CN117529398A - 用于控制注塑机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制注塑机的方法，所述注塑机包括往复式塑化螺杆(11)和控制器系统(10)，所述控制器系统(10)适于测量或计算至少一个第一生产参数并且适于控制/设定所述注塑机上的至少一个第二生产参数，并且其中所述方法包括：设定所述第一生产参数的预选目标值，并将所述目标值输入到控制器系统中。由所述控制器系统将一个生产周期的所测量的第一生产参数与所述第一生产参数的所述预选目标值进行比较。由所述控制器系统计算所述第二生产参数的新值，所述新值是所述第一生产参数与所述选定实际生产参数的预选目标值之间的差值的函数。由所述控制器系统(10)为后续生产周期设定所述第二生产参数的所述新值。

Description

用于控制注塑机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制注塑机的方法，该注塑机包括往复式塑化螺杆和控制器系统，该控制器系统适于基于来自布置在注塑机上的传感器的输入信号来测量第一生产参数或计算第一生产参数，并且用于控制/设定注塑机上的第二生产参数。
背景技术
在常规注射模制工具中，非常常见的是控制注射模制过程的不同参数以便获得稳定的模制过程，因此所生产的部件的功能(诸如重量、功能和公差)在一定范围内。
然而，许多因素随时间影响注塑机的生产环境，并且因此期望控制各种生产参数不会由于这些影响而随时间漂移。
在这种关系中，例如注塑机用于生产准备注射的特定量的熔融塑料的剂量时间的变化可能会变化，特别是在开环处理期间，这是由于例如在生产循环期间使用的再研磨塑料材料的变化百分比。剂量的这些变化可能导致所生产的产品的质量降低或甚至导致模制过程中的不同误差。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种用于控制各种生产参数不随时间漂移的简单且可靠的方法。
这通过根据权利要求1所述的方法获得，所述方法指定：
a.设定所述第一生产参数的预选目标值，并将所述目标值输入到所述控制器系统中；
b.通过所述控制器系统将一个生产周期的所测量的第一生产参数与所述第一生产参数的所述预选目标值进行比较；
c.由所述控制器系统使用所述第一生产参数与所述第二生产参数之间的数学函数来计算所述第二生产参数的新值，所述新值是所述第一生产参数与所述选定实际生产参数的预选目标值之间的差值的函数；
d.由所述控制器系统在所述注塑机上为后续生产周期设定所述第二生产参数的所述新值。
在优选实施例中，执行由控制器系统设定用于后续生产周期的第二生产参数的新值，使得用于后续生产周期的第一生产参数与用于第一生产参数的预选目标值之间的差值减小。
可以进行由控制器系统对用于后续生产的第二生产参数的所述新值的设定，以影响任何后续生产周期，但是在优选实施例中，针对紧接在第一生产周期之后的生产周期执行所述设定。
数学函数可以在生产期间例如使用机器学习来更新，但是它可以有利地被预定义，并且在本发明的特别简单的实施例中，数学函数是线性的。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，也可以使用其他数学函数。
计算所述第二生产参数的新值可以有利地包括限制所述第二生产参数的先前值与所述第二生产参数的新值之间的差值不超过预定值。
在本发明的一个方面，第一生产参数是注入时间，并且第二生产参数是注入流速。
在本发明的另一个方面，第一生产参数是所谓的残量，例如由注射后往复塑化螺杆的位置限定，并且第二生产参数是塑化体积。
在本发明的又一方面，第一生产参数是注射压力分布的压力积分或部分积分，并且第二生产参数是目标注射压力或保压压力。
在本发明的又一方面，第一生产参数是往复式塑化螺杆塑化预选体积的塑料材料的实际剂量时间，并且第二生产参数是往复式塑化螺杆的旋转速度。
本发明还涉及一种注塑机，该注塑机包括往复式塑化螺杆和控制器系统，该控制器系统适于测量或计算注塑机上的选定实际生产参数并用于控制注塑机上的另一生产参数，并且其中控制器系统适于执行根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法。
附图说明
图1是示出根据本发明的注塑机的生产循环的控制流程的流程图。
图2是示出了具有适于控制剂量时间的控制系统的注塑机的原理图。
具体实施方式
图1是示出根据本发明的闭环控制循环的流程图，其中首先为第一生产参数设定预选目标值1，然后预选目标值在稍后的生产循环期间由比较器与至少一个先前测量的第一生产参数进行比较，并且基于先前测量的5、6与预选目标值1之间的差值2，计算新的第二生产参数3，以便减少或消除先前测量的5、6与随后生产周期的预选目标值1之间的差值2。然后在注塑机8上设定新的第二生产参数，并且将所测量的第一生产参数5、6的新值返回到比较器7以用于下一个循环。
对于本领域技术人员显而易见的是，特别是鉴于下面作为示例描述的实施例，如果可以在第一生产参数和第二生产参数之间建立数学关系，则可以使用基本原理来控制许多不同的生产参数。
一个示例是其中第一生产参数是注入时间，并且第二生产参数是注入流速。
另一个实例是其中第一生产参数是往复式塑化螺杆在注射之后的位置(残量)，并且第二生产参数是塑化体积。
又一个示例是其中第一生产参数是注射压力分布的压力积分或部分积分，并且第二生产参数是目标注射压力或保压压力。
图2示出了图1中所示的本发明的实施例的又一示例，其中注塑机包括往复塑化螺杆11，该往复塑化螺杆11适于使料桶中的塑料材料塑化并且用于迫使一定体积的塑料经由喷嘴12进入模具中。在该实施例中，塑化螺杆11的往复运动由液压缸(RAM)13驱动，并且其旋转由马达14经由齿轮15驱动。
为了监测剂量时间，位置传感器16布置在RAM 13上。
控制器10适于基于第一生产参数来控制第二生产参数，第一生产参数是往复式塑化螺杆塑化预选体积的塑料材料的实际剂量时间，第二生产参数是在塑化过程期间往复式塑化螺杆的旋转速度。
关于本发明的该实施例，多个测试已经显示了螺杆旋转和剂量时间之间的可假设的线性关系。该关系被描述为线性方程。它也可以被描述为非线性方程，然后被线性化：
tdos＝β·vscrew+α+emod
其中α和β是常数，e是误差。
利用符号^，可以通过以下来估计真实行为：
其中是预测的剂量时间，并且a、b是α和β的预测参数。
通过保持a和b恒定或同时或单独更新它们,存在多种方式来实现控制动作。如果选择相交项a并且仅存在一组数据，则a将被估计为
如果选择增益项b，则将估计为
在下文中，选择更新交集项a。由于噪声存在于任何测量中，因此期望使用多个先前的测量，其中最后的测量应该具有最大的权重。指数加权移动平均(EWMA)具有这些特征。周期n时的EWMA
WEIGHT(n)＝w(1-w)n-1
模型根据诸如再研磨的因素而变化。在演示中，选择保持b恒定并更新a，因为这是在实验数据中看到最大变化的地方。
然后将创建控制回路，使目标值和实际值之间的误差最小化：
e＝ttarget-tactual
根据下式更新输入：
更新a的例程被定义为：
在递归形式中，它可以被描述为
an＝w(tdos-b·vscrew,n)+(1-w)an-1
在针对每个周期更新输入参数并且利用估计等vscrew,n式的特殊情况下，可以重写为
它可以简化为
an＝an-1+w·e
显然，当实际值和目标值之间的误差变为零时，a的建模值变得静止，这意味着模型与真实系统相似或相同，并且输出tdos是可控的。
由于这是一种简单的控制器，因此对于本领域技术人员来说显而易见的是，仅需要估计和调整三个参数。b是恒定的，a根据算法的更新和w需要被调谐。

Claims (10)

1.一种用于控制注塑机的方法，所述注塑机包括往复式塑化螺杆和控制器系统，所述控制器系统适于基于来自布置在所述注塑机上的至少一个传感器的输入信号来测量或计算至少一个第一生产参数，并且适于控制/设定所述注塑机上的至少一个第二生产参数，并且其中所述方法包括：
a.设定所述第一生产参数的预选目标值，并将所述目标值输入到所述控制器系统中；
b.由所述控制器系统将一个生产周期的所测量的第一生产参数与所述第一生产参数的所述预选目标值进行比较；
c.由所述控制器系统使用所述第一生产参数和所述第二生产参数之间的数学函数来计算所述第二生产参数的新值，所述新值是所述第一生产参数和所述选定的实际生产参数的预选目标值之间的差值的函数；
d.由所述控制器系统在所述注塑机上为后续生产周期设定所述第二生产参数的所述新值。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述控制器系统设定用于所述后续生产周期的所述第二生产参数的所述新值，以便确保用于所述后续生产周期的所述第一生产参数与用于所述第一生产参数的所述预选目标值之间的差值减小。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对紧接在所述第一生产周期之后的生产周期执行由所述控制器系统设定用于后续生产周期的所述第二生产参数的所述新值。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述数学函数是预定义的线性函数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中计算所述第二生产参数的新值包括限制所述第二生产参数的先前值与所述第二生产参数的新值之间的差值不超过预定值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一生产参数是注入时间，并且所述第二生产参数是注入流速。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一生产参数是所述往复式塑化螺杆在注射后的位置(残量)，并且所述第二生产参数是塑化体积。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第一生产参数是所述注射压力分布的压力积分或部分积分，并且所述第二生产参数是所述目标注射压力或保压压力。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一生产参数是所述往复式塑化螺杆塑化预选体积的塑料材料的实际剂量时间，并且其中，所述第二生产参数是在塑化过程期间所述往复式塑化螺杆的旋转速度。
10.一种注塑机，其包括往复式塑化螺杆和控制器系统，所述控制器系统适于测量或计算所述注塑机上的选定实际生产参数并且适于控制所述注塑机上的另一生产参数，并且其中所述控制器系统适于执行根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法。
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