注塑液壓系統(tǒng)壓力比例閥的非線性校正系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的校正方法，更詳細(xì)的說，本發(fā)明涉及注塑機(jī)液 壓系統(tǒng)中壓力比例閥的非線性校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 注塑成型是塑料制品主要的成型方式之一。注塑機(jī)通過將高分子原料加溫熔融 后注射進(jìn)入設(shè)計(jì)好的封閉模腔內(nèi)冷卻成型，形成尺寸精度高、外形復(fù)雜的各種塑料產(chǎn)品，適 合大批量、高精度生產(chǎn)。注塑機(jī)的驅(qū)動方式有液壓式、全電動式和電液混合式三種，其中液 壓式注塑機(jī)由于負(fù)載能力高、成本低、設(shè)計(jì)簡單而成為注塑機(jī)的主流。通常液壓式注塑的液 壓系統(tǒng)通過一個(gè)壓力比例閥和流量比例閥來精確控制液壓系統(tǒng)的壓力和速度，然后結(jié)合各 種電磁閥和流量閥實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)各個(gè)模塊的運(yùn)動控制，其中壓力比例閥和流量比例閥是液壓 系統(tǒng)控制的核心，是實(shí)現(xiàn)注塑過程精確控制的保障。液壓系統(tǒng)中液壓油通過電機(jī)帶動油栗 將液壓油進(jìn)入液壓系統(tǒng)管道，首先通過一個(gè)流量比例閥的控制達(dá)到注塑工藝設(shè)定的流量要 求，然后通過控制壓力比例閥的開度控制液壓的壓力達(dá)到注塑工藝的設(shè)置值，最終實(shí)現(xiàn)注 塑機(jī)各部分的精確控制。
[0003] 注塑機(jī)液壓系統(tǒng)中壓力比例閥和流量比例閥一般都是電流輸入型，通過輸入0-1 安培的電流控制比例閥的開度，進(jìn)而精確控制液壓系統(tǒng)的壓力和流量。但是由于壓力比例 閥的非線性本質(zhì)以及液壓系統(tǒng)壓力和流量的耦合作用，使得壓力比例閥輸入的電流和輸出 的壓力不是線性對應(yīng)的，存在很大的非線性現(xiàn)象，尤其是在起始的低壓階段。因此，為了精 確控制液壓系統(tǒng)的壓力，必須對壓力比例閥進(jìn)行非線性校正才能達(dá)到線性輸出的效果。一 般壓力比例閥本身內(nèi)部控制電路具有一定的非線性補(bǔ)償功能，但是仍然無法克服注塑過程 的非線性特征，必須注塑機(jī)的控制系統(tǒng)具備非線性校正能力，才能夠?qū)崿F(xiàn)注塑液壓系統(tǒng)的 壓力的線性控制能力。
[0004] 目前大部分普通的液壓式注塑機(jī)由于沒有壓力比例閥非線性校正功能，致使液壓 系統(tǒng)壓力控制精度很差，只能生產(chǎn)一些精度要求不高的塑料產(chǎn)品。較先進(jìn)的注塑機(jī)控制系 統(tǒng)具備用壓力比例閥非線性校正功能，但是其校正方法都是對壓力比例閥輸出范圍設(shè)置幾 個(gè)非線性特征點(diǎn)，然后人工試湊的方法修正這幾個(gè)特征點(diǎn)的壓力輸出參考值，控制系統(tǒng)再 通過這幾個(gè)人工試湊出來的輸出參考值進(jìn)行線性插值校正。校正方法的關(guān)鍵是結(jié)果特征點(diǎn) 參考值的設(shè)置，而該參考值的設(shè)置是通過操作工人或者專業(yè)調(diào)試人員采用試湊，人工計(jì)算 等方法設(shè)置的，浪費(fèi)時(shí)間，而且非專業(yè)人員一般難以設(shè)置好合適的校正值，從而導(dǎo)致非線性 校正效果較差。
[0005] 通常注塑機(jī)上安裝有壓力指示表顯示當(dāng)前液壓系統(tǒng)的壓力，但是此表為模擬式壓 力表，主要供注塑機(jī)操作人員觀察使用，無法直接輸入注塑機(jī)控制器供控制系統(tǒng)使用。本發(fā) 明采用人工簡單參與的方式，利用注塑機(jī)現(xiàn)有的壓力顯示儀表，實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)液壓系統(tǒng)壓力 比例閥的非線性自動校正，無需人工計(jì)算，大大降低非校正方法的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種注塑機(jī)液壓系統(tǒng) 非線性校正系統(tǒng)及方法。具體的說就是利用操作員讀取注塑機(jī)壓力表數(shù)值并作出反饋，實(shí) 現(xiàn)注塑機(jī)液壓系統(tǒng)壓力比例閥的自動非線性校正。本發(fā)明基于操作員的簡單反饋，降低了 對操作人員的計(jì)算要求。
[0007] 為解決技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] 提供一種注塑液壓系統(tǒng)壓力比例閥的非線性校正的系統(tǒng)，包括安裝在注塑機(jī)上的 注塑機(jī)液壓系統(tǒng)；注塑機(jī)液壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)壓力比例閥，壓力比例閥的出口通過管路與壓力表 相連；所述非線性校正系統(tǒng)還包括：
[0009]啟動校正模塊，用于啟動壓力比例閥的非線性校正過程；
[0010] 壓力非線性校正模塊，根據(jù)壓力表所顯示的實(shí)際壓力數(shù)值對壓力輸出值進(jìn)行校 正，并將校正后的數(shù)值送至模擬輸出模塊用于壓力控制；
[0011] 模擬輸出模塊，放大并輸出模擬信號至壓力比例閥以控制其開度；
[0012] 啟動校正模塊與壓力非線性校正模塊相連，壓力非線性校正模塊、模擬輸出模塊 和壓力比例閥通過信號線依次連接。
[0013] 本發(fā)明中，所述模擬輸出模塊內(nèi)置信號放大器。
[0014] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了注塑液壓系統(tǒng)壓力比例閥的非線性校正的方法，包括對壓力 比例閥輸出量程內(nèi)的特征點(diǎn)和壓力最大輸出值的校正，該過程具體包括：
[0015] (1)首先對壓力比例閥的最大輸出量程點(diǎn)進(jìn)行校正：
[0016] 使壓力校正輸出模塊直接輸出最大輸出量程點(diǎn)的壓力理論值Pnax，然后直接調(diào)節(jié) 設(shè)于模擬輸出模塊中的放大器，直到壓力表顯示的實(shí)際輸出壓力等于？_;表示校正完成；
[0017] (2)在注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力輸出范圍內(nèi)間隔選擇k個(gè)特征點(diǎn)，將整個(gè)壓力輸出 過程分為k+Ι個(gè)分段，k是1~15的正整數(shù)；
[0018] (3)由壓力非線性校正模塊分別將該k個(gè)特征點(diǎn)對應(yīng)的理論壓力輸出值Pk'和壓力 輸出范圍最大值？_作為壓力輸出設(shè)定值，送至模擬輸出模塊用于壓力控制；模擬輸出模 塊將模擬信號輸出至壓力比例閥以控制其開度，使注塑機(jī)液壓系統(tǒng)升壓；讀取壓力表顯示 的當(dāng)前實(shí)際壓力值，并將其數(shù)值輸入壓力非線性校正模塊中，由壓力非線性校正模塊利用 公式（a)計(jì)算壓力輸出設(shè)定值的校正值Pkt，作為第二次校正的設(shè)定值送至模擬輸出模塊；
[0020] 公式a中，Pkt為經(jīng)校正的壓力輸出設(shè)定值；P k為為第k個(gè)特征點(diǎn)的未經(jīng)校正的壓 力輸出設(shè)定值，其取值等于Pk'或P_;P ^為壓力表顯示的液壓系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際壓力值；
[0021] (4)重復(fù)步驟（3)，當(dāng)壓力表顯示的當(dāng)前實(shí)際壓力值與壓力輸出設(shè)定值相同時(shí)，即 視為已完全實(shí)現(xiàn)壓力比例閥在特征點(diǎn)或最大值的非線性補(bǔ)償；
[0022] 第一次校正時(shí)，設(shè)式a中的PM= P k，如果重復(fù)進(jìn)行了多次校正則Pk。為上次校正后 獲得的Pkt。
[0023] (5)重復(fù)上述步驟⑶和（4)，直到選取的所有k個(gè)特征點(diǎn)校正完成，則整個(gè)注塑 液壓系統(tǒng)的校正過程結(jié)束。
[0024] 本發(fā)明中，在注塑機(jī)校正完成以后的實(shí)際運(yùn)行中，壓力非線性校正模塊根據(jù)此前 所獲得的特征點(diǎn)和最大輸出值的校正數(shù)據(jù)，按下述方式進(jìn)行非線性校正，并將校正值作為 實(shí)際輸出值送至模擬輸出模塊，從而使注塑機(jī)液壓系統(tǒng)的實(shí)際輸出壓力與壓力輸出設(shè)定值 保持一致：
[0025] (1)當(dāng)注塑系統(tǒng)設(shè)定的壓力輸出值足條件P P x< P k+1 (當(dāng)Pk為最后一個(gè) 特征點(diǎn)時(shí)，Pk+1= P_)時(shí)，根據(jù)公式b進(jìn)行非線性校正：
[0027] (2)當(dāng)Px< P i，即Px處于整個(gè)壓力輸出過程的開始第1段區(qū)間時(shí)，按下述方式進(jìn) 行非線性校正：
[0029] 上述各公式中，匕為注塑工藝所需要的注塑液壓系統(tǒng)的壓力值，即壓力輸出設(shè)定 值；P為經(jīng)校正的壓力輸出設(shè)定值，即壓力非線性校正模塊的實(shí)際輸出值；Pkt為經(jīng)校正的第 k個(gè)特征點(diǎn)的壓力輸出設(shè)定值；Pk為第k個(gè)特征點(diǎn)的未經(jīng)校正的壓力輸出設(shè)定值；P ^^為 經(jīng)校正的第k+1個(gè)特征點(diǎn)的壓力輸出設(shè)定值；Pk+1為第k+1個(gè)特征點(diǎn)的未經(jīng)校正的壓力輸出 設(shè)定值。
[0030] 本發(fā)明中，對于壓力輸出范圍0~145bar的注塑機(jī)液壓系統(tǒng)，k的取值為5~8。
[0031] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了基于前述方法的注塑液壓系統(tǒng)壓力控制方法，包括下述步 驟：
[0032] (1)在每次完成壓力比例閥的非線性校正后，通過人機(jī)對話界面向控制器發(fā)出指 令，由壓力非線性校正模塊將壓力數(shù)值對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)送至控制器的存儲模塊中保存；
[0033] 所述壓力數(shù)值對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)是指經(jīng)多次校正并滿足非線性補(bǔ)償要求的壓力非線 性校正模塊的實(shí)際輸出值與注塑工藝所需要的壓力值即壓力輸出設(shè)定值之間的對應(yīng)關(guān)系 數(shù)據(jù)；
[0034] (2)對于新的注塑工藝：
[0035] 當(dāng)所輸入的注塑工藝要求壓力值與存儲單元所保存的數(shù)據(jù)匹配時(shí)，控制器直接調(diào) 用對應(yīng)的壓力非線性校正模塊的實(shí)際輸出值，并將其傳送給模擬輸出模塊進(jìn)行壓力比例閥 的開度控制；
[0036] 當(dāng)所輸入的注塑工藝要求壓力值與存儲單元所保存的數(shù)據(jù)不匹配時(shí)，則由壓力非 線性校正模塊按照公式（b)和公式（c)來計(jì)算壓力實(shí)際輸出值，然后將其傳送至模擬輸出 模塊，由后者輸出模擬信號至壓力比例閥以控制其開度，并最終實(shí)現(xiàn)注塑液壓系統(tǒng)的壓力 控制。
[0037] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0038] 本發(fā)明只需利用人工讀取注塑機(jī)的壓力表，實(shí)現(xiàn)了替代壓力反饋