本發(fā)明涉及注塑生產(chǎn)管理，具體為一種注塑件生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、注塑件是通過注塑成型工藝生產(chǎn)的塑料件。這種生產(chǎn)工藝是將塑料原料加熱熔融后，通過高壓注入模具內(nèi)，冷卻固化后得到預設形狀的塑料產(chǎn)品。注塑常見材料包括聚乙烯pe、聚丙烯pp、聚苯乙烯ps、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物abs等。注塑件具備靈活性高、生產(chǎn)效率高、成本低和耐用性強的特點。注塑件能夠滿足多種設計需求，可以生產(chǎn)復雜形狀的零件，注塑成型工藝自動化程度高，生產(chǎn)成本低，適合大批量生產(chǎn)，在汽車、航空等領域應用廣泛，有助于減輕機械零件的整體重量，提高燃油效率。注塑件工藝參數(shù)包括料筒溫度、模具溫度和注射壓力。料筒溫度直接影響塑料的塑化和流動，模具溫度直接影響產(chǎn)品的冷卻速度和質(zhì)量，注射壓力則是確保塑料充滿模具型腔的關鍵因素，直接影響了產(chǎn)品的尺寸和重量。為提高注塑產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，注塑件生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)需要通過更智能化、自動化的技術手段，克服傳統(tǒng)工藝中的不足。

2、目前，傳統(tǒng)注塑件生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化方法高度依賴人工經(jīng)驗，難以及時發(fā)現(xiàn)造成產(chǎn)品缺陷的原因，導致資源浪費，另外，不同的塑料材料有不同的流動性能，傳統(tǒng)優(yōu)化方法缺乏智能決策能力，難以保證產(chǎn)品的充填性，塑件質(zhì)量參差不齊。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種注塑件生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)及方法，具備實時監(jiān)測缺陷精準度高、智能優(yōu)化更及時有效等優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)注塑件生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化方法難以及時發(fā)現(xiàn)缺陷原因，缺乏智能決策能力的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種注塑件生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，包括注塑生產(chǎn)模塊和智能評估模塊；

3、所述注塑生產(chǎn)模塊由原料制備單元、高壓注塑單元和冷卻固化單元組成，所述原料制備單元通過網(wǎng)絡連接數(shù)據(jù)庫采集原料數(shù)據(jù)集，所述原料數(shù)據(jù)集包括所有批次的注塑原料數(shù)據(jù)，所述高壓注塑單元通過網(wǎng)絡連接注塑機采集注塑數(shù)據(jù)集，所述注塑數(shù)據(jù)集包括所有時間點的工藝參數(shù)，所述冷卻固化單元通過網(wǎng)絡連接注塑機采集固化數(shù)據(jù)集，所述固化數(shù)據(jù)集包括所有注塑件的質(zhì)檢評分，所述注塑生產(chǎn)模塊通過網(wǎng)絡將原料數(shù)據(jù)集、注塑數(shù)據(jù)集和固化數(shù)據(jù)集傳輸至智能評估模塊；

4、所述智能評估模塊由原料分析單元、注塑分析單元和優(yōu)化管理單元組成，所述原料分析單元根據(jù)原料數(shù)據(jù)集，分析不同類型原料的含水量和每個批次之間制備比例的變化量，生成對應的制備數(shù)據(jù)組和差異數(shù)據(jù)組，并通過網(wǎng)絡傳輸至優(yōu)化管理單元，所述注塑分析單元設置有固定范圍的筒溫閾值、時長閾值、注溫閾值、模溫閾值、壓力閾值和保壓閾值，再結合注塑數(shù)據(jù)集，實時分析注塑加工過程中的參數(shù)變化，生成對應的監(jiān)測數(shù)據(jù)組，并通過網(wǎng)絡傳輸至優(yōu)化管理單元，所述優(yōu)化管理單元根據(jù)固化數(shù)據(jù)集，分析注塑件質(zhì)檢評分的變化趨勢和冷卻時長的變化量，生成對應的波動指數(shù)，所述優(yōu)化管理單元設置有固定范圍的質(zhì)量閾值、存儲閾值和波動閾值，再結合制備數(shù)據(jù)組、差異數(shù)據(jù)組、監(jiān)測數(shù)據(jù)組和波動指數(shù)，判斷注塑件生產(chǎn)過程中是否存在異常參數(shù)，并生成對應的優(yōu)化信號。

5、優(yōu)選的，所述原料數(shù)據(jù)集的表達式為，至分別為第一批次至第c批次的注塑原料數(shù)據(jù)，注塑原料包括塑料顆粒、色粉和添加劑，s表示單個批次注塑原料的存儲時長。

6、優(yōu)選的，所述注塑數(shù)據(jù)集的表達式為，至分別為第一個時間點至第個時間點的工藝參數(shù)，工藝參數(shù)包括料筒溫度、加熱時長、射嘴溫度、模具溫度、注塑壓力和保壓時長，表示獲取單組工藝參數(shù)的具體時間。

7、優(yōu)選的，所述固化數(shù)據(jù)集的表達式為，至分別為第一個至第個注塑件的質(zhì)檢評分，t表示單個注塑件的冷卻時長。

8、優(yōu)選的，所述制備數(shù)據(jù)組計算流程如下：

9、抽取原料數(shù)據(jù)集第批次的注塑原料，并將第批次的塑料顆粒標記為，將第批次的色粉標記為，將第批次的添加劑標記為；

10、通過快速水分測定儀分別檢測 、 和中的含水量，再將第批次的塑料顆粒、色粉和添加劑混合均勻后，通過快速水分測定儀檢測原料混合物的含水量；公式中，表示制備數(shù)據(jù)組，kl表示塑料顆粒最佳狀態(tài)下的含水量，表示第批次塑料顆粒的含水量，表示塑料顆粒實際含水量與最佳含水量的差值，sf表示色粉最佳狀態(tài)下的含水量，表示第批次色粉的含水量，表示色粉實際含水量與最佳含水量的差值，tj表示添加劑最佳狀態(tài)下的含水量，表示第批次添加劑的含水量，表示添加劑實際含水量與最佳含水量的差值，h表示原料混合物最佳狀態(tài)下的含水量，表示第批次原料混合物的含水量，表示原料混合物實際含水量與最佳含水量的差值。

11、優(yōu)選的，所述差異數(shù)據(jù)組計算流程如下：

12、通過稱重式混料機分別檢測 、 和的質(zhì)量，再將第批次的塑料顆粒、色粉和添加劑混合均勻后，通過稱重式混料機檢測原料混合物的質(zhì)量，并標記為；

13、公式中，表示差異數(shù)據(jù)組，表示第批次塑料顆粒、色粉和添加劑的質(zhì)量比例，即為第批次原料制備比例，表示第批次原料制備比例，表示將第批次原料制備比例對比第批次原料制備比例，表示第批次原料混合物的總質(zhì)量，表示兩個相鄰批次之間原料混合物質(zhì)量的差值，表示第批次注塑原料的存儲時長，表示第批次注塑原料的存儲時長，表示兩個相鄰批次之間存儲時長的差值。

14、優(yōu)選的，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)組計算流程如下：

15、抽取注塑數(shù)據(jù)集中第k個時間點的工藝參數(shù)，并將第k個時間點的料筒溫度標記為，將第k個時間點的加熱時長標記為，將第k個時間點的射嘴溫度標記為，將第k個時間點的模具溫度標記為，將第k個時間點的注塑壓力標記為，將第k個時間點的保壓時長標記為；

16、通過流量計分別檢測原料混合物在料筒中熔融后的流動速率和原料混合物在射嘴中的流動速率，并標記為和，其中，表示原料混合物在料筒中熔融后的流動速率，表示原料混合物在射嘴中的流動速率；

17、公式中，表示監(jiān)測數(shù)據(jù)組，和分別為筒溫閾值中的最低值和最高值，表示將第k個時間點的料筒溫度對比筒溫閾值，和分別為時長閾值中的最低值和最高值，表示將第k個時間點的加熱時長對比時長閾值，和分別為注溫閾值中的最低值和最高值，表示將第k個時間點的射嘴溫度對比注溫閾值，和分別為模溫閾值中的最低值和最高值，表示將第k個時間點的模具溫度對比模溫閾值，和分別為壓力閾值中的最低值和最高值，表示將第k個時間點的注塑壓力對比壓力閾值，和別為保壓閾值中的最低值和最高值，表示將第k個時間點的保壓時長對比保壓閾值，表示原料混合物在料筒中熔融后的流動速率與加熱時長的比值，表示原料混合物在射嘴中的流動速率與注塑壓力的比值，表示原料混合物在射嘴中的流動速率與保壓時長的比值。

18、優(yōu)選的，所述波動指數(shù)計算流程如下：

19、公式中，表示波動指數(shù)，表示總質(zhì)檢評分除以注塑件數(shù)量，得到的平均質(zhì)檢評分,表示固化數(shù)據(jù)集中第e個注塑件的質(zhì)檢評分，表示根據(jù)方差公式，得到的方差值即為注塑件質(zhì)檢評分的變化趨勢，表示第e個注塑件的冷卻時長，表示第個注塑件的冷卻時長，表示相鄰兩個注塑件之間冷卻時長的差值。

20、優(yōu)選的，所述制備數(shù)據(jù)組中任意一項數(shù)值為負值時，表示原料含水量超標，生成原料優(yōu)化信號，所述差異數(shù)據(jù)組中兩個相鄰批次之間原料制備比例不一致、原料混合物質(zhì)量差值超出質(zhì)量閾值或存儲時長差值超出存儲閾值時，表示原料制備存在異常，生成原料優(yōu)化信號，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)組中工藝參數(shù)超出閾值或比值為負值時，表示生產(chǎn)參數(shù)存在異常，生成參數(shù)優(yōu)化信號，所述波動指數(shù)中方差值超出波動閾值時，表示注塑件質(zhì)量穩(wěn)定差，生成零件優(yōu)化信號。

21、一種注塑件生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化方法，包括以下步驟：

22、步驟一：通過網(wǎng)絡連接數(shù)據(jù)庫和注塑機獲取所有批次的注塑原料數(shù)據(jù)、所有時間點的工藝參數(shù)和所有注塑件的質(zhì)檢評分，并分類組成原料數(shù)據(jù)集、注塑數(shù)據(jù)集和固化數(shù)據(jù)集；

23、步驟二：通過快速水分測定儀檢測原料數(shù)據(jù)集中不同原料的含水量，再按照批次混合均勻，分析不同類型原料的含水量和每個批次之間制備比例的變化量，生成對應的制備數(shù)據(jù)組和差異數(shù)據(jù)組；

24、步驟三：通過流量計分別檢測原料混合物在料筒中熔融后的流動速率和原料混合物在射嘴中的流動速率，再結合注塑數(shù)據(jù)集，實時分析注塑加工過程中的參數(shù)變化，生成對應的監(jiān)測數(shù)據(jù)組；

25、步驟四：根據(jù)固化數(shù)據(jù)集，分析注塑件質(zhì)檢評分的變化趨勢和冷卻時長的變化量，生成對應的波動指數(shù)；

26、步驟五：設置固定范圍的質(zhì)量閾值、存儲閾值和波動閾值，再結合制備數(shù)據(jù)組、差異數(shù)據(jù)組、監(jiān)測數(shù)據(jù)組和波動指數(shù)，判斷注塑件生產(chǎn)過程中是否存在異常參數(shù)，并生成對應的優(yōu)化信號。

27、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種注塑件生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)及方法，具備以下有益效果：

28、1、本發(fā)明通過注塑生產(chǎn)模塊網(wǎng)絡連接數(shù)據(jù)庫和注塑機獲取所有批次的注塑原料數(shù)據(jù)、所有時間點的工藝參數(shù)和所有注塑件的質(zhì)檢評分，并分類組成原料數(shù)據(jù)集、注塑數(shù)據(jù)集和固化數(shù)據(jù)集，智能評估模塊根據(jù)原料數(shù)據(jù)集，分析不同類型原料的含水量和每個批次之間制備比例的變化量，生成對應的制備數(shù)據(jù)組和差異數(shù)據(jù)組，深入分析單批次原料的缺陷問題和同類產(chǎn)品相鄰兩個批次之間的原料缺陷問題，有助于保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，智能評估模塊設置有固定范圍的筒溫閾值、時長閾值、注溫閾值、模溫閾值、壓力閾值和保壓閾值，再結合注塑數(shù)據(jù)集，實時分析注塑加工過程中的參數(shù)變化，生成對應的監(jiān)測數(shù)據(jù)組，實時監(jiān)測缺陷精準度高。

29、2、本發(fā)明通過智能評估模塊根據(jù)固化數(shù)據(jù)集，分析注塑件質(zhì)檢評分的變化趨勢和冷卻時長的變化量，生成對應的波動指數(shù)，再設置固定范圍的質(zhì)量閾值、存儲閾值和波動閾值，結合制備數(shù)據(jù)組、差異數(shù)據(jù)組、監(jiān)測數(shù)據(jù)組和波動指數(shù)，制備數(shù)據(jù)組中任意一項數(shù)值為負值時，表示原料含水量超標，生成原料優(yōu)化信號，差異數(shù)據(jù)組中兩個相鄰批次之間原料制備比例不一致、原料混合物質(zhì)量差值超出質(zhì)量閾值或存儲時長差值超出存儲閾值時，表示原料制備存在異常，生成原料優(yōu)化信號，監(jiān)測數(shù)據(jù)組中工藝參數(shù)超出閾值或比值為負值時，表示生產(chǎn)參數(shù)存在異常，生成參數(shù)優(yōu)化信號，波動指數(shù)中方差值超出波動閾值時，表示注塑件質(zhì)量穩(wěn)定差，生成零件優(yōu)化信號，智能優(yōu)化更及時有效。