CN103302831B - 一种模具温度控制系统及控制方法 - Google Patents

一种模具温度控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种模具温度控制系统及控制方法,属于模具技术领域。它解决了现有模具温度场不均匀问题。本模具温度控制系统设置在加热管的加热电路上,包括用于供电的电源,用于检测温度的若干个温度检测装置,一个或一个以上与温度检测装置联接的温度采集仪,以及与温度采集仪和若干根加热管联接用于控制加热管加热温度的多通道温度控制器;每根加热管对应有至少两个温度检测装置。本控制方法采用先通过加热管平均温度与标定温度进行比较,再通过模腔的单点温度与标定温度进行比较。该模具温度控制系统及控制方法实现了模具快速均匀升温。

Description

一种模具温度控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于模具技术领域,涉及模具温度控制系统及控制方法。
背景技术
导热板是注射模具上的必备零件,其所起的作用是给塑料或橡胶加热保持良好的热熔状,从而生产出高品质的塑料或橡胶制品。
目前通常是在导热板中设置加热管,加热管可以是电热管,也可以通过水、油、汽等加热的热媒介管等。通过给加热管加热后,使导热板升温,但实际中因为加热板各个位置的导热性不相同、加热管的位置分布及加热板给模具加热过程的热量流失导致模腔各个位置的温度不同,造成模腔内的塑料熔体受热不均匀,从而导致制品的各种缺陷,例如制品局部烧伤,翘曲变形等等。
发明内容
本发明的目的是针对现有的注射模具的上述问题,提供了一种模具温度控制系统及其控制方法,该控制系统和控制方法能使动模板和定模板的各个部位均匀受热,并让模具型腔表面快速达到热平衡。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:
一种模具温度控制系统,所述模具包括动模板和定模板,所述动模板和定模板之间设有用于成型塑料件的模腔,且所述的动模板和定模板上分别设有若干根加热管,所述的模具温度控制系统设置在加热管的加热电路上,其特征在于,该系统包括用于供电的电源,用于检测温度的若干个温度检测装置,一个或一个以上与温度检测装置联接的温度采集仪,以及与温度采集仪和若干根加热管联接用于控制加热管加热温度的多通道温度控制器;所述的每根加热管对应有至少两个温度检测装置,所述的加热管、温度检测装置、温度采集仪、多通道温度控制器分别与电源相联接。
本发明中的若干加热管在电联接时采用并联设置。每根加热管对应设置有至少两个温度检测装置,用于检测加热管给模具加热时加热管温度及模腔温度;温度采集仪采集每个温度检测装置检测到的温度并将信号传递给多通道温度控制器对加热管的下一周期功率值进行模糊计算,然后对各加热管的功率值进行调整。
在上述的一种模具温度控制系统中,所述的温度检测装置与多通道采集仪之间设有集线器。
在上述的一种模具温度控制系统中,所述的多通道温度控制器与加热管之间设有功率调节器。功率调节器接受多通道温度控制器发来的下一周期功率值,对每根加热管进行独立控制。
在上述的一种模具温度控制系统中,所述的每根加热管对应有两个温度检测装置,分别为用于检测加热管温度的温度传感器一和用于检测模腔温度的温度传感器二。
在上述的一种模具温度控制系统中,所述的温度采集仪为多通道温度采集仪,所述温度采集仪将若干温度传感器一的信号通过若干输入端口一和对应的输出端口一传送给多通道温度控制器进行平均值计算;所述温度采集仪将若干温度传感器二的信号通过若干输入端口二和对应的输出端口二传送给多通道温度控制器与多通道温度控制器上设定的标定温度分别进行比较。该多通道温度采集仪可对多个温度传感器传达的信号进行采集、传送。
在上述的一种模具温度控制系统中,所述的多通道温度控制器为KS800多通道温度控制器。
一种模具温度控制方法,其特征在于,该控制方法包括如下:
(1)在定模板和动模板上分别设置若干根加热管,并在加热管的加热电路上设置模具温度控制系统,所述模具温度控制系统包括,所述模具温度控制系统包括用于供电的电源,用于检测温度的若干个温度检测装置,一个或一个以上与温度检测装置联接的温度采集仪,以及与温度采集仪和若干根加热管联接用于控制加热管加热温度的多通道温度控制器、功率调节器;所述的每根加热管对应有至少两个温度检测装置,分别为用于检测加热管温度的温度传感器一和用于检测模腔温度的温度传感器二;所述的加热管、温度检测装置、温度采集仪、多通道温度控制器分别与电源相联接;
(2)温度采集仪采集若干个温度传感器一检测出的加热管温度Tn,并通过多通道温度控制器计算平均温度:
式中:Tg为加热管平均温度,n为定模板上设置的温度传感器一的数量,Tn为温度传感器一检测出的加热管温度;
(3)多通道温度控制器将平均温度Tg与标定温度Tm进行比较,当Tg<Tm时,多通道温度控制器将温度传感器一检测出的加热管温度Tn与平均温度Tg进行比较,并控制功率调节器调整加热管的加热功率:
(4)多通道温度控制器将平均温度Tg与标定温度Tm进行比较,当Tg≥Tm时,多通道温度控制器停止温度采集仪采集温度传感器一的温度直至下一次合模重新触发;此时温度采集仪采集若干个温度传感器二检测出的模腔温度Tc,多通道温度控制器将温度传感器二检测出的模腔温度Tc与标定温度Tm进行比较,并控制加热管加热或关闭。
所述的模具温度控制方法,其特征在于,所述的(1)中:所述的定模板和动模板上分别设有独立的的模具温度控制系统。
所述的模具温度控制方法,其特征在于,在(3)中:当Tn>Tg时,多通道温度控制器控制功率调节器降低对应的加热管的加热功率;当Tn<Tg时,多通道温度控制器控制功率调节器增加对应的加热管的加热功率。
所述的模具温度控制方法,其特征在于,在(4)中:当Tc<Tm时,多通道温度控制器控制功率调节器增加加热管的加热功率;当Tc>Tm时多通道温度控制器控制功率调节器关闭加热管。
所述的模具温度控制方法,其特征在于,所述的标定温度Tm具有上限温度Tm1和下限温度Tm2,当Tg<Tm1时,加热管持续加热;当Tg≥Tm1时,多通道温度控制器停止温度采集仪采集温度传感器一的温度直至下一次合模重新触发,此时温度采集仪采集若干个温度传感器二检测出的模腔温度Tc,多通道温度控制器将温度传感器二检测出的模腔温度Tc与标定温度Tm的上限温度Tm1和下限温度Tm2进行比较,当Tc≥Tm1时,加热管停止加热,当Tc≤Tm2时,加热管加热。
所述的模具温度控制方法,其特征在于,所述的上限温度Tm1与标定温度Tm的温度波动范围为:Tm1-Tm≤2;所述的下限温度Tm2与标定温度Tm的温度波动范围为:Tm-Tm2≤2。
本发明的一种模具温度控制系统及控制方法具有如下优点:
(1)将传统通过设置加热板进行加热改为直接在模具的模板上设置加热结构,此设置不但简化了模具结构,而且能减少热传导的损失,提高模具加热升温速度;
(2)针对每根加热管设置两个温度传感器,一个用于检测加热管加热时的温度,一个用于检测模腔处的温度,从而可以精确控制模具加热时加热管所需的功率,从而控制模腔与加热管之间的温度差,保证塑料成型件的质量;
(3)在温度检测装置与温度采集仪之间设置了集线器,避免线路与模具接触而影响信号传递,从而提高本模具温度控制系统的稳定性;
(4)根据加热管的平均温度、模具的标定温度及模腔的实际温度对加热管的功率时时有效的进行调节,从而保证整个模具加热过程中模腔温度是均匀的,并且提高了升温速率,保证制品的质量。
附图说明
图1是本发明的模具温度控制系统的结构示意图。
图2是本发明的模具温度控制曲线图。
图中,1、加热管;2、温度传感器一;3、温度传感器二;4、温度采集仪;5、功率调节器;6、多通道温度控制器;7、集线器;8、电源。
具体实施方式
本发明中的模具包括动模板和定模板,动模板和定模板之间设有用于成型塑料件的模腔,且动模板和定模板上分别设有若干根加热管1。本实例中给出了八根加热管1,在实际模具中加热管1可能为十根、十二根、十六根、二十根、三十根及其它不同的数量。
如图1所示,本发明的模具温度控制系统,设置在加热管1的加热电路上,所有定模板上的加热管连接在一个模具温度控制系统中,该模具温度控制系统包括用于供电的电源8,用于检测温度的若干个温度检测装置,一个或一个以上与温度检测装置联接的温度采集仪4,以及与温度采集仪4和若干根加热管1联接用于控制加热管1加热温度的多通道温度控制器6,多通道温度控制器6为KS800多通道温度控制器;多通道温度控制器6与加热管1之间还设有功率调节器5。加热管1、温度检测装置、温度采集仪4、功率调节器5、多通道温度控制器6分别与电源8相联接。在温度检测装置与温度采集仪4之间设有集线器7,用于收集温度检测装置的线路,避免与模具接触而影响信号传递。本发明中的若干加热管1在电联接时采用并联设置。每根加热管1对应设置有至少两个温度检测装置,用于检测加热管1给模具加热时相应位置模具温度及模具模腔温度;温度采集仪4采集每个温度检测装置检测到的温度并将信号传递给多通道温度控制器6对加热管1的下一周期功率值进行模糊计算,然后对各加热管1的功率值进行调整。
具体实施:每根加热管1对应有两个温度检测装置,分别为用于检测加热管1温度的温度传感器一2和用于检测模腔温度的温度传感器二3。温度采集仪4为多通道温度采集仪,可同时采集几组不同的信号,多通道温度采集仪的八个输入端口一与八个温度传感器一2连接,采集其信号并通过八个对应的输出端口一传送给多通道温度控制器6进行计算得出加热管1的平均温度,并与多通道温度控制器6中的标定温度进行比较,总体判定所有加热管1下一周期的功率状况;多通道温度采集仪4的八个输入端口二与八个温度传感器二3连接,采集其信号并通过八个对应的输出端口二传送给多通道温度控制器6,并将每个检测温度与多通道温度控制器6上设定的标定温度进行比较,从而将信号传递给功率调节器5来调整每根加热管1下一周期的功率值或关闭加热管1加热。该多通道温度采集仪4、多通道温度控制器6可对多个温度传感器传达的信号进行采集、传送、处理,不但使整个温度控制系统更紧凑,而且能对十六组信号进行同时处理,能及时控制加热管1加热、功率调整,从而使整个模具及模腔的温度均匀,保证塑料制品的质量。
本模具温度控制系统的模具温度控制方法,包括如下:
(1)在定模板和动模板上分别设置若干根加热管,并在加热管的加热电路上设置模具温度控制系统。本发明的模具温度控制系统,设置在加热管1的加热电路上,包括用于供电的电源,用于检测温度的若干个温度检测装置,一个或一个以上与温度检测装置联接的温度采集仪,以及与温度采集仪和若干根加热管1联接用于控制加热管1加热温度的多通道温度控制器6,多通道温度控制器6为KS800多通道温度控制器;多通道温度控制器6与加热管1之间还设有功率调节器5;加热管1、温度检测装置、温度采集仪、多通道温度控制器6分别与电源相联接。在温度检测装置与温度采集仪之间设有集线器7用于收集温度检测装置的线路,避免与模具接触而影响信号传递。本发明中的若干加热管1在电联接时采用并联设置。每根加热管1对应设置有两个温度检测装置,用于检测加热管1给模具加热时相应位置模具温度及模具模腔温度;温度采集仪采集每个温度检测装置检测到的温度并将信号传递给多通道温度控制器6对加热管1的下一周期功率值进行模糊计算,然后对各加热管1的功率值进行调整。本实例中给出了八根加热管,在实际模具中加热管可能为十根、十二根、十六根、二十根、三十根及其它不同的量。
定模板和动模板上可以分别设有独立的的模具温度控制系统;或者将定模板和动模板上的模具温度控制系统进行联动,保证定模板和动模板上的温度更加均匀;也可以单在定模板上设置模具温度控制系统。
(2)温度采集仪采集八个温度传感器一检测出的加热管温度Tn,并通过多通道温度控制器计算平均温度:
温度采集仪采集八个温度传感器二检测出的模腔温度Tc,并传送给多通道温度控制器;
(3)多通道温度控制器将平均温度Tg与标定温度Tm进行比较,当Tg<Tm时,多通道温度控制器将温度传感器一检测出的加热管温度Tn与平均温度Tg进行比较,并调整加热管的加热功率:当Tn>Tg时,即检测的温度高于平均温度时,多通道温度控制器控制功率调节器降低温度较高的加热管的加热功率;当Tn<Tg时,即检测的温度低于平均温度时,多通道温度控制器控制功率调节器增加对应的加热管的加热功率。
(4)多通道温度控制器将平均温度Tg与标定温度Tm进行比较,当Tg≥Tm时,多通道温度控制器停止温度采集仪采集温度传感器一的温度直至下一次合模重新触发,此时温度采集仪采集八个温度传感器二检测出的模腔温度Tc,多通道温度控制器将每个温度传感器二检测出的模腔温度Tc与标定温度Tm进行比较,根据比较结果通过功率调节器调整每根加热管加热功率或关闭加热管。当Tc<Tm时,即检测的温度低于标定温度时,多通道温度控制器控制功率调节器增加温度较高的加热管的加热功率;当Tc>Tm时,即检测的温度高于标定温度时,多通道温度控制器控制功率调节器关闭加热管。
本发明通过(3)和(4)的联动设置,能使模具在起始状态能快速升温,而当快到达标定温度时模具的各位置能被均匀的加热,从而能有效的保证模具总体温升均匀,提高制品的质量。
本发明中的标定温度Tm具有上限温度Tm1和下限温度Tm2,上限温度Tm1与标定温度Tm的温度波动范围为:Tm1-Tm≤2;下限温度Tm2与标定温度Tm的温度波动范围为:Tm-Tm2≤2。当Tg<Tm1时,开启加热,且加热管持续加热,此时当Tn>Tg时,即检测的温度高于平均温度时,多通道温度控制器控制功率调节器降低温度较高的加热管的加热功率;当Tn<Tg时,即检测的温度低于平均温度时,多通道温度控制器控制功率调节器增加对应的加热管的加热功率。当Tg≥Tm1时,多通道温度控制器停止温度采集仪采集温度传感器一的温度直至下一次合模重新触发;此时温度采集仪采集八个温度传感器二检测出的模腔温度Tc,多通道温度控制器将温度传感器二检测出的模腔温度Tc与标定温度Tm的上限温度Tm1和下限温度Tm2进行比较,当Tc≥Tm1时,加热管停止加热,当Tc≤Tm2时,加热管加热。
如图2所示,本发明在加热初期从环境温度T0开始采用持续快速加热,当达到模具标定温度Tm后即温度的控制在上限温度Tm1和下限温度Tm2之间调整,直到模具开模。模具开模后,模具的温度快速下降到一个温度值Tw,模具合模后,整个模具温度控制又以Tw开始进入新的温度控制周期。该温度控制系统及控制方法能不但能节约起始模具温度的加热时间,使模具能快速被加热;而且通过加热管的平均温度、模具的标定温度及模腔的实际温度对加热管的功率时时有效的进行调节保证了整个模具加热过程中模腔温度是均匀的,提高了升温速率,保证制品的质量。

Claims (7)

1.一种模具温度控制系统,所述模具包括动模板和定模板,所述动模板和定模板之间设有用于成型塑料件的模腔,且所述的动模板和定模板上分别设有若干根加热管,所述的模具温度控制系统设置在加热管的加热电路上,其特征在于,该系统包括用于供电的电源,用于检测温度的若干个温度检测装置,一个或一个以上与温度检测装置联接的温度采集仪,以及与温度采集仪和若干根加热管联接用于控制加热管加热温度的多通道温度控制器,所述的多通道温度控制器与加热管之间设有功率调节器;所述的每根加热管对应有至少两个温度检测装置,分别为用于检测加热管温度的温度传感器一和用于检测模腔温度的温度传感器二;所述的温度采集仪为多通道温度采集仪,所述温度采集仪将若干温度传感器一的信号通过若干输入端口一和对应的输出端口一传送给多通道温度控制器进行平均值计算,并与多通道温度控制器中的标定温度进行比较,控制所有加热管下一周期的功率;所述温度采集仪将若干温度传感器二的信号通过若干输入端口二和对应的输出端口二传送给多通道温度控制器与多通道温度控制器上设定的标定温度进行比较,将信号传递给功率调节器来调整每根加热管下一周期的功率值或关闭加热管加热;所述的加热管、温度检测装置、温度采集仪、多通道温度控制器分别与电源相联接。
2.根据权利要求1所述的一种模具温度控制系统,其特征在于,所述的温度检测装置与多通道采集仪之间设有集线器。
3.一种模具温度控制方法,其特征在于,该控制方法包括如下:
(1)在定模板和动模板上分别设置若干根加热管,并在加热管的加热电路上设置模具温度控制系统,所述模具温度控制系统包括用于供电的电源,用于检测温度的若干个温度检测装置,一个或一个以上与温度检测装置联接的温度采集仪,以及与温度采集仪和若干根加热管联接用于控制加热管加热温度的多通道温度控制器、功率调节器;所述的每根加热管对应有至少两个温度检测装置,分别为用于检测加热管温度的温度传感器一和用于检测模腔温度的温度传感器二;所述的加热管、温度检测装置、温度采集仪、多通道温度控制器分别与电源相联接;
(2)温度采集仪采集若干个温度传感器一检测出的加热管温度Tn,并通过多通道温度控制器计算平均温度:
式中:Tg为加热管平均温度,n为定模板上设置的温度传感器一的数量,Tn为温度传感器一检测出的加热管温度;
(3)多通道温度控制器将平均温度Tg与标定温度Tm进行比较,当Tg<Tm时,多通道温度控制器将温度传感器一检测出的加热管温度Tn与平均温度Tg进行比较,并控制功率调节器调整加热管的加热功率:
(4)多通道温度控制器将平均温度Tg与标定温度Tm进行比较,当Tg≥Tm时,多通道温度控制器停止温度采集仪采集温度传感器一的温度直至下一次合模重新触发;此时温度采集仪采集若干个温度传感器二检测出的模腔温度Tc,多通道温度控制器将温度传感器二检测出的模腔温度Tc与标定温度Tm进行比较,并控制加热管加热或关闭。
4.根据权利要求3所述的一种模具温度控制方法,其特征在于,所述的(1)中:所述的定模板和动模板上分别设有独立的模具温度控制系统。
5.根据权利要求3所述的一种模具温度控制方法,其特征在于,在(3)中:当Tn>Tg时,多通道温度控制器控制功率调节器降低对应的加热管的加热功率;当Tn<Tg时,多通道温度控制器控制功率调节器增加对应的加热管的加热功率。
6.根据权利要求3所述的一种模具温度控制方法,其特征在于,在(4)中:当Tc<Tm时,多通道温度控制器控制功率调节器增加加热管的加热功率;当Tc>Tm时多通道温度控制器控制功率调节器关闭加热管。
7.根据权利要求3所述的一种模具温度控制方法,其特征在于,所述的标定温度Tm具有上限温度Tm1和下限温度Tm2,当Tg<Tm1时,加热管持续加热;当Tg≥Tm1时,多通道温度控制器停止温度采集仪采集温度传感器一的温度直至下一次合模重新触发;此时温度采集仪采集若干个温度传感器二检测出的模腔温度Tc,多通道温度控制器将温度传感器二检测出的模腔温度Tc与标定温度Tm的上限温度Tm1和下限温度Tm2进行比较,当Tc≥Tm1时,加热管停止加热,当Tc≤Tm2时,加热管加热。
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Date Code Title Description
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20130918

Assignee: Zhejiang Saihao Industrial Co. Ltd.

Assignor: Li Jinguo|Taizhou Vocational and Technical College

Contract record no.: 2016330000052

Denomination of invention: Die temperature control system and method

Granted publication date: 20150812

License type: Exclusive License

Record date: 20160325

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160715

Address after: 318020 No. 36 North Hospital Road, Huangyan District, Zhejiang, Taizhou

Patentee after: Zhejiang Saihao Industrial Co. Ltd.

Address before: 318000 788 college, Jiaojiang District, Zhejiang, Taizhou

Patentee before: Li Jinguo

Patentee before: Taizhou Vocational & Technical College

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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Granted publication date: 20150812

Termination date: 20170617