CN109521708A - 用于多模具热弯成型设备的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于多模具热弯成型设备的控制系统及方法，属于热弯成型领域。所述控制系统包括：人机界面、中央处理器、功能控制器，所述人机界面用于接收用户输入的控制参数，并将所述控制参数发送给所述中央处理器，所述中央处理器用于接收所述控制参数，根据所述控制参数生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至所述功能控制器，所述功能控制器用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号来对所述多模具热弯成型设备的执行机构进行相应的控制。其能够自动完成热弯加工成型，提高生产效率，并提高产品工艺稳定性。

Description

用于多模具热弯成型设备的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及热弯成型领域，具体地，涉及一种用于多模具热弯成型设备的控制系统及方法。

背景技术

当前随着市场对玻璃屏幕需求的升级，曲面玻璃优点突显因此得到了广泛应用，与此同时对曲面玻璃生产的要求也越来越高，热弯成型制程作为曲面玻璃生产领域最关键步骤之一对其工艺控制、生产效率等各各方面都提出了更高水平的要求。

目前市场热弯成型设备主要是单模具热弯机，也有少量两模具或三模具热弯机，由于种种因素使其控制自动化程度低，生产效率不高、产品工艺稳定性较差，因此并不能满足市场逐渐升级对曲面玻璃生产所需的各方面的需求。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于多模具热弯成型设备的控制系统及方法，用于解决或至少部分解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于多模具热弯成型设备的控制系统，所述多模具热弯成型设备能够同时对多个模具进行加工成型，所述控制系统包括人机界面、中央处理器、功能控制器，所述人机界面用于接收用户输入的控制参数，并将所述控制参数发送给所述中央处理器，所述中央处理器用于接收所述控制参数，根据所述控制参数生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至所述功能控制器，所述功能控制器用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号来对所述多模具热弯成型设备的执行机构进行相应的控制。

可选地，所述多模具热弯成型设备的执行机构包括以下一者或多者：热弯压力调节器、热弯位移驱动器、温控仪、输入端机构、输出端机构、气体流量控制器、和真空控制器，所述功能控制器包括以下一者或多者：与所述热弯压力调节器相连接的热弯压力控制单元、与所述热弯位移驱动器相连接的热弯位移控制单元、与所述温控仪相连接的加热控制单元、与所述输入端机构相连接的输入端控制单元、与所述输出端机构相连接的输出端控制单元、与所述气体流量控制器相连接的气体流量控制单元、与所述真空控制器相连接的真空压力控制单元。

可选地，所述控制参数包括以下一者或多者：压力参数、温度参数、气体流量参数、真空压力参数。

可选地，所述热弯压力控制单元用于从所述中央处理器接收关于压力控制的信号，所述关于压力控制的信号包括压力调整的大小和保持时间，所述热弯位移控制单元用于从所述中央处理器接收关于位移控制的信号，所述关于位移控制的信号包括位移调整的大小、速度和方向，所述加热控制单元用于从所述中央处理器接收关于温度控制的信号，所述关于温度控制的信号包括温度调整大小和加热功率调整大小，所述输入端控制单元用于从所述中央处理器接收关于输入的输入控制信号，以控制所述输入端机构将模具输入，所述输出端控制单元用于从所述中央处理器接收关于输出的指令以控制所述输出端机构将模具输出，所述气体流量控制单元用于从所述中央处理器接收关于气体流量控制的信号，所述关于气体流量控制的信号包括气体流量调整大小、气路开指令、或气路关指令，所述真空压力控制单元用于从所述中央处理器接收关于真空压力控制的信号，所述关于真空压力控制的信号包括真空压力调整大小、真空开指令或真空闭指令。

可选地，所述系统还包括存储器，用于存储控制规则，所述中央处理器用于根据所述控制参数和所述控制规则来生成所述控制信号。

可选地，所述中央处理器还用于从所述热弯成型设备的执行机构接收反馈数据；以及所述人机界面还用于对所述反馈数据进行显示。

相应地，本发明实施例还提供一种用于多模具热弯成型设备的控制方法，所述多模具热弯成型设备能够同时对多个模具进行加工成型，所述方法包括：由人机界面接收用户输入的控制参数，并将所述控制参数发送给中央处理器；由所述中央处理器接收所述控制参数，根据所述控制参数生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至功能控制器；以及由所述功能控制器接收所述控制信号，并根据所述控制信号来对所述多模具热弯成型设备的执行机构进行相应的控制。

可选地，所述控制参数包括以下一者或多者：压力参数、温度参数、气体流量参数、真空压力参数。

可选地，由所述中央处理器根据所述控制参数和预先存储的控制规则来生成所述控制信号。

可选地，所述方法还包括：由所述中央处理器从所述热弯成型设备的执行机构接收反馈数据；以及由所述人机界面对所述反馈数据进行显示。

通过上述技术方案，在进行热弯加工成型时，用户只需要在触控显示屏上输入控制参数，中央处理器根据控制参数即可自动生成相应控制信号，功能控制器根据控制信号可以对热弯成型设备的执行机构进行相应的控制，如此可以自动完成热弯加工成型，提高生产效率，并提高产品工艺稳定性。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的用于多模具热弯成型设备的控制系统的结构框图；

图2示出了根据本发明一实施例的用于多模具热弯成型设备的控制系统的结构框图；以及

图3示出了根据本发明一实施例的用于多模具热弯成型设备的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1示出了根据本发明一实施例的用于多模具热弯成型设备的控制系统的结构框图。如图1所示，本发明实施例提供一种用于多模具热弯成型设备的控制系统，所述控制系统可以包括人机界面110、中央处理器120和功能控制器130。

多模具热弯成型设备能够同时对多个模具进行加工成型。多模具热弯成型设备主要包括进口隔离仓部分、热弯炉部分、出口隔离仓部分、水冷却系统和执行机构几大部分。多模具热弯成型设备的可以为多个装载产品原片的模具同时并行进行加热、热弯加工成型、缓冷退火、冷却降温等工艺，其中所述产品可以是玻璃原片等。

多模具热弯成型设备的进口隔离仓部分的主要功能是将投入的模具进行除氧处理，防止氧气带入热弯成型炉内，造成设备模具高温氧化。将多个装载玻璃原片的模具同时放入进口隔离仓的托盘上，通过模具托盘将所述多个模具同时送入进口隔离仓，关闭隔离仓舱门。隔离仓内充氮气排除氧气，同时真空单元将模具内密闭不易置换的氧气抽出，充入氮气。氮气置换氧气完成后，热弯成型炉仓门自动打开，模具推送气缸将所述多个模具同时送入热弯成型炉内。

多模具热弯成型设备的热弯成型炉主要包括玻璃模具预热区域、热弯成型区域、退火冷却区域。根据生产工艺要求热弯设备共可设置11至20个工位，其中预热区可设置4至12个工位，成型区域可设置2至4个工位，退火冷却区可设置3至8个工位。多模具热弯成型设备的热弯成型炉内可以并行设置多个模具通道，例如可以并行设置4至7个模具通道，本发明实施例主要以设置6个模具通道为例进行说明的，6个模具通道可使6个模具同时进入成型炉进行热弯成型。

多模具热弯成型设备的热弯成型炉优选的可以共设置13个工位，其中预热区域可以设置7个工位，热弯成型区域可以设置3个工位，退火冷却区域可以设置3个工位。

经过模具预热区域的7个工位，将玻璃模具从室温加热到700度左右，满足玻璃变形温度。模具加热采用加热板式加热，单个工位例如可以采用两个气缸带动六块加热板升降。

热弯成型区域可以设置有3个工位，每个工位例如可以并行设置有6个模具通道。在热成型区域内可以为每个模具通道设置一个压下装置，或者也可以为每两个模具通道设置一个压下装置。可选地，所述压下装置可以是压力气缸，压力气缸通过气缸杆带动加压板上升或下降，以对模具通道内的模具施加压力。成型过程中设有气缸行程检测系统，以监控玻璃成型状态。所述气缸行程检测系统例如可以使用位置检测仪来监控气缸行程，所述位置检测仪例如可以是位移传感器等。

退火冷却区域设置有3个工位，退火冷却区域用于将玻璃在退火点附近将玻璃冷却定型。退火冷却区域采用水冷却板控制调节退火温度工艺曲线。

人机界面110可以接收用户输入的控制参数，并将控制参数发送给中央处理器120。所述中央处理器120例如可以是PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)。中央处理器120可以根据控制参数自动生成控制信号，功能控制器130可以接收中央处理器120生成的控制信号。在本发明实施例中，功能控制器130的主要作用是将中央处理器120生成的控制信号的格式转换成各执行机构可用的控制指令，例如，可以进行数模转换等，也就是说，本质上，功能控制器130执行了数据交换的功能，以实现对热弯成型设备的执行机构进行相应的控制，如此可以自动完成热弯加工成型，提高生产效率，并提高产品工艺稳定性。

图2示出了根据本发明一实施例的用于多模具热弯成型设备的控制系统的结构框图。如图2所示，中央处理器可以是PLC 121，由PLC的CPU执行控制信号的生成。多模具热弯成型设备的执行机构可以包括以下一者或多者：热弯压力调节器234、热弯位移驱动器235、温控仪、输入端机构231、输出端机构237、气体流量控制器236、和真空控制器232等。功能控制器对应的可以包括以下一者或多者：与热弯压力调节器234相连接的热弯压力控制单元134、与热弯位移驱动器235相连接的热弯位移控制单元135、与温控仪相连接的加热控制单元133、与输入端机构231相连接的输入端控制单元131、与输出端机构237相连接的输出端控制单元137、与所述气体流量控制器236相连接的气体流量控制单元136、与真空控制器232相连接的真空压力控制单元132。

用户可在人机界面110上输入以下一者或多者：压力参数、位移参数、温度参数、气体流量参数、真空压力参数等。

可选地，各执行机构也可以通过相应的传感器向中央处理器实时反馈数据，反馈数据例如可以包括各区域内的温度、执行压力等。中央处理单元可以接收这些反馈数据，并将这些反馈数据传送至人机界面，人机界面可以对这些反馈数据进行显示，以使用户实时了解加热成型过程。

热弯压力调节器234和热弯位移驱动器235可以是比例阀中的不同的部件。热弯位移驱动器235可以从热弯位移控制单元135接收初始压力值的指令信息，通过使用该初始压力值能够控制气缸的加压板从初始位置移动至与玻璃相接触。热弯位移驱动器235接收到初始压力值的指令信息后可以根据初始压力值调整气缸加压板位移量的大小、速度和方向，以使得压力气缸的加压板从初始位置移动至与玻璃相接触。在加压板处可以设置位移传感器，位移传感器可以检测加压板的位移，并将检测到的数据反馈给热弯位移控制单元135，热弯位移控制单元135可以将该数据进一步反馈给中央处理器，以使得中央处理器知晓加压板是否已与玻璃相接触。在确定加压板与玻璃接触之后，中央处理器可以通过热弯压力控制单元134向热弯压力调节器234发送目标压力的大小、目标压力保持时间等指令信息，热弯压力调节器234接收到该指令信息之后，可以例如通过控制比例阀的开度来控制压力气缸的输出压力的大小和压力保持时间。在压力气缸上可以设置有检测压力气缸的输出压力大小的压力传感器，压力传感器可以将检测到的压力数据通过热弯压力控制单元134反馈给中央处理器，以便中央处理器知晓压力气缸的输出压力大小。

热弯区加热回路233中设置有发热机构(例如，加热棒等)和调功器等，调功器用于调整发热机构的加热功率。中央处理器可以通过加热控制单元133向温控仪发送加热时间、目标温度等指令信息，温控仪接收到该指令信息之后可以向热弯区加热回路233的调功器输出关于加热功率大小的控制信号，调功器根据该控制信号调节发热机构的加热功率。气体流量控制器236可以为流量比例阀等，真空控制器232可以为电磁阀等。

在需要对样品进行加工成型时，用户可以首先启动控制系统，然后在人机界面上输入控制参数，所需输入的控制参数例如可以包括以下一者或多者：压力参数、温度参数、气体流量参数、和真空压力参数等。所述压力参数例如可以包括目标压力值、加压时长等，所述温度参数例如可以包括工艺所需的温度、目标温度值、加热时长等，所述气体流量参数包括气体流量大小、有关气体气路打开或关闭的指令等，所述真空压力参数包括真空压力大小、有关真空的打开或关闭的指令。

以中央处理器是PLC的CPU为例进行说明，人机界面接收用户输入的参数之后，可以将用户输入的参数传送给PLC的CPU。在PLC的存储器中可以预先存储有一个或多个控制规则，控制规则是用于控制样品加工成型过程中的控制流程。CPU可以根据控制规则来生成控制信号。其中针对不同类型样品的加热成型可以存储有不同的控制规则，用户可以在人机界面上选择与待加热成型的样品的类型相对应的控制规则。

根据控制规则，首先进行工艺制程条件的准备。CPU可以首先将工艺所需的温度、气体流量的有关参数生成控制信号。加热控制单元133接收关于工艺所需的温度的控制信号，并将其转换成温控仪可用的数据，温控仪可以根据该数据控制热弯区加热回路233进行加热，以达到工艺所需的温度。气体流量控制单元136可以接收关于气体流量的控制信号，并将其转换成气体流量控制器236可用的数据，气体流量控制器236可以根据气体流量控制单元136传送的指令信息，控制充入热弯炉内的氮气流量以实现对热弯成型炉内的气体流量进行控制。还可以执行动作机构归位，例如，可以设置有关于动作机构归位的按钮，用户通过按下该按钮，可以使得动作机构一键归位。可以理解，工艺制程条件指标并不限于上述列出的参数，也可以根据实际工艺情况进行具体设定。

在准备好工艺制程条件之后，可以将样品装载在模具中。CPU通过输入端控制单元131对输入端机构231进行控制，以使得输入端机构231执行模具定位，并通过真空压力控制单元132对真空控制器232发送指令信息，真空控制器根据该指令信息控制真空打开并控制真空压力的大小。输入端机构231进一步地，可以根据输入端控制单元131传送的指令信息控制进入进口隔离仓，以对模具进行除氧处理。

除氧完成后，模具可以分别依次进入预热区域和热弯成型区域，其中，在预热区域模具可以分别经过7个工位的7段预加热来逐步升温预热，在热弯成型区域3个工位可以分别对模具完成1次热弯成型动作。预热区域和热弯成型区域的各工位内的温度均是由温控仪根据从加热控制单元接收的指令信息来进行控制的。具体地，CPU可以根据控制规则来输出关于温度大小和加热时间的控制信号，加热控制单元133可以将该控制信号的格式转换成温控仪可用的格式，以使得温控仪可进行有关温度的控制。进一步的，CPU可以根据控制规则来输出关于各阶段压力大小和保持时间的控制信号，热弯压力控制单元可以将该控制信号的格式转换成热弯压力调节器可识别的指令信息，各热弯压力调节器可以根据接收到的指令信息调整压力气缸输出压力的大小和压力保持时间的长短。

在热弯成型完成后，模具进入退火冷却区域，模具可以分别经过退火冷却区域的3个工位的3段冷却过程来逐步降温。在冷却完成后，CPU可以根据控制规则来输出关于输出的控制信号，输出端控制单元可以将该控制信号的格式转换成输出端机构可识别的指令信息，输出端机构可以根据该指令信息将模具输出，模具输出定位后可以继续降温，输出端机构还可以根据指令信息将模具卸载，用户可以从模具取出成型的玻璃。

每次可以多个并行模具为组进行逐次序推进，例如，一组模具离开隔离仓进入预热区后，可以将另一组模具推入至隔离仓，一组模具离开预热区后，可以将另一组模具推入至预热区，其中可以按照模具的装载次序逐步推进，以循环实施制程控制过程，实现热弯成型系统的自动控制。

图3示出了根据本发明一实施例的用于多模具热弯成型设备的控制方法的流程示意图。如图3所示，本发明实施例还提供一种用于多模具热弯成型设备的控制方法，所述多模具热弯成型设备能够同时对多个模具进行加工成型，所述方法包括：步骤S310，由人机界面接收用户输入的控制参数，并将所述控制参数发送给中央处理器；步骤S320，由所述中央处理器接收所述控制参数，根据所述控制参数生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至功能控制器；以及步骤S330，由所述功能控制器接收所述控制信号，并根据所述控制信号来对所述多模具热弯成型设备的执行机构进行相应的控制。所述方法可以实现对热弯成型设备的实时自动控制，如此可以自动完成热弯加工成型，提高生产效率，并提高产品工艺稳定性。

本发明实施例提供的用于多模具热弯成型设备的控制方法与上述本发明实施例提供的用于多模具热弯成型设备的控制系统的具体工作原理及益处相似，这里将不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于多模具热弯成型设备的控制系统，其特征在于，所述多模具热弯成型设备能够同时对多个模具进行加工成型，所述控制系统包括人机界面、中央处理器、功能控制器，

所述人机界面用于接收用户输入的控制参数，并将所述控制参数发送给所述中央处理器，

所述中央处理器用于接收所述控制参数，根据所述控制参数生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至所述功能控制器，

所述功能控制器用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号来对所述多模具热弯成型设备的执行机构进行相应的控制。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述多模具热弯成型设备的执行机构包括以下一者或多者：热弯压力调节器、热弯位移驱动器、温控仪、输入端机构、输出端机构、气体流量控制器、和真空控制器，

所述功能控制器包括以下一者或多者：与所述热弯压力调节器相连接的热弯压力控制单元、与所述热弯位移驱动器相连接的热弯位移控制单元、与所述温控仪相连接的加热控制单元、与所述输入端机构相连接的输入端控制单元、与所述输出端机构相连接的输出端控制单元、与所述气体流量控制器相连接的气体流量控制单元、与所述真空控制器相连接的真空压力控制单元。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述控制参数包括以下一者或多者：压力参数、温度参数、气体流量参数、真空压力参数。

4.根据权利要求2或3所述的控制系统，其特征在于，

所述热弯压力控制单元用于从所述中央处理器接收关于压力控制的信号，所述关于压力控制的信号包括压力调整的大小和保持时间，

所述热弯位移控制单元用于从所述中央处理器接收关于位移控制的信号，所述关于位移控制的信号包括位移调整的大小、速度和方向，

所述加热控制单元用于从所述中央处理器接收关于温度控制的信号，所述关于温度控制的信号包括温度调整大小和加热功率调整大小，

所述输入端控制单元用于从所述中央处理器接收关于输入的输入控制信号，以控制所述输入端机构将模具输入，

所述输出端控制单元用于从所述中央处理器接收关于输出的指令以控制所述输出端机构将模具输出，

所述气体流量控制单元用于从所述中央处理器接收关于气体流量控制的信号，所述关于气体流量控制的信号包括气体流量调整大小、气路开指令、或气路关指令，

所述真空压力控制单元用于从所述中央处理器接收关于真空压力控制的信号，所述关于真空压力控制的信号包括真空压力调整大小、真空开指令或真空闭指令。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述系统还包括存储器，用于存储控制规则，所述中央处理器用于根据所述控制参数和所述控制规则来生成所述控制信号。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，

所述中央处理器还用于从所述热弯成型设备的执行机构接收反馈数据；以及

所述人机界面还用于对所述反馈数据进行显示。

7.一种用于多模具热弯成型设备的控制方法，其特征在于，所述多模具热弯成型设备能够同时对多个模具进行加工成型，所述方法包括：

由人机界面接收用户输入的控制参数，并将所述控制参数发送给中央处理器；

由所述中央处理器接收所述控制参数，根据所述控制参数生成相应的控制信号，并将所述控制信号发送至功能控制器；以及

由所述功能控制器接收所述控制信号，并根据所述控制信号来对所述多模具热弯成型设备的执行机构进行相应的控制。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制参数包括以下一者或多者：压力参数、温度参数、气体流量参数、真空压力参数。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，由所述中央处理器根据所述控制参数和预先存储的控制规则来生成所述控制信号。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

由所述中央处理器从所述热弯成型设备的执行机构接收反馈数据；以及

由所述人机界面对所述反馈数据进行显示。