本发明属于注塑机智能控制领域，具体涉及一种控制注塑机注塑成型的温控机构和控制方法。
背景技术：
采用注塑机制备高分子塑料制品过程中，熔料的温度场分布对制品的残余应力和变形具有重要的影响，影响制备厚度的均一性和接缝处的张力特性。但是在注释成型过程中，温度的上升和冷却通常存在滞后性，同时由于容易受到电源电压波动等外界环境因素的影响，导致难以获得理想的品质因素。而且熔料温度的不均匀性同时会影响喷射过程中流体的剪切流动，不仅容易造成应力场分布的不均匀性，同时会阻塞喷头口，因此本发明利用智能技术设计了一种能够精确控制注塑机注塑成型的温控机构和控制方法。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出一种控制注塑机注塑成型的温控机构和控制方法。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种控制注塑机注塑成型的温控机构，所述的机构与喷嘴相连，用于控制喷嘴处高分子的熔料的温度，包括设置与喷嘴依次相连的温控单元、数据采集单元、单片机和继电器驱动电路，所述的温控单元将采集到的温度信号输入到数据采集单元上，经单片机处理后通过控制继电器驱动电路的通断控制温控单元。
作为本发明的进一步改进，所述的温控单元包括加热圈和热电偶，还包括位于热电偶冷势端的温度传感器，所述的热电偶和温度传感芯片与数据采集单元相连，所述的加热圈与继电器驱动电路相连。
作为本发明的进一步改进，所述的温度传感器采用的是ad595芯片。
作为本发明的进一步改进，还包括依次相连的信号放大单元和a/d转换单元，所述的信号放大单元和a/d转换单元设置在数据采集单元和单片机芯片之间。
所述的机构通过以下方法的控制温度，包括：
1)采用pid控制法所获得的温度偏差转换成连续的控制量；
2)采用pwm技术将一定周期内上述连续控制量转化为控制继电器驱动电路的通断时间比。
作为本发明的进一步改进，步骤2)中将所述连续控制量通过与矩形波进行比较控制继电器的通断。
作为本发明的进一步改进，所选用的周期为3-5s。
本发明的有益效果：本发明通过将采集的温度信号输入到单片机芯片中，之后通过pid技术和pwm技术控制加热过程对喷射熔料的温度进行实时稳定的控制，通过实现对熔料温度的稳定控制以达到获得应力场分布均匀且具有均一厚度的产品，提高制品的质量。
附图说明
图1为本发明的温控机构的结构示意图；
图2为继电器输出的pwm原理图；
其中：1-喷嘴，2-温控单元，201-热电偶，202-温度传感器，203-加热圈，3-数据采集单元，4-单片机，5-信号放大单元，6-a/d转换单元，7-继电器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示的控制控制注塑机喷嘴1处的熔料的温控机构，所述的温控机构包括与喷嘴1依次相连的温控单元2、数据采集单元3、单片机4和继电器(7)驱动电路，所述的温控单元2将采集到的温度信号输入到数据采集单元3上，经单片机4处理后通过控制继电器7驱动电路的通断控制温控单元2。
所述的温控单元2包括加热圈203和热电偶201，所述的热电偶201用于测量熔料的温度，由于在测量的过程中热电偶201的冷势端与外界相连，由于外界温度的不稳定，因此在热电偶201冷势端还温度传感器202，所述的温度传感器202采用的是ad595芯片。所述的热电偶201和温度传感芯片与数据采集单元3相连，所述的数据采集单元3根据温度传感器202所测得的冷势端的温度值对热电偶201的输入值进行补偿较正，获得熔料温度的实际值。所述的加热圈203与继电器(7)驱动电路相连，对喷射的熔料加热。
还包括依次相连的信号放大单元5和a/d转换单元6，所述的信号放大单元5和a/d转换单元6设置在数据采集单元3和单片机4芯片之间，所述的数据采集单元3将采集到的温度信号放大后输入到单片机4中。
由于测量过程中，受到软件和硬件各种条件的限制，所测得的温度通常具有一定的偏差，不能实现稳定的控制喷射熔料的温度，容易导致成型件的应力不均匀性，因此本发明通过以下的方法对喷射的熔料进行稳定的温度控制。
本发明中所述的温控机构是通过以下的方法控制温度，包括：
首先，采用pid控制法所获得的温度偏差转换成连续的控制量。
由于注塑机在注塑的开始和结束的阶段会产生比较大的震荡，因此本发明采用积分分离的方法用于消除静差，提高精度。所示的积分分离pid算法如公式一所示：
u(k)＝kpe(k)+kikf∑e(j)+kd[e(k)-e(k-1)]
其中，公式中的e为偏差值，kp、ki、kf和kd为各种系数，u为通过计算所获得的连续控制量。
公式一中增大比例系数会加快系统的响应，有利于减小静差，但是会使系数有较大的超调，产生震荡，破坏稳定性的。因此随后需要采用pwm技术将上述控制量u转化为控制继电器7驱动电路在一定的周期内的通断时间比。在一个控制周期t内将，根据温度偏差的大小，算出相应的控制量u与锯齿波比较，产生相应脉宽的通断信号驱动继电器7来调节加热圈203导通和关断时间的比例，以调节加热功率以满足温度控制的要求，如图2所示，图中对应“1”的位置为继电器7开启的状态，对应于“0”的位置关断继电器7。
由于注塑过程是一个长期的过程，注射之前进入到喷嘴1中的熔料需要经过合膜和射台推进两个过程因此所选用的pwm周期时间常数通常设定为3-5s。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。