[发明专利]一种注塑机高效开模控制方法

权利要求书

1.一种注塑机高效开模控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)设定开环增益系数、死区时间和最小减速时间，将环增益系数记为K_opn，将死区时间记为t_d，将最小减速时间记为T_min；

(2)确定开环增益系数K_opn、死区时间t_d和最小减速时间T_min，具体过程为：

A、设定注塑机电机的转速为固定转速r，进行一个开模动作，获取该开模动作处于中间位置时注塑机的开模油缸的实际移动速度，将该速度记为spd mm/s，其中，r的取值范围为500rpm～1700rpm，采用公式(1)计算得到开环增益系数K_opn：

B、设定注塑机电机的转速为1500rpm，在进行一个开模动作前，提前0.1s打开注塑机的开模阀，记录打开注塑机的开模阀的时刻t0，在该开模动作过程中实时监测开模油缸上设置的电子尺数据，当检测到开模油缸上设置的电子尺的位移超过0.1mm时，记录此刻时间为t1，采用公式(2)计算得到死区时间t_d：

t_d＝t1-t0 (2)

C、确定最小减速时间T_min，具体过程为：

C-1、将开模油缸的直径记为cyl，将开模油缸的活塞杆直径记为rod，通过公式(3)计算得到开模油缸的有效作用面积A：

式(3)中，π表示圆周率；

C-2、将油泵到开模油缸的输油管内部容积的初始值记为V₁，在开模过程中油泵到开模油缸的输油管内部容积随着当前开模位置x的变化而变化，当前开模位置x由开模油缸的电子尺反馈而来，开模起始位置处对应电子尺的0标度，随着开模动作推进，当前开模位置位置x不断增大，由电子尺标度读取，将开模位置x处油泵到开模油缸的输油管内部容积记为V_x，将注塑机使用的液压油的弹性模量记为β，模板加模具的总质量记为m，将开模位置x处的固有频率记为W_x，采用公式(4)求得开模位置x处的固有频率W_x：

C-3、采用步骤C-2得到所有开模位置处的固有频率，找出取值最小的固有频率，将该取值最小的固有频率记为W_min；

C-4、将开模动作的阻尼系数记为ξ，ξ为大于等于0.3且小于等于0.7的任意数，根据公式(5)求得最小加减速时间T_min：

根据以上A、B、C计算出相应机器特性参数，为后面的开模控制做准备。

(3)设定注塑机的电机的初始转速，将其记为speed_set，设定注塑机的开模油缸的目标开模位置，将其记为x_set，x_set位于开模油缸的最大行程内，设定开模位置的获取周期，将其记为CycleTime，CycleTime的取值大于0.5ms且小于等于2ms，设定获取周期数变量，将其记为t，

(4)开启注塑机，进行开模动作，与此同时对t进行初始化，令t＝1，进入第t个获取周期获取当前开模位置，将第t个获取周期获取的开模位置记为x_t，在整个开模动作过程中每获取一次开模位置，t的值就加1；

(5)设定对比开模位置，将其记为x'；采用式(6)计算得到x'：

(6)比较x_t和x'，如果x_t小于x'，则注塑机的电机保持当前转速不变，如果x_t大于等于x'且小于x_set，则获取当前t的值，将其记为T，进入步骤(7)对电机的转速进行周期性的控制，；

(7)对电机的转速进行第j个控制周期的控制，j＝t-T+1，j表示当前控制周期数，j的初始值为1，将第j个控制周期电机的转速调整为speed_set_j，speed_set_j采用式(7)计算得到：

式(7)中，speed_set_j-1表示上一控制周期电机的转速，当j等于1时，speed_set_j-1等于speed_set，Kp为增益系数，取值范围在1.00～3.00之间；

(8)判断x_T+j-1是否大于等于x_set，如果小于x_set，则j的取值在t的取值加1时同步加1，然后采用公式(7)重新计算得到转速并采用计算得到的转速调整当前控制周期电机的转速，如果x_T+j-1大于等于x_set，则当前开模动作完成，将电机转速设置为0，开模阀关闭。