塑料注射工艺参数的确定方法及注塑机技术

塑料注射工艺参数的设置方法，以大量的注塑实例为基础建立实例数据库，根据目标实例的塑料注射条件，利用实例推理的方法，在实例数据库中搜索和目标实例最相近的实例，得到相近的塑料注射工艺参数，并通过实例吸取和修正该工艺参数，从而确定目标实例的工艺参数。还提供了一种注塑机，其包括注塑机主机、存贮器、工艺参数处理器和控制器，所述的存储器存储实例库、塑料物性库和注塑机库，所述的工艺参数处理器通过上述方法确定工艺参数，并将工艺参数传输给控制器。本发明专利技术的优点在于：用实例推理方法，能够快速、准确地得到特定注塑条件下的塑料注射的工艺参数，从而提高缩短塑料产品生产周期、提高制品质量、促使注射机生产能力的最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塑料注射成型领域，特别涉及一种塑料注射工艺参数的确定方法，具体地说通过收集、整理塑料注射生产中的生产实例，基于实例推理的方法来确定塑料注射的工艺参数。
技术介绍
塑料具有密度小、重量轻、绝缘性能好、介电损耗低、化学稳定性高以及耐磨性好等特点，被广泛应用于工业、农业、建筑、包装、国防和日常生活等各个领域，其增长率已跃居四大工业材料(塑料、钢铁、木材和水泥)之首，是世界上增长最快的工业之一，在全世界按照体积和重量计算的消耗量已经超过了钢。塑料的注射成型具有生产周期快、生产效率高、能成型形状复杂、尺寸精确或带嵌件的制品以及易于实现自动化等特点，因此，注射成型成为塑料的主要加工方法之一，用此方法加工的塑料占到了塑料加工总重量的32％，在塑料制品生产行业中占有非常重要的地位。注射成型的工艺参数在塑料生产中非常重要，直接影响到产品质量、成本和生产周期。而注塑工艺参数的确定却又十分复杂，其与注塑机、塑料性能、模具等因素密切相关。传统的注塑工艺参数的确定方法主要是尝试法(又称试错法)，即依据相关人员有限的经验确定工艺参数后不断进行试模后评定，最终确定合适的注塑工艺参数。但是，在实际生产中，由于塑料材料的性能千差万别，制品和模具的结构千变万化，注塑机的工艺参数复杂繁多，仅凭有限的经验难以对这些因素作全面的考虑和处理；而且相关人员的经验的积累无法跟上塑料材料的发展和制品复杂程度及精度要求的提高，因此这种方法要反复试模，从而导致工艺参数确定时间长、生产间隙大、成型循环周期长、废品率高、产品质量不理想、生产不稳定、注射机利用率低。同时，这种确定方法必需有经验的相关人员，而由于此类人员的严重不足，制约了塑料注射行业的发展。随着全球市场竞争日趋激烈，要求尽可能减少成型工艺设置时间、缩短塑料产品生产周期、提高制品质量、促使注射机生产能力的最大化。因此，急需快速、准确的确定塑料注射的工艺参数，用新的注塑工艺参数确定方法来代替传统的“试错法”。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷而提供塑料注射工艺参数的确定方法及注塑机，以达到快速正确确定塑料注射工艺参数的目的。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为一种塑料注射工艺参数的确定方法，以大量的注塑实例为基础建立实例数据库，根据目标实例的塑料注射条件，利用实例推理的方法，在实例数据库中搜索和目标实例最相近的实例，得到相近的塑料注射工艺参数，并通过实例吸取和修正该相近实例的工艺参数，从而确定目标实例的工艺参数。人们为了解决一个新问题，一般总是自然而然的先从记忆中找到一个与新问题相似的旧问题，再把旧问题中的有关信息和知识运用到新问题的求解中，也就是基于实例的推理方法。同样，在注塑生产中，各个生产实例本身都凝结了工艺师的生产经验，因此，可通过整理的生产实例进行推理，确定合理的注塑工艺参数，这就是本专利技术的依据所在。具体地说，本专利技术所述的塑料注射工艺参数确定方法，其整体流程框图如图1所示。首先导入制品的CAD造型文件(STL文件)，并输入注射用塑料牌号和注塑机型号。根据浇口设置的位置，通过该CAD文件计算出型腔几何数据，包括流动长度、平均厚度、型腔复杂度、型腔体积等。根据型腔几何特征、塑料物性在实例库中搜索和当前注射过程相似度最高的实例(相似实例)，并取出实例的各个工艺参数，对相似实例的工艺参数进行修正，然后通过注塑机控制器通讯接口将各工艺参数上传到注塑机控制器中。再进行试模，如果试模成功，则将当前的注塑过程作为生产实例保存在计算机存储器上的实例库中，使实例库不断的丰富、扩充，作为以后实例推理的基础。上述实例库中的实例由其塑料注射条件和相应的工艺参数的结构对其进行描述。这是由于实例注射条件与注塑的工艺参数间有必然的内在关系，由实例的注射条件便可确定注塑生产所需的工艺参数。上述实例的塑料注射条件为由下面三个方面描述塑料种类、模具型腔几何特征、注塑机型号，其中，所述的模具型腔几何特征包括流动长度、平均厚度、型腔复杂度、型腔体积。这是由于注塑工艺参数与这几个因数密切相关，不同的塑料具有不同的流变性能，模具型腔特征对工艺参数也具有决定性的影响，不同型号的注塑机从工艺参数机器值(机器参数)到真实工艺参数转换(理论参数)的系数不一样。上述实例的工艺参数包括以下方面注射参数、保压参数、冷却参数和塑化参数，喷嘴加热温度、喷嘴保温温度等。这是由于在塑料注射过程中，这些参数对注塑件质量的影响最大，是最主要的工艺参数，也是工艺人员在调模过程中最难确定、最需要确定的工艺参数。由此实例数据的组织形式详见表1。表1、实例数据库组织形式 上述实例库存放在计算机存储器上，这样随时可以调用。作为目标实例，能够确定注塑制品的造型、塑料种类及注塑机型号。根据注塑制品的造型文件，计算出所需的型腔几何特征数据，即流动长度、平均厚度、型腔体积，并根据经验确定型腔复杂度。然后确定当前目标实例和实例库中各个实例的相似度。相似度采用如下式子计算s=f(0)×Σi=14(Wi×f(i))Σi=14Wi---(1)]]>其中，f(i)为各个特征数据的影响因子，包含材料因子、厚度因子、流动长度因子、型腔体积因子和型腔复杂度因子等，Wi为各个影响因子的权值各个影响因子采用下列各式进行计算材料因子f(0) 其中，材料因子即为塑料材料的相似性，包括粘度的相似性、收缩率的相似性和热扩散系数的相似性，(i)(i＝1、2、3)分别为材料的流动相似度因子、保压相似度因子和冷却相似度因子， vi(i＝1、2、3)分别为各个因子的权值；η(obj)，η(src)分别为目标实例和相似实例塑料材料的粘度，可采用Cross粘度模型计算η=η0(T,P)1+(η0γ/τ*)1-n,]]>η0(T,P)=BeTb/TeβP,]]>τ`为材料常数，n为非牛顿指数，η0为零剪切粘度，B，Tb，β均为材料常数；s(obj)，s(src)分别为目标实例和相似实例材料的收缩率；α(obj)，α(src)分别为目标实例和相似实例材料的热扩散系数，上述材料的物性参数从塑料材料库中读取。厚度因子f(1)f(1)=1-|thick(obj)-thick(src)|thick(obj)---(3)]]>流动长度因子f(2)f(2)=1-|fiowLen(obj)-fiowLen(src)|fiowLen(obj)---(4)]]>型腔体积因子f(3)f(3)=1-|volume(obj)-volume(src)|volume(obj)---(5)]]>型腔复杂度因子f(4)f(4)=1-|c(obj)-c(src)|c(obj)---(6)]]> 其中，thick(obj)、flowlen(obj)、volume(obj)、c(obj)分别为目标实例的平均厚度、流动长度、型腔体积、型腔复杂度，thick(src)、flowle(src)、volume(src)、c(src)分别为相似实例对应的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
塑料注射工艺参数的确定方法，其特征在于：以大量的注塑实例为基础建立实例数据库，根据目标实例的塑料注射条件，利用实例推理的方法，在实例数据库中搜索和目标实例最相近的实例，得到相近的塑料注射工艺参数，并通过实例吸取和实例修正该相近实例的工艺参数，从而确定目标实例的工艺参数。

【技术特征摘要】
1.塑料注射工艺参数的确定方法，其特征在于以大量的注塑实例为基础建立实例数据库，根据目标实例的塑料注射条件，利用实例推理的方法，在实例数据库中搜索和目标实例最相近的实例，得到相近的塑料注射工艺参数，并通过实例吸取和实例修正该相近实例的工艺参数，从而确定目标实例的工艺参数。2.按权利要求1所述的塑料注射工艺参数的确定方法，其特征在于所述的实例数据库的注塑实例包括二部分，一部分为实例特征，另一部分为工艺参数；所述的实例特征由下面三个方面描述塑料种类、模具型腔几何特征、注塑机型号，其中，模具型腔几何特征包括流动长度、平均厚度、型腔复杂度、型腔体积；所述的工艺参数为料筒加热温度、料筒保温温度、注射参数、保压参数、冷却参数和塑化参数；所述的目标实例的塑料注射条件为实例特征，并由以下方法确定导入目标实例制品的CAD造型文件，根据浇口设置的位置，通过该造型CAD文件计算出型腔几何数据，包括流动长度、平均厚度、型腔体积，根据经验确定型腔复杂度；所述的和目标实例最相近实例是指相似度为大于等于规定值的实例，相似度由式s=f(0)×Σi=14(Wi×f(i))Σi=14Wi]]>计算，塑料的相似度数据由塑料物性库中得到；所述的实例吸取为由机器参数直接控制的工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华民，夏善海，李德群，许国旗，冯伟，宋祖勇，
申请(专利权)人：宁波海太高科机械有限公司，华中科技大学，宁波海太机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]