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。所以注塑制品质量受材料性能、模具设计、注塑工艺参数设置以及环境状况等因素的影响。在成型过程中,工艺参数直接影响到模具内熔体的流动状态和产品的最终质量,因此获取最优的工艺参数成为提高注塑制品质量的前提条件。 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。