注塑成型工艺优化及制品重量控制

摘要

塑料成型加工方法很多，包括注射成型、挤出成型、压制成型等；注射成型能一次成形状复杂、尺寸精确的制品，适合高效率、大批量的生产方式，己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。注射成型是一个相当复杂的物理过程。一方面，非牛顿的高温塑料熔体在压力作用下，注入温度较低的型腔；另一方面，由于熔体与模具型腔的温差致使注入的熔体快速冷却，同时伴随固化、体积收缩及可能的结晶过程。　　本文主要对注塑成型过程中工艺参数的优化和控制进行了研究，基于数值模拟，借助MATLAB工具软件以及动态系统建模工具SIMULINK对成型过程进行仿真和模拟，并对注塑成型过程进行了优化和控制。论文的主要工作包括：　　1.应用Taguchi正交实验设计方法优化研究工艺参数对质量指标的影响，获得工艺参数及各工艺参数对制品质量指标的影响度排序，对工业制品进行分析。由影响度可以看出对质量影响较大的主要参数有注射时间、保压压力和模具温度，对这三个参数进行优化控制，从而对制品质量进行控制。　　2建立工艺参数与制品重量的二次多项式回归模型，依靠MOLDFLOW软件的模拟结果，在MATLAB平台上实现工艺参数与制品重量关系模型的建立。经过检验对比，性能符合设计要求。　　3.基于自动控制理论，建立了模糊PID理论与传统PID控制结合的混合PID控制理论及算法，并利用MATLAB及SIMULINK实现对传统PID和模糊PID注塑成型过程的控制仿真。针对具体算例，将混合PID控制结果与传统PID控制结果对比，由对比结果可见，混合PID在控制过程中具有相对稳定，误差较小等优越性。根据得到的仿真结果对工艺条件进行优化控制，从而达到对制品质量的最优控制，得到了较好的控制效果。

目录

文摘

英文文摘

郑重声明

第一章绪论

1.1引言

1.2注塑成型工艺过程及特性

1.3注塑成型过程的工艺优化

1.4注塑成型过程的工艺控制

1.5注射成型工艺控制的发展概况

1.6本文的主要工作

第二章基于试验设计的注塑成型工艺优化

2.1 Taguchi试验设计方法

2.2 Taguchi试验设计在注塑成型工艺优化中的应用

2.3本章小节

第三章工艺参数与制品重量数学模型的建立

3.1多元非线性回归分析理论

3.2回归分析的实现

3.3变量的筛选

3.4注塑成型控制回归模型的建立

3.5本章小结

第四章注塑成型控制模型的建立方法

4.1自动控制过程

4.2 MATLAB的控制系统

4.3 SIMULINK的建模与仿真

4.4本章小结

第五章注射成型的工艺控制实现

5.1PID控制原理

5.2模糊PID控制

5.3模糊PID控制控制器的设计方法

5.4注塑成型过程的混合PID控制

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1主要工作与结论

6.2研究与展望

致谢

参考文献

附录