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1、10申请公布号CN102019677A43申请公布日20110420CN102019677ACN102019677A21申请号200910192445322申请日20090918B29C45/8020060171申请人广州市香港科大霍英东研究院地址511458广东省广州市南沙区资讯科技园软件楼北楼30172发明人高福荣杨毅54发明名称注塑过程中能够使模具快速精确定位的方法57摘要本发明涉及一种注塑过程中，模具精确快速定位的方法。本发明采用闭环控制，内层利用ILC迭代学习控制，ITERATVIELEARNINGCONTROL控制速度，外层结合ILE迭代学习估计器，ITERATVIELEARNIN。
2、GESTIMATOR评估偏差，确保开模过程流畅，实现对模具快速精确的定位，从而达到缩短生产周期，减少机械震动损伤的目的。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN102019691A1/1页21一种在注塑过程中能够使模具快速精确定位的方法，其特征是基于闭环控制的基础，内层通过ILC控制速度的稳定，外层通过ILE评估位移偏差，实现模具的快速精度定位，明显地降低机械的震动损伤，缩短开模过程的时间，从而缩短整个注塑周期的时间的控制方法。2根据权利要求1所述的能够使模具快速精确定位的方法，其特征是采用闭环控制，利用信号反馈，对过程进行控制。3根据。
3、权利要求1所述的够使模具快速精确定位的方法，其特征是控制结构由内外两层组成，内层使用ILC方法，外层使用ILE方法。4根据权利要求3所述的够使模具快速精确定位的方法，其特征是内层ILC控制速度稳定，能够确保模具停止前具有足够低的速度，以避免由于高速运动的模具由于突然停止而造成的机械震动损伤。5根据权利要求3所述的能够使模具快速精确定位的方法，其特征是内层ILC控制速度，确保快速开模和慢速开模的切换点适当，节省开模时间。6根据权利要求3所述的能够使模具快速精确定位的方法，其特征是外层利用ILE评估位移偏差，确保模具精确定位。权利要求书CN102019677ACN102019691A1/4页3注塑。
4、过程中能够使模具快速精确定位的方法技术领域0001本发明涉及一种在注塑过程开模阶段中能够使模具快速精确定位的方法。该方法在闭环控制的条件下，利用ILC迭代学习控制，ITERATVIELEARNINGCONTROL内层控制速度，结合外层ILE迭代学习估计器，ITERATVIELEARNINGESTIMATOR评估偏差，对模具进行快速精确的定位。背景技术0002注塑过程主要包含5个阶段关模，注射，保压，冷却和塑化以及开模，其中开模对整个注塑过程的影响有两方面，一方面是精确的模具定位才能确保生产过程的连续性。例如，当利用机械手从模具中取出塑料制品时，动模必须停止在一个精确的位置，以确保机械手能够快速。
5、顺利地拿出制品。另一方面在生产工艺不变的条件下，开模过程流畅，能缩短开模过程所需要的时间，从而缩短整个生产周期；同时能把由于开模不顺畅而对机械产生的震动损伤降到最低。0003典型的肘杆式注塑机开模过程简单来说分为三个阶段松模，快速开模和慢速开模。一开始锁模装置用高压低速松开肘杆，防止注塑制品停留在母模上。接着模具快速打开，以缩短注塑周期使用的时间。开模过程的后期，速度应该降下来，防止机械震动，影响控制的精确度，减少模具惯性、液压和控制系统的迟滞等。由于开模结束时，模具仍具有一定的动力而继续往前一段位移，该位移称之为偏差。模具停止的位置和设定值之间的距离是由偏差决定的。但是在不同的循环里，偏差会。
6、由于模具停止时的速度的不同而不同。由此可见快速开模阶段结束时为接下来慢速开模的提供的初始速度，以及偏差，对于模具定位的控制至关重要。0004然而典型的肘杆式注塑机，锁模装置通过十字头和肘杆连接动模，而该装置由电液比例阀控制，属于开环控制，没有反馈环节，系统的稳定性不高，响应时间相对来说很长，精确度不高。锁模装置的运动是非线性，非线性主要来自于两方面，一是由于电液压比例阀的特性决定的，包括死区、饱和度、滞后作用等；另一方面是由于机械结构，即十字头的位置和动模之间的关系是非线性的。这种非线性导致传统的控制方法不能很好的使用。因此目前在注塑行业中，快速精确的模具定位难以实现。0005另外ILC通常运。
7、用于线性模型，而非线性的系统仅能产生很小的行迹误差而无法使用该方法。0006目前注塑过程中的模具定位方法，要不不会采用ILC控制，要不只是通过外层ILE控制模具偏差，都不能达到快速精确定位的目的。0007本发明在闭环控制的条件下，内层利用ILC控制速度，结合外层ILE评估偏差实现模具的精确快速定位。发明内容0008本发明要解决的技术问题是，在开模过程中，使模具快、准地定位，以缩短生说明书CN102019677ACN102019691A2/4页4产周期，提高生产效率，确保生产过程的连续性，减少机器由于震动而造成的损害。0009为解决上述问题，本发明在闭环控制的条件下，结合ILC和ILE，使模具按。
8、照预先设定的理想的开模过程来实现模具的快速精确定位。0010注塑过程是一个典型的间歇过程，开模阶段则是一个具有高度重复性的过程，因此采用ILC作为模具定位的控制方法。典型的的ILC装置分为P型、D型和PID型三种。本发明的开模定位控制基于P型ILC，结合ILE。P型迭代学习速度控制器ILC如下0011UKTUK1TKPVSPTDVK1TD0012其中K代表循环次数；T是时间系数；D是过程中的滞后时间；UKT和VKT分别代表在第K个循环时T时间阀打开的速度和开模速度；VSPT代表在T时间速度的参考值；KP控制器的学习率，由过程增益和几次的行迹误差来决定。当KP增大时，每个学习过程的收敛变快，而且。
9、行迹误差变小。0013为了在开模过程的后期取得一个稳定的和较小的开模速度，就利用该P型ILC来控制速度。0014一般来说，开模的过程中，开模速度越快，所用的时间越短。然而在开模阶段的后期模具过高的速度会导致两个问题一是给出停止命令时模具速度越快，模具最终停止位置的不确定性越大；二是速度越快，模具停止时对机械的冲击越也越大，这也是开模过程的最后阶段时慢速开模的原因。因此在缩短开模时间的同时不能导致开模速度过大。0015根据这些特点，本发明对速度的减慢过程进行了设计，目的是在快速开模向慢速开模过切换的过程中，使得机械震动最小化。首先确定阀门打开程度与模具速度之间的关系，以及阀门打开程度与响应迟滞时。
10、间的关系，确定阀门的饱和区、线性区和缓和区。根据上述关系，确定快速开模时的速度和慢速开模时的速度所对应的阀门打开的程度，在该区间内设计一条平缓的指数型衰减曲线，作为速度减慢的趋势，表达式如下0016UU0UEXPKN0017U0USLOWUUFASTUSLOW0018其中0019UFAST在快速开模过程中阀门打开的程度；0020USLOW在慢速开模过程中阀门打开的程度；0021N速度由快变慢的次数；0022K削减系数，可根据实际需要调整。0023而P型迭代学习偏差评估器ILE设计如下00240025其中K代表循环次数；MOPK和MOPSP分别代表偏差的估算值，在第K个循环开模的位置和开模位置的。
11、设定值；KE是估计器的比例增益。0026开模偏差如下0027说明书CN102019677ACN102019691A3/4页50028其中VTER停止命令发出时模具的速度；IAJ停止命令发出是模具的加速速度；E停止命令发出时机器的扰动。测量或者控制AJ都是很难实现的，但是我们可以通过控制VTER来确定偏差。0029为了缩短开模时间，本发明对快速开模和慢速开模之间的切换点进行回归调整。0030模具在从快速开模向慢速开模转换后，还运动了一段距离，即慢速开模过程中模具运动的距离，而且此时的速度已经足够低，不会引起由于模具突然停止而产生的机械震动以及偏差。本发明通过对切换点的调整，来缩短开模过程的时间，。
12、从而缩短这个注塑过程的时间。0031慢速开模阶段可分为两个部分，一个是由于速度减缓而相应产生的减速阶段，该阶段速度有个加速度，另一个是慢速阶段，该阶段速度变化很小或基本没有变化。LD是切换点和停止点之间的位移差，本发明把减速阶段和慢速阶段的速度交点作为一个参考点，当停止时的速度比参考点的速度小时，停止点落在慢速阶段，LD会应该减小；当停止时的速度比参考点的速度大时，停止点落在减速区，LD应该增大；当停止时的速度跟参考点的速度相近时，不会对LD进行调整。由于停止时的位移是预先设定的，那么通过对LD的回归调整，可以把切换点的位移设置为等于停止点的位移与LD之和。对切换点的迭代调整算法表达如下003。
13、2L05VSVFVSVF/AF0033平均速度VS向VF切换所用的时间0034LDLDL0035SWITCHPOINTSTOP_POINTLD0036其中0037VS停止时的实际速度；0038VF停止时的参考速度；0039AF参考速度附近的斜率平均数；0040LD整个慢速开模阶段的位移；0041LVS到VF的位移；0042校准比率。0043本发明利用开模过程快速精确定位的方法，能达到的有益效果如下0044快速开模到慢速开模阶段，良好速度减缓设计，在不增加开模时间的情况下，明显地降低机械的震动损伤；0045利用ILC控制快速开模和慢速开模的转换，缩短开模过程的时间，从而缩短整个注塑周期的时间；0。
14、046通过ILE估算模具的偏差值，实现模具精确定位。附图说明0047下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。说明书CN102019677ACN102019691A4/4页60048图1为迭代学习控制结构中的速度控制系统示意图0049图2为迭代学习控制结构中的偏差评估器示意图具体实施方式0050如图1所示，在第K次循环的过程中，TD时刻时模具的参考速度VKTD与储存在内存1里的上一个循环K1中TD时刻的速度VK1TD通过计算器，进行比较，得出VKTDVK1TD，VKTDVK1TD通过控制器C的学习，得到输入信号KPVKTDVK1TD，其中KP是控制器的学习率，该输入信号再与储存在内存1里的上。
15、一个循环中T时刻时的模具的速度VK1T通过加法运算，得到输入信号，即阀门在第K次循环T时刻的速度UKT，此输入信号一方面会被保存在内存1里，用于下一次循环的学习，另一方面对过程1进行控制，得到输出信号VKT，即模具在第K次循环T时刻时速度。如此重复学习，直到输出信号与设定信号相同或相近为止。0051同理，如图2所示，在第K次循环的过程中，模具打开时的位置设定值MOPSP与储存在内存2里的上一个循环K1中模具停止的位置MOPK1通过计算器，进行比较，得出MOPSPMOPK1，MOPSPMOPK1通过偏移估计器E的评估，得出输入信号KEMOPSPMOPK1，其中KE时偏移评估器的比例增益，输入信号。
16、KEMOPSPMOPK1再与储存在内存2上一个循环K1中的偏移估算值比较运算，得到输入信号即第K次循环模具的位移估算值，该输入信号一方面会被保存在内存2中，用于下一次循环的学习，另一方面对过程2进行控制，得到输出信号MOPK，即模具在第K次循环时模具的位移偏差。如此重估算值比较运算，得到输入信号即第K次循环模具的位移估算值，该输入信号一方面会被保存在内存2中，用于下一次循环的学习，另一方面对过程2进行控制，得到输出信号MOPK，即模具在第K次循环时模具的位移偏差。如此重复学习，直到输出信号与设定信号相同或相近为止。0052通过这两个学习过程，可以用较短的时间使开模过程流畅，且在模具停止前获得稳定并且较小的速度，确保模具最终停止时不会引起剧烈的机械震动损伤，同时模具的定位精确。说明书CN102019677ACN102019691A1/1页7图1图2说明书附图CN102019677A。