一种过胶圈故障在线检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及注塑机故障检测领域，尤其是一种过胶圈故障在线检测方法。
【背景技术】
[0002] 参照图1，注塑机止逆阀结构组件由三部分组成，过胶头、过胶圈和垫圈。过胶圈又 称止逆环，是依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流的阀门。过胶圈的作 用就是止逆，它是防止塑料熔体在注射时往后泄漏的一个零件。在工作时，过胶圈与过胶介 子（过胶垫圈）接触形成一个封闭的结构，过胶圈在过胶头和垫圈之间来回移动和绕轴心 转动，阻止塑料熔体泄漏。前移时，融化状态的塑料经过胶圈喷射入型腔内，后移时，过胶圈 阻挡物料流入，并紧闭型腔。
[0003] 当过胶圈与垫圈之间的配合面损伤，过胶圈配合面明显塌陷，或者垫圈表面发生 崩裂。过胶圈损坏会造成射胶时熔融材料回流，注塑产品重量轻重不一致，产品质量无法保 证。
[0004] 以往企业只能靠定期生产检查来测试过胶圈工作是否正常，但是止逆失效一般发 生在大批量订单生产的时候，且止逆阀在炮筒内部无法看到，工人一般无法及时发现，所以 一旦故障就会造成废品的产生以及原料的浪费，十分影响企业生产效率以及经济效益。现 有技术中通常采用另设传感器用于检测机器的运行状况，例如注塑机自诊断系统及方法 (201210592344. 7)的技术方案中需要计算栗浦传动效率，不仅技术方案的实现很复杂，且 实现成本较高、后期维护难度大。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是：一种通过监测液压油路入口压力变化 特征实现的过胶圈故障在线检测方法。
[0006] 注塑成型是典型的多阶段的过程，其主要包含注射、保压、塑化、冷却四个阶段，参 照图2,在注射阶段，液压缸的高压推动螺杆向前，过胶圈从火箭头端运动到垫圈端，它有一 个从打开到闭合的过程，在这个短暂时间内熔融胶料被推送到喷嘴前端，同时溶胶马达液 压油路入口压力（以下简称溶胶压力）因受到熔融胶料运动的影响会有微小的变化。但是 当阀门出现闭合不严故障的时候，反向作用力维持的时间比较长，在无泄压阀的情况下，溶 胶压力达到最大值并维持不变的转折点时间相比正常情况下会滞后很多，因此本发明方法 主要通过对转折点的相关计算实现。
[0007] 本发明所采用的技术方案是：一种过胶圈故障在线检测方法，包括有以下步骤：
[0008] A、在注塑过程中采集多个批次注射阶段的溶胶压力数据，并将采集到的数据用二 维矩阵表示；
[0009] B、对上述二维矩阵进行标准化处理；
[0010] C、对标准化后的二维矩阵进行PCA分解，得到得分矩阵和负载矩阵；
[0011] D、计算第一主元在时间方向的轨迹变化；
[0012] E、计算第一主元的轨迹变化的最大变化转折点所对应的采样时刻；
[0013] F、对上述步骤中采样时刻之前的数据进行积分，并计算均值与方差；
[0014] G、获取注射阶段的溶胶压力数据，并对上述步骤中采样时刻前的数据进行积分， 利用休哈特控制图法判断过胶圈是否出现故障。
[0015] 进一步，所述步骤B中的标准化处理为：将二维矩阵中的每个变量减去其所在列 的均值，然后除以其所在列的方差。
[0016] 进一步，所述步骤E中先通过计算第一主元的轨迹变化的微分得到最大变化转折 点，再根据最大变化转折点得到对应的采样时刻。
[0017] 进一步，所述步骤G中，当对上述步骤中采样时刻前的数据进行积分得到的值超 出统计控制范围则判断过胶圈出现故障；所述统计控制范围的下限为步骤F中计算得到的 均值减去3倍方差，所述统计控制范围的上限为步骤F中计算得到的均值加上3倍方差。
[0018] 进一步，所述步骤G中，当对上述步骤中采样时刻前的数据进行积分得到的值的 分布为明显非正态分布，则判断过胶圈出现故障。
[0019] 本发明的有益效果是：本发明通过对注塑机溶胶马达液压油路入口的压力变化建 立特征模型，对液压油路入口的压力进行实时监测，当过胶圈出现故障时能迅速检测到，解 决了过胶圈运行状态不可见的问题，避免了生产上的损失。
【附图说明】
[0020] 图1为注塑机止逆阀结构剖面图；
[0021] 图2为止逆阀工作原理示意图；
[0022] 图3为本发明方法的步骤流程图；
[0023] 图4为本发明具体实施例中的采样点示意图；
[0024] 图5为本发明采用的休哈特控制图。
[0025] 图1中：1、过胶头；2、过胶圈；3、垫圈；
[0026] 图2中：21、过胶圈；22、垫圈；23、机筒；24、熔融高分子材料。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明：
[0028] 参照图3,一种过胶圈故障在线检测方法，包括有以下步骤：
[0029] A、在注塑过程中采集多个批次注射阶段的溶胶压力数据，并将采集到的数据用二 维矩阵表示；
[0030] 注塑阶段每一个批次至少有K个采用点，以K为标准，这样I次重复生产操作，数 据可以表述为一个二维矩阵i(/ * 。
[0031] B、对上述二维矩阵进行标准化处理；
[0032] 所述标准化处理为：将二维矩阵中的每个变量减去其所在列的均值，然后除以其 所在列的方差。对于二维矩阵戈(/*复)任意一点的变量·％，其标准化处理的计算公式如 下：
[0034] 其中：g是f矩阵任一列的均值，％是1矩阵任一列的方差，笔与Sk的公式如下：
[0037] C、对标准化后的二维矩阵进行PCA分解，得到得分矩阵和负载矩阵；
[0038] 对上一步经标准化后的二维矩阵X (I*K)执行PCA (Principal component analysis)分解，其中PCA分解过程如下：
[0041] 其中^为正交的主元向量，p i为正交归一化的负载向量，S是主元的协方差矩阵 的迹，代表各个主元对于过程的解释度大小。
[0042] 公式（4)X分解得到得分矩阵T(IXK)及负载矩阵P(KXK)。
[0043] PCA最早是用来处理多变量的建模方法，本发明虽然只利用了溶胶压力这一个变 量，但是经过步骤A的矩阵排列方法，已经将原来的一个变量样本转化成了一个批次上的K 个采样。
[0044] D、