基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法及装置与流程

本发明涉及注塑成型控制，具体而言，是基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法及装置。

背景技术：

1、注塑成型协同控制系统是保障塑料制品加工质量与生产节拍的核心枢纽。在目前的注塑加工领域中，注塑机的机械动作系统与模具的水路温控系统通常采取相互独立的控制架构。具体而言，注塑机的控制器普遍依赖预先设定好的固定时间节拍或行程位置，来依次触发注射推进、保压切换等机械动作；而模具水路温控系统则主要依靠单一的温度目标值进行独立的循环调节。两者在数据与指令上各自为政，主要依靠技术人员在开机调试阶段进行参数的静态匹配。

2、然而，在长时间大批量连续生产的实际场景中，随着模具本体不可避免的累积性热量积聚，模腔内塑料熔体的真实流动速度与冷却定型进度会发生动态的漂移。由于现有的控制系统采用相互孤立且僵化的固定动作节拍，无法跨系统感知并适应模具内部真实的物理变化，极易导致注塑机的机械干预动作以及冷却介质的降温时机，与模腔内塑料实际的物理演变状态发生严重脱节。这种控制时序与模具实际热状态的脱节，往往会在模腔内部引发熔体局部收缩不均或产生残余应力，致使设备难以在长周期的连续生产中维持稳定、一致的成型质量。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法及装置，解决现有控制系统中固定的机器动作节拍与模具实际热状态发生脱节，导致连续生产时成型质量不稳定的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、本发明提供了基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法，由控制装置执行，其包括以下步骤，

5、s1、获取模具型腔内部的基准物理状态数据以及注塑机的基准机器动作时间，将所述基准物理状态数据与所述基准机器动作时间进行绑定，生成基准时间序列；

6、s2、在实际注塑周期内，同步采集注塑机的实际物理状态数据与所述基准物理状态数据发生跃变的实际系统时间；

7、s3、将所述实际系统时间与所述基准时间序列中的基准状态时间节点比对得出平移时间差值，将所述平移时间差值作为平移参数叠加到控制时间轴上，实现注塑机动作时间表的整体平移；

8、s4、根据平移后的控制时间轴，向注塑机的动力执行机构以及模具水路温控系统同步下发协同控制指令；

9、s5、在开模阶段采集脱模偏差数据并转化为基础修正系数，将所述基础修正系数预先叠加至下一周期的基准时间序列中。

10、作为本发明所述基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法的一种优选方案，其中，所述s1具体包括：

11、将所述温度采集装置与所述压力采集装置分别部署于模具型腔内，基于同一控制器内部的同步时钟，获取模具型腔内部的温度数据与压力数据，并获取注塑机的动作位置数据与驱动压力数据；

12、在基准成型测试阶段，记录注塑成型周期内各个工艺阶段对应的机器动作发生的基准系统时间；同步记录对应所述基准系统时间内模具型腔内部的压力上升曲线与温度上升曲线；

13、从所述压力上升曲线与所述温度上升曲线中，分别提取压力数据呈现跃变上升状态的基准时刻与温度数据呈现跃变上升状态的基准时刻，统一作为基准状态时间节点；

14、将所述基准状态时间节点与所述基准系统时间进行时间轴绑定，生成关联机器动作与模具内部物理状态的基准时间序列。

15、作为本发明所述基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法的一种优选方案，其中，所述s3具体包括：

16、在实际注塑循环中，监控获取作为所述实际物理状态数据的模具型腔内部压力数据，若识别到压力数据呈现跃变上升状态，记录对应的实际系统时间；将所述实际系统时间与所述基准时间序列中对应压力跃变时刻的差值，作为平移时间差值叠加至控制时间轴上，使得预设的后续保压切换动作与保压递减动作的触发时间，均跟随所述平移时间差值进行整体时间平移。

17、作为本发明所述基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法的一种优选方案，其中，所述s4具体包括：

18、按照平移后的控制时间轴，向所述动力执行机构发送动作切换信号，控制注塑机在平移后的时间节点转入保压状态；在发送所述动作切换信号的同一时间阈值内，依据所述平移后的控制时间轴，向所述模具水路温控系统同步发送开度调节信号，使机器保压与模具降温在平移后的时间节点同步触发。

19、作为本发明所述基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法的一种优选方案，其中，所述s5具体包括：

20、在当前注塑周期的开模时刻，获取模具型腔内部的压力归零时间以及制品的脱模表面温度；基于所述基准时间序列，分别计算所述压力归零时间与基准归零时间的时间偏差，以及所述脱模表面温度与基准温度的温度偏差；将所述时间偏差与所述温度偏差作为所述脱模偏差数据，依据预设权重进行换算，计算得出基础修正系数；在下一注塑周期开始前，将所述基础修正系数叠加至所述基准时间序列，更新下一周期的比对基准。

21、作为本发明所述基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法的一种优选方案，其中，所述s4中向所述动力执行机构下发指令，还包括：

22、若所述平移时间差值大于预设的滞后时间阈值，提取超出所述滞后时间阈值的超差时间数值；

23、依据所述超差时间数值，通过预设的补偿映射模型正向换算得出阶梯加压级数与单级压力增量；

24、在执行所述整体时间平移的同时，向所述动力执行机构额外发送包含所述阶梯加压级数与单级压力增量的阶梯加压信号；

25、控制注塑机在平移后的保压时间段内提供逐级递增的保压压力，且限制递增后的最大保压压力不超过系统预设的防胀模安全阈值。

26、作为本发明所述基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法的一种优选方案，其中，所述s4中向模具水路温控系统发送开度调节信号，包含以下模式转换机制：

27、监控开模阶段计算得出的所述基础修正系数，若连续预设数量的注塑周期内所述基础修正系数呈现单向递增趋势，则在向所述模具水路温控系统发送开度调节信号的过程中，将开度维持模式转换为变动调节模式，控制所述模具水路温控系统执行开度大小交替的脉冲式调节，使流入模具内部的冷却介质呈现波浪式变流量冲刷状态。

28、作为本发明所述基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法的一种优选方案，其中，所述s2还包括：

29、若模具型腔实际温度与所述基准时间序列内基准温度的温差大于预设安全阈值，则锁定所述基准时间序列，使所述基准时间序列暂停参与平移参数的计算；将所述温差数值转换为加热直控信号，控制模具内置加热模块进行加热；持续加热至模具型腔实际温度回升至预设安全阈值内后，解除对所述基准时间序列的锁定状态从而恢复整体时间平移的计算。

30、本发明还提供了一种基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制装置，用于执行上述方法，具体包括：

31、物理感知终端，包含部署于模具型腔内部的温度传感器与压力传感器，以及部署于注塑机侧的动作变送器；

32、协同执行终端，包含注塑机的动力执行机构，以及模具水路温控系统中的水路调节阀与加热模块；

33、数据采集接口与控制输出接口；

34、主控制器，通过所述数据采集接口连接所述物理感知终端，并通过所述控制输出接口连接所述协同执行终端；

35、所述主控制器内部集成有时间同步模块，将所述物理感知终端采集的模腔状态数据与所述注塑机的机械动作数据统一至同一时间基准的中央控制时间轴上；

36、所述主控制器还包括存储器与处理器，所述处理器运行所述存储器内存储的计算机可读程序时，基于所述时间同步模块的时间基准，执行如权利要求1至9中任一项所述的基于成型时序与模具状态同化的注塑协同控制方法。

37、本发明有益效果为：本发明实现了机器机械动作与模腔真实物理进度的时序匹配，确保了机模动作的同步触发，并通过基准的动态演进适应了设备连续运行中的热量积聚，维持了长周期生产的一致性。