一種過(guò)膠圈故障在線(xiàn)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及注塑機(jī)故障檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種過(guò)膠圈故障在線(xiàn)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 參照?qǐng)D1，注塑機(jī)止逆閥結(jié)構(gòu)組件由三部分組成，過(guò)膠頭、過(guò)膠圈和墊圈。過(guò)膠圈又 稱(chēng)止逆環(huán)，是依靠介質(zhì)本身流動(dòng)而自動(dòng)開(kāi)、閉閥瓣，用來(lái)防止介質(zhì)倒流的閥門(mén)。過(guò)膠圈的作 用就是止逆，它是防止塑料熔體在注射時(shí)往后泄漏的一個(gè)零件。在工作時(shí)，過(guò)膠圈與過(guò)膠介 子（過(guò)膠墊圈）接觸形成一個(gè)封閉的結(jié)構(gòu)，過(guò)膠圈在過(guò)膠頭和墊圈之間來(lái)回移動(dòng)和繞軸心 轉(zhuǎn)動(dòng)，阻止塑料熔體泄漏。前移時(shí)，融化狀態(tài)的塑料經(jīng)過(guò)膠圈噴射入型腔內(nèi)，后移時(shí)，過(guò)膠圈 阻擋物料流入，并緊閉型腔。
[0003] 當(dāng)過(guò)膠圈與墊圈之間的配合面損傷，過(guò)膠圈配合面明顯塌陷，或者墊圈表面發(fā)生 崩裂。過(guò)膠圈損壞會(huì)造成射膠時(shí)熔融材料回流，注塑產(chǎn)品重量輕重不一致，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保 證。
[0004] 以往企業(yè)只能靠定期生產(chǎn)檢查來(lái)測(cè)試過(guò)膠圈工作是否正常，但是止逆失效一般發(fā) 生在大批量訂單生產(chǎn)的時(shí)候，且止逆閥在炮筒內(nèi)部無(wú)法看到，工人一般無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，所以 一旦故障就會(huì)造成廢品的產(chǎn)生以及原料的浪費(fèi)，十分影響企業(yè)生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn) 有技術(shù)中通常采用另設(shè)傳感器用于檢測(cè)機(jī)器的運(yùn)行狀況，例如注塑機(jī)自診斷系統(tǒng)及方法 (201210592344. 7)的技術(shù)方案中需要計(jì)算栗浦傳動(dòng)效率，不僅技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜，且 實(shí)現(xiàn)成本較高、后期維護(hù)難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是：一種通過(guò)監(jiān)測(cè)液壓油路入口壓力變化 特征實(shí)現(xiàn)的過(guò)膠圈故障在線(xiàn)檢測(cè)方法。
[0006] 注塑成型是典型的多階段的過(guò)程，其主要包含注射、保壓、塑化、冷卻四個(gè)階段，參 照?qǐng)D2,在注射階段，液壓缸的高壓推動(dòng)螺桿向前，過(guò)膠圈從火箭頭端運(yùn)動(dòng)到墊圈端，它有一 個(gè)從打開(kāi)到閉合的過(guò)程，在這個(gè)短暫時(shí)間內(nèi)熔融膠料被推送到噴嘴前端，同時(shí)溶膠馬達(dá)液 壓油路入口壓力（以下簡(jiǎn)稱(chēng)溶膠壓力）因受到熔融膠料運(yùn)動(dòng)的影響會(huì)有微小的變化。但是 當(dāng)閥門(mén)出現(xiàn)閉合不嚴(yán)故障的時(shí)候，反向作用力維持的時(shí)間比較長(zhǎng)，在無(wú)泄壓閥的情況下，溶 膠壓力達(dá)到最大值并維持不變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)間相比正常情況下會(huì)滯后很多，因此本發(fā)明方法 主要通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的相關(guān)計(jì)算實(shí)現(xiàn)。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種過(guò)膠圈故障在線(xiàn)檢測(cè)方法，包括有以下步驟：
[0008] A、在注塑過(guò)程中采集多個(gè)批次注射階段的溶膠壓力數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)用二 維矩陣表示；
[0009] B、對(duì)上述二維矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0010] C、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的二維矩陣進(jìn)行PCA分解，得到得分矩陣和負(fù)載矩陣；
[0011] D、計(jì)算第一主元在時(shí)間方向的軌跡變化；
[0012] E、計(jì)算第一主元的軌跡變化的最大變化轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻；
[0013] F、對(duì)上述步驟中采樣時(shí)刻之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，并計(jì)算均值與方差；
[0014] G、獲取注射階段的溶膠壓力數(shù)據(jù)，并對(duì)上述步驟中采樣時(shí)刻前的數(shù)據(jù)進(jìn)行積分， 利用休哈特控制圖法判斷過(guò)膠圈是否出現(xiàn)故障。
[0015] 進(jìn)一步，所述步驟B中的標(biāo)準(zhǔn)化處理為：將二維矩陣中的每個(gè)變量減去其所在列 的均值，然后除以其所在列的方差。
[0016] 進(jìn)一步，所述步驟E中先通過(guò)計(jì)算第一主元的軌跡變化的微分得到最大變化轉(zhuǎn)折 點(diǎn)，再根據(jù)最大變化轉(zhuǎn)折點(diǎn)得到對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻。
[0017] 進(jìn)一步，所述步驟G中，當(dāng)對(duì)上述步驟中采樣時(shí)刻前的數(shù)據(jù)進(jìn)行積分得到的值超 出統(tǒng)計(jì)控制范圍則判斷過(guò)膠圈出現(xiàn)故障；所述統(tǒng)計(jì)控制范圍的下限為步驟F中計(jì)算得到的 均值減去3倍方差，所述統(tǒng)計(jì)控制范圍的上限為步驟F中計(jì)算得到的均值加上3倍方差。
[0018] 進(jìn)一步，所述步驟G中，當(dāng)對(duì)上述步驟中采樣時(shí)刻前的數(shù)據(jù)進(jìn)行積分得到的值的 分布為明顯非正態(tài)分布，則判斷過(guò)膠圈出現(xiàn)故障。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)對(duì)注塑機(jī)溶膠馬達(dá)液壓油路入口的壓力變化建 立特征模型，對(duì)液壓油路入口的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)過(guò)膠圈出現(xiàn)故障時(shí)能迅速檢測(cè)到，解 決了過(guò)膠圈運(yùn)行狀態(tài)不可見(jiàn)的問(wèn)題，避免了生產(chǎn)上的損失。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為注塑機(jī)止逆閥結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0021] 圖2為止逆閥工作原理示意圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明方法的步驟流程圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例中的采樣點(diǎn)示意圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明采用的休哈特控制圖。
[0025] 圖1中：1、過(guò)膠頭；2、過(guò)膠圈；3、墊圈；
[0026] 圖2中：21、過(guò)膠圈；22、墊圈；23、機(jī)筒；24、熔融高分子材料。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0028] 參照?qǐng)D3,一種過(guò)膠圈故障在線(xiàn)檢測(cè)方法，包括有以下步驟：
[0029] A、在注塑過(guò)程中采集多個(gè)批次注射階段的溶膠壓力數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)用二 維矩陣表示；
[0030] 注塑階段每一個(gè)批次至少有K個(gè)采用點(diǎn)，以K為標(biāo)準(zhǔn)，這樣I次重復(fù)生產(chǎn)操作，數(shù) 據(jù)可以表述為一個(gè)二維矩陣i(/ * 。
[0031] B、對(duì)上述二維矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0032] 所述標(biāo)準(zhǔn)化處理為：將二維矩陣中的每個(gè)變量減去其所在列的均值，然后除以其 所在列的方差。對(duì)于二維矩陣戈(/*復(fù))任意一點(diǎn)的變量·％，其標(biāo)準(zhǔn)化處理的計(jì)算公式如 下：
[0034] 其中：g是f矩陣任一列的均值，％是1矩陣任一列的方差，筆與Sk的公式如下：
[0037] C、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的二維矩陣進(jìn)行PCA分解，得到得分矩陣和負(fù)載矩陣；
[0038] 對(duì)上一步經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的二維矩陣X (I*K)執(zhí)行PCA (Principal component analysis)分解，其中PCA分解過(guò)程如下：
[0041] 其中^為正交的主元向量，p i為正交歸一化的負(fù)載向量，S是主元的協(xié)方差矩陣 的跡，代表各個(gè)主元對(duì)于過(guò)程的解釋度大小。
[0042] 公式（4)X分解得到得分矩陣T(IXK)及負(fù)載矩陣P(KXK)。
[0043] PCA最早是用來(lái)處理多變量的建模方法，本發(fā)明雖然只利用了溶膠壓力這一個(gè)變 量，但是經(jīng)過(guò)步驟A的矩陣排列方法，已經(jīng)將原來(lái)的一個(gè)變量樣本轉(zhuǎn)化成了一個(gè)批次上的K 個(gè)采樣。
[0044] D、