微型注塑熔體充模精密控制技術(shù)研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TP271學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621密級：公開工學(xué)博士學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文位論文微型注塑熔體充模精密控制技術(shù)研究博士研究生：劉航導(dǎo)師：胡泓教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：機(jī)械電子工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2014年3月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要隨著微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，微型塑料零件應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域中。微型注塑技術(shù)作為制造微型塑料零件的重要方法，具有成型速度快、成本低、質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)。由于微型

2、聚合物塑料零件具有微米級別的細(xì)節(jié)尺寸，其對注塑成型時的精密控制要求很高。為了提高最終微型注塑制品的質(zhì)量，需要解決包括在微型注塑過程中由于噪聲干擾難以判斷注射開始時刻、批量制品重復(fù)精度差、微小制品細(xì)節(jié)外形存在缺陷、表面粗糙度差等各種問題。根據(jù)實(shí)際要求，本文提出一系列精密控制技術(shù)以提高微型注塑制品的精度和合格率。具體研究內(nèi)容如下：首先，根據(jù)宏觀狀態(tài)下熔體充模理論，考慮到在微觀尺度下粘性流體在流動過程中需要特別注意的表面力以及分子間作用力的影

3、響，總結(jié)出微型注塑聚合物熔體充模的粘度理論模型，并結(jié)合邊界條件進(jìn)行了分析，通過仿真及相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的正確性。其次，提出了一種基于F分布的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法，用于對微注塑熔體充模過程中聚合物熔體上液面進(jìn)入模具腔體時刻由傳感器探測到的壓力波形的實(shí)時跟蹤，算法經(jīng)過穩(wěn)定性分析證明了其收斂性；仿真及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示算法可以在濾除噪聲的基礎(chǔ)上對微注塑注射過程中壓力信號的暫態(tài)變化進(jìn)行很好的跟蹤，使用該濾波算法的微型注塑機(jī)可以準(zhǔn)確跟蹤注射開始時刻，

4、便于控制器對注射量進(jìn)行精密控制，從而提高制品質(zhì)量。由于本算法可以處理發(fā)生突變信號的波形，因此也適用于暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)混雜的其他系統(tǒng)。然后，在微注塑熔體充模過程中根據(jù)微型注塑注射過程推桿往復(fù)運(yùn)動的特征，在基本PID控制方法中引入學(xué)習(xí)控制的思想，從而得到了一種前饋修正學(xué)習(xí)控制方法，用以對微型注塑制品的重復(fù)精度進(jìn)行控制。該方法可以在不考慮微注塑熔體充模的非線性模型基礎(chǔ)上通過對目標(biāo)理想位置路徑的重復(fù)學(xué)習(xí)，使得實(shí)際控制位置路徑經(jīng)多次調(diào)整逐步達(dá)到期望。據(jù)