基于超声波技术的聚合物注射重量重复精度在线测量方法的研究

摘要

如今越来越多的聚合物精密制品应用于航空航天、医疗器械、生物工程、精密光学、电子通信等高精尖的技术领域。这就对聚合物成型制品的质量精度提出的更高的要求，而研究影响质量精度的因素及如何科学有效对成型制品进行质量评价是提高成型质量精度的前提。注射重量重复度精度是衡量注塑制品质量精度及评价注塑机性能的重要技术指标。本文基于理论注射重量的物理定义，以全电动注塑机注射机构的机械传动和控制机理为例，分析影响注射重量的主要因素，基于统计过程控制和误差分析理论对注射重量重复精度的在线测量方法进行了理论研究。将基于超声波技术的聚合物熔体密度软测量模型应用于注射过程对注射重量的在线测量，通过实验研究验证注射重量重复精度的在线测量对提高注射重量重复精度的可行性。同时基于全电动注塑机对提高注射重量重复精度的控制方法进行了理论研究。其主要内容如下:
　　1、基于全电动注塑机注射系统的机械传动及驱动控制原理，分析影响体积注射量的各种因素，在严格注射控制体积量的基础上，发现温度、压力的变化是影响最终注射重量的主要因素。
　　2、基于统计过程控制和误差分析理论对注射重量重复精度的算法进行理论分析，在分析比较误差算法、样本数量的基础上，对注射重量重复精度的在线测量方法进行的研究，并通过实验验证该方法精确性。
　　3、在实验的基础上建立了超声波速度与熔体密度软测量模型，并将其应用于注射成型中，通过不同工艺条件对注射重量在线测量，在分析比较理论测量值与实测值的误差因素的基础上，对熔体密度软测量模型进行修正。在实验的基础上对注射重量重复精度的在线测量方法进行了分析和验证。
　　4、在实验及理论分析的基础上，对注射重量的在线测量软测量模型进行在线修正，研究基于全电动注射系统注射重量精确控制的方法。在提高注射重量控制精度的基础上提高注射重量重复精度。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 精密注塑成型技术概述

1．1．1 精密注塑成型技术概述

1．1．2 精密注塑制品主要应用领域

1．2 制品注射重量重复精度影响因素及研究进展

1．2．1 制品注射重量重复精度影响因素

1．2．2 国内外对制品重量控制研究概况

1．3 基于超声波技术在线测量制品重量重复精度

1．3．1 超声波的相关概念

1．3．2 超声波在介质中的传播原理

1．3．3 超声波噪声信号的处理

1．3．4 超声波在线测量技术在聚合物加工领域的应用

1．4 本课题的技术路线

1．5 本课题的目的、研究内容和意义

第二章 基于全电动注塑机注射重量的理论研究

2．1 全电动注塑机基本结构与工作原理

2．1．1 合模系统工作原理

2．1．2 注射系统工作原理

2．1．3 全电动注塑机动作顺序

2．2 全电动注塑机注射系统

2．2．1 注射重量

2．2．2 全电动注塑机注射系统结构

2．3 全电动注塑机注射系统传动分析

2．4 全电动注塑机注射行程闭环反馈控制原理

2．5 实验研究

2．5．1 实验准备

2．5．2 实验结果和分析

2．6 本章小结

第三章 基于统计技术制品注射重量重复精度计算方法的研究

3．1 统计技术相关概念

3．2 制品重量重复精度的理论概述

3．2．1 制品注射重量重复精度的理论计算方法

3．2．2 两种计算方法的实验验证

3．3 本章小结

第四章 超声波测量制品注射重量重复精度的实验研究

4．1 超声波在线测量系统

4．2 超声波在线测量平台的构建

4．2．1 注塑机及机头组件

4．2．2 超声波发射／接收装置

4．2．3 超声波探头

4．3 基于超声波技术测量注射重量重复精度的原理

4．4 对空注射实验结果及分析

4．4．1 温度对注射制品重量及重量重复精度的影响

4．4．2 注射压力对制品重量及重量重复精度的影响

4．5 对模具注射实验结果及分析

4．6 实验结论

4．7 本章小结

第五章 基于熔体密度在线测量的注射制品重量控制方法的研究

5．1 上位机处理程序

5．2 基于超声波技术的制品重量重复精度的离线模拟反馈模拟

5．2．1 离线模拟反馈模拟原理

5．2．2 离线模拟反馈模拟结果

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 存在的不足及迸一步工作展望

参考文献

附录

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介