注塑過程是一個典型的小批量、多產(chǎn)品的間歇過程,具有明顯的多工況、多時段、重復性等間歇特性,該過程易受到內(nèi)外各因素的干擾,導致注塑制品質(zhì)量不穩(wěn)定。在實際生產(chǎn)中,注塑過程質(zhì)量在線監(jiān)測仍存在一些問題:（1）附加的信息感知設(shè)備會導致成本增加;（2）現(xiàn)代注塑機自身控制系統(tǒng)中配有大量高分辨率測量設(shè)備——內(nèi)置信號源提供的高質(zhì)量過程數(shù)據(jù)未得到充分利用;（3）如何消除內(nèi)置信號的間歇特性給質(zhì)量監(jiān)測模型帶來的不利影響,提高模型快速識別故障批次的能力。針對上述問題,本文提出了兩種以內(nèi)置信號為監(jiān)測變量的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的注塑過程質(zhì)量監(jiān)測方法。本文首先根據(jù)注塑各階段的關(guān)鍵動作選取了合適的內(nèi)置信號源——注射電機扭矩、塑化電機扭矩、荷重元壓力、螺桿位置、鎖模油壓,搭建了相應的注塑過程信號實驗采集系統(tǒng),并以制品重量作為質(zhì)量指標,通過質(zhì)量重復精度驗證了系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性。其次,依據(jù)注塑過程參數(shù)可用性標準,通過控制注塑各階段關(guān)鍵加工參數(shù),處理和分析了注塑各階段的內(nèi)置信號,可以看出荷重元壓力、鎖模油壓絕對值、降噪處理后的塑化電機扭矩信號能夠有效反映注射、保壓冷卻、塑化各階段的熔體狀態(tài)信息,且能夠隨著注塑條件的改變做出合理且具有... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

注塑成型設(shè)備及工作時序：a)注塑系統(tǒng)b)注塑工作時序

第一章緒論5圖1-2注塑成型過程信息及傳感器不少研究者認為模腔壓力曲線是注塑成型過程中的“指紋”，其直接反映了充填、保壓、冷卻階段熔體狀態(tài)信息，因此曲線的變化趨勢與制品質(zhì)量關(guān)系最為密切[7,12]�，F(xiàn)也已擁有成熟的商用模腔壓力監(jiān)測系統(tǒng)，瑞士Kistler公司的ComoInjection和ComoDataCenter兩套系統(tǒng)以及美國RJG公司的eDART系統(tǒng)，每個系統(tǒng)各有優(yōu)點，均能夠?qū)崿F(xiàn)在注塑現(xiàn)場的實時采集、顯示、監(jiān)控、存儲、控制輸出等功能，但價格昂貴[13]。國內(nèi)也有不少針對注塑模腔壓力研發(fā)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[14-16]，但是相比國外成熟的產(chǎn)品，缺乏測量鏈，也沒有完全的集成工藝優(yōu)化、質(zhì)量監(jiān)測等功能。此外，Gordon等[17]設(shè)計并實施了的高度集成的模內(nèi)多元傳感器（MVS），不僅能夠同時直接測出熔體溫度、模具溫度、熔體壓力，還可以根據(jù)熔體經(jīng)傳感器時的流動速度精確估計熔體黏度。隨著自動化技術(shù)和信息感知技術(shù)的飛速發(fā)展，模具中注塑過程信息感知設(shè)備越來越豐富，方法也越來越完善。相比僅有的壓力和溫度傳感器，模具中引入超聲[18-22]、電容[23-25]、光學[26-29]、溫度[30]等傳感器為研究注塑過程提供了更全面、更直觀、更透明的注塑過程信息。超聲是一種通用性更高的無損檢測方法，也被廣泛的應用于獲取模具中制品質(zhì)量信息。浙江大學趙朋等使用超聲軟測量模型對注塑過程中黏度[18]、密度[19]、結(jié)晶度[20]等進行無損檢測，取得了很好的預測效果。德國IKV[21]研究所依據(jù)超聲在異質(zhì)界面產(chǎn)生的反射和透射現(xiàn)象及其超聲在不同介質(zhì)中的衰減現(xiàn)象，獲取注射過程中熔體流動的平均速度信息，及冷卻收縮時制品收縮率對超聲信號的影響，還證明超聲信號在記錄注塑有效信

第一章緒論71.3.2注塑成型產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測方法產(chǎn)品質(zhì)量始終是注塑行業(yè)關(guān)注的重點，目前在注塑成型的質(zhì)量監(jiān)測中，有很多都依賴于對每個制造批次中的制品進行定期離線采樣，以測試其是否符合所需的制品質(zhì)量要求或者標準（重量、尺寸、表面缺陷、光學性能、機械性能等），這會導致離線檢測時效性差、成本高，同時利用定期抽檢的樣本的質(zhì)量替代整個批次制品質(zhì)量是不科學、不高效的。實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量反饋控制的首要任務是對產(chǎn)品質(zhì)量進行在線監(jiān)測，雖然現(xiàn)階段有不少基于機器視覺的方式直接對整個批次的表面缺陷進行監(jiān)測，但是附加的傳感器鏡頭等設(shè)備會導致成本增加，同時對復雜零件的識別也會使得成型周期增長。為此，不少研究者提出了使用過程參數(shù)對注塑產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測方法，根據(jù)其理論基礎(chǔ)的差異大體可以歸納為基于經(jīng)驗知識[37-39]、物理模型[40-44]、數(shù)據(jù)驅(qū)動[45-49]三種質(zhì)量監(jiān)測方法，具體如圖1-3所示。圖1-3注塑成型產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測方法（1）基于經(jīng)驗知識的方法基于經(jīng)驗知識的方法不需要精確的數(shù)學模型，通過專家知識及推理機結(jié)合計算機技術(shù)來模擬人類專家解決領(lǐng)域問題。在注塑成型中的主要應用包括診斷無法定量描述的產(chǎn)品質(zhì)量，如翹曲、填充不足、氣泡、熔接痕、飛邊、銀紋等缺陷[37]，以及對注塑過程參數(shù)的自動設(shè)定。在注塑成型中主要應用的經(jīng)驗模型根據(jù)推理機制可以其分為模糊推理、規(guī)則推理、案例推理等，每種推理都有各自的優(yōu)勢和特點，應用場景也不同。南昌大學李雙林[37]將注塑制品缺陷的專家經(jīng)驗與知識表示成CLIPS專家系統(tǒng)知識庫，并使用不確定性推理與模糊推理相結(jié)合的知識推理機，實現(xiàn)注塑產(chǎn)品缺陷的智能診

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本文編號：3508959