CN108508843A - 一种模具的工况控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模具的工况控制系统，属于模具控制技术领域。它解决了现有技术中难以长期保持模具的使用精度的问题。一种模具的工况控制系统，包括采集模块、设置机床上的控制芯片、信息分析的终端和执行机构，控制芯片内包括工艺优化模块和控制执行模块，工艺优化模块接收采集模块发送的工作状态数据并与预设的对应标准值进行比较和存储，在有工作状态数据与对应的标准值不同时，工艺优化模块发送控制信息给控制执行模块，控制执行模块形成控制信号输出给执行机构进行动作，工艺优化模块定时发送存储的工作状态数据至终端，通过终端对工作状态数据进行分析判断后修改控制芯片内设置的标准值。本发明能长期保持模具的使用精度，提高产品合格率。

Description

一种模具的工况控制系统

技术领域

本发明属于模具控制技术领域，涉及一种模具的工况控制系统。

背景技术

模具是工业生产中常用的生产工具，它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工，素有"工业之母"的称号。模具生产工作时需要设置在与其对应的机床上，而机床上又需设置注塑机、压铸机、油缸等设备，从而才能完成制作成型物品。因此模具加机床的设备一般都比较大型，并且一台机床能够适合多个模具的工作。

在同一台机床上初设置模具时需要对该模具对应的各项工作参数进行调试。目前的调试过程均由人工进行耗费时间，并且也难以达到应有的工作精度。为此中国专利文献公开的申请号为CN201620044000.6的一种高智能模具，包括定模和动模，定模从上往下包括定模座板、脱料板、定模板和定模镶件，动模从上往下包括动模镶件、动模板、支撑板、动模座板，在模具上设置有各种传感器，通过传感器综合获得模具上的各种信息与设定的参数范围比较从而调整模具工作的工作状态，减少模具调试时间。虽然该专利能够通过使模具保持在预设的各项参数范围内，保持模具的工作状态，但是模具在长时间工作后，其机床和模具都会存在磨损的情况，从而原始的各项参数难以符合磨损后的机床和模具工作，如果一直按原有各项参数进行工作，会使得生产的产品精度大大降低。目前没有技术来支持模具长时间保持生产精度。并且模具厂商售卖模具辐射的地域范围比较广，模具厂商对售卖的模具进行维护存在很大的难度。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种模具的工况控制系统，该模具的工况控制系统所要解决的技术问题是如何长期保持模具的使用精度，提高产品合格率。

本发明通过下列技术方案来实现：一种模具的工况控制系统，包括用于采集机床和模具的工作状态数据的采集模块、由多个执行件组成的执行机构和设置在机床上的控制芯片，所述采集模块连接控制芯片的输入端，所述执行机构连接控制芯片的输出端，所述控制芯片预设有模具和机床多项工作状态数据的标准值，所述控制芯片内包括工艺优化模块和控制执行模块，所述采集模块采集模具和机床工作状态数据发送给工艺优化模块，工艺优化模块将接收的工作状态数据与对应的标准值进行比较并进行存储，在有工作状态数据与对应的标准值不同时，工艺优化模块发送控制信息给控制执行模块，控制执行模块形成控制信号输出给执行机构中对应的执行件进行动作，其特征在于，本控制系统还包括信息分析的终端，所述控制芯片与终端远程无线通信连接，工艺优化模块定时发送存储的工作状态数据至终端，通过终端对工作状态数据进行分析判断后修改控制芯片内设置的标准值。

本模具的工况控制系统通过设置采集模块来采集机床和模具的工作状态数据，并由控制芯片对采集的数据进行自动分析比对，避免人为操作造成的滞后性和误差。控制芯片预设有模具和机床各项工作状态的标准值，从而能够快速针对性的将采集的数据进行一一比对分析，并生成对应的控制信号来对模具和机床工作状态的调整，使机床和模具的工作状态数据工作在最佳状态，在机床装设新的模具时通过上述操作，能够快速完成调试，并且采集模块在机床和模具工作时进行实时采集，控制芯片进行实时比对控制，使机床和模具长时间保持高精度生产产品的工作状态。并且控制芯片对采集的数据进行存储，定时定期上传采集的数据，在机床和模具长期使用后产生磨损，导致原始的多项标准值难以符合磨损后的机床和模具工作如果一直按原有标准值进行工作，难以保持生产出的产品指标合格。控制芯片传输采集的数据给终端后，由终端对采集的数据进行分析，判断磨损情况从而对控制芯片内预设的标准值进行修改调整标准值，使修改后的标准值更符合当前的机床和模具的生产工作，能够长期保持模具的使用精度。

在上述的模具的工况控制系统中，所述控制芯片的输出端连接有报警模块，控制芯片内预设有各项工作状态数据的报警临界值，控制芯片判断采集模块采集的工作状态数据中有持续与对应的标准值相差超过对应的报警临界值时，控制芯片控制报警模块进行报警。工作状态数据中有持续与对应的标准值相差超过对应的报警临界值，表明在控制芯片对机床和模具工作进行标准值比对并控制执行后，产生工作状态数据的零件和配件存在问题并不能正常工作，从而控制芯片发出控制报警单元发出警报，提示操作人员对应可能的零件存在的问题进行排除故障。

在上述的模具的工况控制系统中，本系统还包括设置在机床上用于对模具生产的产品进行厚度检测的对射式的红外传感器和用于对模具生产的产品的图像进行获取的摄像头一，所述红外传感器和摄像头一分别连接控制芯片的输入端，在终端对控制芯片内的设置的参考值进行修改后，对模具生产的产品进行厚度和图像检测，控制芯片将检测数据发送给终端进行分析。终端对控制芯片设置的模具和机床多项工作状态的标准值进行修改后发送会控制芯片，通过摄像头一和红外传感器对控制芯片按照修改后的标准值进行控制工作后模具生产的产品进行检测，并由控制芯片无线通信传输给终端进行反馈，通过终端对产品进行判断分析得出当前修改后的标准值是否为最佳，如不是最佳再进行标准值修改，直到标准值为最佳状态，从而确保模具生产产品的精度。

在上述的模具的工况控制系统中，本系统还包括用于对机床和模具工作时进行视频监控的摄像头二，摄像头二将视频监控数据发送给控制芯片，控制芯片定时将监控数据发送给终端。通过摄像头二对机床和模具的工作进行实时监控，并发送给终端，可由终端来对机床和模具工作状态环境以及安装是否有问题进行判断，从而能优化机床和模具的工作。

在上述的模具的工况控制系统中，控制芯片的输入端连接有键入模块，键入模块具有控制控制芯片输出工作状态数据至终端的上传键。通过设置上传键，能够人工在需要时发送工作状态数据至终端，通过终端来对的标准值进行修改，保证机床和模具的工作状态。

在上述的模具的工况控制系统中，所述控制芯片发送工作状态数据给终端时，同时发送当前机床和模具已累积工作的时间，所述终端中预设有多个时间段机床和模具工作的磨损度参考值。通过发送机床和模具已累积工作的时间，并根据已工作的时间对应找出在当前工作时间下的机床和模具工作的磨损度参考值，作为修改预设标准值的参照，提高标准值修改的准确性。

在上述的模具的工况控制系统中，所述报警模块包括显示屏和扬声器，所述终端能发送报警信号给控制芯片，控制芯片控制显示屏显示需更换的设备以及需注意的事项。通过终端对控制芯片发送的数据进行判断后，得到那些设备需要更换，通过显示屏显示提醒模具机床的操作人员，从而及时进行更换，更好维护模具和机床的工作。

在上述的模具的工况控制系统中，所述终端为移动通信设备上的APP软件，所述APP软件内设置有用于控制芯片上传的工作状态数据达到提醒的提醒模块。将终端设置为移动通信设备上的APP软件便于对数据的查看以及修改标准值的操作，同时设置提醒模块能够及时提醒维护人员进行修改标准值操作。

在上述的模具的工况控制系统中，所述采集模块包括检测油缸抽芯力的压力传感器一、检测残余应力场大小的压力传感器二、检测模具内压力场的压力传感器三、检测油缸活塞杆行程的位置传感器和检测模具内温度场的温度传感器。通过上述传感器的设置对所需的模具和机床工作时的状态情况进行检测监控，从而准确了解模具和机床工作时的状态。

在上述的模具的工况控制系统中，所述执行机构包括油缸、注塑机、压铸机和加热器。执行机构对控制芯片发送的控制信号进行响应，使模具和机床工作时的状态达到控制芯片内部设定的标准值。

与现有技术相比，本模具的工况控制系统具有以下优点：

1、本发明定时定期上传采集的数据，由终端对采集的数据进行分析，判断磨损情况从而对控制芯片内预设的标准值进行修改调整标准值，从而修改后的标准值更符合当前的机床和模具的生产工作，能够长期保持模具的使用精度。

2、本发明能够远程修改标准值后，通过摄像头一和红外传感器对控制芯片按照修改后的标准值进行控制工作后模具生产的产品进行检测，并由控制芯片无线通信传输给终端进行反馈，直到修改后的标准值是否为最佳，如不是最佳再进行标准值修改，直到标准值为最佳状态，从而确保模具生产产品的精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的主要控制过程示意图。

图中，1、控制芯片；1a、工艺优化模块；1b、控制执行模块；2、采集模块；2a、压力传感器一；2b、压力传感器二；2c、压力传感器三；2d、位置传感器；2e、温度传感器；3、终端；3a、提醒模块；4、执行机构；4a、油缸；4b、注塑机；4c、压铸机；4d、加热器；5、报警模块；5a、显示屏；5b、扬声器；6、红外传感器；7、摄像头一；8、摄像头二；9、键入模块；9a、上传键。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，一种模具的工况控制系统，包括用于采集机床和模具的工作状态数据的采集模块2和设置机床上的控制芯片1。采集模块2包括检测油缸4a抽芯力的压力传感器一2a、检测残余应力场大小的压力传感器二2b、检测模具内压力场的压力传感器三2c、检测油缸4a活塞杆行程的位置传感器2d和检测模具内温度场的温度传感器2e。

本控制系统还包括信息分析的终端3和由多个执行件组成的执行机构4。执行机构4包括油缸4a、注塑机4b、压铸机4c和加热器4d。

采集模块2连接控制芯片1的输入端，控制芯片1与终端3远程无线通信连接，执行机构4连接控制芯片1的输出端，控制芯片1预设有模具和机床多项工作状态的标准值，控制芯片1内包括工艺优化模块1a和控制执行模块1b。

控制芯片1的输出端连接有报警模块5，控制芯片1内预设有各项工作状态数据的报警临界值。报警临界值为对应的标准值大小的一半。本系统还包括设置在机床上用于对模具生产的产品进行厚度检测的对射式红的外传感器6和用于对模具生产的产品的图像进行获取的摄像头一7。红外传感器6和摄像头一7分别连接控制芯片1的输入端。本系统还包括用于对机床和模具工作时进行视频监控的摄像头二8，摄像头二8将视频监控数据发送给控制芯片1，控制芯片1将定时将监控数据发送给终端3。

控制芯片1的输入端连接有键入模块9，键入模块9具有控制控制芯片1输出工作状态数据至终端3的上传键9a。报警模块5包括显示屏5a和扬声器5b，终端3能发送报警信号给控制芯片1，控制芯片1控制显示屏5a显示需更换的设备以及需注意的事项。

本实施例中终端3为移动通信设备上的APP软件，终端3也可为电脑。终端3内设置有用于控制芯片1上传的工作状态数据达到提醒的提醒模块3a。本实施例中终端3设置为APP软件弹出通知信息。

以下为本模具的工况控制系统的控制过程：

如图2所示，本模具的工况控制系统通过设置采集模块2实时来采集机床和模具的工作状态数据。由压力传感器一2a采集油缸4a抽芯力的大小，由压力传感器二2b检测残余应力场上的压力大小，由压力传感器三2c检测模具合模后进行注塑时的压力场的大小，由位置传感器2d检测油缸4a活塞杆的伸出行程，由温度传感器2e检测合模后模具内温度场的温度传感器2e。上述传感器将对应部分检测后的数据发送给控制芯片1。

控制芯片1中的工艺优化模块1a对采集模块2采集的数据与预设的模具和机床多项工作状态的标准值进行对应的比对，并生成对应的控制信号来对模具和机床工作状态的调整。工艺优化模块1a发送控制信息给控制执行模块1b，控制执行模块1b形成控制信号输出给执行机构4中对应的执行件进行动作。如当油缸4a抽芯力与对应的标准值不同时，则控制执行模块1b控制油缸4a的液压压力使抽芯力达到标准值；当残余应力场的压力与对应的标准值不同时，则控制注塑机4b或者压铸机4c的工作状态，调整残余应力场压力大小；当模具合模后进行注塑时的压力场的大小与预设的标准值不同时，控制注塑机4b的注入速度和注入量使压力场的大小向对应的标准值靠近；当油缸4a活塞杆的伸出行程与对应的标准值不同时，控制油缸4a的活塞杆伸出长度；当合模后模具内温度场与标准值不同时，控制加热器4d的加热功率，确保模具内温度场的温度符合标准值要求。在模具和机床工作时，上述操作持续进行。

上述过程能快速针对性的将采集的数据进行一一比对分析，并生成对应的控制信号来对模具和机床工作状态的调整，使机床和模具的工作状态数据工作在最佳状态，在机床装设新的模具时通过上述操作，能够快速完成调试，并且采集模块2在机床和模具工作时进行实时采集，控制芯片1进行实时标准值比对控制，使机床和模具长时间保持高精度生产产品的工作状态。

在模具和机床长时间使用后，会存在一定的磨损，这是不可避免的。磨损导致原始的多项标准值难以符合磨损后的机床和模具工作如果一直按原有标准值进行工作，难以保持生产出的产品指标合格。如模具的上模具和下模具出现磨损，两个模具合模后的距离变远，从而虽然通过控制芯片1控制油缸4a的行程为设定的标准值，但两个模具形成的腔室间的压力场压力下降，此时控制芯片1会控制注塑机4b加大注塑量使得压力场的压力大小符合设定的标准值，但模具成型的产品厚度就会出现变化，会变厚，导致产品生产不合格。因此在模具和机床使用一段时间后就需要修改设定的标准值，使模具和机床处于最佳工作状态，长期保持模具的使用精度。

现有的技术通过传感器能够监控机床和模具工作状态，但操作人员只知道人工调整到预设的参考值，其不会考虑到磨损度的情况，并且即使考虑到磨损度，也难以确定怎么去修改标准值。并且传感器长期使用后也会存在检测误差，导致模具生产的产品的精度降低。

本控制系统中工艺优化模块1a接收采集模块2采集的机床和模具的工作状态数据进行存储，并定期发送给终端3，每次发送的时间范围为3个月至半年，同时发送当前机床和模具累积已工作的时间，终端3中预设有多个时间段机床和模具工作的磨损度参考值。APP软件接收到信息后会提醒模具的厂家人员，并且进行展示数据供生产模具的厂家人员查看，同时可调取多个时间段机床和模具工作的磨损度参考值进行参考。通过发送机床和模具累积已工作的时间，并根据已工作的时间对应找出在当前工作时间下的机床和模具工作的磨损度参考值，作为修改标准值的参照，提高标准值修改的准确性。通过APP软件对机床和模具的工作状态数据进行分析判断，从而修改控制芯片1内的模具和机床各项工作状态的标准值，并发送给控制芯片1进行更新标准值。

在更改标准值后，通过摄像头一7和红外传感器6对控制芯片1按照修改后的标准值进行控制工作后模具生产的产品进行检测，并由控制芯片1无线通信传输给终端3进行反馈，通过终端3对产品进行判断分析得出当前修改后的标准值是否为最佳，如不是最佳再进行标准值修改，直到标准值为最佳状态，从而确保模具生产产品的精度。通过APP软件查看工作状态数据时，当发现某一些数据异常严重，则可通过APP软件发送报警信号给控制芯片1，控制芯片1控制显示屏5a显示异常并显示维修意见。

摄像头二8能够对模具和机床工作进行监控，监控的数据定时上传给APP软件，通过这些数据可以判断人员操作是否有问题，模具和机床的安装是否有问题等等。

控制芯片1在接收到工作状态数据后，进行分析判断，当采集模块2采集的工作状态数据中有持续与对应的标准值相差超过对应的报警临界值时，控制芯片1控制报警模块5进行报警。工作状态数据中有持续与对应的标准值相差超过对应的报警临界值，持续时长范围为3到5分钟，此时表明在控制芯片1对机床和模具工作进行标准值比对并控制执行后，产生工作状态数据的零件和配件存在问题并不能正常工作，从而控制芯片1发出控制报警单元的扬声器5b发出警报，提示操作人员对应可能的零件存在的问题进行排除故障。

控制芯片1内具有键入模块9，通过键入模块9的上传键9a可根据实际需要进行上传工作状态数据，进行标准值修改工作。

本模具的工况控制系统通过设置采集模块2来采集机床和模具的工作状态数据，并有控制芯片1对采集的数据进行自动分析比对，避免人为操作造成的滞后性和误差。并且控制芯片1对采集的数据进行存储，定时定期上传采集的数据，由终端3对采集的数据进行分析，判断磨损情况从而对控制芯片1内预设的标准值进行修改调整标准值，从而修改后的标准值更符合当前的机床和模具的生产工作，长期保持模具的使用精度，提高产品合格率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了控制芯片1、工艺优化模块1a、控制执行模块1b、采集模块2、压力传感器一2a、压力传感器二2b、压力传感器三2c、位置传感器2d、温度传感器2e、终端3、提醒模块3a、执行机构4、油缸4a、注塑机4b、压铸机4c、加热器4d、报警模块5、显示屏5a、扬声器5b、红外传感器6、摄像头一7、摄像头二8、键入模块9、上传键9a等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种模具的工况控制系统，包括用于采集机床和模具的工作状态数据的采集模块(2)、由多个执行件组成的执行机构(4)和设置在机床上的控制芯片(1)，所述采集模块(2)连接控制芯片(1)的输入端，所述执行机构(4)连接控制芯片(1)的输出端，所述控制芯片(1)预设有模具和机床多项工作状态数据的标准值，所述控制芯片(1)内包括工艺优化模块(1a)和控制执行模块(1b)，所述采集模块(2)采集模具和机床工作状态数据发送给工艺优化模块(1a)，工艺优化模块(1a)将接收的工作状态数据与对应的标准值进行比较并进行存储，在有工作状态数据与对应的标准值不同时，工艺优化模块(1a)发送控制信息给控制执行模块(1b)，控制执行模块(1b)形成控制信号输出给执行机构(4)中对应的执行件进行动作，其特征在于，本控制系统还包括信息分析的终端(3)，所述控制芯片(1)与终端(3)远程无线通信连接，工艺优化模块(1a)定时发送存储的工作状态数据至终端(3)，通过终端(3)对工作状态数据进行分析判断后修改控制芯片(1)内设置的标准值。

2.根据权利要求1所述的模具的工况控制系统，其特征在于，所述控制芯片(1)的输出端连接有报警模块(5)，控制芯片(1)内预设有各项工作状态数据的报警临界值，控制芯片(1)判断采集模块(2)采集的工作状态数据中有持续与对应的标准值相差超过对应的报警临界值时，控制芯片(1)控制报警模块(5)进行报警。

3.根据权利要求2所述的模具的工况控制系统，其特征在于，本系统还包括设置在机床上用于对模具生产的产品进行厚度检测的对射式的红外传感器(6)和用于对模具生产的产品的图像进行获取的摄像头一(7)，所述红外传感器(6)和摄像头一(7)分别连接控制芯片(1)的输入端，在终端(3)对控制芯片(1)内设置的参考值进行修改后，对模具生产的产品进行厚度和图像检测，控制芯片(1)将检测数据发送给终端(3)进行分析。

4.根据权利要求1或2或3所述的模具的工况控制系统，其特征在于，本系统还包括用于对机床和模具工作时进行视频监控的摄像头二(8)，摄像头二(8)将视频监控数据发送给控制芯片(1)，控制芯片(1)定时将监控数据发送给终端(3)。

5.根据权利要求4所述的模具的工况控制系统，其特征在于，控制芯片(1)的输入端连接有键入模块(9)，键入模块(9)具有控制控制芯片(1)输出工作状态数据至终端(3)的上传键(9a)。

6.根据权利要求5所述的模具的工况控制系统，其特征在于，所述控制芯片(1)发送工作状态数据给终端(3)时，同时发送当前机床和模具已累积工作的时间，所述终端(3)中预设有多个时间段机床和模具工作的磨损度参考值。

7.根据权利要求3所述的模具的工况控制系统，其特征在于，所述报警模块(5)包括显示屏(5a)和扬声器(5b)，所述终端(3)能发送报警信号给控制芯片(1)，控制芯片(1)控制显示屏(5a)显示需更换的设备以及需注意的事项。

8.根据权利要求7所述的模具的工况控制系统，其特征在于，所述终端(3)为移动通信设备上的APP软件，所述APP软件内设置有用于控制芯片(1)上传的工作状态数据达到提醒的提醒模块(3a)。

9.根据权利要求8所述的模具的工况控制系统，其特征在于，所述采集模块(2)包括检测油缸(4a)抽芯力的压力传感器一(2a)、检测残余应力场大小的压力传感器二(2b)、检测模具内压力场的压力传感器三(2c)、检测油缸(4a)活塞杆行程的位置传感器(2d)和检测模具内温度场的温度传感器(2e)。

10.根据权利要求9所述的模具的工况控制系统，其特征在于，所述执行机构(4)包括油缸(4a)、注塑机(4b)、压铸机(4c)和加热器(4d)。