一种注塑机射出速度闭环控制系统及方法与流程

本发明涉及注塑，具体涉及一种注塑机射出速度闭环控制系统及方法。

背景技术：

1、随着社会快速发展，人们对注塑产品的应用越来越多样化，部分产品对成型工艺也越来越高，机器设备所处环境的变化(昼夜温差、油温变化等因素)会影响这类产品成型，进而对注塑机控制也要求越苛刻；为达到产品正常稳定的成型，注塑材料需要在模腔内保持充分的流动状态，否则受到外部条件变化影响，进一步影响模温和油温，导致注塑过程中，胶体与模具的接触面会产生固化层；故在射出过程中，需要保证射出速度的稳定性，避免产生固化层，进而达到产品稳定成型的目的；由于普通液压注塑机射出采用压力闭环模式，在外部条件变化时，很容易影响每段射出的速度，最终将导致成品的表面产生流纹、料花等不良现象，无法满足产品要求。

2、即现在技术存在如下不足：

3、(1)对环境敏感：注塑机设备对环境因素(如昼夜温差、油温变化等)敏感，这些因素会影响产品的成型工艺，使得对注塑机的控制需求变得更为严格；

4、(2)材料流动性问题：注塑材料需要在模腔内保持充分的流动状态，否则会受到外部条件变化的影响，进一步影响模温和油温，导致注塑过程中胶体与模具的接触面产生固化层；

5、(3)射出速度稳定性：在射出过程中，需要保证射出速度的稳定性，否则会产生固化层，影响产品的稳定成型；

6、(4)压力闭环模式的限制：普通液压注塑机在射出时采用的是压力闭环模式，这在外部条件变化时，很容易影响每段射出的速度，最终可能导致成品的表面产生流纹、料花等不良现象，无法满足产品的质量要求。

7、因此，现有技术存在不足，需要进一步改进。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种注塑机射出速度闭环控制系统及方法。

2、为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

3、本发明提供一种注塑机射出速度闭环控制系统，该系统包括：

4、人机操作界面，用于配置各段射出、加料、松退的压力值、速度值、完成位置值；

5、ethernet通讯接口，用于数据的传输；

6、mcu，用于接收人机操作界面传输的数据并处理；

7、fpga，用于接收mcu处理后的数据并实现对机器的控制；

8、fmc总线，用于mcu和fpga之间的数据交互。

9、进一步地，所述mcu和fpga之间通过fmc总线连接。

10、进一步地，所述fpga通过采集的射出位置值实时反馈至mcu，mcu通过位移和时间计算射出速度。

11、进一步地，当射出速度和设定速度产生差异时，mcu内通过pid算法计算出下一个驱动速度，再次发送至fpga以此控制实际速度的稳定性。

12、进一步地，该系统进一步包括一个机器学习模块，用于根据历史射出数据进行学习，预测下一次射出的最优速度和压力值，所述机器学习模块通过fmc总线和fpga进行数据交换；

13、所述机器学习模块包括一个深度神经网络，用于处理大量的历史射出数据，以提高射出速度和压力值的预测准确性，从而优化注塑过程，提高产品质量。

14、本发明还提供一种注塑机射出速度闭环控制方法，该方法包括以下步骤：

15、s1，在人机操作界面上配置各段射出、加料、松退的压力值、速度值、完成位置值；

16、s2，数据通过ethernet通讯传输至mcu；

17、s3，mcu将数据处理后配置到fpga；fpga实现对机器的控制。

18、进一步地，步骤s3还包括如下步骤：

19、s301，采集历史射出数据，通过机器学习模块进行学习和预测，得到下一次射出的最优速度和压力值；

20、s302，机器学习模块通过fmc总线将预测的最优速度和压力值发送至fpga。

21、所述机器学习模块包括一个深度神经网络，用于处理大量的历史射出数据，以提高射出速度和压力值的预测准确性，从而优化注塑过程，提高产品质量。

22、进一步地，在人机操作界面上配置的数据包括射出的速度值和压力值。

23、进一步地，mcu处理数据包括pid参数的计算。

24、进一步地，fpga实现对机器的控制包括对电磁阀的通断操作和伺服泵的压力、流量控制。

25、进一步地，fpga通过采集的射出位置值实时反馈至mcu，mcu通过位移和时间计算射出速度；

26、当射出速度和设定速度产生差异时，mcu内通过pid算法计算出下一个驱动速度，再次发送至fpga以此控制实际速度的稳定性。

27、采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

28、1.提供一种在人机界面上配置基本数据，通过ethernet通讯传输至mcu，mcu将数据处理后配置到fpga，并最终实现对机器控制的方法；能闭环控制机器射出速度并保证最终产品重复精度，以解决传统压力闭环射出下，部分注塑产品一致性差的问题；

29、2.利用编程技术(如：c、c++、vc++、verilog、vhdl等)，为工业控制系统开发闭环控制射速的功能；用户在注塑机人机操作界面上配置各段射出、加料、松退的压力值、速度值、完成位置值，系统将根据所设置的数据对机器进行控制，并最终生产出塑胶产品；

30、3.将对射出速度控制采用闭环方式，提高各段射出速度的稳定性和一致性；

31、4.将对电磁阀的通断操作和伺服泵的压力、流量控制统一至fpga上并行处理，提高输出端的同步性、一致性；

32、5.用户可以按生产需求分段配置压力、流量，且各段能同时控制多个电磁阀通段。

技术特征：

1.一种注塑机射出速度闭环控制系统，其特征在于，该系统包括：

2.根据权利要求1所述的注塑机射出速度闭环控制系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的注塑机射出速度闭环控制系统，其特征在于，

4.一种注塑机射出速度闭环控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的注塑机射出速度闭环控制方法，其特征在于，步骤s3还包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的注塑机射出速度闭环控制方法，其特征在于，所述机器学习模块包括一个深度神经网络，用于处理大量的历史射出数据，以提高射出速度和压力值的预测准确性，从而优化注塑过程，提高产品质量。

7.根据权利要求4所述的注塑机射出速度闭环控制方法，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的注塑机射出速度闭环控制方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的注塑机射出速度闭环控制方法，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的注塑机射出速度闭环控制方法，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种注塑机射出速度闭环控制方法及系统，包括：人机操作界面，用于配置各段射出、加料、松退的压力值、速度值、完成位置值；MCU，用于接收人机操作界面传输的数据并处理；Ethernet通讯接口，用于人机界面和MCU之间的数据传输；FPGA，用于接收MCU处理后的数据并实现对机器的控制；FMC总线，用于MCU与FPGA之间的数据交互。本发明提供一种在人机界面上配置基本数据，通过Ethernet通讯传输至MCU，MCU将数据处理后通过FMC总线配置到FPGA，并最终实现对机器控制的方法；能闭环控制机器射出速度并保证最终产品重复精度，以解决传统压力闭环射出下，部分注塑产品一致性差的问题。

技术研发人员：岳韬,黄华刚,马晓刚,陈如阳
受保护的技术使用者：深圳市亚启科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25