一种PFA注塑成型超温自动调控方法与流程

本技术涉及注塑成型工艺控制，更具体地说，本技术涉及一种pfa注塑成型超温自动调控方法。

背景技术：

1、全氟烷氧基树脂（perfluoroalkoxy，pfa）作为一种高性能氟塑料，兼具优异的耐化学腐蚀性、耐高温性和可热熔加工特性，在半导体、化工、电子电气等高端领域应用广泛。pfa的注塑成型需在极高的加工温度下进行，熔体粘度高、流动性差且对温度极为敏感，其工艺窗口极窄。研究表明，当熔体加工温度高于400℃时，pfa分子主链即发生热降解，产生碳化颗粒及腐蚀性气体，这些降解产物在注塑过程中附着于产品表面即形成黑点缺陷，成为制约pfa注塑件外观质量与良品率的共性难题。

2、现有pfa注塑成型的温度控制技术仍以传统的单点阈值报警和人工经验调节为主，存在显著的技术缺陷。由于注塑机各温区之间存在复杂的热传导耦合效应，加之螺杆旋转产生的剪切热具有不确定性，即使各温区的平均温度均在设定范围内，部分温区内部仍可能因热负荷分布不均而产生局部过热区域，单一温度点的超温报警无法反映整机温度场的真实均衡状态。此外，现有技术缺乏对温升主导因素的判别能力，无法区分温度升高是由加热器功率过剩还是螺杆剪切过热所引起，导致调控措施无法精准作用于热量的产生源头，往往出现反复调节仍无法有效抑制黑点产生的困境。因此，如何实现整机温度场的全局协同调控，从而提高pfa注塑产品的成型良率成为了业界面临的难题。

技术实现思路

1、本技术提供一种pfa注塑成型超温自动调控方法，可实现整机温度场的全局协同调控，从而提高pfa注塑产品的成型良率。

2、第一方面，本技术提供一种pfa注塑成型超温自动调控方法，包括：

3、在料筒、喷嘴和模具热流道布置温度检测点，实时采集各检测点的温度数据，并从所述温度数据中提取各检测点在滑动时间窗口内的温度波动特征；

4、基于注塑机温区拓扑结构，对同一温区内各温度检测点的温度波动特征进行离散度分析，得到用于衡量该温区热负荷分布不均匀度的热稳定性指数；

5、根据各温区的热稳定性指数和各温区的平均温度，计算全局热均衡度；

6、当任一检测点的实时温度值达到预设温度预警阈值，或所述全局热均衡度与预设目标值之间的偏差幅度超过预设偏差阈值时，基于实时温度偏差量和/或全局热均衡度偏差量生成温度控制指令；

7、其中，所述温度控制指令用于调节各温区的加热功率、冷却流量和/或螺杆转速，以收敛全局热均衡度至预设目标值，并确保检测点温度不超过预警阈值。

8、可选地，所述在料筒、喷嘴和模具热流道布置温度检测点，实时采集各检测点的温度数据包括：

9、在料筒的各加热段、喷嘴内壁以及模具热流道的分流板和热嘴位置分别布置温度传感器；

10、以预设的采样频率同步采集各温度检测点的温度信号；

11、对采集的温度信号进行滤波处理，得到各检测点的实时温度值；

12、将各检测点的实时温度值按时序存储，形成温度数据序列。

13、可选地，所述从所述温度数据中提取各检测点在滑动时间窗口内的温度波动特征包括：

14、以预设时间长度和预设步长在温度数据序列上滑动，截取每个检测点在滑动时间窗口内的温度数据段；

15、计算每个温度数据段内温度相对于该段温度均值的偏差；

16、根据所述偏差计算该检测点在所述滑动时间窗口内的温度波动特征。

17、可选地，所述基于注塑机温区拓扑结构，对同一温区内各温度检测点的温度波动特征进行离散度分析，得到用于衡量该温区热负荷分布不均匀度的热稳定性指数包括：

18、根据注塑机温区拓扑结构，将各温度检测点归属至对应的温区；

19、获取同一温区内各检测点的温度波动特征，并根据各检测点在温区内的空间位置及其与相邻温区热传导路径的关联程度，为各检测点分配空间权重；

20、基于所述空间权重，计算同一温区内各检测点温度波动特征的加权离散程度，作为该温区的热稳定性指数。

21、可选地，所述根据各温区的热稳定性指数和各温区的平均温度，计算全局热均衡度包括：

22、根据各检测点的实时温度值确定各温区的平均温度；

23、分别计算各温区的热稳定性指数与预设稳定性目标值的稳定性偏差量，以及平均温度与预设目标温度的温度偏差量；

24、根据各温区之间的热传导耦合关系以及各温区对pfa热降解的敏感度，确定各温区的均衡权重；

25、以所述均衡权重对所述稳定性偏差量和所述温度偏差量进行加权均方根计算，得到全局热不均衡度；

26、根据所述全局热不均衡度确定所述全局热均衡度，其中所述全局热均衡度与所述全局热不均衡度成反比。

27、可选地，所述当任一检测点的实时温度值达到预设温度预警阈值，或所述全局热均衡度与预设目标值之间的偏差幅度超过预设偏差阈值时，基于实时温度偏差量和/或全局热均衡度偏差量生成温度控制指令包括：

28、根据触发条件确定偏差类型，所述偏差类型包括实时温度偏差和/或全局热均衡度偏差；

29、当偏差类型包含实时温度偏差时，根据超温检测点所在温区的温升主导因素，生成用于抑制热输入或剪切生热的调节指令；

30、当偏差类型包含全局热均衡度偏差时，根据各温区的热稳定性指数确定均衡调节优先级，生成用于调节优先温区的加热功率或冷却流量的调节指令；

31、将所述调节指令作为所述温度控制指令，进而通过所述温度控制指令调节对应温区的加热功率、冷却流量和/或螺杆转速。

32、可选地，所述当偏差类型包含实时温度偏差时，根据超温检测点所在温区的温升主导因素，生成用于抑制热输入或剪切生热的调节指令包括：

33、获取超温检测点所在温区在预设时间窗口内的温度变化率、加热功率变化量、螺杆转速变化量和/或背压变化量；

34、分别确定温度变化率与加热功率变化量的第一相关度，以及温度变化率与螺杆转速变化量或背压变化量的第二相关度；

35、当所述第一相关度高于第一阈值时，判定温升主导因素为电加热，生成降低该温区加热功率的调节指令；

36、当所述第二相关度高于第二阈值时，判定温升主导因素为螺杆剪切生热，生成降低螺杆转速或背压的调节指令。

37、可选地，所述当偏差类型包含全局热均衡度偏差时，根据各温区的热稳定性指数确定均衡调节优先级，生成用于调节优先温区的加热功率或冷却流量的调节指令包括：

38、获取各温区的热稳定性指数和平均温度；

39、根据各温区的热稳定性指数和平均温度，确定各温区对全局热均衡度偏差的贡献量；

40、根据各温区的贡献量确定均衡调节优先级，贡献量越大的温区优先级越高；

41、根据各优先温区的温度偏差方向确定调节方向，并根据所述均衡调节优先级确定各优先温区的调节量分配权重；

42、按照所述调节方向和所述调节量分配权重，生成用于调节优先温区加热功率或冷却流量的调节指令。

43、可选地，所述根据各温区的热稳定性指数和平均温度，确定各温区对全局热均衡度偏差的贡献量包括：

44、计算各温区的热稳定性指数与预设稳定性目标值之间的稳定性偏差量；

45、计算各温区的平均温度与预设目标温度之间的温度偏差量；

46、对各温区的稳定性偏差量和温度偏差量进行归一化处理；

47、对归一化后的稳定性偏差量和温度偏差量进行加权求和，得到各温区对全局热均衡度偏差的贡献量。

48、可选地，所述温度预警阈值设置为400℃。

49、第二方面，本技术提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述pfa注塑成型超温自动调控方法。

50、第三方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述pfa注塑成型超温自动调控方法。

51、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

52、本技术通过构建多点温度波动特征提取、热稳定性分析及全局热均衡度评估的量化体系，并结合偏差类型驱动的差异化调控机制，实现pfa注塑整机温度场的自适应协同调控。首先，提取各检测点在滑动时间窗口内的温度波动特征，在温区拓扑结构约束下对同一温区内各检测点的波动特征执行离散度分析，得到各温区的热稳定性指数，该指数用于量化各温区内部热负荷分布的不均匀程度，能够捕捉到平均温度处于设定范围内仍可能存在的局部过热隐性风险；其次，融合各温区的热稳定性指数与平均温度计算全局热均衡度，用于表征整机温度场在空间维度上的总体均匀程度，使系统具备从整机层面评估热场分布状态的能力，突破了传统方法仅关注单一温度绝对值的局限；然后，通过对实时温度超温或全局热均衡度超限的触发条件识别偏差类型并执行差异化调控，若为实时温度偏差，通过计算温度变化率与加热功率变化量及螺杆转速变化量之间的相关度，精准溯源温升主导因素是电加热还是剪切生热，使调控措施靶向作用于热量产生源头，若为热均衡度偏差，通过贡献量排序确定均衡调节优先级，优先调节对失衡贡献最大的温区，以最少干预次数实现整机温度场的最优收敛；最后，将两种调控机制集成于同一控制架构中协同运行，通过闭环反馈持续调节各温区的加热功率、冷却流量及螺杆转速，直至全局热均衡度收敛至预设目标值且各检测点温度均低于预警阈值。综上所述，本技术通过热稳定性分析、全局热均衡度量化及偏差类型驱动的差异化调控的协同作用，实现了pfa注塑整机温度场的全局自适应协同调控，抑制了因局部过热引发的pfa热降解及黑点缺陷生成，显著提升了注塑产品的外观质量与成型良率。