本发明涉及注塑设备控制技术领域，尤其是注塑控制系统的开合模控制方法、系统及装置。
背景技术：
注塑机工作过程一般包括以下步骤：合模、注射保压、熔胶加料、冷却定型、开模以及顶针托模，目前大部分注塑机均采用了液压系统来实现动作开关的控制以及压力和流量的控制，从而完成上述工作循环。对注塑机来说，开合模装置是用来保证注塑机锁紧成型模具、实现模具开合以及顶出产品的部件。开合模过程中需要控制的两个主要变量是合模力和位置。其中，注塑机对开合模机构的位置有以下两个方面的要求：一方面是由于注塑机的移模速度会直接影响产品的成型周期，所以注塑机的移模速度要求尽可能快；另一方面，随着特殊工艺的不断开发和推广，开合模机构定位的控制精度要求也越来越高。目前注塑机一般都配有机械手，用来实现自动取料和贴标签。如果开模位置控制不准，则会影响机械手的取件精确度；此外，还有可能造成模具的冲击，致使损坏注塑机。
针对上述存在的问题，现有技术通过迭代学习算法，对流量及压力控制部件的关断时间进行修正，使得定位误差控制在设定范围之内。但是这种方法是以阀的开关行程终点与设定位移误差作为学习依据，仅考虑了开合模的终点位置，没有考虑开合模的过程，这种不规划运动过程的“阶跃式”的控制会导致机器发生“过冲”现象，具有较大振动和噪声，容易撞坏机器，精确度较低、不够实用。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种精确度高且实用性高的，注塑控制系统的开合模控制方法、系统及装置。
本发明所采取的第一个技术方案是：
注塑控制系统的开合模控制方法，包括以下步骤：
根据注塑机控制器设定的开合模速度，计算模具的质量和死区速度；
根据模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；
根据模具的死区速度和开合模的实际运行速度，计算模具的实际惯性位移；
根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制。
进一步，所述根据注塑机控制器设定的开合模速度，计算模具的质量和死区速度这一步骤，包括以下步骤：
通过注塑机控制器设定开合模速度；
通过压力传感器检测模具受到的推动压力；
计算模具的开合模时间；
根据开合模速度、推动压力和开合模时间，通过动量定理计算模具的质量；
根据设定的开合模速度，获取对应的速度反馈值，然后得到死区速度。
进一步，所述根据模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度这一步骤，包括以下步骤：
根据模具的质量和死区速度，计算开合模的最大压力值，所述开合模的最大压力值的计算公式为：
其中，m为模具的质量；fmax是开合模的最大压力值；s为模具运行的终点位置；vmax为模具的最大运行速度；vd为死区速度；
判断开合模的最大压力值是否大于设定的压力值，若是，则根据设定的压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；反之，则根据开合模的最大压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度。
进一步，所述根据设定的压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度这一步骤中，所述计算开合模的实际运行速度的第一计算公式为：
其中，m为模具的质量；vd为死区速度；f0是设定的压力值；δt为控制周期；vr为模具的实际运行速度；
所述根据开合模的最大压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度这一步骤中，所述计算开合模的实际运行速度的第二计算公式为：
其中，m是模具的质量；vd为死区速度；fmax是开合模的最大压力值；δt为控制周期；vr为模具的实际运行速度。
进一步，所述根据模具的死区速度和开合模的实际运行速度，计算模具的实际惯性位移这一步骤，包括以下步骤
根据模具的死区速度，计算模具的惯性位移；
判断模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差是否满足误差要求，若是，则将惯性位移作为模具的实际惯性位移，并执行根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制的步骤；反之，则执行下一步骤；
根据模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差，采用迭代算法对模具的死区速度进行修正；
根据修正后的死区速度，重新计算模具的惯性位移，并返回判断模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差是否满足误差要求这一步骤，直至模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差满足误差要求。
进一步，所述根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制这一步骤，包括以下步骤：
根据模具的实际运行速度和实际惯性位移，计算开合模的精确位置，所述开合模的精确位置的计算公式为：
其中，sr为开合模的精确位置；vr为模具的实际运行速度；δt(i)为第i个控制周期；sm为模具的实际惯性位移；n为迭代次数；
根据模具的死区速度和实际惯性位移，对开合模进行精确控制。
本发明所采取的第二个技术方案是：
注塑控制系统的开合模控制系统，包括：
第一计算模块，用于根据注塑机控制器设定的开合模速度，计算模具的质量和死区速度；
第二计算模块，用于根据模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；
第三计算模块，用于根据模具的死区速度和开合模的实际运行速度，计算模具的实际惯性位移；
控制模块，用于根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制。
进一步，所述第一计算模块包括：
设定单元，用于通过注塑机控制器设定开合模速度；
检测单元，用于通过压力传感器检测模具受到的推动压力；
时间计算单元，用于计算模具的开合模时间；
质量计算单元，用于根据开合模速度、推动压力和开合模时间，通过动量定理计算模具的质量。
进一步，所述第二计算模块包括：
压力值计算单元，用于根据模具的质量和死区速度，计算开合模的最大压力值；
判断单元，用于判断开合模的最大压力值是否大于设定的压力值，若是，则根据设定的压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；反之，则根据开合模的最大压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度。
本发明所采取的第三个技术方案是：
注塑控制系统的开合模控制装置，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序，以执行如第一个技术方案所述的注塑控制系统的开合模控制方法。
本发明的有益效果是：本发明根据设定的开合模速度，最终计算得到模具的实际惯性位移，并以此进行精确控制，相较于现有不考虑开合模过程的控制方法，本发明大大减少了模具运行过程中由于速度阶跃运行冲击带来的噪声和磨损，提高了开合模定位的精确度，实用性高。
附图说明
图1为本发明注塑控制系统的开合模控制方法的步骤流程图；
图2为注塑控制系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
参照图1，本发明注塑控制系统的开合模控制方法，包括以下步骤：
根据注塑机控制器设定的开合模速度，计算模具的质量和死区速度；
根据模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；
根据模具的死区速度和开合模的实际运行速度，计算模具的实际惯性位移；
根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制。
进一步作为优选的实施方式，所述根据注塑机控制器设定的开合模速度，计算模具的质量和死区速度这一步骤，包括以下步骤：
通过注塑机控制器设定开合模速度；
通过压力传感器检测模具受到的推动压力；
计算模具的开合模时间；
根据开合模速度、推动压力和开合模时间，通过动量定理计算模具的质量；
根据设定的开合模速度，获取对应的速度反馈值，然后得到死区速度。
进一步作为优选的实施方式，所述根据模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度这一步骤，包括以下步骤：
根据模具的质量和死区速度，计算开合模的最大压力值，所述开合模的最大压力值的计算公式为：
其中，m为模具的质量；fmax是开合模的最大压力值；s为模具运行的终点位置；vmax为模具的最大运行速度；vd为死区速度；
判断开合模的最大压力值是否大于设定的压力值，若是，则根据设定的压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；反之，则根据开合模的最大压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度。
进一步作为优选的实施方式，所述根据设定的压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度这一步骤中，所述计算开合模的实际运行速度的第一计算公式为：
其中，m为模具的质量；vd为死区速度；f0是设定的压力值；δt为控制周期；vr为模具的实际运行速度；
所述根据开合模的最大压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度这一步骤中，所述计算开合模的实际运行速度的第二计算公式为：
其中，m是模具的质量；vd为死区速度；fmax是开合模的最大压力值；δt为控制周期；vr为模具的实际运行速度。
进一步作为优选的实施方式，所述根据模具的死区速度和开合模的实际运行速度，计算模具的实际惯性位移这一步骤，包括以下步骤
根据模具的死区速度，计算模具的惯性位移；
判断模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差是否满足误差要求，若是，则将惯性位移作为模具的实际惯性位移，并执行根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制的步骤；反之，则执行下一步骤；
根据模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差，采用迭代算法对模具的死区速度进行修正；
根据修正后的死区速度，重新计算模具的惯性位移，并返回判断模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差是否满足误差要求这一步骤，直至模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差满足误差要求。
进一步作为优选的实施方式，所述根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制这一步骤，包括以下步骤：
根据模具的实际运行速度和实际惯性位移，计算开合模的精确位置，所述开合模的精确位置的计算公式为：
其中，sr为开合模的精确位置；vr为模具的实际运行速度；δt(i)为第i个控制周期；sm为模具的实际惯性位移；n为迭代次数；
根据模具的死区速度和实际惯性位移，对开合模进行精确控制。
与图1的方法相对应，本发明注塑控制系统的开合模控制系统，包括：
第一计算模块，用于根据注塑机控制器设定的开合模速度，计算模具的质量和死区速度；
第二计算模块，用于根据模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；
第三计算模块，用于根据模具的死区速度和开合模的实际运行速度，计算模具的实际惯性位移；
控制模块，用于根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制。
进一步作为优选的实施方式，所述第一计算模块包括：
设定单元，用于通过注塑机控制器设定开合模速度；
检测单元，用于通过压力传感器检测模具受到的推动压力；
时间计算单元，用于计算模具的开合模时间；
质量计算单元，用于根据开合模速度、推动压力和开合模时间，通过动量定理计算模具的质量。
进一步作为优选的实施方式，所述第二计算模块包括：
压力值计算单元，用于根据模具的质量和死区速度，计算开合模的最大压力值；
判断单元，用于判断开合模的最大压力值是否大于设定的压力值，若是，则根据设定的压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；反之，则根据开合模的最大压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度。
与图1的方法相对应，本发明注塑控制系统的开合模控制装置，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序，以执行本发明的注塑控制系统的开合模控制方法。
参照图2，本发明的注塑控制系统包括注塑机控制器、伺服驱动器、齿轮泵和模具，伺服驱动器包括伺服电机和电机控制器，伺服电机上设有编码器，齿轮泵上设有压力传感器，模具上设有位移传感器，其中：
注塑机控制器，用于设定开合模的速度、压力值和位置等控制参数；
伺服驱动器，用于控制伺服电机按照设定的速度运行，并控制伺服电机达到设定的压力值和位置；
编码器，用于检测伺服电机的运行角度，并将检测结果发送到电机控制器；
电机控制器，用于根据编码器发送的检测结果，控制伺服电机的运行位移和运行速度；
齿轮泵，用于根据伺服电机的转动来带动液压油的运动；
压力传感器，用于实时检测油路的压力，并将检测结果反馈到伺服驱动器；
模具，用于根据液压油的运动来进行开合运动；
位移传感器，用于实时检测模具的位移，并把检测结果反馈到注塑机控制器，从而实施闭环控制，保证模具的最终位移位置接近设定值并停留在允许的范围之内；
下面详细介绍本发明的开合模控制方法的具体流程：
s1、根据注塑机控制器设定的开合模速度，计算模具的质量和死区速度；
其中，步骤s1具体包括以下步骤：
s11、通过注塑机控制器设定开合模速度；
s12、通过压力传感器检测模具受到的推动压力；
s13、计算模具的开合模时间；
s14、根据开合模速度、推动压力和开合模时间，通过动量定理计算模具的质量，所述模具质量的计算公式具体为：
ft＝mv，
其中，f为实施在模具上的压力；t为压力持续作用时间，即模具的开合模时间；m为模具重量；v为模具运行速度。
本发明只要在注塑机控制器中设定开合模的速度，伺服驱动器控制伺服电机实施闭环控制，使得模具按照设定的速度进行开合模运动；然后通过压力传感器检测推动模具运动的压力，并计算开合模时间，就能计算出模具的质量。另外，在本发明中，为了得到更准确的模具质量，可以循环控制开合模运行，多次测量并学习计算相关参数，最后取平均值获得模具的准确质量。
s15、根据设定的开合模速度，获取对应的速度反馈值，然后得到死区速度。本发明的开合模的速度设定值，由大到小，不断循环改变，一旦检测到速度的反馈值偏移设定值10％以上，则认为该速度为死区速度值。
s2、根据模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；
注塑机控制器设置的开合模参数一般包括速度、压力和位置，以此来保证开合模的运行在上述设定的最大速度或者压力下，到达设定的位置。
步骤s2具体包括以下步骤：
s21、根据模具的质量和死区速度，计算开合模的最大压力值，所述开合模的最大压力值的计算公式为：
其中，m为模具的质量；s为模具运行的终点位置；vmax为模具的最大运行速度；vd为死区速度；
s22、判断开合模的最大压力值是否大于设定的压力值，若是，则根据设定的压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度；反之，则根据开合模的最大压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度。
其中，所述根据设定的压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度这一步骤中，所述计算开合模的实际运行速度的第一计算公式为：
其中，m为模具的质量；vd为死区速度；f0是设定的压力值；δt为控制周期；vr为模具的实际运行速度；
所述根据开合模的最大压力值、模具的质量和死区速度，计算开合模的实际运行速度这一步骤中，所述计算开合模的实际运行速度的第二计算公式为：
其中，m是模具的质量；vd为死区速度；fmax是开合模的最大压力值；δt为控制周期；vr为模具的实际运行速度。
本发明在满足设定的速度和压力值的情况下，能够使得开合模达到设定的位置附近。
s3、根据模具的死区速度和开合模的实际运行速度，计算模具的实际惯性位移；
由于开合模具有一定的死区速度，而死区速度会造成相应的惯性位移，所以本发明通过计算模具的实际惯性位移，来保证后续的开合模定位的精确度。开合模的实际运作中，一旦实际速度低于死区速度，则认为开合模的运行处于不可控状态，此时需要关断系统的运行指令。当开合模过程的速度达到死区速度时，则让伺服驱动器的输入为0，让模具依靠自身的惯性完成最后位移的运行。由于注塑机的开合模过程在一段时间内具有一定的重复性，可以采用迭代学习算法来计算惯性位移，步骤s3具体包括以下步骤：
s31、根据模具的死区速度，计算模具的惯性位移；
s32、判断模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差是否满足误差要求，若是，则将惯性位移作为模具的实际惯性位移，并执行根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制的步骤；反之，则执行下一步骤；
s33、根据模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差，采用迭代算法对模具的死区速度进行修正；
其中，所述对死区速度进行修正的计算公式如下：
vd(i+1)＝vd(i)+ke(i)i＝1,2,3,…n
其中，vd(i+1)为第i+1次学习所得的死区速度；vd(i)为第i次学习所得的死区速度；k为学习率；e(i)为第i次惯性位移与终点位置的误差。
s34、根据修正后的死区速度，重新计算模具的惯性位移，并返回判断模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差是否满足误差要求这一步骤，直至模具运行的终点位置与惯性位移之间的误差满足误差要求。
s4、根据模具的实际惯性位移，对开合模进行控制。
步骤s4具体包括以下步骤：
s41、根据模具的实际运行速度和实际惯性位移，计算开合模的精确位置，所述开合模的精确位置的计算公式为：
其中，sr为开合模的精确位置；vr为模具的实际运行速度；δt(i)为第i个控制周期；sm为模具的实际惯性位移；n为迭代次数；
s42、根据模具的死区速度和实际惯性位移，对开合模进行精确控制。
综上所述，相较于现有技术，本发明注塑控制系统的开合模控制方法、系统及装置具有以下优点：
1)、注塑机控制器采用总线通信方式把开合模相关参数发送到伺服驱动器，具有较高的响应性和实时性，能有效减少死区速度值，进行更高精度的速度规划和控制；
2)、本发明根据注塑机控制器设定的开合模参数，把开合模过程划分为两个过程：线性可控区和非线性“死区”。其中，线性可控区通过设定速度、压力和位置，实现对开合模的精确位移控制；非线性“死区”则采用迭代算法获得模具运行的实际惯性位移，能够精确控制模具运行位置，减少不确定惯性运行的误差，大大了减少模具运行过程中由于速度阶跃运行冲击带来的噪声和磨损，精确度高且实用性高。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。