CN115042402A - 液压注塑机预塑背压控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压注塑机预塑背压控制方法，包括步骤：S1：将比例方向阀作为注塑机的单独的预塑背压控制阀，在注塑机的注射油缸的活塞杆的回油管路上设置压力传感器；S2：压力传感器实时检测活塞杆所在回油管路的实时压力，并生成采样信号输出至比较器；S3：比较器将采样信号与设定背压值信号做差后输送至一自学习算法优化PID模块；S4：自学习算法优化PID模块处理差值信号后生成控制信号输出给比例方向阀；S5：比例方向阀根据控制信号调节阀芯开度，控制回油管路的流量。本发明的一种液压注塑机预塑背压控制方法，能控制低背压，相对于现有方案能够节能，该方法采用双通道连接方式，能够实现大流量、低背压控制背压。

Description

液压注塑机预塑背压控制方法

技术领域

本发明涉及智能制造与自动控制技术领域，尤其涉及一种液压注塑机预塑背压控制方法。

背景技术

目前液压注塑机预塑背压的控制主要有以下方法：1，主流控制方法采用比例溢流阀控制预塑背压2，采用比例伺服阀控制预塑背压。

采用比例溢流阀控制预塑背压，缺点在于无法实现低背压控制，无法应用于小型化注塑件生产，且溢流损耗大，造成较大的能源损耗。2采用比例伺服阀控制背压，不足之处在于对油液要求高，使用和维修要求高，且通流流量小，无法应用于大流量低背压的生产中。

注射成型作为塑料加工中重要的成型方法之一，在国民经济的各个领域都有广泛应用，在当前能源问题日趋紧张的大环境下，降低注塑机成本、能耗的已经成为新的注塑机发展重要方向。而对于具体的现实意义与经济利益而言，降低注塑机能耗可以直接减少在产品的生产成本中，在现今的市场经济环境下在产品的竞争非常激烈，如果能够最低限度的减少成本，降低产品的价格，提高利润率可以很大的提高产品的市场竞争力同时赢得更高的收益。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种液压注塑机预塑背压控制方法，能控制低背压，相对于现有方案能够节能，该方法采用双通道连接方式，能够实现大流量、低背压控制背压。

为了实现上述目的，本发明提供一种液压注塑机预塑背压控制方法，包括步骤：

S1：将一比例方向阀作为一注塑机的单独的预塑背压控制阀，在所述注塑机的注射油缸的活塞杆的回油管路上设置一压力传感器；

S2：所述压力传感器实时检测所述活塞杆所在回油管路的实时压力，并生成采样信号输出至一比较器；

S3：所述比较器将所述采样信号与设定背压值信号做差后获得一差值信号，将所述差值信号输送至一自学习算法优化PID模块；

S4：所述自学习算法优化PID模块处理所述差值信号后生成一控制信号输出给所述比例方向阀；

S5：所述比例方向阀根据所述控制信号调节阀芯开度，控制所述回油管路的流量。

优选地，所述设定背压值信号通过外部输入。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

1、节能，采用比例方向阀代替现有的控制阀(如比例溢流阀)，能够控制较低背压压力，减少能源损耗和消耗；能够实现了低背压甚至零背压的控制，同时保证了较大的流量，相对于现有的较高背压控制，极大降低能源损耗。采用无源控制方法控制预塑背压，减少了能源消耗。

2、控制精度高，采用自学习算法优化PID控制，信号处理精度高，处理速度快，重复精度高。注塑机工作过程是一个重复性过程，本设计采用的控制算法能够记录每个背压值对应的阀芯开口度，并应用于下一次的注塑过程，既能提升重复精度，还能减少调节时间。

3、背压平稳性。本设计采用的控制算法能够减小超调冲击，减小调节时间，既能改善动态特性，又能优化静态特性。

4、降低成本。本设计采用比例方向阀控制预塑背压，该阀制造成本低，产量大，使用和维修成本低。

附图说明

图1为本发明实施例的液压注塑机预塑背压控制系统原理图；

图2为本发明实施例的液压注塑机预塑背压控制方法的流程图。

具体实施方式

下面根据附图图1和图2，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图1和图2，本发明实施例的一种液压注塑机预塑背压控制方法，包括步骤：

S1：将一比例方向阀6作为一注塑机1的单独的预塑背压控制阀，在注塑机1的注射油缸3的活塞杆的回油管路上设置一压力传感器；

S2：压力传感器实时检测活塞杆所在回油管路的实时压力，并生成采样信号输出至一比较器；

S3：比较器将采样信号与设定背压值信号做差后获得一差值信号，将差值信号输送至一自学习算法优化PID模块；设定背压值信号通过外部输入；

S4：自学习算法优化PID模块处理差值信号后生成一控制信号输出给比例方向阀6；

S5：比例方向阀6根据控制信号调节阀芯开度，控制回油管路的流量。

本发明实施例的一种液压注塑机预塑背压控制方法，将比例方向阀6作为单独的预塑背压控制阀，通过调节比例方向阀6的开度大小，进而控制预塑背压。该控制方法采用自学习算法优化闭环PID控制算法，通过预设阀芯开口度，能够快速达到理想压力，该算法采用双闭环控制，既能减小超调，还能调节静态性能。本设计采用双闭环连接方案连接油路和比例方向阀6，能实现大流量的通流。

本发明实施例的一种液压注塑机预塑背压控制方法，在现有的液压注塑机预塑背压控制方案的基础上，将控制背压的比例溢流阀或比例伺服阀换位单独控制的比例方向阀6，比例方向阀6的一端直接接油箱7，另一端接控制方向的三位四通方向阀。采用双通道连接方式连接比例方向阀6和油路，最大限度的实现大的通流流量。

通过油路上压力传感器采集实时压力信号，控制算法同时接收实时压力信号和设定压力信号，经过处理后，将输出值输出至比例方向阀6，通过改变开口度大小控制预塑背压(油路压力)。

传统闭环控制在开始阶段会产生较大超调冲击，且调节时间较长。本控制方法采用自学习算法优化闭环PID控制，且采用双闭环控制，通过自学习算法预设的开口度降低了超调冲击，双闭环控制方法既能调节动态性能，还能优化静态性能。

自学习算法是某背压第一次调节时，根据其他背压值的开口度情况预设一个开口度，并且如果该背压值已经调节过，将该背压值对应的开口度记录下来，当下一次再调节至该背压值时或该背压值附近时，算法调用该背压值对应的开口度值输出至比例方向阀6。自学习算法主要作用为减少调节时间，增高调节速率，降低超调量，增加系统稳定性。注塑机1的预塑过程是一个不断重复的过程，自学习算法能够降低预塑过程所需时间，能够提升注塑机1整体效率。将自学习算法结合双闭环控制本身的优越性以达到更优的控制效果。

请参阅图1，本发明实施例的液压注塑机预塑背压控制系统包括：注塑机1、液压马达2、注射油缸3、三位四通换向阀4、比例方向阀的连接控制器接口5、比例方向阀6和油箱7。

注塑机1的注射油缸3的动作方向由三位四通换向阀4控制，预塑背压由比例方向阀6控制。(注射油缸3内活塞前进时应由液压泵通过三位四通换向阀4提供动力)。

注塑机1在预塑阶段时，注塑机1内压力不断升高，此时三位四通换向阀4处于右位，即相当于注射油缸3回油腔直接通比例方向阀6。若压力低于设定背压，比例方向阀6阀芯向中位技能位置移动，比例方向阀6开口度减小，使得压力升高；当压力高于设定背压，比例方向阀6移动到左位，比例方向阀6开口度增大，降低压力。

注射油缸3采用双出杆模式，靠近螺杆一侧的杆更粗，远离螺杆的一侧杆更细，缸筒固定。

三位四通换向阀4采用类似N型的中位机能，即A口和P口断开，B口和T口相通，使得电液换向阀在不工作状态时，注射油缸3的回油腔仍与油箱7相连，便于回油。

比较器(通过比例方向阀的连接控制器接口5连接控制器，控制器连接上位机)连接注塑机1上位机，接收上位机设置的目标背压值。同时连接油路上的压力传感器，通过比较实时压力值和设定压力值的大小，不断调节比例方向阀6的开口度大小，进而控制油路压力(预塑背压)。

本发明实施例的一种液压注塑机预塑背压控制方法：

1、在背压控制的稳定性方面。增加一个比例方向阀6单独控制回油路压力，进油路由液压马达2控制。相比只用液压马达2调节背压的方法，增加了一个无源控制环节，实现了注射油缸3进油腔和回油腔不同的压力控制，减少了液压马达2的压力脉动，降低了能源损耗。同时不受缸筒内液体塑胶的温度和黏度的影响。

2、控制低背压方面。现有的背压控制通常由比例溢流阀控制，但由于比例溢流阀机械结构限制，无法控制低背压。本发明提出的比例方向阀6并无其限制，理论上能实现0背压控制，极大提升了节能效果。

3、比例方向阀6与油路直接采用双通道连接方式，通流流量约为单通道方式的1.7倍，能够实现低背压、大流量的控制。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种液压注塑机预塑背压控制方法，包括步骤：

S1：将一比例方向阀作为一注塑机的单独的预塑背压控制阀，在所述注塑机的注射油缸的活塞杆的回油管路上设置一压力传感器；

S2：所述压力传感器实时检测所述活塞杆所在回油管路的实时压力，并生成采样信号输出至一比较器；

S3：所述比较器将所述采样信号与设定背压值信号做差后获得一差值信号，将所述差值信号输送至一自学习算法优化PID模块；

S4：所述自学习算法优化PID模块处理所述差值信号后生成一控制信号输出给所述比例方向阀；

S5：所述比例方向阀根据所述控制信号调节阀芯开度，控制所述回油管路的流量。

2.根据权利要求1所述的液压注塑机预塑背压控制方法，其特征在于，所述设定背压值信号通过外部输入。

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