塑料制品注射成型過(guò)程工藝參數(shù)在線調(diào)控方法研究.pdf

1、在注塑成型過(guò)程中，工藝參數(shù)是決定制品質(zhì)量的重要因素。成型過(guò)程中由于外界擾動(dòng)的影響，難以保證制品質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此，對(duì)成型過(guò)程進(jìn)行控制，提高加工變量的穩(wěn)定性以生產(chǎn)出高質(zhì)量的制品具有重要的意義。由于成型過(guò)程中在線測(cè)量制品的質(zhì)量狀態(tài)非常困難，因?yàn)榕袛嘀破焚|(zhì)量(如檢查制品表面質(zhì)量和測(cè)量尺寸等)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。而在線測(cè)量要求在短時(shí)間內(nèi)能快速判斷制品質(zhì)量。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要間接監(jiān)控工藝參數(shù)，在制品質(zhì)量指標(biāo)和間接控制參數(shù)的關(guān)系確定后，利用控制工藝

2、參數(shù)即可在線確定質(zhì)量狀態(tài)而不用再測(cè)量制品尺寸或檢測(cè)表面質(zhì)量。 本文以注塑過(guò)程工藝參數(shù)為對(duì)象進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模，基于動(dòng)態(tài)規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)規(guī)則進(jìn)行工藝參數(shù)的在線調(diào)控，使產(chǎn)品的成型處于最優(yōu)狀態(tài)，為降低廢品率，提高塑料件質(zhì)量提供了一個(gè)更接近應(yīng)用實(shí)際的注塑工藝參數(shù)控制模型。論文的主要工作包括： 1、基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)建模：采用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立關(guān)鍵注塑工藝參數(shù)和制品質(zhì)量指標(biāo)之間的工藝模型，解決了由于注塑工藝參數(shù)和注塑件質(zhì)量之間難以用量化

3、公式表征的復(fù)雜非線性關(guān)系而引起的建模技術(shù)難題。該工藝模型稱(chēng)為制品質(zhì)量指標(biāo)預(yù)測(cè)器，可以根據(jù)輸入的工藝參數(shù)預(yù)測(cè)制品的質(zhì)量指標(biāo)。為獲得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，按照正交試驗(yàn)表在注射機(jī)上安排試驗(yàn)，研究四水平的關(guān)鍵注塑工藝參數(shù)(熔體溫度，注射壓力、注射速度、模具溫度)對(duì)注塑制品質(zhì)量指標(biāo)的影響。在正交表試驗(yàn)的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際需要增加了四組追加試驗(yàn)。通過(guò)極差分析技術(shù)對(duì)各因素的顯著度進(jìn)行排序，作為制定參數(shù)調(diào)整順序(即動(dòng)態(tài)規(guī)則)的依據(jù)。 2、遺傳神經(jīng)

4、網(wǎng)絡(luò)方法研究：將遺傳算法和BP算法結(jié)合，可以克服普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算速度和全局尋優(yōu)能力難以兼顧的缺陷。遺傳算法能很快的確定全局最優(yōu)解所在的區(qū)域，卻不能很快得到最優(yōu)解。BP算法有相對(duì)較強(qiáng)的局部搜索能力，但是收斂速度慢。因此將遺傳算法和BP算法結(jié)合可以相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。本文詳細(xì)討論了遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的關(guān)鍵技術(shù)，并給出了相應(yīng)的程序代碼。 3、驗(yàn)證試驗(yàn)方法研究：設(shè)計(jì)了十六組驗(yàn)證試驗(yàn)，較好地解決了如何對(duì)遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的準(zhǔn)確性和泛化能力進(jìn)行驗(yàn)證

5、的技術(shù)問(wèn)題。 4、工藝參數(shù)在線調(diào)控方法研究：基于離線訓(xùn)練好的遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立工藝參數(shù)控制模型，在實(shí)際生產(chǎn)中該模型可以用于制品質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制。通過(guò)研究專(zhuān)家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，確定工藝參數(shù)調(diào)整方向和步長(zhǎng)(即經(jīng)驗(yàn)規(guī)則)。在成型過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到關(guān)鍵注塑工藝參數(shù)改變并超出限定范圍時(shí)，啟動(dòng)制品質(zhì)量指標(biāo)預(yù)測(cè)器進(jìn)行質(zhì)量指標(biāo)預(yù)測(cè)，如果質(zhì)量指標(biāo)超出允差范圍，啟動(dòng)基于動(dòng)態(tài)規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的工藝參數(shù)調(diào)整程序，確定新的成型過(guò)程參數(shù)，使產(chǎn)品總是保持在所要求的

6、質(zhì)量范圍內(nèi)。 本文提出的制品質(zhì)量遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通過(guò)操作簡(jiǎn)捷的建模和高效的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，能準(zhǔn)確的反映注塑工藝參數(shù)和制品質(zhì)量指標(biāo)之間的變化關(guān)系，能自適應(yīng)各種加工條件，具有較高的柔性和智能，可以應(yīng)用于制品質(zhì)量預(yù)測(cè)、工藝優(yōu)化和制品質(zhì)量控制，實(shí)用性強(qiáng)。 制品質(zhì)量控制是由上一個(gè)成型周期制品質(zhì)量屬性確定下一成型周期的機(jī)器輸入，調(diào)節(jié)機(jī)器設(shè)置并保持這一狀態(tài)以生產(chǎn)出一致、合格的產(chǎn)品。本文提出的工藝參數(shù)控制模型以質(zhì)量指標(biāo)的預(yù)測(cè)值為質(zhì)量反饋，可以