[发明专利]注塑机料桶温度同步控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及注塑机的控制装置及控制方法，更具体地说，本发明涉及注塑机中各段料桶温度同步系统及其控制方法。

背景技术

注塑机是将高分子原材料经过注塑机的料桶加热到生产需要的温度，变成熔融态，然后将加热到熔融态的高分子流体，通过螺杆注射到模具中冷却成型的加工机械。塑料注射成型可对形状复杂的制品实现一次成型，具有效率高、尺寸精确、适合大批量生产等特点，是塑料制品最具优势也是最主要的加工方式，在国民经济和国防工业等领域有着广泛的应用。

注塑成型最重要的工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度、注射精度、压力以及流量控制等。其中注塑机的料桶温度控制是注塑加工工艺中的关键控制工艺参数，直接关系到注塑机的性能和加工产品的质量。所以其控制非常重要。注塑机料桶的温度控制一般是采用分段进行控制的，将整个注塑机的料桶，从注射口到加料口，连续的划分为几段，并分别进行控制。各段温度一般根据需要设置为不同的值。一般中间温度最高，两边温度稍低。由于注塑机的段料桶实际上是一个连续的整体，只是人为的划分为几段进行分段控制，这样各段料桶温度之间是相互耦合的，相邻段之间的温度控制相互影响，这种各段温度之间的强耦合作用使其无法实现独立的控制。

另外注塑机料桶温度控制对象具有很大的延迟滞后特性，温度控制输出以后延迟从几秒到几分钟才会有温度变化，所以具有滞后特性。

注塑机料桶的温度控制对象还具有不确定性。首先其模型无法或者很难精确辨识，另外不同机型的注塑机，其料桶容积大小和形状不一样，其温度控制对象也不一样，所以注塑机料桶温度控制对象又是一个不确定性的对象。综上所述可知，注塑机料桶温度控制对象是一个强耦合、大滞后和不确定性控制对象，其精确控制非常困难。

另一个方面，根据实际注塑工艺的需要，各段料桶温度的设定值是不一样的，而注塑机开机以前各段料桶温度一致，都等于室温，这样各段的控制误差就不一致，常规的控制方法各段料桶温度达到设定值的时间是不一样的，而注塑机必须等待各段温度都达到设定值以后才可以工作，所以先达到设定温度的料桶段，必须等待后达到设定温度的料桶段，使所有的料桶段都达到设定温度以后才可进行工作，这样大大的浪费了时间，而且由于各段温度之间存在着强耦合作用，先达到设定值的段和还未达到的段之间的相互作用会严重影响到各自的控制精度和响应时间，所以精密注塑要求各段温度能够实现同步控制，即使各段设定值不一致也要求同时达到设定值，而且响应速度要求快。

常规的注塑机料桶温度控制算法都没有考虑到同步控制的要求，所以无法实现各段温度之间的同步控制。另外各段料桶温度的散热条件不一样，达到设定温度以后，由于不断连续生产，原料的不断加入以及散热不一致，造成的温度误差也不一样，所以也存在一个同步控制的问题。本发明就是为了解决这个问题，使各段料桶温度同时、快速的达到设定的温度。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种注塑机中各段料桶温度同步系统。本发明更进一步的目的是提供一种基于该注塑机料桶温度同步控制系统的注塑机料桶温度同步控制方法。

本发明解决技术问题采用的技术方案如下：

本发明提供了一种注塑机料桶温度同步控制系统，包括位于料桶各段位置处的若干电加热器和具有对应安装位置的温度传感器，各温度传感器通过信号线连接至温度设定模块，温度设定模块、温度同步控制模块和PID控制模块通过信号线依次连接，PID控制模块通过信号线连接至前述各电加热器。

作为一种改进，所述PID控制模块与电加热器的数量是相对应的，并分别通过信号线连接。

本发明还提供了一种基于前述注塑机料桶温度同步控制系统的温度同步控制方法，包括以下步骤：

(1)由温度传感器实时采集各段料桶当前实际温度值，传送至温度设定模块；

(2)温度设定模块内置计算程序，根据公式(a)得到各段相邻料桶之间的温度控制误差值E_i，并传送至温度同步控制模块；

E_i＝S_i-T_i(a)

其中i为第i段料桶的标号，E_i为第i段料桶当前温度控制误差值，S_i为第i段料桶的设定温度，T_i为第i段料桶当前实际采样温度；

(3)温度同步控制模块内置计算程序，根据公式(b)得到当前各段料桶电加热器的PID混合控制输入值E′_i，并传送至PID控制模块：