，注塑机设计为用于热塑性塑料或热固性塑料或弹性体或进料的注塑机。替代地或附加地，所提出的方法经过如此设计，从而根据第一种情况不在附加的位置上检测温度，或者根据第二种情况在至少一个附加的位置上检测温度。在第二种情况下有利的是：

- 在相应的第一阶段中使用附加的初级-调控器来调控每个附加的温度；

- 每个附加的初级-调控器都具有这个或另一个人工神经网络；

- 在相应的第一阶段之后的相应的第二阶段中使用附加的次级-调控器来调控每个附加的温度。

所提出的每一种调控系统都可以根据需要以任意方式方法设计，例如，注塑机设计为用于热塑性塑料或热固性塑料或弹性体或进料的注塑机。替代地或附加地，该注塑机经过如此设计，从而它根据第一种情况没有附加的温度传感器，或者根据第二种情况具有至少一个附加的温度传感器。在第二种情况下有利的是：

- 调控系统针对每个附加的温度传感器都具有附加的初级-调控器和附加的次级-调控器；

- 每个附加的温度传感器都布置在注塑机的另一位置上，并且检测或者能检测存在于该位置上的温度；

- 注塑机针对每个附加的温度传感器都具有附加的调节环节，该调节环节改变者能改变相应的温度；

- 控制机构在输出侧与附加的初级-调控器和次级-调控器耦联，并且在输入侧与附加的温度传感器能耦联或可耦联；

- 每个附加的初级-调控器和次级-调控器都在输出侧与相应的附加的调节环节能耦联或可耦联；

- 控制机构经过如此设计，从而：

•该控制机构在相应的第一阶段中如此操控每个附加的初级-调控器，使得该初级-调控器借助于相应的调节环节调控或者能调控相应的温度；

•该控制机构在相应的第一阶段之后的相应的第二阶段中如此操控每个附加的次级-调控器，使得该次级-调控器借助于相应的调节环节调控或者能调控相应的温度。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 在第一阶段中的至少一阶段期间检查是否满足相应的第一切换标准；

- 如果满足该第一切换标准，则结束该第一阶段并且开始相应的第二阶段。

在本发明的一种实施方式中规定：

-第一切换标准中的至少一个取决于在相应的第一阶段开始之后的相应的预先确定的时间点。

在该时间点与相应的第一阶段开始之间的时段可以是经验值，并且例如为50s或100s或150s或200s或250s或300s或350s或400s或450s或500s或550s或600 s。优选地，以该时间点确定用于检查相应的第一切换标准的最长持续时间。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 针对在第一阶段中的至少一个中的调控和/或针对在第二阶段中的至少一个的调控，预先确定相应的温度的相应的参考量；

- 根据等式e=w_M-y_M来求取相应的调控差，其中，w_M是相应的温度的目标值，并且y_M是相应的温度的实际值。

目标值w_M是相应的参考量w(t)的瞬时值或当前值，并且实际值y_M是相应的温度的瞬时值或当前值，其就是相应的调控量y(t)。

在本发明的一种实施方式中规定：

-第一切换标准中的至少一个取决于相应的调控差和/或相应的调控差的变化率。

在本发明的一种实施方式中规定：

- 第一切换标准中的至少一个具有不等式|e|≤E（E≥0），其中，E是预先确定的第一阈值；和/或

- 第一切换标准中的至少一个具有不等式|f|≤F（F≥0），其中，f是相应的调控量的变化率，对此适用例如f=de/dt，并且F是预先确定的第二阈值。

第一阈值可以根据需要任意地选取，例如针对该第一阈值适用，E≥2℃或E≥5℃或E≥10℃或E≤12℃，和/或针对该第一阈值适用，E≤5℃或E≤10℃或E≤12℃或E≤15℃，和/或针对该第一阈值适用，E/w_M≥2%或E/w_M≥5%或E/w_M≥10%或E/w_M≤12%，和/或针对该第一阈值适用，E/w_M≤5%或E/w_M≤10%或E/w_M≤12%或E/w_M≤15%。

第二阈值可以根据需要任意地选取，例如针对该第二阈值适用，F≥0.2℃/s或F≥0.5℃/s或F≥1.0℃/s或F≥1.2℃/s，和/或针对该第二阈值适用，F≤0.5℃/s或F≤1.0℃/s或F≥1.2℃/s或F≤1.5℃/s。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 在第二阶段中的至少一个期间检查是否满足相应的第二切换标准；

- 如果满足该第二切换标准，则结束该第二阶段并且开始相应的第一阶段。

在本发明的一种实施方式中规定：

- 第二切换标准中的至少一个取决于相应的参考量和/或相应的参考量的变化率。

在本发明的一种实施方式中规定：

- 第二切换标准中的至少一个具有不等式|w(t)-w(t1)|≥W（W≥0且t1<t），其中，w为相应的参考量，t为时间，t1为预先确定的较早的时间点，并且W为预先确定的第三阈值；和/或，

-第二切换标准中的至少一个具有不等式|x|≥X（X≥0），其中，x为相应的参考量的变化率，对此适用例如x=dw/dt，并且X是预先确定的第四阈值。

第三阈值可以根据需要任意地选取，例如针对该第三阈值适用，W≥10℃或W≥12℃或W≥15℃或W≥18℃或W≥21℃或W≥25℃或W≥30℃，和/或针对该第三阈值适用，W≤12℃或W≤15℃或W≤18℃或W≤21℃或W≤25℃或W≤30℃或W≥32℃，和/或针对该第三阈值适用，W/w(t1)≥1%或W/w(t1)≥2%或W/w(t1)≥5%或W/w(t1)≥10%，和/或针对该第三阈值适用，W/w(t1)≥2%或W/w(t1)≥5%或W/w(t1)≥10%或W/w(t1)≥12%。

第四阈值可以根据需要任意地选取，例如针对该第四阈值适用，X≥2℃/s或X≥5℃/s或X≥10℃/s或X≥12℃/s，和/或针对该第四阈值适用，X≤5℃/s或X≤10℃/s或X≤12℃/s或X≤15℃/s。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 在第一阶段中的至少一个期间不使用相应的次级-调控器和/或仅使用相应的初级-调控器和/或不使用另一个调控器进行调控，和/或将相应的次级-调控器去激活。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 在第二阶段中的至少一个期间不使用相应的初级-调控器和/或仅使用相应的次级-调控器进行调控，和/或将相应的初级-调控器去激活。

在本发明的一种实施方式中规定：

-第二阶段中的至少一个紧接于相应的第一阶段之后。

在本发明的一种实施方式中规定：

-初级-调控器中的至少一个没有积分部分。

在本发明的一种实施方式中规定：

-次级-调控器中的至少一个不是相应的初级-调控器，和/或初级-调控器中的至少一个和相应的次级-调控器彼此分开地或分离地设计，和/或次级-调控器中的至少一个独立于相应的初级-调控器工作，和/或初级-调控器中的至少一个独立于相应的次级-调控器工作，和/或初级-调控器中的至少一个和相应的次级-调控器彼此不同，和/或初级-调控器中的至少一个和相应的次级-调控器是不同的或不相同的。

在本发明的一种实施方式中规定：

- 次级-调控器中的至少一个具有P-调控器和/或I-调控器和/或D-调控器和/或PI-调控器和/或PD-调控器和/或ID-调控器和/或PID-调控器和/或I-KNN-调控器—其具有人工神经网络和积分部分—和/或PT1-调控器和/或PT2-调控器和/或模糊-调控器和/或自适应-调控器和/或无差拍-调控器。

在本发明的一种实施方式中规定：

- I-KNN-调控器中的至少一个的积分部分具有I-调控器和/或PI-调控器和/或ID-调控器和/或PID-调控器。

在本发明的一种实施方式中规定：

-人工神经网络中的至少一个具有单层的前馈-感知器和/或多层的前馈-感知器。

每个人工神经网络都可以根据需要以任意方式设计，并且例如没有附加的或至少一个附加的单层的前馈-感知器和/或没有附加的或至少一个附加的多层的前馈-感知器。

在本发明的一种实施方式中规定：

-人工神经网络中的至少一个借助于MATLAB®予以训练。

这种训练可以根据需要以任意方式进行，例如在所述方法或注塑机投入工作之前进行。但也可行的是，在所述方法或注塑机投入工作时利用合适的优化算法进行训练，或者控制机构经过如此设计，从而在该控制机构中实施或已实施合适的优化算法，并且该控制机构在温度调控器投入工作时利用该优化算法进行训练。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 注塑机具有注射单元；

- 第一位置是注射单元的位置，或者是在注射单元上或中的位置，或者，检测注射单元的位置上的或注射单元上或中的位置上的温度。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 注射单元具有挤出机喷嘴；

- 第一位置是挤出机喷嘴的位置，或者是在挤出机喷嘴上或中的位置，或者，检测挤出机喷嘴的位置上的或在挤出机喷嘴上或中的位置上的温度。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 注塑机具有封闭单元；

- 第一位置是封闭单元的位置，或者是在封闭单元上或中的位置，或者，检测封闭单元的位置上的或在封闭单元上或中的位置上的温度。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 封闭单元具有注塑模具；

- 第一位置是注塑模具的位置，或者是在注塑模具上或中的位置，或者，检测注塑模具的位置上的或在注塑模具上或中的位置上的温度。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 注塑机或注塑模具具有冷流道系统；

- 第一位置是冷流道系统的位置，或者是在冷流道系统上或中的位置，或者，检测冷流道系统的位置上的或在冷流道系统上或中的位置上的温度。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 冷流道系统具有冷流道喷嘴和/或冷流道；

- 第一位置是冷流道喷嘴的或冷流道的位置，或者是在冷流道喷嘴或冷流道上或中的位置，或者，检测在冷流道喷嘴的或冷流道的位置上的或在冷流道喷嘴或冷流道上或中的位置上的温度。

冷流道系统可以根据需要以任意方式设计，并且例如没有附加的或至少一个附加的冷流道喷嘴和/或没有附加的或至少一个附加的冷流道。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 注塑机或注塑模具具有热流道系统；

- 第一位置是热流道系统的位置，或者是在热流道系统上或中的位置，或者，检测热流道系统的位置上的或在热流道系统上或中的位置上的温度。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 热流道系统具有热流道喷嘴和/或热流道；

- 第一位置是热流道喷嘴的或热流道的位置，或者是在热流道喷嘴或热流道上或中的位置，或者，检测在热流道喷嘴的或热流道的位置上的或在热流道喷嘴或热流道上或中的位置上的温度。

热流道系统可以根据需要以任意方式设计，并且例如没有附加的或至少一个附加的热流道喷嘴和/或没有附加的或至少一个附加的热流道。

在所提出的方法的一种实施方式中规定：

- 注塑机如同所提出的注塑机之一那样设计。

根据第三方面，本发明提出一种注塑机，其具有：

- 调控系统，该调控系统具有：

•第一调控器或初级-调控器；

•第二调控器或次级-调控器；

•控制机构；

- 第一温度传感器，该第一温度传感器布置在注塑机的第一位置上并且检测或者能够检测存在于该位置上的温度；

- 改变或者能够改变所述温度的调节环节；

其中，

- 初级-调控器具有人工神经网络；

- 初级-调控器和次级-调控器在输出侧能够与调节环节耦联；

- 控制机构经过如此设计，从而：

根据第四方面，本发明提出一种注塑机，其具有：

- 调控系统，该调控系统如同所提出的调控系统之一那样设计；

- 改变或者能够改变所述温度的调节环节；

其中，

- 控制机构在输入侧与第一温度传感器耦联；

- 初级-调控器和次级-调控器在输出侧与调节环节耦联。

所提出的每一种注塑机都可以根据需要以任意方式方法设计，例如，设计为用于热塑性塑料或热固性塑料或弹性体或进料的注塑机。替代地或附加地，所提出的注塑机经过如此设计，从而它根据第一种情况没有附加的温度传感器，或者根据第二种情况具有至少一个附加的温度传感器。在第二种情况下有利的是：

- 注塑机针对每个附加的温度传感器都具有附加的调节环节，该调节环节改变或者能改变相应的温度；

- 控制机构在输出侧与附加的初级-调控器和次级-调控器耦联，并且输入侧与附加的温度传感器耦联；

- 每个附加的初级-调控器和次级-调控器都在输出侧与相应的附加的调节环节耦联；

- 控制机构经过如此设计，从而：

在所提出的调控系统的一种实施方式中和/或在所提出的注塑机的一种实施方式中规定，

- 控制机构经过如此设计，从而：

•该控制机构在第一阶段中的至少一个期间检查是否满足相应的第一切换标准；

•如果该控制机构发现满足了第一切换标准，该控制机构就终止第一阶段并开始相应的第二阶段。

- 控制机构经过如此设计，从而：

•该控制机构针对在第一阶段中的至少一个中的调控和/或针对在第二阶段中的至少一个中的调控预先确定相应的温度的相应的参考量；

•该控制机构根据等式e = w_M - y_M来求取相应的调控差，其中，w_M是相应的温度的目标值，并且y_M是相应的温度的实际值。

- 控制机构经过如此设计，从而：

•该控制机构在第二阶段中的至少一个期间检查是否满足相应的第二切换标准；

•如果该控制机构发现满足了第二切换标准，该控制机构就终止第二阶段并开始相应的第一阶段。

- 控制机构经过如此设计，从而：

•该控制机构在第一阶段中的至少一个期间不使用相应的次级-调控器和/或仅使用相应的初级-调控器和/或不使用另一个调控器进行调控，和/或将相应的次级-调控器去激活和/或不予操控和/或与相应的调节环节分离。

与相应的调节环节的每种分离都可以根据需要以任意方式进行，例如，借助于在控制机构与相应的次级-调控器之间耦联的第一开关进行，和/或借助于在相应的次级-调控器与相应的调节环节之间耦联的第二开关进行。这些开关中的每一个都可以例如通过硬件和/或软件来实现。

- 控制机构经过如此设计，从而：

•该控制机构在第二阶段中的至少一个期间不使用相应的初级-调控器和/或仅使用相应的次级-调控器进行调控，和/或将相应的初级-调控器去激活和/或不予操控和/或与相应的调节环节分离。

与相应的调节环节的每种分离都可以根据需要以任意方式进行，例如，借助于在相应的初级-调控器与相应的调节环节之间耦联的第一或第三开关进行，和/或借助于在控制机构与相应的初级-调控器之间耦联的第二或第四开关进行。这些开关中的每一个都可以例如通过硬件和/或软件来实现。

- 注塑机具有注射单元；

- 第一或另一个温度传感器布置在注射单元上。

- 注射单元具有挤出机喷嘴；

- 第一或另一个温度传感器布置在挤出机喷嘴上。

- 注塑机具有封闭单元；

- 第一或另一个温度传感器布置在封闭单元上。

- 封闭单元具有注塑模具；

- 第一或另一个温度传感器布置在注塑模具上。

- 注塑机或注塑模具具有冷流道系统；

- 第一或另一个温度传感器布置在冷流道系统上或中。

- 冷流道系统具有冷流道喷嘴和/或冷流道；

- 第一或另一个温度传感器布置在冷流道喷嘴和/或冷流道上。

在所提出的调控系统的一种实施方式中和/或在所提出的注塑机的一种实施方式中规定：

- 注塑机或注塑模具具有热流道系统；

- 第一或另一个温度传感器布置在热流道系统上或中。

- 热流道系统具有热流道喷嘴和/或热流道；

- 第一或另一个温度传感器布置在热流道喷嘴或热流道上。

优选其它的温度传感器中的每个都在输出侧与控制机构耦联或可与其耦联，或者其它的温度传感器中的每个都可以在输出侧与控制机构耦联。

- 调节环节中的至少一个具有调温机构。

每个调温机构都可以根据需要以任意方式设计，并且例如具有至少一个加热机构和/或至少一个冷却机构。

在所提出的调控系统的一种实施方式中规定：

- 调控系统经过如此设计，从而它可以执行或者执行所提出的方法之一。

在所提出的注塑机的一种实施方式中规定：

- 注塑机经过如此设计，从而它可以执行或者执行所提出的方法之一。

在所提出的方法的每个中，相应的注塑机可以例如是所提出的注塑机之一。利用所提出的调控系统中的每个和/或利用所提出的注塑机中的每个可以例如执行所提出的方法之一。

每个所提出的或者结合本发明介绍的调控系统可以例如被设计成和/或用于和/或适合于使得它执行和/或可以执行所提出的方法之一，和/或可以是相应地设计的调控单元或相应地设计的调控模块或相应地设计的调控机构或相应地设计的调控装置，或者用相应地设计的调控单元或相应地设计的调控模块或相应地设计的调控机构或相应地设计的调控装置替代或被替代。每个结合本发明介绍的控制机构可以是相应地设计的控制系统或相应地设计的控制单元或相应地设计的控制模块或相应地设计的控制装置，或者用相应地设计的控制系统或相应地设计的控制单元或相应地设计的控制模块或相应地设计的控制装置替代或被替代。每个所提出的或者结合本发明介绍的注塑机可以例如被设计成和/或用于和/或适合于使得它执行和/或可以执行所提出的方法之一。

针对本发明的方面之一、特别是针对该方面的各个特征所作的说明相应地也类似地适用于本发明的其它方面。

附图说明

下面将示范性地参考附图详述本发明的实施方式。然而，由此得到的单个特征不限于各个实施方式，而是可以与其它的上述单个特征和/或与其它实施方式的单个特征结合和/或组合。附图中的细节只是说明性的，而不应受限地理解。权利要求中包含的附图标记绝非要限制本发明的保护范围，而是仅参考附图中所示的实施方式。

在这些附图中示出：

图1示出了注塑机的一种实施方式；

图2示出了注塑机的第二实施方式；

图3示出了注塑机的第三实施方式；

图4示出了具有热流道喷嘴的注塑机的第四实施方式；

图5示出了具有热流道喷嘴的注塑机的第五实施方式；

图6示出了相比于常规调控时该温度的时间曲线的、在根据本发明调控时图4的注塑机的热流道喷嘴处的温度的时间曲线。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了根据本发明的注塑机9的第一实施方式。该注塑机9设计成使得它可以执行根据本发明的方法的第一实施方式。注塑机9具有注射单元10、封闭单元11和调控系统12，该调控系统也可以是调控单元12或调控模块12或调控机构12。

注射单元10具有在其上游端带有填充开口14的螺杆圆筒13、在螺杆圆筒13上的圆筒调温机构15、可旋转地支承在螺杆圆筒13中的螺杆轴16和在螺杆圆筒13下游端上的挤出机喷嘴17。

封闭单元11具有注塑模具18和锁定单元19。注塑模具18具有压模20，该压模带有固定的第一半模201和可移动的第二半模202。锁定单元19具有例如液压缸。第二半模202固定在液压缸的可移动的活塞上，并且由此固定在锁定单元19上，并且可以借助于液压缸被锁定单元19推动至第一半模201，压靠到该第一半模上，并且又从该第一半模缩回。两个半模201、202在组装在一起的状态下限定这样一个模腔21，该模腔对应于待注射的模制部件的外轮廓。第一半模201具有浇铸流道22，该浇铸流道在上游与挤出机喷嘴17的开口连通，并且在下游通入到模腔21中。

在该实施方式中，注塑机9例如被设计用于注塑热塑性塑料或进料。因此，圆筒调温机构15具有未进一步示出的加热机构，该加热机构例如具有电的加热绕组，这些加热绕组包围螺杆圆筒13的下游区段的圆周。

注塑机9还具有第一温度传感器23。该温度传感器23直接布置在挤出机喷嘴17处，并且由此布置在注塑机9的第一位置上，并且可以检测存在于该位置上的第一温度。

调控系统12具有第一初级-调控器24、第一次级-调控器25和控制机构26，该控制机构也可以是控制系统26或控制单元26或控制模块26。

控制机构26在输入侧与温度传感器23耦联，并且在输出侧直接与初级-调控器24和次级-调控器25耦联。圆筒调温机构15在输入侧直接与初级-调控器24和次级-调控器25耦联。控制机构26还在输出侧与螺杆轴16的未示出的驱动件和锁定单元19耦联，以便按公知的方式根据需要操控螺杆轴16的旋转和第二半模202的往复运动，以用于封闭、压紧和打开压模20。

初级-调控器24具有人工神经网络—缩写为“KNN”—并且没有积分部分。该KNN例如具有双层的前馈-感知器。次级-调控器25具有PID调控器而没有KNN。因此，次级-调控器25具有积分部分，并且不同于初级-调控器24。

控制机构26接收由温度传感器23检测的温度的当前值，在考虑到铸造物质的在第一位置上的预先确定的温度曲线情况下处理该当前值，并将合适的控制信号发送到调控器24、25，如下面将要详细描述的那样。该温度曲线例如存储在控制机构26的未示出的存储器中。每个调控器24、25都接收由控制机构26发送的控制信号，处理这些控制信号，并将合适的控制信号发送到圆筒调温机构15，如下面将要详细描述的那样。

因此，温度传感器23、第一初级-调控器24、第一次级-调控器25和控制机构26一起形成用于第一温度的调控回路的一部分。在该调控回路中，调控量y(t)对应于第一温度，实际值y_M对应于由温度传感器23检测的温度y(t)的当前值，并且参考量w(t)对应于预先确定的温度曲线，并且每个由调控器24、25发送到圆筒调温机构15的控制信号对应于调节量u(t)。圆筒调温机构15可以改变第一温度，并因此形成该调控回路的调节环节。挤出机喷嘴17连同流过它的铸造物质形成该调控回路的受控系统。

在该实施方式中，控制机构26经过如此设计，从而：

- 该控制机构在第一阶段中如此操控初级-调控器24，使得初级-调控器24借助于调节环节15调控第一温度；

- 该控制机构在第一阶段之后在例如直接紧接于第一阶段之后的第二阶段中如此操控次级-调控器25，使得次级-调控器25借助于调节环节15调控第一温度；

- 该控制机构在第一阶段期间检查是否满足第一切换标准；

- 如果该控制机构发现满足了第一切换标准，该控制机构就终止第一阶段并开始第二阶段；

- 该控制机构针对第一阶段中的调控和第二阶段的调控预先确定参考量w(t)；

- 该控制机构根据等式e = w_M - y_M来求取调控差，其中，w_M是目标值，并且y_M是实际值。

在该实施方式中，控制机构26被设计成使得该控制机构在第一阶段中将次级-调控器25去激活，并在第二阶段中将初级-调控器24去激活。因此，在第一阶段中在不使用次级-调控器25且仅使用初级-调控器24的情况下进行调控，并且在第二阶段中在不使用初级-调控器24且仅使用次级-调控器25的情况下进行调控。

在该实施方式中，第一切换标准具有不等式|e|≤E（E≥0）和不等式|f|≤F（F≥0），其中，E是预先确定的第一阈值，f是调控量的变化率，对此适用例如f=de/dt，并且F是预先确定的第二阈值。

例如，E=10℃或E=10%·w_M且F=1℃/s。

必须满足两个不等式，以便控制机构26将第一切换标准识别为已满足。因此，第一切换标准取决于调控差和调控差的变化率。

此外优选地，控制机构经过如此设计，从而：

- 该控制机构在第二阶段期间检查是否满足第二切换标准；

- 如果该控制机构发现满足了第二切换标准，该控制机构就终止第二阶段并开始第一阶段。

于是，第二切换标准具有不等式|w(t)-w(t1)|≥W（W≥0且t1<t）和不等式|x|≥X（X≥0），其中，w为参考量，t为当前时间，t1为t之前的预先确定的时间点，W为预先确定的第三阈值，x为参考量的变化率，对此适用例如x=dw/dt，并且X是预先确定的第四阈值。

例如，W=20℃或W=5%·w(t1)且X=10℃/s。

必须满足两个不等式，以便控制机构26将第二切换标准识别为已满足。因此，第二切换标准取决于参考量和参考量的变化率。

如果现在将该注塑机9用于注塑交联塑料、例如热固性塑料或弹性体，那么在圆筒调温机构15中必须将加热机构更换为冷却机构。

在第一实施方式中，温度传感器23替代地也可以布置在注塑机9的另一位置上，例如在第一半模201中直接布置在浇铸流道22处或者紧邻模腔21布置，或者在第二半模202中紧邻模腔21布置。

在图2中示意性地示出了根据本发明的注塑机9的第二实施方式。该实施方式类似于第一实施方式，因此在下文中主要详述不同之处。

在该实施方式中，注塑模具18除了具有圆筒调温机构15之外，还具有在压模20上的压模调温机构 27。由于注塑机9例如被构造用于注塑热塑性塑料或进料，因此压模调温机构27具有未进一步示出的冷却机构，该冷却机构例如具有第一冷却剂管和第二冷却剂管，第一冷却剂管包围第一半模201的圆周，第二冷却剂管包围第二半模202的圆周并且流体地与第一冷却剂管耦联。

在该实施方式中，注塑机9还具有第二温度传感器23'。第二温度传感器23'紧邻模腔21地布置在第二半模202中，并且由此布置在注塑机9的第二位置上，并且可以检测存在于该位置上的第二温度。

在该实施方式中，调控系统12还具有第二初级-调控器24'和第二次级-调控器25'。

控制机构26在输入侧与第二温度传感器23'耦联，并且在输出侧直接与第二初级-调控器24'和第二次级-调控器25'耦联。压模调温机构27在输入侧直接与第二初级-调控器24'和第二次级-调控器25'耦联。

类似于第一初级-调控器24，第二初级-调控器24'具有KNN而没有积分部分。例如，该KNN具有双层的前馈-感知器。类似于第一次级-调控器25，第二次级-调控器25'具有PID调控器而没有KNN。因此，第二次级-调控器25'具有积分部分，并且不同于第二初级-调控器24'。

控制机构26接收由第二温度传感器23'检测的第二温度的当前值，并在考虑到铸造物质的在第二位置上的预先确定的第二温度曲线情况下处理该当前值，并将适当的控制信号发送到第二调控器24'、25'，如下面将要详细描述的那样。该温度曲线例如存储在控制机构26的未示出的存储器中。每个第二调控器24'、25'都接收由控制机构26发送的控制信号，处理这些控制信号，并将合适的控制信号发送到压模调温机构27，如下面将要详细描述的那样。

因此，第二温度传感器23'、第二初级-调控器24'、第二次级-调控器25'和控制机构26一起形成用于第二温度的第二调控回路的一部分。在该调控回路中，调控量y(t)对应于第二温度，实际值y_M对应于由第二温度传感器23'检测的第二温度y(t)的当前值，参考量w(t)对应于预先确定的第二温度曲线，并且每个由第二调控器24'、25'发送到圆筒调温机构15的控制信号对应于调节量u(t)。压模调温机构27可以改变第二温度，并因此形成该调控回路的调节环节。模腔21连同流入其中的铸造物质形成该调控回路的受控系统。

在该实施方式中，控制机构26经过如此设计，从而：

- 该控制机构在第一阶段中如此操控第二初级-调控器24'，使得该初级-调控器24'借助于调节环节27调控第二温度；

- 该控制机构在第一阶段之后在例如直接紧接于第一阶段之后的第二阶段中如此操控第二次级-调控器25'，使得该次级-调控器25'借助于调节环节27调控第二温度。

此外，控制机构26设计成使得对第二温度的调控与对第一温度的调控类似地进行。

如果现在将该注塑机9用于注塑交联塑料、例如热固性塑料或弹性体，那么在压模调温机构27中必须将冷却机构更换为加热机构。

第二实施方式可以替代地经过如此设计，从而根据第一种情况要么第一调控器对24、25要么第二调控器对24'、25'用至少一个其它的调控器予以替换，或者根据第二种情况省去圆筒调温机构15、第一调控器对24、25和第一温度传感器23，并且在这些情况中的每一种情况下，相应地适配或已适配控制机构26。可以以任意方式根据需要来构造所述其它的调控器中的每个，例如构造成PID调控器或PI调控器。

在图3中示意性地示出了根据本发明的注塑机9的第三实施方式。该实施方式类似于第一实施方式，因此在下文中主要详述不同之处。

在该实施方式中，调控系统12具有第一开关28和第二开关28'。第一开关28具有一个输入端子、两个输出端子和一个控制端子，并且可以选择性地将输入端子与两个输出端子中的每一个连接。第二开关28'具有两个输入端子、一个输出端子和一个控制端子，并且可以选择性地将输出端子与两个输入端子中的每一个连接。

控制机构26不像第一实施方式中那样在输出侧直接与初级-调控器24和次级-调控器25耦联，而是在输出侧直接与第一开关28的输入端子耦联。初级-调控器24在输入侧直接与第一开关28的输出端子之一耦联，并且次级-调控器25在输入侧直接与第一开关28的另一个输出端子耦联。因此，控制机构26在输出侧间接地，即经由第一开关28，与初级-调控器24和次级-调控器25耦联。

圆筒调温机构15不像第一实施方式中那样在输入侧直接与初级-调控器24和次级-调控器25耦联，而是在输入侧直接与第二开关28'的输出端子耦联。初级-调控器24在输出侧直接与第二开关28'的输入端子之一耦联，并且次级-调控器25在输出侧直接与第二开关28'的另一个输入端子耦联。因此，圆筒调温机构15在输入侧间接地，即经由第二开关28'，与初级-调控器24和次级-调控器25耦联。

控制机构26通过控制线路与第一开关28的控制端子和第二开关28'的控制端子耦联。控制机构26经过如此设计，从而该控制机构在第一阶段中将第一控制信号通过控制线路发送到开关28、28'，使得第一开关28将其输入端子与其一个输出端子连接—并且因而与初级-调控器24连接，且使得第二开关28'将其输出端子与其一个输入端子连接—并且因而与初级-调控器24连接，并且该控制机构在第二阶段中将第二控制信号通过控制线路发送到开关28、28'，使得第一开关28将其输入端子与其另一个输出端子连接—并且因而与次级-调控器25连接，且使得第二开关28'将其输出端子与其另一个输入端子连接—并且因而与次级-调控器25连接。因此，控制机构26借助于开关28、28'负责在每个阶段中仅将相应的调控器24、25与控制机构26和圆筒调温机构15耦联并且使得相应另一个调控器去耦联。

在第三实施方式中，替代地也可以省去开关28、28'中的一个。于是在没有第二开关28'的情况下，圆筒调温机构15如同第一实施方式中那样在输入侧直接与初级-调控器24和次级-调控器25耦联。于是在没有第一开关28的情况下，控制机构26如同第一实施方式中那样在输出侧直接与初级-调控器24和次级-调控器25耦联。

在图4中示意性地示出了注塑机9的第四实施方式。压模调温机构27的左侧部分虽然为明了起见未示出，但未改变地存在。该实施方式类似于第二实施方式，因此在下文中主要详述不同之处。

在该实施方式中，注塑模具18具有热流道系统29。热流道系统29是第一半模201的一部分，并且具有热流道喷嘴30和在热流道喷嘴30处的或者在热流道喷嘴30上游的加热筒31。热流道喷嘴30位于浇铸流道22的下游端，并通入到模腔21中。在热流道系统29中，浇铸流道22也称为热流道22。

在该实施方式中，注塑机9还具有第三温度传感器23''。第三温度传感器23''紧邻热流道喷嘴30地布置在第一半模201中，并因此布置在注塑机9的第三位置上，且可以检测存在于该位置上的第三温度。然而，第三温度传感器23''也可以根据需要布置在另一位置上，例如，直接在热流道22上布置在热流道喷嘴30上游和/或布置在加热筒31处或布置在热流道喷嘴30上游。

在该实施方式中，调控系统12还具有第三初级-调控器24''和第三次级-调控器25''。

控制机构26在输入侧与第三温度传感器23''耦联，并且在输出侧直接与第三初级-调控器24''和第三次级-调控器25''耦联。加热筒31在输入侧直接与第三初级-调控器24''和第三次级-调控器25''耦联。

类似于第一初级-调控器24，第三初级-调控器24''具有KNN而没有积分部分。例如，该KNN具有双层的前馈-感知器。类似于第一次级-调控器25，第三次级-调控器25''具有PID调控器而没有KNN。因此，第三次级-调控器25''具有积分部分，并且不同于第三初级-调控器24''。

控制机构26接收由第三温度传感器23''检测的第三温度的当前值，并在考虑到铸造物质的在第三位置上的预先确定的第三温度曲线情况下处理该当前值，并将适当的控制信号发送到第三调控器24''、25''，如下面将要详细描述的那样。该温度曲线例如存储在控制机构26的未示出的存储器中。每个第三调控器24''、25''都接收由控制机构26发送的控制信号，处理这些控制信号，并将合适的控制信号发送到加热筒31，如下面将要详细描述的那样。

因此，第三温度传感器23''、第三初级-调控器24''、第三次级-调控器25''和控制机构26一起形成用于第三温度的第三调控回路的一部分。在该调控回路中，调控量y(t)对应于第三温度，实际值y_M对应于由第三温度传感器23''检测的第三温度y(t)的当前值，参考量w(t)对应于预先确定的第三温度曲线，并且每个由第三调控器24''、25''发送到加热筒31的控制信号对应于调节量u(t)。加热筒31可以改变第三温度，并因此形成该调控回路的调节环节。热流道喷嘴30连同流经它的铸造物质形成该调控回路的受控系统。

在该实施方式中，控制机构26经过如此设计，从而：

- 该控制机构在第一阶段中如此操控第三初级-调控器24''，使得该初级-调控器24''借助于调节环节31调控第三温度；

- 该控制机构在第一阶段之后在例如直接紧接于第一阶段之后的第二阶段中如此操控第三次级-调控器25''，使得该次级-调控器25''借助于调节环节31调控第三温度。

此外，控制机构26设计成使得对第三温度的调控与对第一温度的调控类似地进行。

借助于热流道系统29，可以实现所谓的无浇口注塑，其中浇铸流道或热流道22和/或热流道喷嘴30中的材料被持续地加热到预先确定的温度，并且因此可用于下一次注射，该温度受到调控并高于相应热塑性塑料或进料的凝固点。

优选地，热流道系统29附加地具有未示出的分配块和未示出的在分配块上的分配块加热机构。于是在分配块中形成浇铸流道22。类似于热流道喷嘴，分配块借助于分配块加热机构被调控到预先确定的第四温度。该调控可以例如要么与第三温度并行地借助于第三调控器24''、25''进行，要么可以独立于第三温度借助于非示出的在浇铸流道22上的第四温度传感器、未示出的第四初级-调控器和未示出的第四次级-调控器进行。这些第四调控器与第三调控器24''、25''类似地设计，并且与其类似地由控制机构26操控。

如果现在将该注塑机9用于注塑交联塑料、例如热固性塑料或弹性体，那么必须将热流道系统29更换为冷流道系统29。代替热流道喷嘴30和加热筒31，冷流道系统29具有冷流道喷嘴30和在冷流道喷嘴30上的冷却筒31。代替分配块加热机构，冷流道系统29优选具有未示出的分配块冷却机构。在冷流道系统29中，浇铸流道22也称为冷流道22。

第四实施方式可以替代地经过如此设计，从而根据第一种情况要么第一调控器对24、25要么第二调控器对24'、25'要么第三调控器对24''、25''用至少一个其它的调控器予以替换，或者根据第二种情况要么第一调控器对24、25和第二调控器对24'、25'要么第一调控器对24、25和第三调控器对24''、25''要么第二调控器对24'、25'和第三调控器对24''、25''分别用至少一个其它的调控器予以替换，或者根据第三种情况省去圆筒调温机构15、第一调控器对24、25和第一温度传感器23和/或省去压模调温机构27、第二调控器对24'、25'和第二温度传感器23，并且在这些情况中的每一种情况下，相应地适配或已适配控制机构26。可以以任意方式根据需要来构造所述其它的调控器中的每个，例如构造成PID调控器或PI调控器。

在图5中示意性地示出了根据本发明的注塑机9的第五实施方式。该实施方式类似于第一实施方式，因此在下文中主要详述不同之处。

在该实施方式中，省去了第一实施方式的圆筒调温机构15，并且注塑模具18具有热流道系统29。热流道系统29是第一半模201的一部分，并且具有热流道喷嘴30和在热流道喷嘴30上的或热流道喷嘴30上游的加热筒31。热流道喷嘴30位于浇铸流道22的下游端，并通入到模腔21中。在热流道系统29中，浇铸流道22也称为热流道22。

在该实施方式中，第一温度传感器23不像第一实施方式中那样布置在挤出机喷嘴17处，而是紧邻热流道喷嘴30地布置在第一半模201中，并因此布置在注塑机9的第一位置上，且可以检测存在于该位置上的第一温度。然而，第一温度传感器23也可以根据需要布置在另一位置上，例如，直接在热流道22上布置在热流道喷嘴30上游和/或布置在加热筒31处或布置在热流道喷嘴30上游。加热筒31在输入侧直接与第一初级-调控器24和第一次级-调控器25耦联。

控制机构26接收由第一温度传感器23检测的第一温度的当前值，在考虑到铸造物质的在第一位置上的预先确定的第一温度曲线情况下处理该当前值，并将合适的控制信号发送到第一调控器24、25，如下面将要详细描述的那样。该温度曲线例如存储在控制机构26的未示出的存储器中。每个第一调控器24、25都接收由控制机构26发送的控制信号，处理这些控制信号，并将合适的控制信号发送到加热筒31，如下面将要详细描述的那样。

因此，第一温度传感器23、第一初级-调控器24、第一次级-调控器25和控制机构26一起形成用于第一温度的调控回路的一部分。在该调控回路中，调控量y(t)对应于第一温度，实际值y_M对应于由第一温度传感器23检测的第一温度y(t)的当前值，参考量w(t)对应于预先确定的第一温度曲线，并且每个由第一调控器24、25发送到加热筒31的控制信号对应于调节量u(t)。加热筒31可以改变第一温度，并因此形成该调控回路的调节环节。热流道喷嘴30连同流过它的铸造物质形成该调控回路的受控系统。

借助于热流道系统29，可以进行所谓的无浇口注塑，其中浇铸流道或热流道22和/或热流道喷嘴30中的材料被持续地加热到预先确定的温度，并且因此可用于下一次注射，该温度受到调控并高于相应的热塑性塑料或进料的凝固点。

优选地，热流道系统29附加地具有未示出的分配块和未示出的在分配块上的分配块加热机构。于是在分配块中形成浇铸流道22。类似于热流道喷嘴，分配块借助于分配块加热机构被调控到预先确定的第二温度。该调控可以例如要么与第一温度并行地借助于第一调控器24、25进行，要么可以独立于第一温度借助于未示出的在浇铸流道22上的第二温度传感器、未示出的第二初级-调控器和未示出的第二次级-调控器进行。这些第二调控器与第一调控器24、25类似地设计，并且与其类似地由控制机构26操控。

调控器24、25、24'、25'、24''、25''和控制机构26在第一至第五实施方式中例如构造成单独的块或单元，但是它们也可以根据需要全部地或部分地在一个共同的电子电路中实现和/或通过软件实现。因此，根据第一种示例性的替代方案，对调控系统12如此进行设计，从而该调控系统12具有未示出的计算机，控制机构26具有计算机程序或者是计算机程序，计算机程序存储在计算机上或中，和/或由计算机执行，每个调控器24、25、24'、25'、24''、25''都具有子程序或者是子程序，并且每个子程序都存储在计算机上或中，和/或由计算机执行。根据第二种示例性的替代方案，对调控系统12如此进行设计，从而调控系统12或控制机构26具有未示出的计算机，控制机构26具有计算机程序或者是计算机程序，计算机程序存储在计算机上或中，和/或由计算机执行，每个调控器24、25、24'、25'、24''、25''都具有未示出的调控器-计算机和子程序，并且每个子程序都存储在相应的调控器-计算机上或中，和/或由相应的调控器-计算机执行。根据第三种示例性的替代方案，对调控系统12如此进行，从而调控系统12或控制机构26具有未示出的计算机，并且调控系统12具有未示出的调控器-计算机，控制机构26具有计算机程序或者是计算机程序，计算机程序存储在计算机上或中，和/或由计算机执行，每个调控器24、25、24'、25'、24''、25''都具有子程序或者是子程序，并且每个子程序都存储在调控器-计算机上或中，和/或由调控器-计算机执行。对于这些替代方案中的每一个而言，计算机程序可以经过如此设计，从而它根据本发明调用相关的子程序，以便激活相应的调控器24、25、24'、25'、24''、25''。

图6中示意性地示出在对第三温度的常规的调控与根据发明的调控之间的比较，该第三温度是由注塑机9的第四实施方式的第三温度传感器23''在热流道喷嘴30处检测到的。

线A是第三温度的参考量的时间曲线，该第三温度例如设定为恒定的100℃。

线B是比如由第三温度传感器23''所检测的第三温度的时间曲线，此时该第三温度以常规的方式予以调控。这意味着，控制机构26在开始时、即在时间t = 0s时，已经激活第三次级-调控器25''，并且持续地将第三初级-调控器24''去激活。因而在不使用第三初级-调控器24''并且仅使用第三次级-调控器25''的情况下对第三温度进行调控。可以清楚地看到，温度过冲60℃以上，调整持续超过250s，并且温度以高的精度进行平稳。虽然可以通过改变PID-参数来减小过冲，但这必定会导致更长的调整持续时间。相反，可以通过改变PID-参数来缩短调整，但这必定会导致更为强烈的过冲。

线C是比如由第三温度传感器23''所检测的第三温度的时间曲线，此时该第三温度以根据本发明的方式予以调控。这意味着，控制机构26在开始时、即在时间t = 0s时，激活第三初级-调控器24''，并且首先将第三次级-调控器25''去激活；换句话说，开始第一阶段。因而在该第一阶段中在仅使用第三初级-调控器24''并且不使用第三次级-调控器25''的情况下对第三温度进行调控。可以清楚地看到，温度过冲小于10℃，并且调整持续不到100s。大约在时间t≈95 s时，控制机构26发现满足第一切换标准并结束调整，并且将第三初级-调控器24''去激活，而将第三次级-调控器25''激活；换句话说，开始第二阶段。因此，在该第二阶段中，在不使用第三初级-调控器24''并且仅使用第三次级-调控器25''的情况下对第三温度进行调控。可以清楚地看到，现在温度以高的精度进行平稳，该精度与常规的调控的精度相一致。

因此，本发明提供了一种基于神经网络的新型调控系统，特别是作为在塑料加工中基于PID的调控器的替代方案。

附图标记列表

9 注塑机

10 注射单元

11 封闭单元

12 调控系统

13 螺杆圆筒

14 13的填充开口

15 圆筒调温机构

16 螺杆轴

17 挤出机喷嘴

18 注塑模具

19 锁定单元

20 压模

201/202 20的第一/第二半模

21 模腔

22 流道、热流道、冷流道

23/23'/23" 第一/第二/第三温度传感器

24 初级-调控器

25 次级-调控器

26 控制机构

27 压模调温机构

28 /28' 第一/第二开关

29 热流道系统、冷流道系统

30 热流道喷嘴、冷流道喷嘴

31 加热筒、冷却筒

A 在30处的温度参考量的曲线

B 在常规的调控情况下由23"测得的温度曲线

C 在根据本发明的调控情况下由23"测得的温度曲线

e 调控差

E 第一阈值

f e的变化率

F 第二阈值

t 时间

w(t) 参考量

w_M 目标值，w(t)的当前值

W 第三阈值

x w(t)的变化率

X 第四阈值

y(t) 调控量，处于9的位置上的温度

y_M实际值，y(t)的当前值

Claims

1.一种用于调控注塑机（9）的温度的方法，其中：

- 检测在所述注塑机（9）的第一位置上的温度，其中，所述第一位置尤其是所述注塑机（9）的注射单元（10）的或封闭单元（11）的位置，或者是所述注射单元（10）的挤出机喷嘴（17）的位置，或者是所述封闭单元（11）的注塑模具（18）的位置，或者是所述注塑模具（18）的冷流道系统（29）的或热流道系统（29）的或冷流道（22）的位置，或者是所述冷流道系统（29）的冷流道喷嘴（30）的位置，或者是所述热流道系统（29）的热流道喷嘴（30）的或热流道（22）的位置；

- 在第一阶段中，使用初级-调控器（24）来调控温度；

- 所述初级-调控器（24）具有人工神经网络；

- 在所述第一阶段之后的第二阶段中，使用次级-调控器（25）来调控温度。

2.如前述权利要求所述的方法，其中，

- 在所述第一阶段期间检查是否满足第一切换标准；

- 如果满足所述第一切换标准，则结束所述第一阶段并且开始所述第二阶段。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述第一切换标准取决于在所述第一阶段开始之后的预先确定的时间点。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 针对在所述第一阶段中的调控和/或针对在所述第二阶段中的调控，预先确定用于所述温度的参考量；

- 根据等式e=w_M-y_M来求取调控差，其中，w_M是温度的目标值，并且y_M是温度的实际值。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述第一切换标准取决于所述调控差和/或所述调控差的变化率。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述第一切换标准具有不等式|e|≤E（E≥0），其中，E是预先确定的第一阈值；和/或

- 所述第一切换标准具有不等式|f|≤F（F≥0），其中，f是所述调控量的变化率，对此适用例如f=de/dt，并且F是预先确定的第二阈值。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 在所述第二阶段期间检查是否满足第二切换标准；

- 如果满足所述第二切换标准，则结束所述第二阶段并且开始所述第一阶段。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述第二切换标准取决于所述参考量和/或所述参考量的变化率。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述第二切换标准具有不等式|w(t)-w(t1)|≥W（W≥0且t1<t），其中，w为所述参考量，t为时间，t1为预先确定的时间点，并且W为预先确定的第三阈值；和/或，

- 所述第二切换标准具有不等式|x|≥X（X≥0），其中，x为所述参考量的变化率，对此适用例如x=dw/dt，并且X是预先确定的第四阈值。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 在所述第一阶段中不使用所述次级-调控器（25）和/或仅使用所述初级-调控器（24）和/或不使用另一个调控器进行调控，和/或将所述次级-调控器（25）去激活。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 在所述第二阶段中不使用所述初级-调控器（24）和/或仅使用所述次级-调控器（25）进行调控，和/或将所述初级-调控器（24）去激活。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述第二阶段紧接于所述第一阶段之后。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述初级-调控器（24）没有积分部分。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述次级-调控器（25）不是所述初级-调控器（24），和/或所述初级-调控器（24）和所述次级-调控器（25）彼此分开地或分离地设计，和/或所述次级-调控器（25）独立于所述初级-调控器（24）工作，和/或所述初级-调控器（24）独立于所述次级-调控器（25）工作，和/或所述初级-调控器（24）和所述次级-调控器（25）彼此不同，和/或所述初级-调控器（24）和所述次级-调控器（25）是不同的或不相同的。

15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述次级-调控器（25）具有P-调控器和/或I-调控器和/或D-调控器和/或PI-调控器和/或PD-调控器和/或ID-调控器和/或PID-调控器和/或I-KNN-调控器—其具有人工神经网络和积分部分—和/或PT1-调控器和/或PT2-调控器和/或模糊-调控器和/或自适应-调控器和/或无差拍-调控器。

16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述I-KNN-调控器的积分部分具有I-调控器和/或PI-调控器和/或ID-调控器和/或PID-调控器。

17.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

-所述人工神经网络中的至少一个具有至少一个双层的或多层的前馈-感知器。

18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述人工神经网络中的至少一个借助于MATLAB®予以训练。

19.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述注塑机（9）具有注射单元（10）；

- 所述第一位置是所述注射单元（10）的位置，或者，检测所述注射单元（10）的位置上的温度。

20.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述注射单元（10）具有挤出机喷嘴（17）；

- 所述第一位置是所述挤出机喷嘴（17）的位置，或者，检测所述挤出机喷嘴（17）的位置上的温度。

21.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述注塑机（9）具有封闭单元（11）；

- 所述第一位置是所述封闭单元（11）的位置，或者，检测所述封闭单元（11）的位置上的温度。

22.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述封闭单元（11）具有注塑模具（18）；

- 所述第一位置是所述注塑模具（18）的位置，或者，检测所述注塑模具（18）的位置上的温度。

23.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述注塑机（9）或所述注塑模具（18）具有冷流道系统（29）；

- 所述第一位置是所述冷流道系统（29）的位置，或者，检测所述冷流道系统（29）的位置上的温度。

24.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述冷流道系统（29）具有冷流道喷嘴（30）和/或冷流道（22）；

- 所述第一位置是所述冷流道喷嘴（30）的和/或所述冷流道（22）的位置，或者，检测在所述冷流道喷嘴（30）的和/或所述冷流道（22）的位置上的温度。

25.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述注塑机（9）或所述注塑模具（18）具有热流道系统（29）；

- 所述第一位置是所述热流道系统（29）的位置，或者，检测所述热流道系统（29）的位置上的温度。

26.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

- 所述热流道系统（29）具有热流道喷嘴（30）和/或热流道（22）；

- 所述第一位置是所述热流道喷嘴（30）的和/或所述热流道（22）的位置，或者，检测在所述热流道喷嘴（30）的和/或所述热流道（22）的位置上的温度。

27.一种用于注塑机（9）的或者在该注塑机中的调控系统（12），该调控系统具有：

- 初级-调控器（24）；

- 次级-调控器（25）；

- 控制机构（26）；

其中，

- 所述注塑机（9）具有：

•第一温度传感器（23），该第一温度传感器布置在所述注塑机（9）的第一位置上并且检测存在于该位置上的温度，其中，所述第一位置尤其是所述注塑机（9）的注射单元（10）的或封闭单元（11）的位置，或者是所述注射单元（10）的挤出机喷嘴（17）的位置，或者是所述封闭单元（11）的注塑模具（18）的位置，或者是所述注塑模具（18）的冷流道系统（29）的或热流道系统（29）的位置，或者是所述冷流道系统（29）的冷流道喷嘴（30）的或冷流道（22）的位置，或者是所述热流道系统（29）的热流道喷嘴（30）的或热流道（22）的位置；

•改变所述温度的调节环节；

- 所述初级-调控器（24）具有人工神经网络；

- 所述控制机构（26）在输出侧与所述初级-调控器（24）和所述次级-调控器（25）耦联，并且在输入侧能够与所述第一温度传感器（23）耦联；

- 所述初级-调控器（24）和所述次级-调控器（25）在输出侧能够与所述调节环节耦联；

- 所述控制机构（26）经过如此设计，从而：

•所述控制机构在第一阶段中如此操控所述初级-调控器（24），使得所述初级-调控器（24）借助于所述调节环节调控温度；

••所述控制机构在所述第一阶段之后的第二阶段中如此操控所述次级-调控器（25），使得所述次级-调控器（25）借助于所述调节环节调控温度。

28.如前述权利要求所述的调控系统（12），其中，

- 所述控制机构（26）经过如此设计，从而：

·所述控制机构在所述第一阶段期间检查是否满足第一切换标准；

·如果所述控制机构发现满足所述第一切换标准，所述控制机构就结束所述第一阶段并且开始所述第二阶段。

29.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

30.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述控制机构（26）经过如此设计，从而：

·所述控制机构针对在所述第一阶段中的调控和/或针对在所述第二阶段中的调控，预先确定用于所述温度的参考量；

·所述控制机构根据等式e=w_M-y_M来求取调控差，其中，w_M是温度的目标值，并且y_M是温度的实际值。

31.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

32.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

33.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述控制机构（26）经过如此设计，从而：

·所述控制机构在所述第二阶段期间检查是否满足第二切换标准；

·如果所述控制机构发现满足所述第二切换标准，所述控制机构就结束所述第二阶段并且开始所述第一阶段。

34.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

35.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

36.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述控制机构（26）经过如此设计，从而：

·所述控制机构在所述第一阶段中不使用所述次级-调控器（25）和/或仅使用所述初级-调控器（24）和/或不使用另一个调控器进行调控，和/或将所述次级-调控器（25）去激活和/或不予操控和/或与所述调节环节分离。

37.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述控制机构（26）经过如此设计，从而：

·所述控制机构在所述第二阶段中不使用所述初级-调控器（24）和/或仅使用所述次级-调控器（25）进行调控，和/或将所述初级-调控器（24）去激活和/或不予操控和/或与所述调节环节分离。

38.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述第二阶段紧接于所述第一阶段之后。

39.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述初级-调控器（24）没有积分部分。

40.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

41.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

42.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

43.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述人工神经网络中的至少一个具有至少一个双层的和/或多层的前馈-感知器。

44.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述人工神经网络中的至少一个借助于MATLAB®予以训练。

45.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述注塑机（9）具有注射单元（10）；

- 所述第一或另一个温度传感器（23）布置在所述注射单元（10）上。

46.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述注射单元（10）具有挤出机喷嘴（17）；

- 所述第一或另一个温度传感器（23）布置在所述挤出机喷嘴（17）上。

47.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述注塑机（9）具有封闭单元（11）；

- 所述第一或另一个温度传感器（23'）布置在所述封闭单元（11）上。

48.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述封闭单元（11）具有注塑模具（18）；

- 所述第一或另一个温度传感器（23'）布置在所述注塑模具（18）上。

49.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述第一或另一个温度传感器（23''）布置在所述冷流道系统（29）上。

50.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述第一或另一个温度传感器（23''）布置在所述冷流道喷嘴（30）和/或所述冷流道（22）上。

51.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述第一或另一个温度传感器（23''）布置在所述热流道系统（29）上。

52.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述第一或另一个温度传感器（23"）布置在所述热流道喷嘴（30）或所述热流道（22）上。

53.如前述权利要求中任一项所述的调控系统（12），其中，

- 所述调控系统（12）被如此设计，使得该调控系统能够执行根据权利要求1至26中任一项所述的方法。