CN114834014A - 一种应用于两级注塑的均速熔胶方法 - Google Patents

一种应用于两级注塑的均速熔胶方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，包括以下步骤；步骤1)根据先验熔胶经验通过HMI控制系统设定熔胶机初始的fHMIRPMSP值；步骤2)熔胶机根据初始的fHMIRPMSP值运行多轮熔胶学习；步骤3)将得到的fHMIRPMSPAdjust设置为在发出匀速熔胶命令初始时的fRPMSP值；步骤4)熔胶机器根据步骤3设置的fRPMSP值进行均速熔胶优化计算，并计算出下一轮熔胶周期的fRPMSP值；步骤5)熔胶机器根据fRPMSP值进行均速熔胶。通过该方法可实现均速熔胶，简化注塑熔胶工艺的设置，避免能量浪费，延长熔胶机器的使用寿命。

Description

一种应用于两级注塑的均速熔胶方法
技术领域
本发明属于注塑成型技术领域，尤其涉及一种应用于两级注塑的均速熔胶方法。
背景技术
两级注塑是塑化和注塑分别由两个料筒来实现的注塑功能，两级注塑已广泛应用到各种高速注塑成型设备中，一般塑化料筒的熔胶转速控制由用户定义的熔胶转速控制曲线来完成设定与控制。这种用户定义的熔胶转速控制曲线的控制方法会导致熔胶伺服的控制执行机构(电机或液压马达)不断启动/停止、不断加速/减速,这会导致执行机构的寿命减少、耗能、塑化效果不均匀、熔胶挤出料垫不好稳定控制等问题，也增加了调试系统工艺的难度。
为此，急需一种能够自动学习在每个工作周期需要的平均熔胶转速，熔胶机构以几乎同一个转速来完成各个工作周期的熔胶任务，即实现匀速熔胶，这样可以节省大量能量(每个周期不用启动、加速、减速、停止熔胶执行机构)，也可以延长其使用寿命，。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，可实现均速熔胶，简化注塑熔胶工艺的设置，避免能量浪费，延长熔胶机器的使用寿命。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，包括以下步骤；
步骤1)根据先验熔胶经验通过HMI控制系统设定熔胶机初始的fHMIRPMSP值；所述初始的fHMIRPMSP值可完成一个熔胶周期所需的熔胶量；所述熔胶周期包括储料、射储和、射储和射储保压三个阶段；其中，fHMIRPMSP值为熔胶螺杆转速设定值；
步骤2)熔胶机根据初始的fHMIRPMSP值运行多轮熔胶学习；熔胶系统对熔胶学习时的各个熔胶阶段的熔胶螺杆动作数据进行统计和计算，得到fHMIRPMSPAdjust值，具体为以下步骤：
步骤201、熔胶系统通过熔胶学习统计出每个熔胶周期内各个熔胶阶段的各个值；
步骤202、根据步骤201统计的各个熔胶阶段的各个值，计算RPM、fActRevolution、fRecRevolution和fTotalRevolution的值，具体计算方式为；
所述RPM＝(fTotalRevolution)/fTotalTime*60；
所述fActRevolution＝fActRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
所述fRecRevolution＝fRecRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
所述fTotalRevolution＝fTotalRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
其中，所述RPM为螺杆每分钟转动圈数，所述fActRevolution为从储料阶段开始螺杆实际转动圈数，所述fRecRevolution为储料阶段螺杆转动圈数，所述fTotalRevolution为熔胶周期三个阶段螺杆转动圈数；
步骤203、根据步骤201和步骤202得到的统计值和计算值，计算fRPMTommPsRate的值，具体计算方式为；
所述fRPMTommPsRate＝(fExtrudBackPos-fPackDonePos)/
(fRecRevolution/fRecTime*60)/fRecTime；
其中，所述fRPMTommPsRate为RPM可以使螺杆后退的速度；
步骤204、根据多轮熔胶学习中相邻两轮熔胶统计的数值，计算fHMIRPMSPAdjust的值，具体计算方式为；
在下一轮熔胶周期射储开始时，
当(fAtBackPosTime>0.001)AND(fRecTime>0.001)AND
(fAtBackPosTime<fRecTime)时，以及，
当((fHMIRPMSPAdjust*fAtBackPosTime/(fRecTime+fTransferInjTime+fTransferPackTime))<＝5)时，fHMIRPMSPAdjust的计算方式为；
fHMIRPMSPAdjust＝fHMIRPMSPAdjust–fHMIRPMSPAdjust*
fAtBackPosTime/(fRecTime+fTransferInjTime+fTransferPackTime)；
否则：fHMIRPMSPAdjust＝fHMIRPMSPAdjust–5；
当fHMIRPMSPAdjust<(fHMIRPMSP/2)时；
则fHMIRPMSPAdjust＝(fHMIRPMSP/2)；
其中，所述fHMIRPMSPAdjust为螺杆转速调节值；
步骤3)将得到的fHMIRPMSPAdjust值设置为在发出匀速熔胶命令初始时的fRPMSP值；
在射储阶段和射储保压阶段；
当fAtBackPosTime>0.01)时，
则fRPMSP＝fHMIRPMSPAdjust；
否则fRPMSP＝(fTotalRevolution)/fTotalTime*60；
步骤4)熔胶机根据步骤3设置的fRPMSP值进行均速熔胶优化计算，并计算出下一轮熔胶周期的fRPMSP值，具体为：
步骤401、在均速熔胶Recovery阶段开始时优化计算fPlastRPM和fCushionRPM的值，具体优化计算方式为：
(1)计算fPlastRPM＝fPrePlastRPM+fPlastDeltaRPM；其中，
所述fPlastDeltaRPM＝fDeltaPlast*fParamPlastGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
其中，fPlastRPM为不考虑料垫的平均转速，fPrePlastRPM为上个周期的转速，fPlastDeltaRPM为RPM需要变化速度，fDeltaPlast为熔胶量的变化，fParamPlastGain为熔胶量RPM增益参数，其取值为0-1；
(2)计算fCushionRPM时，
当fAtCushionTime>0.01时
fCushionRPM＝fPlastRPM*fAtCushionTime/fTotalTime+1.0/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
当fCushionDiff<-1.0)时
fCushionRPM＝fCushionDiff*fParamCushGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
否则
fCushionRPM＝(fCushionDiff/2.00)*sParamCushGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
其中，所述fCushionDiff为射储结束和料垫最终位置差，所述sParamCushGain为料垫控制RPM增益参数，其取值为0-1；
步骤402、根据步骤401中均速熔胶优化计算的fPlastRPM和fCushionRPM的值，计算得到下一轮fRPMSP的值；
所述fRPMSP＝fPlastRPM+fCushionRPM；
步骤5)熔胶机根据fRPMSP值进行均速熔胶。
优选的，步骤2中，所述多轮熔胶学习的熔胶轮次不少于5次。
优选的，步骤201中，所述各个熔胶阶段的各个值包括fTransferInjTime、fRecTime、fTransferPackTime、fTotalTime、fAtCushionTime、fAtBackPosTime、fActRevolution、fScrewActRPM、fSampleTime、fExtrudBackPos、fPackDonePos；
其中，所述fTransferInjTime射储阶段的时间，fRecTime储料阶段的时间，fTransferPackTime射储保压阶段的时间，fTotalTime一个熔胶周期时间，fAtCushionTime希望的料垫位置的时间，fAtBackPosTime射储最大位置到下次射储开始的时间，fActRevolution为储料阶段开始螺杆实际转动圈数，fScrewActRPM为螺杆实际转动速度，fSampleTime为PLC任务采样周期，fExtrudBackPos为射储开始时的射储位置，fPackDonePos为当前周期最终位置。
优选的，步骤203中所述fRecRevolution/fRecTime*60为储料阶段的每分钟螺杆转动圈数，(fExtrudBackPos-fPackDonePos)/fRecTime为储料阶段的平均螺杆后退速度。
优选的，步骤401中所述fDeltaPlast的计算公式为；
fDeltaPlast＝fPackDonePos–fPrePackDonePos–fDeltaCushion；
所述fDeltaCushion＝fCushionRPM*fRPMTommPsRate*fTotalTime；
其中，所述fPackDonePos为当前周期最终位置，fPrePackDonePos前一周期最终位置，fDeltaCushion为料垫控制引起的变化。
优选的，步骤401中所述fCushionDiff的计算方式为：
fCushionDiff＝fTransfDonePos–fCushionPos；
其中，fTransfDonePos为射储完成位置，fCushionPos为希望的料垫位置。
本发明的技术效果和优点：
本发明提供的一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，通过本方法熔胶机器能够自动学习计算在每个熔胶周期螺杆需要的平均熔胶转速，并在新一轮的熔胶开始时进行优化，使熔胶机器能以几乎同一个转速来完成各个熔胶周期的熔胶任务，实现两级注塑的均速熔胶，进而可使熔胶机器节省大量能量，能够极大的延长其使用寿命，同时简化了注塑熔胶工艺的设置。
附图说明
图1是本发明的两级注塑的均速熔胶流程框图。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
参见图1所示，一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，包括以下步骤；
步骤1)根据先验熔胶经验通过HMI控制系统设定熔胶机初始的fHMIRPMSP值；初始的所述fHMIRPMSP值可完成一个熔胶周期所需的熔胶量；所述一个熔胶周期包括Recovery、Transfer和Transfer Packing三个阶段；其中，fHMIRPMSP值为熔胶螺杆转速设定值，Recovery为储料，Transfer为射储，Transfer Packing为射储保压。
步骤2)熔胶机根据初始的fHMIRPMSP值运行多轮熔胶学习；熔胶系统对熔胶学习时的各个熔胶阶段的熔胶螺杆动作数据进行统计和计算，得到fHMIRPMSPAdjust值，具体为以下步骤：
具体实施时，所述多轮熔胶学习的熔胶轮次不少于5次。
步骤201、熔胶系统通过熔胶学习统计出每个熔胶周期内各个熔胶阶段的各个值。
具体实施时，所述各个熔胶阶段的各个值包括fTransferInjTime、fRecTime、fTransferPackTime、fTotalTime、fAtCushionTime、fAtBackPosTime、fActRevolution、fScrewActRPM、fSampleTime、fExtrudBackPos、fPackDonePos；
其中，所述fTransferInjTime射储阶段的时间，fRecTime储料阶段的时间，fTransferPackTime射储保压阶段的时间，fTotalTime一个熔胶周期时间，fAtCushionTime希望的料垫位置的时间，fAtBackPosTime射储最大位置到下次射储开始的时间，fActRevolution为储料阶段开始螺杆实际转动圈数，fScrewActRPM为螺杆实际转动速度，fSampleTime为PLC任务采样周期，fExtrudBackPos为射储开始时的射储位置，fPackDonePos为当前周期最终位置。
步骤202、根据步骤201统计的各个熔胶阶段的各个值，计算RPM、fActRevolution、fRecRevolution和fTotalRevolution的值，具体计算方式为；
所述RPM＝(fTotalRevolution)/fTotalTime*60；
所述fActRevolution＝fActRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
所述fRecRevolution＝fRecRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
所述fTotalRevolution＝fTotalRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
其中，所述RPM为螺杆每分钟转动圈数，所述fActRevolution为从储料阶段开始螺杆实际转动圈数，所述fRecRevolution为储料阶段螺杆转动圈数，所述fTotalRevolution为熔胶周期三个阶段螺杆转动圈数。
步骤203、根据步骤201和步骤202得到的统计值和计算值，计算fRPMTommPsRate的值，具体计算方式为；
所述fRPMTommPsRate＝(fExtrudBackPos-fPackDonePos)/(fRecRevolution/fRecTime*60)/fRecTime；
其中，所述fRPMTommPsRate为RPM可以使螺杆后退的速度。
具体实施时，所述fRecRevolution/fRecTime*60为储料阶段的每分钟螺杆转动圈数，(fExtrudBackPos-fPackDonePos)/fRecTime为储料阶段的平均螺杆后退速度。
步骤204、根据多轮熔胶学习中相邻两轮熔胶统计的数值，计算fHMIRPMSPAdjust的值，具体计算方式为；
在下一轮熔胶周期Transfer开始时，
当(fAtBackPosTime>0.001)AND(fRecTime>0.001)AND
(fAtBackPosTime<fRecTime)时，以及，
当((fHMIRPMSPAdjust*fAtBackPosTime/(fRecTime+fTransferInjTime+fTransferPackTime))<＝5)时，fHMIRPMSPAdjust的计算方式为；
fHMIRPMSPAdjust＝fHMIRPMSPAdjust–fHMIRPMSPAdjust*
fAtBackPosTime/(fRecTime+fTransferInjTime+fTransferPackTime)；
否则：fHMIRPMSPAdjust＝fHMIRPMSPAdjust–5；
当fHMIRPMSPAdjust<(fHMIRPMSP/2)时；
则fHMIRPMSPAdjust＝(fHMIRPMSP/2)；
其中，所述fHMIRPMSPAdjust为螺杆转速调节值。
步骤3)将得到的fHMIRPMSPAdjust值设置为在发出匀速熔胶命令初始时的fRPMSP值；
在Transfer阶段和Transfer Packing阶段；
当fAtBackPosTime>0.01)时，
则fRPMSP＝fHMIRPMSPAdjust；
否则fRPMSP＝(fTotalRevolution)/fTotalTime*60。
步骤4)熔胶机根据步骤3设置的fRPMSP值进行均速熔胶优化计算，并计算出下一轮熔胶周期的fRPMSP值，具体为：
步骤401、在均速熔胶Recovery阶段开始时优化计算fPlastRPM和fCushionRPM的值，具体优化计算方式为：
(1)计算fPlastRPM＝fPrePlastRPM+fPlastDeltaRPM；其中，
所述fPlastDeltaRPM＝fDeltaPlast*fParamPlastGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
其中，fPlastRPM为不考虑料垫的平均转速，fPrePlastRPM为上个周期的转速，fPlastDeltaRPM为RPM需要变化速度，fDeltaPlast为熔胶量的变化，fParamPlastGain为熔胶量RPM增益参数，其取值为0-1；
(2)计算fCushionRPM时，
当fAtCushionTime>0.01时
fCushionRPM＝fPlastRPM*fAtCushionTime/fTotalTime+1.0/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
当fCushionDiff<-1.0)时
fCushionRPM＝fCushionDiff*fParamCushGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
否则
fCushionRPM＝(fCushionDiff/2.00)*sParamCushGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
其中，所述fCushionDiff为射储结束和料垫最终位置差，所述sParamCushGain为料垫控制RPM增益参数，其取值为0-1。
具体实施时，所述fDeltaPlast的计算公式为；
fDeltaPlast＝fPackDonePos–fPrePackDonePos–fDeltaCushion；
所述fDeltaCushion＝fCushionRPM*fRPMTommPsRate*fTotalTime；
其中，所述fPackDonePos为当前周期最终位置，fPrePackDonePos前一周期最终位置，fDeltaCushion为料垫控制引起的变化。
具体实施时，所述fCushionDiff的计算方式为：
fCushionDiff＝fTransfDonePos–fCushionPos；
其中，fTransfDonePos为射储完成位置，fCushionPos为希望的料垫位置。
步骤402、根据步骤401中均速熔胶优化计算的fPlastRPM和fCushionRPM的值，计算得到下一轮fRPMSP的值；
所述fRPMSP＝fPlastRPM+fCushionRPM；
步骤5)熔胶机根据fRPMSP值进行均速熔胶。
通过采用本申请的熔胶方法熔胶机能够自动学习计算在每个熔胶周期螺杆需要的平均熔胶转速，并在新一轮的熔胶开始时进行优化，使熔胶机能以几乎同一个转速来完成各个熔胶周期的熔胶任务，实现两级注塑的均速熔胶，进而可使熔胶机节省大量能量，能够极大的延长其使用寿命，同时简化了注塑熔胶工艺的设置。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤1)根据先验熔胶经验通过HMI控制系统设定熔胶机初始的fHMIRPMSP值；所述初始的fHMIRPMSP值可完成一个熔胶周期所需的熔胶量；所述熔胶周期包括储料、射储和射储保压三个阶段；其中，fHMIRPMSP值为熔胶螺杆转速设定值，步骤2)熔胶机根据初始的fHMIRPMSP值运行多轮熔胶学习；熔胶系统对熔胶学习时的各个熔胶阶段的熔胶螺杆动作数据进行统计和计算，得到fHMIRPMSPAdjust值，具体为以下步骤：
步骤201、熔胶系统通过熔胶学习统计出每个熔胶周期内各个熔胶阶段的各个值；
步骤202、根据步骤201统计的各个熔胶阶段的各个值，计算RPM、fActRevolution、fRecRevolution和fTotalRevolution的值，具体计算方式为；
所述RPM＝(fTotalRevolution)/fTotalTime*60；
所述fActRevolution＝fActRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
所述fRecRevolution＝fRecRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
所述fTotalRevolution＝fTotalRevolution+fScrewActRPM*fSampleTime/60.000；
其中，所述RPM为螺杆每分钟转动圈数，所述fActRevolution为从储料阶段开始螺杆实际转动圈数，所述fRecRevolution为储料阶段螺杆转动圈数，所述fTotalRevolution为熔胶周期三个阶段螺杆转动圈数；
步骤203、根据步骤201和步骤202得到的统计值和计算值，计算fRPMTommPsRate的值，具体计算方式为；
所述fRPMTommPsRate＝(fExtrudBackPos-fPackDonePos)/(fRecRevolution/fRecTime*60)/fRecTime；
其中，所述fRPMTommPsRate为RPM可以使螺杆后退的速度；
步骤204、根据多轮熔胶学习中相邻两轮熔胶统计的数值，计算fHMIRPMSPAdjust的值，具体计算方式为；
在下一轮熔胶周期射储开始时，
当(fAtBackPosTime>0.001)AND(fRecTime>0.001)AND
(fAtBackPosTime<fRecTime)时，以及，
当((fHMIRPMSPAdjust*fAtBackPosTime/(fRecTime+fTransferInjTime+fTransferPackTime))<＝5)时，fHMIRPMSPAdjust的计算方式为；
fHMIRPMSPAdjust＝fHMIRPMSPAdjust–fHMIRPMSPAdjust*
fAtBackPosTime/(fRecTime+fTransferInjTime+fTransferPackTime)；
否则：fHMIRPMSPAdjust＝fHMIRPMSPAdjust–5；
当fHMIRPMSPAdjust<(fHMIRPMSP/2)时；
则fHMIRPMSPAdjust＝(fHMIRPMSP/2)；
其中，所述fHMIRPMSPAdjust为螺杆转速调节值；
步骤3)将得到的fHMIRPMSPAdjust值设置为在发出匀速熔胶命令初始时的fRPMSP值；
在射储阶段和射储保压阶段；
当fAtBackPosTime>0.01)时，
则fRPMSP＝fHMIRPMSPAdjust；
否则fRPMSP＝(fTotalRevolution)/fTotalTime*60；
步骤4)熔胶机根据步骤3设置的fRPMSP值进行均速熔胶优化计算，并计算出下一轮熔胶周期的fRPMSP值，具体为：
步骤401、在均速熔胶Recovery阶段开始时优化计算fPlastRPM和fCushionRPM的值，具体优化计算方式为：
(1)计算fPlastRPM＝fPrePlastRPM+fPlastDeltaRPM；其中，
所述fPlastDeltaRPM＝fDeltaPlast*fParamPlastGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
其中，fPlastRPM为不考虑料垫的平均转速，fPrePlastRPM为上个周期的转速，fPlastDeltaRPM为RPM需要变化速度，fDeltaPlast为熔胶量的变化，fParamPlastGain为熔胶量RPM增益参数，其取值为0-1；
(2)计算fCushionRPM时，
当fAtCushionTime>0.01时
fCushionRPM＝fPlastRPM*fAtCushionTime/fTotalTime+1.0/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
当fCushionDiff<-1.0)时
fCushionRPM＝fCushionDiff*fParamCushGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
否则
fCushionRPM＝(fCushionDiff/2.00)*sParamCushGain/fTotalTime/fRPMTommPsRate；
其中，所述fCushionDiff为射储结束和料垫最终位置差，所述sParamCushGain为料垫控制RPM增益参数，其取值为0-1；
步骤402、根据步骤401中均速熔胶优化计算的fPlastRPM和fCushionRPM的值，计算得到下一轮fRPMSP的值；
所述fRPMSP＝fPlastRPM+fCushionRPM；
步骤5)熔胶机根据fRPMSP值进行均速熔胶。
2.根据权利要求1所述的一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，其特征在于：步骤2中，所述多轮熔胶学习的熔胶轮次不少于5次。
3.根据权利要求1所述的一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，其特征在于：步骤201中，所述各个熔胶阶段的各个值包括fTransferInjTime、fRecTime、fTransferPackTime、fTotalTime、fAtCushionTime、fAtBackPosTime、fActRevolution、fScrewActRPM、fSampleTime、fExtrudBackPos、fPackDonePos；
其中，所述fTransferInjTime射储阶段的时间，fRecTime储料阶段的时间，fTransferPackTime射储保压阶段的时间，fTotalTime一个熔胶周期时间，fAtCushionTime希望的料垫位置的时间，fAtBackPosTime射储最大位置到下次射储开始的时间，fActRevolution为储料阶段开始螺杆实际转动圈数，fScrewActRPM为螺杆实际转动速度，fSampleTime为PLC任务采样周期，fExtrudBackPos为射储开始时的射储位置，fPackDonePos为当前周期最终位置。
4.根据权利要求1所述的一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，其特征在于：步骤203中所述fRecRevolution/fRecTime*60为储料阶段的每分钟螺杆转动圈数，(fExtrudBackPos-fPackDonePos)/fRecTime为储料阶段的平均螺杆后退速度。
5.根据权利要求1所述的一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，其特征在于：步骤401中所述fDeltaPlast的计算公式为；
fDeltaPlast＝fPackDonePos–fPrePackDonePos–fDeltaCushion；
所述fDeltaCushion＝fCushionRPM*fRPMTommPsRate*fTotalTime；
其中，所述fPackDonePos为当前周期最终位置，fPrePackDonePos前一周期最终位置，fDeltaCushion为料垫控制引起的变化。
6.根据权利要求1所述的一种应用于两级注塑的均速熔胶方法，其特征在于：步骤401中所述fCushionDiff的计算方式为：
fCushionDiff＝fTransfDonePos–fCushionPos；
其中，fTransfDonePos为射储完成位置，fCushionPos为希望的料垫位置。
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