一种注塑件自动化水煮、漂洗与脱水控制方法与流程

本发明涉及一种注塑件自动化水煮、漂洗与脱水控制方法，属于注塑件清洗。

背景技术：

1、注塑件在成型脱模后，其内部往往残留一定的内应力，且制件表面及孔隙中可能附着脱模剂、油污与细微颗粒。为消除内应力、提升尺寸稳定性与表面洁净度，行业内普遍采用水煮、漂洗与脱水相结合的后处理工艺。

2、现有技术中，上述工艺多由人工或半自动化设备分段完成：操作员将料框中的注塑件倒入水煮容器，凭经验设定水煮的时长与水温，水煮完成后人工将料桶转运至漂洗工位，漂洗结束后再转移至脱水设备。整个流程涉及大量人工干预，各工位的衔接节奏缺乏统一协调。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种注塑件自动化水煮、漂洗与脱水控制方法，克服现有技术中水煮漂洗脱水流程自动化程度低、参数依赖经验、工位节拍割裂、品质一致性难以保障的缺陷，提供一种注塑件自动化水煮、漂洗与脱水控制方法及系统，实现全流程的自动衔接与多参数的协同优化。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种注塑件自动化水煮、漂洗与脱水控制方法，包括：应用于由传送线、料桶、机械臂、水煮封闭区、水煮池、超声波漂水池、脱水机、下料滑台翻转装置和下料流线构成的自动化处理系统，所述料桶随行穿过水煮、漂洗、脱水工位并具备可盖合的框盖，所述方法包括：

4、注塑件经传送线流转装入料桶，料桶装满后盖合框盖并移送至水煮封闭区，由机械臂对接识别料桶后将其抓取至水煮池，按由自适应公式确定的目标水煮时长进行恒温定时水煮，水煮过程中自动控制关盖，计时完成后自动开盖并发出报警提示；

5、机械臂将水煮完成后的料桶抓取至超声波漂水池，按设定漂洗时长进行超声波漂洗；

6、机械臂将漂洗完成后的料桶抓取至脱水机，盖合框盖后进行离心脱水，脱水完成后移送至下料滑台翻转装置，经翻转将注塑件倒入下料流线并转入料框；其中，所述目标水煮时长由综合考虑注塑件材质、壁厚、装填量与水温偏差的自适应公式确定，待转运料桶的抓取顺序由综合滞留程度、漂洗紧迫度、工艺完成度与转运能耗的转运优先级得分动态调度，离心脱水的目标脱水时长由基于含水率指数衰减模型的收敛公式确定，且目标水煮时长作为已知参数参与优先级排序、目标脱水时长反馈至拥堵评估，使水煮池、超声波漂水池与脱水机形成参数耦合的协同优化闭环。

7、进一步的，所述目标水煮时长通过下式计算：

8、t_b＝t_0×[1+α·(δ/δ_ref)+β·(w/w_ref)+γ·(ρ/ρ_ref)]×exp[-λ·(δt/t_ref)]

9、式中，t_b为目标水煮时长，t_0为基准水煮时长，δ为当前批次注塑件的壁厚，δ_ref为参考壁厚，w为料桶内注塑件的实际装填质量，w_ref为参考装填质量，ρ为注塑件材质的密度，ρ_ref为参考材质密度，δt为设定水温与实际水温之差的绝对值，t_ref为参考水温，α、β、γ分别为壁厚、装填质量、材质密度的权重系数，λ为水温偏差的指数衰减系数。

10、进一步的，所述料桶的转运优先级得分通过下式计算：

11、p_k＝ω_1·(t_wk/t_bk)+ω_2·(c_us/c_us,max)+ω_3·(1-q_k/q_max)+ω_4·(1-e_k/e_max)

12、式中，p_k为第k个料桶的转运优先级得分，t_wk为第k个料桶在水煮池或超声波漂水池中的已滞留时长，t_bk为第k个料桶对应的目标水煮时长，c_us为超声波漂水池的当前占用容量，c_us,max为超声波漂水池的最大容量，q_k为第k个料桶在水煮环节的应力消除完成度，q_max为应力消除完成度的上限值，e_k为机械臂将第k个料桶运至下一工位所预估的能耗，e_max为能耗上限参考值，ω_1、ω_2、ω_3、ω_4分别为各项权重系数；所述机械臂按p_k由高到低的顺序依次抓取转运料桶。

13、进一步的，所述目标脱水时长通过下式计算：

14、t_d＝(1/κ)·ln[m_0·(ω_r)^2·j/(η·m_th)]

15、式中，t_d为目标脱水时长，m_0为漂洗后料桶内注塑件的初始含水率，ω_r为脱水机的离心角速度，j为料桶及内部注塑件绕脱水机转轴的等效转动惯量，η为能效系数，m_th为目标残余含水率阈值，κ为含水率衰减常数。

16、进一步的，所述目标水煮时长作为已知参数进入所述优先级得分的计算，所述脱水时长反馈至执行调度层，用于预估脱水机的占用时长并回填至优先级公式的拥堵评估项，实现水煮池、超声波漂水池与脱水机三个工位节拍的动态耦合。

17、进一步的，所述自动化处理系统还设有传感器采集层，包括设于水煮池的含水率传感器与温度传感器、设于超声波漂水池的液位传感器与浊度传感器、设于脱水机的振动传感器与电流传感器，以及设于料桶的射频识别标签；所述当前批次注塑件的壁厚由在线激光测厚传感器采集，所述料桶内注塑件的实际装填质量由料桶底部的称重传感器采集，所述设定水温与实际水温之差的绝对值由温度传感器实测值与设定值之差计算获得，所述漂洗后料桶内注塑件的初始含水率由漂洗前后两次称重之差获得。

18、进一步的，所述方法还包括参数计算层与执行调度层，所述参数计算层运行所述目标水煮时长、转运优先级得分和目标脱水时长的计算公式，所述执行调度层包括可编程逻辑控制器与机械臂的控制器；所述目标水煮时长、转运优先级得分和目标脱水时长计算公式的输出分别转化为对水煮池加热阀与计时器、机械臂抓取顺序、脱水机变频器与计时器的控制指令。

19、进一步的，所述目标水煮时长下发至水煮池的加热阀与计时器作为其实际设定值，计时完成后触发开盖与报警信号；所述转运优先级得分下发至机械臂的控制器作为抓取顺序的决策依据；所述目标脱水时长下发至脱水机的变频器与计时器作为脱水运行时长，并连同料桶的装填质量参与脱水机的负载与能效优化。

20、进一步的，所述料桶及内部注塑件绕脱水机转轴的等效转动惯量由料桶的结构参数与装填质量实时计算获得，所述第k个料桶在水煮环节的应力消除完成度由基于水煮温度与已处理时长的工艺模型估算获得，所述机械臂将第k个料桶运至下一工位所预估的能耗由抓取路径长度与负载估算的能量模型获得。

21、进一步的，所述机械臂通过料桶上的射频识别标签进行工位间的对接识别与抓取。

22、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

23、一、水煮参数由经验设定升级为公式化自适应设定。第一公式综合考虑材质、壁厚、装填量与水温偏差，使水煮时长随批次特性动态调整，消除了人工经验的主观波动，显著提升了应力消除效果的一致性与稳定性；

24、二、转运节拍由固定顺序升级为优先级动态调度。第二公式将滞留程度、漂洗紧迫度、工艺完成度与转运能耗纳入统一评价，使机械臂的抓取顺序始终服务于系统整体效率，有效缓解水煮池拥堵与脱水机闲置并存的结构性矛盾，提升了全流程的连贯性与节拍平衡性；

25、三、脱水控制由固定时长升级为基于含水率衰减模型的收敛计算。第三公式依据离心脱水的指数衰减规律反解脱水时长，既保证了残余含水率达标，又避免了无效超时长运行，兼顾了脱水质量与能耗经济性；

26、四、全流程的自动化与安全性显著提升。通过机械臂自动对接识别、自动关盖、计时完成报警与框盖盖合判断，减少了人工直接接触高温、潮湿工位的需求，降低了制件甩出与人员烫伤的风险；

27、五、三个公式形成参数耦合闭环，第一公式的输出作为第二公式的输入、第三公式的输出反馈至调度评估，使水煮、漂洗、脱水三个原本割裂的环节被统筹到一个协同优化框架下，从而在保障产品品质的前提下实现整体流程的高效、低耗与稳定运行。