本發(fā)明涉及注塑成型監(jiān)控，更具體地說，本發(fā)明涉及多色注塑機轉盤位置偏差實時監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著現(xiàn)代多色注塑機的快速發(fā)展，對注塑產品的質量要求日益提高。在多色注塑機生產過程中，轉盤位置精度直接影響到產品質量的穩(wěn)定性和一致性。因此，實時監(jiān)控多色注塑機轉盤的位置偏差，及時發(fā)現(xiàn)和診斷偏差原因，對保障注塑產品質量具有重要意義。

2、授權公告號為cn205522372u的中國專利公開了一種注塑機轉盤根據(jù)編碼器信號反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過編碼器獲取轉盤位置信息，實現(xiàn)了對轉盤位置的閉環(huán)控制，提高了轉盤定位精度和可靠性。但該系統(tǒng)主要側重于轉盤位置的控制，缺乏對轉盤運動過程中的壓力、振動等多維度信息的綜合監(jiān)測和分析，難以全面評估轉盤的實時工況，對位置偏差的響應不夠及時和精準。

3、公開號為cn107942941a的中國專利申請公開了一種注塑機與電轉盤交互信號的方法及系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過can總線實現(xiàn)注塑機與電轉盤驅動器之間的雙向通信，可以在人機界面上實時顯示轉盤的轉動參數(shù)和伺服電機的工作參數(shù)，為操作人員提供直觀的監(jiān)控手段。但該系統(tǒng)主要關注轉盤和伺服電機的宏觀工作狀態(tài)，缺乏對位置偏差的量化分析和診斷，尚不能滿足高精度、智能化的實時監(jiān)控需求。

4、公開號為cn115871185a的中國專利申請公開了一種注塑模具控制系統(tǒng)及控制方法。該系統(tǒng)采用溫度檢測和反饋控制的方式，通過實時監(jiān)測模具溫度，計算溫度偏差和偏差變化率，動態(tài)調節(jié)繼電器的通斷時間比，實現(xiàn)了對模具溫度特性的精確控制。但該系統(tǒng)主要針對注塑模具的溫度控制，未涉及轉盤位置偏差的監(jiān)測和診斷，無法直接應用于多色注塑機轉盤的實時監(jiān)控。

5、綜上所述，現(xiàn)有的注塑機控制系統(tǒng)大多采用單一維度的檢測手段，缺乏多源異構數(shù)據(jù)的融合分析能力，在轉盤位置偏差的實時精準監(jiān)測和智能診斷方面存在不足。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明提供多色注塑機轉盤位置偏差實時監(jiān)控方法及系統(tǒng)，該方法獲取轉盤的設計參數(shù)和空載工況下的壓力、位移、振動等多維運動數(shù)據(jù)，建立反映轉盤固有特性的空載運動特征向量；在生產過程中實時采集轉盤的多維度運動數(shù)據(jù)，生成實時運動特征向量；通過比對實時特征向量與空載特征向量，判斷轉盤是否發(fā)生位置偏差，并在檢測到偏差時自動觸發(fā)智能診斷流程。本方法可顯著提高多色注塑機轉盤位置偏差的監(jiān)測精度和響應速度，為注塑產品的質量控制提供有力保障。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、多色注塑機轉盤位置偏差實時監(jiān)控方法，包括：

4、獲取多色注塑機轉盤設計參數(shù)，構建轉盤三維數(shù)字模型，基于轉盤三維數(shù)字模型，將轉盤劃分為m個扇形監(jiān)控區(qū)域，采集轉盤空載工況下的空載運動數(shù)據(jù)，生成反映轉盤固有特性的空載運動特征向量p0；所述空載運動數(shù)據(jù)包括空載壓力數(shù)據(jù)、空載位移數(shù)據(jù)和空載振動數(shù)據(jù)；所述設計參數(shù)包括模穴數(shù)量，所述m個扇形監(jiān)控區(qū)域內的模穴數(shù)量相同，m為正整數(shù)；

5、采集注塑生產過程中轉盤的實時運動數(shù)據(jù)，根據(jù)轉盤的實時運動數(shù)據(jù)，結合轉盤實時轉速n1，生成實時運動特征向量m1；根據(jù)實時運動特征向量m1與空載運動特征向量p0，判斷轉盤是否發(fā)生位置偏差；若判定轉盤發(fā)生位置偏差，則觸發(fā)偏差原因診斷流程。

6、進一步地，所述采集轉盤空載工況下的空載運動數(shù)據(jù)，生成反映轉盤固有特性的空載運動特征向量p0包括：

7、每個扇形監(jiān)控區(qū)域布設tp個壓力傳感器和td個位移傳感器；

8、在轉盤徑向安裝tr個振動傳感器，在轉盤軸向安裝ta個振動傳感器；

9、在轉盤空載運轉時，同步采集壓力傳感器、位移傳感器和振動傳感器的輸出信號，得到m×tp個空載壓力數(shù)據(jù)、m×td個空載位移數(shù)據(jù)和tr+ta個空載振動數(shù)據(jù)；所述空載振動數(shù)據(jù)包括空載徑向振動數(shù)據(jù)和空載軸向振動數(shù)據(jù)；

10、對空載壓力數(shù)據(jù)、空載位移數(shù)據(jù)和空載振動數(shù)據(jù)進行時頻域特征提取，得到維度為d=m×(tp+td)+tr+ta的空載運動特征向量；其中，為空載壓力特征向量，為空載位移特征向量，為空載徑向振動特征向量，為空載軸向振動特征向量。

11、進一步地，所述實時運動數(shù)據(jù)包括m×tp維的實時壓力數(shù)據(jù)矩陣p1，m×td維的實時位移數(shù)據(jù)矩陣d1，tr維的實時徑向振動向量v1r和ta維的實時軸向振動向量v1a；

12、所述根據(jù)轉盤的實時運動數(shù)據(jù)，結合轉盤實時轉速n1，生成實時運動特征向量m1包括：對實時壓力數(shù)據(jù)矩陣p1、實時位移數(shù)據(jù)矩陣d1、實時徑向振動向量v1r和實時軸向振動向量v1a進行時頻域特征提取，得到實時運動特征向量；其中，為實時壓力特征向量，為實時位移特征向量，為實時徑向振動特征向量，為實時軸向振動特征向量。

13、進一步地，所述根據(jù)實時運動特征向量m1與空載運動特征向量p0，判斷轉盤是否發(fā)生位置偏差包括：

14、計算實時運動特征向量m1與空載運動特征向量p0的距離e1；

15、預設偏差閾值t1，若e1≤t1，則轉盤位置精度滿足要求；若e1>t1，則判定為發(fā)生位置偏差，觸發(fā)偏差原因診斷流程。

16、進一步地，所述計算實時運動特征向量m1與空載運動特征向量p0的距離e1包括：

17、根據(jù)實時壓力特征向量和空載壓力特征向量計算壓力特征距離dp；

18、根據(jù)實時位移特征向量和空載位移特征向量計算位移特征距離dd；

19、根據(jù)實時徑向振動特征向量和空載徑向振動特征向量計算徑向振動特征距離dvr；

20、根據(jù)實時軸向振動特征向量和空載軸向振動特征向量計算軸向振動特征距離dva；

21、計算轉盤實時轉速n1與額定轉速之間的轉速偏差；

22、距離e1由壓力特征距離、位移特征距離、徑向振動特征距離、軸向振動特征距離和轉速偏差加權求和而得。

23、進一步地，所述根據(jù)實時運動特征向量m1與空載運動特征向量p0，判斷轉盤是否發(fā)生位置偏差還包括：

24、若dp＞bp，則判定壓力特征異常，記錄壓力異常標志位fp=1；否則，記fp=0；bp為預設的壓力閾值；

25、若dd＞bd，則判定位移特征異常，記錄位移異常標志位fd=1；否則，記fd=0；bd為預設的位移閾值；

26、若dvr>bvr，則判定徑向振動特征異常，記錄徑向振動異常標志位fvr=1；否則，記fvr=0；bvr為預設的徑向振動閾值；

27、若dva>bva，則判定軸向振動特征異常，記錄軸向振動異常標志位fva=1；否則，記fva=0；bva為預設的軸向振動閾值；

28、若|δn|>bn，則判定轉速異常，記錄轉速異常標志位fn=1；否則，記fn=0；bn為預設的轉速偏差閾值；

29、計算異常標志位總數(shù)f=fp+fd+fvr+fva+fn，設定位置偏差觸發(fā)閾值k1，當f≥k1時，判定轉盤發(fā)生位置偏差。

30、進一步地，所述偏差原因診斷流程包括：

31、在一個歸一化時間窗口tw內采集運動監(jiān)測時序數(shù)據(jù)，形成一個樣本，將連續(xù)采集的所有樣本匯總，構成樣本集{q}；所述運動監(jiān)測時序數(shù)據(jù)包括壓力數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)和轉速；

32、提取樣本集{q}中每個樣本的高維時頻特征，構成高維特征集合{f}；

33、將高維特征集合{f}劃分為k個特征子集{s1},{s2},...,{sk}，每個特征子集對應一種典型的位置偏差模式；

34、對每個特征子集{sj}計算其樣本均值，形成第j個偏差模式的均值向量lj；對每個特征子集{sj}計算其樣本方差，形成第j個偏差模式的方差向量cj；

35、根據(jù)均值向量lj和方差向量cj，構建偏差模式特征庫{(l1,c1),(l2,c2),...,(lk,ck)}，偏差模式特征庫中的每個偏差模式(lj,cj)對應一種已知的位置偏差原因rj，形成偏差模式與位置偏差原因的映射集合；1≤j≤k；

36、當獲取到新樣本時，計算新樣本與各個偏差模式的相似度，將相似度最大的偏差模式所對應的位置偏差原因診斷為導致當前偏差的最可能原因。

37、多色注塑機轉盤位置偏差實時監(jiān)控系統(tǒng)，其用于實現(xiàn)上述的多色注塑機轉盤位置偏差實時監(jiān)控方法，所述系統(tǒng)包括：

38、轉盤分區(qū)模塊：用于獲取多色注塑機轉盤設計參數(shù)，構建轉盤三維數(shù)字模型，基于轉盤三維數(shù)字模型，將轉盤劃分為m個扇形監(jiān)控區(qū)域，所述設計參數(shù)包括模穴數(shù)量，所述m個扇形監(jiān)控區(qū)域內的模穴數(shù)量相同，m為正整數(shù)；

39、空載數(shù)據(jù)獲取模塊：用于采集轉盤空載工況下的空載運動數(shù)據(jù)，生成反映轉盤固有特性的空載運動特征向量p0；

40、實時數(shù)據(jù)獲取模塊：用于采集注塑生產過程中轉盤的實時運動數(shù)據(jù)，根據(jù)轉盤的實時運動數(shù)據(jù)，結合轉盤實時轉速n1，生成實時運動特征向量m1；

41、位置偏差判斷模塊：用于根據(jù)實時運動特征向量m1與空載運動特征向量p0，判斷轉盤是否發(fā)生位置偏差；若判定轉盤發(fā)生位置偏差，則觸發(fā)偏差原因診斷流程。

42、一種電子設備，包括存儲器、中央處理器以及存儲在存儲器上并可在中央處理器上運行的計算機程序，所述中央處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述的多色注塑機轉盤位置偏差實時監(jiān)控方法。

43、一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被執(zhí)行時實現(xiàn)上述的多色注塑機轉盤位置偏差實時監(jiān)控方法。

44、相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果為：

45、通過實時監(jiān)控多色注塑機轉盤的運動狀態(tài)，本發(fā)明能夠及時檢測和診斷位置偏差，顯著提高了注塑成型的精度和產品質量。同時，減少了因位置偏差導致的停機和返工，提高了生產線的整體效率。本發(fā)明采用多源數(shù)據(jù)融合技術，綜合分析壓力、位移和振動等多種傳感器數(shù)據(jù)，能夠更全面地監(jiān)控轉盤的運行狀態(tài)。通過多維特征向量的時頻域特征提取，實現(xiàn)了對轉盤運動的精確描述。當檢測到位置偏差時，系統(tǒng)自動觸發(fā)診斷流程，通過樣本數(shù)據(jù)的高維特征分析，快速定位異常原因。偏差模式特征庫的建立，使得不同偏差原因能夠被高效識別，為維護和修復提供了有力支持。