本技术涉及金属制造，具体涉及一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法及系统。
背景技术：
1、压铸是一种常见的金属铸造方式，主要用于各种有色金属的模型铸造，通过将金属液注入模型并冷却成型，由于其一次成型且工作效率高，在工业领域广泛使用。在压铸过程中由于需要将熔融金属注入模型排除空气，而在注入过程中熔融金属内部有可能出现气泡，这会导致压铸零件的质量不合格，造成原材料浪费，因此需要对压射速度有严格的限制。
2、在压铸过程通常采用加压设备推动锤头，通过控制压力大小来控制压射速度。传统的注射速度控制按照设定好的参数经由plc的设定程序生成压射速度曲线，使锤头按照压射速度曲线前进，完成注射；同时通过pid控制对压射速度进行压射速度补偿，维持压射速度的稳定。
3、但是由于压铸过程中的模型不同，导致设计的压射速度曲线不同，进而每次更换新模型都需要由技术人员调试新的pid参数，调试过程操作复杂，调试次数多，设计难度大，设计失误容易导致压铸件质量变差。
技术实现思路
1、为了解决不同模型需要多次调试，设计难度大的技术问题，本技术提供了一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法及系统，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本技术提出了一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，该方法包括以下步骤：
3、预设速度构建标准速度曲线，在plc中输入预设速度令锤头移动，采集锤头移动时的速度记为实际速度以及锤头移动时的供油压力；
4、预设标准速度曲线的不同阶段，获取每个阶段的面积，将当前时刻及其之前所有的实际速度构建实际速度曲线，根据实际速度曲线与标准速度曲线不同阶段的面积比例获取当前时刻的压铸进度；
5、将标准速度曲线根据每个时刻的压铸进度转换为进度速度曲线；将不进行速度调控的实际速度曲线根据压铸进度转换为非补偿进度速度曲线；基于进度速度曲线和非补偿进度速度曲线差异获取每个阶段的压射速度抖动序列；根据每个阶段的压射速度抖动序列中所有频率和振幅的乘积获取压射速度抖动频率，根据压射速度抖动频率和振幅的波动性获取每个阶段的稳定性；
6、将实际速度曲线根据每个时刻的压铸进度转换为实际进度速度曲线，根据当前时刻的压铸进度和稳定性的差异获取当前时刻的特征曲线；将特征曲线通过傅里叶变换获取频谱图，通过频谱图获取当前时刻的压射速度抖动频率；通过实际进度速度曲线与进度速度曲线的差异获取的零点与当前时刻的压铸进度差异结合压射速度抖动频率获取当前时刻的相位特征值；
7、以当前时刻的压铸进度、压射速度抖动频率、相位特征值和供油压力通过神经网络进行压铸机的智能化控制。
8、在上述方案中，根据压铸过程中的压射速度数据将压铸分为不同阶段，根据压射速度数据计算压铸进度；由于压铸进度可以表征出金属液填充到压铸模型的具体部位，而压铸模型相同部位进行金属液填充时其压射阻力相似，而压射阻力又是造成压射速度抖动的主要因素，因此相同的压铸进度下压射曲线的抖动情况时相似的，所以采用压铸进度替代时间作为压射速度曲线的纵轴，能够更准确的描述出重复压铸过程中的周期性压射阻力，获得更好的压射速度补偿效果。进一步根据压铸进度对将压射速度数据进行重采样，并通过重采样后数据的抖动情况获得阶段稳定性，对不同的阶段采用不同的压射速度调整措施；根据阶段稳定性对压射速度数据进行特征提取，并将提取的特征作为输入，采用神经网络控制供油压力，完成对压射速度的压射速度补偿。由于本技术的压射速度补偿过程自动完成，能够省略传统pid控制进行压射速度压射速度补偿的调试过程，避免了技术人员调试过程中的复杂操作带来的失误风险，提高压铸件质量，加快新压铸模型的制作效率。
9、在一个实施例中，所述根据实际速度曲线与标准速度曲线不同阶段的面积比例获取当前时刻的压铸进度的方法为：
10、将实际速度曲线对应的面积记为，将标准速度曲线中所有阶段的面积按照阶段的先后顺序排序获取面积序列，将面积序列中的所有面积从第一个到最后一个面积依次累加，当累加的面积超过时停止累加，此时获取累加面积的阶段的序号，序号对应的阶段为当前时刻所在的阶段记为当前阶段；
11、令与当前阶段之前的所有阶段的面积作差后与当前阶段的面积的比值记为阶段进度，将阶段进度和当前阶段上一个阶段的序号之和记为当前时刻的压铸进度。
12、在一个实施例中，所述将标准速度曲线根据每个时刻的压铸进度转换为进度速度曲线；将不进行速度调控的实际速度曲线根据压铸进度转换为非补偿进度速度曲线的方法为：
13、将标准速度曲线中每个时刻在所在阶段对应的面积和所在阶段面积的比值记为第一比值；令第一比值和前一个阶段序号的和作为标准速度曲线每个时刻的压铸进度；以标准速度曲线中的速度为纵轴，压铸进度为横轴重新绘制曲线，将重新绘制的曲线预设若干采样点，获取进度速度曲线；
14、输入标准速度曲线中的数据，将不进行速度调控的情况下采集锤头速度，将这种情况下锤头速度组成的曲线记为非补偿速度曲线；对于非补偿速度曲线的每个时刻，根据每个时刻非补偿速度曲线对应的面积和标准速度曲线的面积的差异获取非补偿速度曲线每个时刻的压铸进度；以非补偿速度曲线中的速度为纵轴，压铸进度为横轴重新绘制曲线，预设若干采样点获取非补偿进度速度曲线。
15、在一个实施例中，所述基于进度速度曲线和非补偿进度速度曲线差异获取每个阶段的压射速度抖动序列的方法为：
16、对于非补偿进度速度曲线、进度速度曲线分别获取其每个阶段所有的采样点的速度对应的序列记为每个阶段的非补偿速度序列和进度速度序列；令同一阶段的进度速度序列与非补偿速度序列相同时刻的速度作差，将所有的差值构建每个阶段对应的压射速度抖动序列。
17、在一个实施例中，所述根据每个阶段的压射速度抖动序列中所有频率和振幅的乘积获取压射速度抖动频率，根据压射速度抖动频率和振幅的波动性获取每个阶段的稳定性的方法为：
18、对于任意一个阶段，将压射速度抖动序列通过傅里叶算法转换为频谱图；频谱图的数据存储形式为一个两行多列的矩阵，同列的第一行代表频率大小，第二行代表频率对应的振幅；
19、将所有振幅进行归一化获取归一化振幅，将每一列的频率和频率对应的归一化振幅的乘积累加后获取阶段的压射速度抖动频率；将所有频率的归一化振幅的标准差作为压射速度的抖动稳定性；
20、根据每个阶段的抖动稳定性和压射速度抖动频率获取阶段的稳定性。
21、在一个实施例中，所述根据每个阶段的抖动稳定性和压射速度抖动频率获取阶段的稳定性的方法为：
22、
23、表示第r个阶段中压射速度的抖动稳定性，表示第r个阶段的压射速度抖动频率，表示第r个阶段的稳定性。
24、在一个实施例中，所述将实际速度曲线根据每个时刻的压铸进度转换为实际进度速度曲线，根据当前时刻的压铸进度和稳定性的差异获取当前时刻的特征曲线的方法为：
25、对于实际速度曲线，获取其中每个时刻的压铸进度后，将实际速度曲线转换为实际进度速度曲线，实际进度速度曲线的横坐标为压铸进度，纵坐标为压射速度，其中实际进度速度曲线按照进度速度曲线的横轴间距进行重采样；
26、对于实际进度速度曲线，将当前时刻所在阶段记为目标阶段，根据当前时刻的压铸阶段与目标阶段的稳定性作差获取周期进度，根据周期进度大小确定当前时刻的特征曲线。
27、在一个实施例中，所述根据当前时刻的压铸阶段与目标阶段的稳定性作差获取周期进度，根据周期进度大小确定当前时刻的特征曲线的方法为：
28、令当前时刻的压铸进度与目标阶段的稳定性作差获取周期进度；
29、若周期进度大于0，将实际进度速度曲线中从周期进度到当前时刻的压铸进度之间的曲线记为当前时刻的特征曲线；
30、若周期进度小于等于0，则将目标阶段的0压铸进度到当前时刻的压铸进度之间的曲线记为当前时刻的特征曲线。
31、在一个实施例中，所述通过实际进度速度曲线与进度速度曲线的差异获取的零点与当前时刻的压铸进度差异结合压射速度抖动频率获取当前时刻的相位特征值的方法为：
32、将进度速度曲线的长度调整，另其从第一个采样点开始，到与实际进度速度曲线相同长度的采样点结束构建拆分进度速度曲线，令实际进度速度曲线与拆分进度速度曲线作差获取抖动曲线；
33、在抖动曲线中，找到当前时刻前的第一个零点，将此零点的后一个时刻记为越零时刻，如果越零时刻的纵坐标为正数，则当前时刻处于前半周期；如果该越零时刻的纵坐标为负数，则当前时刻处于后半周期；若当前时刻为零点，则不需要找其之前的第一个零点，此时当前时刻的速度没有抖动，基于此获取相位特征值；
34、相位特征值的表达式为：
35、
36、式中，是t时刻的相位特征值，是t时刻的压铸进度，是t时刻前第一个零点的压铸进度，是压射速度周期，t时刻为当前时刻。
37、第二方面，本技术实施例还提供了一种基于plc的压铸机生产智能化控制系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法的步骤。
38、本技术的有益效果如下：
39、根据压铸过程中的压射速度数据将压铸分为不同阶段，根据压射速度数据计算压铸进度；由于压铸进度可以表征出金属液填充到压铸模型的具体部位，而压铸模型相同部位进行金属液填充时其压射阻力相似，而压射阻力又是造成压射速度抖动的主要因素，因此相同的压铸进度下压射曲线的抖动情况时相似的，所以采用压铸进度替代时间作为压射速度曲线的纵轴，能够更准确的描述出重复压铸过程中的周期性压射阻力，获得更好的压射速度补偿效果。进一步根据压铸进度对将压射速度数据进行重采样，并通过重采样后数据的抖动情况获得阶段稳定性，对不同的阶段采用不同的压射速度调整措施；根据阶段稳定性对压射速度数据进行特征提取，并将提取的特征作为输入，采用神经网络控制供油压力，完成对压射速度的压射速度补偿。由于本技术的压射速度补偿过程自动完成，能够省略传统pid控制进行压射速度压射速度补偿的调试过程，避免了技术人员调试过程中的复杂操作带来的失误风险，提高压铸件质量，加快新压铸模型的制作效率。
1.一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，所述根据实际速度曲线与标准速度曲线不同阶段的面积比例获取当前时刻的压铸进度的方法为：
3.如权利要求1所述的一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，所述将标准速度曲线根据每个时刻的压铸进度转换为进度速度曲线；将不进行速度调控的实际速度曲线根据压铸进度转换为非补偿进度速度曲线的方法为：
4.如权利要求3所述的一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，所述基于进度速度曲线和非补偿进度速度曲线差异获取每个阶段的压射速度抖动序列的方法为：
5.如权利要求1所述的一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，所述根据每个阶段的压射速度抖动序列中所有频率和振幅的乘积获取压射速度抖动频率，根据压射速度抖动频率和振幅的波动性获取每个阶段的稳定性的方法为：
6.如权利要求5所述的一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，所述根据每个阶段的抖动稳定性和压射速度抖动频率获取阶段的稳定性的方法为：
7.如权利要求1所述的一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，所述将实际速度曲线根据每个时刻的压铸进度转换为实际进度速度曲线，根据当前时刻的压铸进度和稳定性的差异获取当前时刻的特征曲线的方法为：
8.如权利要求1所述的一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，所述根据当前时刻的压铸阶段与目标阶段的稳定性作差获取周期进度，根据周期进度大小确定当前时刻的特征曲线的方法为：
9.如权利要求1所述的一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法，其特征在于，所述通过实际进度速度曲线与进度速度曲线的差异获取的零点与当前时刻的压铸进度差异结合压射速度抖动频率获取当前时刻的相位特征值的方法为：
10.一种基于plc的压铸机生产智能化控制系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述一种基于plc的压铸机生产智能化控制方法的步骤。
