CN109970326A - 一种用于3c构件热弯的智能温控模具及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于3C构件热弯的智能温控模具及其控制方法,包括上模具和下模具,上模具压合在下模具上,上模具和下模具之间形成放置型腔,所述上模具和下模具分别与一级加热装置连接,下模具内设有二级加热装置,下模具底面安装有导热密封板,通过一级加热装置和二级加热装置的控制,对模具进行加热升温,实现温度的有效控制。本发明温升速度快,滞后效应小,易于实现温度调控。
Description
技术领域
本发明属于3C构件热弯加工技术领域,具体地说是一种用于3C构件热弯的智能温控模具及其控制方法。
背景技术
在3C产业,透明构件在行业应用不断增长,特别是随着5G技术的快速推进,对玻璃材质的构件在终端通信产品中得到广泛应用,尤其是曲面形状的构件。目前,由于市场需求量大,曲面玻璃材质的3C构件一般都是由平面构件经过热弯工艺(内置于热弯装备中),形成设计所需的曲面复杂形状。但是,由于玻璃等材质是非晶物质,如果热弯的温度过低,3C构件容易破裂;相反,如果热弯的温度过高,3C构件容易产生烫伤、水波纹等缺陷;另外,由于3C构件是曲面形状,导致模具传热不均匀,进一步降低了3C产品的热弯良品率。
目前,市面上的热弯装备主要采用单级加热方式,也就是通过对模具的上下方向分别作用于热源,采用热传导的方式,将热源的热量由加热棒 (热源)传导到加热板,再由加热板传导到导热板,再进一步传导到模具,从而最终传导到3C构件,整个热弯过程的温度控制由PLC进行处理。另外,也有将加热棒热传导的加热方式替换为微波或者红外辐射加热。但是,上述方式都是采用单级的加热方式,也就是直接对模具进行加热。然而,模具本身有厚度和体积,内部形状结构复杂,单一加热的方式导致待加热的 3C构件温度分布与期望的有很大差距,这也导致了目前3C行业内的热弯良品率普遍不高的一个重要原因。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明提供了一种用于3C构件热弯的智能温控模具及其控制方法。
为了解决上述技术问题,本发明采取以下技术方案:
一种用于3C构件热弯的智能温控模具,包括上模具和下模具,上模具压合在下模具上,上模具和下模具之间形成放置型腔,所述上模具和下模具分别与一级加热装置连接,下模具内设有二级加热装置,下模具底面安装有导热密封板。
所述二级加热装置包括二级加热模块和导热柱,二级加热模块包括至少两个发热构件,该至少两个发热构件围合成半封闭圈,导热柱设在半封闭圈内,每一个发热构件都对应连接一条第一导线,第一导线与第二导线连接,下模具上安装有插口,第二导线与插口连接,每个发热构件对应安装在一块绝缘导热板上,绝缘导热板上设有将发热构件压合的密封板,绝缘导热板安装在下模具内,二级加热模块和导热柱位于绝缘导热板与下模具底面之间的区域内。
所述至少两个发热构件按照从内到外并排排列的方式排布,并且该至少两个发热构件呈同心圆围合成半封闭圈。
所述导热柱外围环绕设有陶瓷绝缘管,第一导线向上进入到陶瓷绝缘管延伸排布,陶瓷绝缘管上设有与第一导线连接的双金属片温控开关,一个发热构件对应一条陶瓷绝缘管和一个双金属片温控开关,陶瓷绝缘管上还设有固定支架,陶瓷绝缘管环绕导热柱的圈数与发热构件的数量保持一致。
所述发热构件包括至少两段串联连接的发热件,该发热件包括导电球体、弹性体、双金属片发热体和导电铰链模块,弹性体一端固定安装导电铰链模块、另一端固定安装导电球体,双金属片发热体一端与导电球体通过球面高副活动连接,双金属片发热体另一端固定安装有导电铰链模块,双金属片发热体上安装的导电铰链和弹性体上安装的导电铰链模块分别设置在绝缘导热板上的凸出轴转动安装连接;
至少两段发热件连接时,其中一段发热件的双金属片发热体通过导电铰链模块与另外一段发热件的弹性体连接,弹性体上安装连接的导电铰链模块与第一导电连接。
所述下模具内设有与发热构件相同数量的型腔,一个发热构件安装在一个型腔中,绝缘导热板上设有凹槽,凹槽的数量与发热构件的数量相同,一个发热构件对应安装在一个凹槽中。
所述插口为航空插口,下模具上通过定位销安装有陶瓷底座,插口安装在该陶瓷底座上。
所述一级加热装置包括一级上加热板、一级上导热板、一级下加热板和一级下导热板,一级上导热板与一级上加热板安装,一级上导热板与上模具安装连接,一级下导热板与一级下加热板安装,一级下导热板与下模具安装连接,一级上加热板和下级下加热板内分别设置有若干加热棒。
一种用于3C构件热弯的智能温控模具的控制方法,包括以下步骤:
开启一级加热装置和二级加热装置,对模具进行加热升温;
检测二级加热模块中的每一个发热构件的工作电流,由发热构件对应的双金属片温控开关的动作温度,初步感知对应的当前模具区域的温度;
若前模具区域的温度高于预设的热弯理论温度,断开二级加热模块,使二级加热模块停止工作不进行加热;若当前模具区域的温度低于预设的热弯理论温度,闭合二级加热模块,使二级加热模块启动加热,进一步提升模具温度;
对二级加热模块中的每一个发热构件单独控制,实现开启或者关闭的控制,发热构件中的双金属发热体将热量传导给导热柱体;
发热构件中的双金属发热体受热产生变形,改变热流密度,从而使得导热柱体的温升速率发生变化,进而调整模具的温度。
所述一级加热装置采用模糊控制策略,模糊控制策略的输入变量为第一级温度、第一级温度变化率和二级加热模块负载量,模糊控制的输出量为加热棒的个数,设有模糊推理规则Ⅰ和模糊推理规则Ⅱ,二级加热模块负载量具有大负载工况和小负载工况,当二级加热模块中的每一个的发热构件发热功率达到或者超过预设临界值时为大负载工况,当二级加热模块中的每一个发热构件发热功率小于预设临界值时为小负载工况,二级加热模块处于大负载工况下采用模糊推理规则Ⅰ,二级加热模块处于小负载工况下采用模糊护理规则Ⅱ;
获取第一级温度,按温度范围分为极低、低、中、高和极高五个区间;极低的温度区间为小于等于120℃且大于室温,低的温度区间为小于等于360℃且大于120℃,中的温度区间为小于等于530℃且大于360℃,高的温度区间为小于等于600℃且大于530℃,极高的温度区间为大于600℃;
通过获取不同时间下的第一级温度,计算第一级温度变化率,按变化的快慢分为极慢、慢、中、快和极快五个区间;极慢的温度变化率区间为小于等于30℃/min且大于0,慢的温度变化率区间为小于等于90℃/min 且大于30℃/min,中的温度变化率区间为小于等于150℃/min且大于90℃ /min,快的温度变化率区间为小于等于230℃/min且大于150℃/min,极快的温度变化率为大于230℃/min;
根据二级加热模块的负载量,采用相应的模糊推理规则,根据第一级温度所处的温度区间和第一级温度变化率所处的温度变化率区间,由相应的模糊推理规则输出一级加热装置中的加热棒的具体运行数量。
本发明具有以下有益效果:
1)针对单级加热方式的不足,采用多级加热装置对模具进行加热,温
度提升速度快,滞后效应小,易于实现温度调控;
2)通过模具内置多个二级加热模块,可分别对不同的区域进行独立控
制加热,按3C构件的热弯工艺要求,对待热弯的特定区域实现精密的
温度控制;
3)每个二级加热模块,采用多个双金属温控开关,实现温度的控制;
通过实时检测二级加热模块的温度,为智能温控提供基础;
4)另外,每个二级加热模块的底部发热装置采用双金属片结构,通过自然热变形现象,实现自身的温度感知与热量的均衡,从而实现温度的控制。
附图说明
图1-1是本发明立体示意图;图1-2是本发明另一视角的立体示意图;一个具体实施例的结构示意图;
图2是本发明去掉导热密封板后的结构示意图;
图3是本发明二级加热装置的结构示意图;
图4为本发明二级加热模块的结构示意图;
图5-1是双金属片发热体变形前示意图,图5-2是双金属片发热体变形后示意图;
图6是本发明二级加热装置的另一视角结构示意图;
图7-1是二级加热模块的绝缘陶瓷管及其导线布局的立体示意图;图 7-2为图7-1的俯视示意图;
图8是一级加热装置布局结构示意图;
图9多级加热方式工作示意图;
图10是一级加热模块模糊控制算法流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能,下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如附图1-8所示,本发明一方面揭示了一种用于3C构件热弯的智能温控模具,包括上模具3和下模具2,上模具3压合在下模具2上,上模具3和下模具2之间形成放置型腔,所述上模具3和下模具2分别与一级加热装置连接,下模具内设有二级加热装置,下模具底面安装有导热密封板1,导热密封板将二级加热装置产生的热量密封在下模具内,避免热量快速散发至模具外部。待加工的3C构件放置在上模具和下模具之间,利用升温后的模具对3C构件实现热弯操作。
所述二级加热装置包括二级加热模块和导热柱7,二级加热模块包括至少两个发热构件20,该至少两个发热构件围合成半封闭圈,导热柱7设在半封闭圈内,每一个发热构件都对应连接一条耐高温的第一导线11,第一导线11与耐高温的第二导线12连接,下模具2上安装有插口6,第二导线12与插口6连接,每个发热构件20对应安装在一块绝缘导热板9上,绝缘导热板9上设有将发热构件压合的密封板8,绝缘导热板9安装在下模具2内,二级加热模块和导热柱位于绝缘导热板与下模具底面之间的区域内。插口为耐高温的航空插口,下模具2上通过定位销51、定位销52 安装有陶瓷底座4,插口6安装在该陶瓷底座4上。第二耐高温导线12为公共导线主电路,通过航空插口6与热弯装备上的耐高温航空插座的自动对接,操作更加方便。
在本实施例当中,共设有10个二级加热模块,每个二级加热模块共设置四个发热构件20,该四个发热构件20并排排布在绝缘导热板9上,绝缘导热板上设有凹槽,每一个发热构件对应一个凹槽,避免各个发热构件之间发生短路情况。另外,四个发热构件按照从内到外并排排列的方式排布,以同心圆结构排布围合成半封装,导热柱设在该半封闭圈内。四个发热构件从内到外依次并排排列,相应的形成最小圈发热构件、次小圈发热构件、次大圈发热构件和最大圈发热构件。共设置10个二级加热模块,呈两边对称分布,在下模具中设置对应的10个型腔,每一个型腔安装一个二级加热模块,相邻的型腔之间的隔离材料与下模具2相同,优选的材料为石墨和工程陶瓷,第二导线设置在中间,便于连接,同时保持整体结构的紧凑性。
另外,通过在绝缘导热板上设置凹槽,将每个发热构件都安装在对应凹槽内,四个发热构件发热变形后不会发生碰触问题,提高电路安全性和可靠性。
所述发热构件20包括三段串联连接的发热件,该发热件包括导电球体13、弹性体14、双金属片发热体151和导电铰链模块152,双金属片发热体151在未受到发热时呈弯曲状,弹性体14一端固定安装导电铰链模块152、另一端固定安装导电球体13,双金属片发热体一端与导电球体通过球面高副活动连接,双金属片发热体另一端固定安装有导电铰链模块,双金属片发热体上安装的导电铰链和弹性体上安装的导电铰链模块分别设置在绝缘导热板上的凸出轴转动安装连接,使得导电铰链模块可进行一定的转动,从而有助于带动其他部件弯曲变形。双金属片发热体151发热时,依据当前自身的温度进行变形,双金属片发热体151一端以导电铰链模块152中的旋转孔为固定点,由圆形逐渐变直,拉动弹性体14留有的变形空间,如图4所示;从而实现二级加热模块的发热部件由可变形的双金属片发热体151实现自身的热流密度的控制,完成对导热柱体7实现物理上的温度调节。
三段发热件连接时,其中一段发热件的双金属片发热体通过导电铰链模块与另外一段发热件的弹性体连接,弹性体上安装连接的导电铰链模块与第一导电线连接。
所述导热柱7外围环绕设有陶瓷绝缘管10,第一导线11向上进入到陶瓷绝缘管10延伸排布,陶瓷绝缘管10上设有与第一导线11连接的双金属片温控开关17,一个发热构件20对应一条陶瓷绝缘管10和一个双金属片温控开关17,一个陶瓷绝缘管10上还设有固定支架16,陶瓷绝缘管 10环绕导热柱7的圈数与发热构件的数量保持一致。总共也具有四根陶瓷绝缘管,每个发热构件都由对应的一个双金属片温控开关控制其开启或者关闭,实现各个发热构件的单独控制。一个二级加热模块包含四个发热构件,相应的具有四个双金属片温控开关17,每一个发热构件对应的双金属片温控开关17都设置不同的动作温度。在导热柱上,从上到下依次形成四圈陶瓷绝缘管,也相应的从上往下设置四个双金属片温控开关,从上到下的四个双金属片温控开关依次对应最大圈发热构件、次大圈发热构件、次小圈发热构件和最小圈发热构件。
以玻璃材质的手机外屏玻璃构件为例,最大圈发热构件、次大圈发热构件、次小圈发热构件、最小圈发热构件的双金属片温控开关17的动作温度可分别设置。
所述四个双金属片温控开关17的动作流程如下所示:
A)当最大圈发热构件的双金属片温控开关检测到温度T1大于550 摄氏度时候,也即是T1≥550,大于其动作温度Twk1后,最大圈发热构件对应的双金属片温控开关断开,最大圈发热构件的电路关闭,因而最大圈发热构件停止加热。
B)剩余三个发热构件进行加热后,导热柱体7的温度继续升高;当最大圈发热构件的双金属片温控开关检测到温度T2大于562 摄氏度时候,也即是T2≥562,大于其动作温度Twk2后,次大圈发热构件的双金属片温控开关断开,次大圈发热构件的电路关闭,因而次大圈发热构件停止加热。
C)剩余两个发热构件进行加热后,导热柱体7的温度进一步升高;当次小圈发热构件的双金属片温控开关检测到温度T3大于575 摄氏度时候,也即是T3≥575,大于其动作温度Twk3后,次小圈发热构件的双金属片温控开关断开,次小圈发热构件的电路关闭,因而次小圈发热构件停止加热。
D)剩余一个发热构件进行加热后,导热柱体7的温度再继续升高;当最小圈发热构件的双金属片温控开关检测到温度T4大于585 摄氏度时候,也即是T4≥585,大于其动作温度Twk4后,最小圈发热构件的双金属片温控开关断开,最小圈发热构件的电路关闭,因而最小圈发热构件也停止加热,整个发热构件停止加热,防止待加热的手机外屏玻璃构件处于过热。
E)反之,当最小圈发热构件的双金属片温控开关检测到温度T4小于585摄氏度时候,也即是T4<585,小于其动作温度Twk4后,最小圈发热构件的双金属片温控开关处于闭合状态,最小圈发热构件的电路处于通路,因而最小圈发热构件也开始加热,导热柱体7的温度开始升高。
F)进一步,如果温度低于其他三个双金属片温控开关的所对应的动作温度,整个发热构件的四个双金属片温控开关都处于闭合状态,导热柱体7的温度快速升高。
所述同一个二级加热模块中的四个双金属片温控开关17的动作温度,可依据待热弯的3C构件材质、尺寸大小进行离线更换,打开下模具1的导热密封板1后,替换新规格的双金属片温控开关17。
如图7所示,是整体二级加热模块的绝缘陶瓷管及其导线布局示意图,通过11条第二导线,其中1条为公共地线,另外10条为独立火线,对10 个二级加热模块实现独立控制,所述11条第二导线12通过耐高温航空插口6引出,由热弯装备的控制系统进行温度调控;单个的二级加热模块由1条公共地线和1条独立火线对其供电,再由对应的四个双金属片温控开关17分别对最大圈发热构件、次大圈发热构件、次小圈发热构件、最小圈发热构件进行控制。
此外,所述一级加热装置包括一级上加热板104、一级上导热板103、一级下加热板101和一级下导热板102,一级上导热板103与一级上加热板104安装,一级上导热板103与上模具3安装连接,一级下导热板102 与一级下加热板101安装,一级下导热板102与下模具2安装连接,一级上加热板和下级下加热板内分别设置有若干加热棒105。在本实施例当中,一级上加热板内设置5个加热棒,一级下加热板内设置四个加热棒。一级加热装置从模具的外部对上模具和下模具进行加热升温。
本发明通过一级加热装置和二级加热装置加热,其中二级加热装置利用各个二级加热模块灵活加热,实现多级加热,有利于快速提升模具的温度。
另外,本发明还揭示了一种用于3C构件热弯的智能温控模具的控制方法,如附图9和10所示,包括以下步骤:
将待热弯的3C构件放置在模具中,开启一级加热装置和二级加热装置,对模具进行加热升温。
检测二级加热模块中的每一个发热构件的工作电流,由发热构件对应的双金属片温控开关的动作温度,初步感知对应的当前模具区域的温度;
若前模具区域的温度高于预设的热弯理论温度,断开二级加热模块,使二级加热模块停止工作不进行加热;若当前模具区域的温度低于预设的热弯理论温度,闭合二级加热模块,使二级加热模块启动加热,进一步提升模具温度。
对二级加热模块中的每一个发热构件单独控制,实现开启或者关闭的控制,发热构件中的双金属发热体将热量传导给导热柱体。
发热构件中的双金属发热体受热产生变形,改变热流密度,从而使得导热柱体的温升速率发生变化,进而调整模具的温度。
对于二级加热模块中,各个发热构件的控制,具体如下所示:
1)检测每个二级加热模块的工作电流,从而判断最大圈发热构件、次大圈发热构件、次小圈发热构件、最小圈发热构件的工作状态;进一步,由其所述发热构件对应的双金属片温控开关17 的动作温度,初步感知其当前模具区域的温度。
2)如果当前模具区域的温度高于预先要求的热弯理论温度,使当前模具区域对应的二级加热模块关闭不工作。
3)反之,如果当前模具区域的温度低于预先要求的热弯理论温度,使当前模具区域对应的二级加热模块开始工作,当前模具区域由于受热,温度进一步提升。
4)进一步,处于工作中的二级加热模块,可由对应的双金属片温控开关17进行温度调控,最大圈发热构件、次大圈发热构件、次小圈发热构件、最小圈四个发热构件可分别受其所对应的双金属片温控开关17进行控制,对当前模具区域的温度进行调控,进行关闭或者开启。
5)更进一步,所述的最大圈发热构件、次大圈发热构件、次小圈发热构件、最小圈四个发热构件产生的热量通过热传导方式加热导热柱体7,从而提升此区域模具的温度。
由于3C构件的热弯装备采用多站流水线作业,每站的加热时间短,基本在40~60秒,因此通过双金属片发热体151产生的弯曲变形,改变热流密度,从而使得导热柱7的温升速率发生变化。过热的双金属片发热体 151由于热效应向外弯曲,从而降低了导热柱7的热流密度,因此导热柱 7传给模具的热量减少,此区域的模具温度开始下降,反之,过冷的双金属片发热体151弯曲幅度小,增加了导热柱7的热流密度,从而提升了此区域模具的温度。
所述一级加热装置采用模糊控制策略,模糊控制策略的输入变量为第一级温度、第一级温度变化率和二级加热模块负载量,模糊控制的输出量为加热棒的个数,设有模糊推理规则Ⅰ和模糊推理规则Ⅱ,二级加热模块负载量具有大负载工况和小负载工况,当二级加热模块中的每一个的发热构件发热功率达到或者超过预设临界值时为大负载工况,当二级加热模块中的每一个发热构件发热功率小于预设临界值时为小负载工况,二级加热模块处于大负载工况下采用模糊推理规则Ⅰ,二级加热模块处于小负载工况下采用模糊护理规则Ⅱ。预设临界值通常是指二级加热模块中四个发热构件的总发热功率的60%。
获取第一级温度,按温度范围分为极低、低、中、高和极高五个区间;极低的温度区间为小于等于120℃且大于室温,低的温度区间为小于等于 360℃且大于120℃,中的温度区间为小于等于530℃且大于360℃,高的温度区间为小于等于600℃且大于530℃,极高的温度区间为大于600℃。
通过获取不同时间下的第一级温度,计算第一级温度变化率,按变化的快慢分为极慢、慢、中、快和极快五个区间;极慢的温度变化率区间为小于等于30℃/min且大于0,慢的温度变化率区间为小于等于90℃/min 且大于30℃/min,中的温度变化率区间为小于等于150℃/min且大于90℃ /min,快的温度变化率区间为小于等于230℃/min且大于150℃/min,极快的温度变化率为大于230℃/min。
根据二级加热模块的负载量,采用相应的模糊推理规则,根据第一级温度所处的温度区间和第一级温度变化率所处的温度变化率区间,由相应的模糊推理规则输出一级加热装置中的加热棒的具体运行数量。
对于不同的工作状态,会输出不同的加热棒的数量。在本实施例中,一级上加热板内设置5根加热棒,一级下加热板内设置4根加热棒,共9 根加热棒。
当第一级温度处于极低温度区间而且第一温度变化率处于极慢的温度变化率区间的状态时候,所述的模糊推理系统的推理规则表Ⅰ和推理规则表Ⅱ都输出最大值9,也即是所有的9根加热棒105都处于工作状态。
当第一级温度处于极高而且第一温度变化率处于极快状态时候,所述的模糊推理系统的推理规则表Ⅰ和推理规则表Ⅱ都输出最小值0,也即是所有的9根加热棒105都处于停止加热状态。
其他工作状态时候,由所述模糊推理系统给出0~9之间的数值。
如表1所示,在大负载工况情况下,依据第一级温度和第一级温度变化率,其第一级温度控制的模糊推理规则表如表1所示;例如,当第一级温度处于“高”状态(530~600℃),第一级温度变化率处于极慢(≤30℃ /min)时,所述的模糊推理规则表输出为“3(上1下2)”,“上1”表示为所述上模具3中,打开1个加热棒105,“下2”表示为所述下模具2中的打开2个加热棒105。
如表2所示,在小负载工况情况下,依据第一级温度和第一级温度变化率,其第一级温度控制的模糊推理规则表如表2所示。
表1大负载工况下,二级发热模块的第一级温度控制的模糊推理规则表Ⅰ
表2小负载工况下,二级发热模块的第一级温度控制的模糊推理规则表Ⅱ
需要说明的是,以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但是凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于3C构件热弯的智能温控模具,包括上模具和下模具,上模具压合在下模具上,上模具和下模具之间形成放置型腔,其特征在于,所述上模具和下模具分别与一级加热装置连接,下模具内设有二级加热装置,下模具底面安装有导热密封板。
2.根据权利要求1所述的用于3C构件热弯的智能温控模具,其特征在于,所述二级加热装置包括二级加热模块和导热柱,二级加热模块包括至少两个发热构件,该至少两个发热构件围合成半封闭圈,导热柱设在半封闭圈内,每一个发热构件都对应连接一条第一导线,第一导线与第二导线连接,下模具上安装有插口,第二导线与插口连接,每个发热构件对应安装在一块绝缘导热板上,绝缘导热板上设有将发热构件压合的密封板,绝缘导热板安装在下模具内,二级加热模块和导热柱位于绝缘导热板与下模具底面之间的区域内。
3.根据权利要求2所述的用于3C构件热弯的智能温控模具,其特征在于,所述至少两个发热构件按照从内到外并排排列的方式排布,并且该至少两个发热构件呈同心圆围合成半封闭圈。
4.根据权利要求3所述的用于3C构件热弯的智能温控模具,其特征在于,所述导热柱外围环绕设有陶瓷绝缘管,第一导线向上进入到陶瓷绝缘管延伸排布,陶瓷绝缘管上设有与第一导线连接的双金属片温控开关,一个发热构件对应一条陶瓷绝缘管和一个双金属片温控开关,陶瓷绝缘管上还设有固定支架,陶瓷绝缘管环绕导热柱的圈数与发热构件的数量保持一致。
5.根据权利要求4所述的用于3C构件热弯的智能温控模具,其特征在于,所述发热构件包括至少两段串联连接的发热件,该发热件包括导电球体、弹性体、双金属片发热体和导电铰链模块,弹性体一端固定安装导电铰链模块、另一端固定安装导电球体,双金属片发热体一端与导电球体通过球面高副活动连接,双金属片发热体另一端固定安装有导电铰链模块,双金属片发热体上安装的导电铰链和弹性体上安装的导电铰链模块分别设置在绝缘导热板上的凸出轴转动安装连接;
至少两段发热件连接时,其中一段发热件的双金属片发热体通过导电铰链模块与另外一段发热件的弹性体连接,弹性体上安装连接的导电铰链模块与第一导电连接。
6.根据权利要求5所述的用于3C构件热弯的智能温控模具,其特征在于,所述下模具内设有与发热构件相同数量的型腔,一个发热构件安装在一个型腔中,绝缘导热板上设有凹槽,凹槽的数量与发热构件的数量相同,一个发热构件对应安装在一个凹槽中。
7.根据权利要求6所述的用于3C构件热弯的智能温控模具,其特征在于,所述插口为航空插口,下模具上通过定位销安装有陶瓷底座,插口安装在该陶瓷底座上。
8.根据权利要求5所述的用于3C构件热弯的智能温控模具,其特征在于,所述一级加热装置包括一级上加热板、一级上导热板、一级下加热板和一级下导热板,一级上导热板与一级上加热板安装,一级上导热板与上模具安装连接,一级下导热板与一级下加热板安装,一级下导热板与下模具安装连接,一级上加热板和下级下加热板内分别设置有若干加热棒。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的用于3C构件热弯的智能温控模具的控制方法,包括以下步骤:
开启一级加热装置和二级加热装置,对模具进行加热升温;
检测二级加热模块中的每一个发热构件的工作电流,由发热构件对应的双金属片温控开关的动作温度,初步感知对应的当前模具区域的温度;
若前模具区域的温度高于预设的热弯理论温度,断开二级加热模块,使二级加热模块停止工作不进行加热;若当前模具区域的温度低于预设的热弯理论温度,闭合二级加热模块,使二级加热模块启动加热,进一步提升模具温度;
对二级加热模块中的每一个发热构件单独控制,实现开启或者关闭的控制,发热构件中的双金属发热体将热量传导给导热柱体;
发热构件中的双金属发热体受热产生变形,改变热流密度,从而使得导热柱体的温升速率发生变化,进而调整模具的温度。
10.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,所述一级加热装置采用模糊控制策略,模糊控制策略的输入变量为第一级温度、第一级温度变化率和二级加热模块负载量,模糊控制的输出量为加热棒的个数,设有模糊推理规则Ⅰ和模糊推理规则Ⅱ,二级加热模块负载量具有大负载工况和小负载工况,当二级加热模块中的每一个的发热构件发热功率达到或者超过预设临界值时为大负载工况,当二级加热模块中的每一个发热构件发热功率小于预设临界值时为小负载工况,二级加热模块处于大负载工况下采用模糊推理规则Ⅰ,二级加热模块处于小负载工况下采用模糊护理规则Ⅱ;
获取第一级温度,按温度范围分为极低、低、中、高和极高五个区间;极低的温度区间为小于等于120℃且大于室温,低的温度区间为小于等于360℃且大于120℃,中的温度区间为小于等于530℃且大于360℃,高的温度区间为小于等于600℃且大于530℃,极高的温度区间为大于600℃;
通过获取不同时间下的第一级温度,计算第一级温度变化率,按变化的快慢分为极慢、慢、中、快和极快五个区间;极慢的温度变化率区间为小于等于30℃/min 且大于0,慢的温度变化率区间为小于等于90℃/min 且大于30℃/min,中的温度变化率区间为小于等于150℃/min 且大于90℃/min,快的温度变化率区间为小于等于230℃/min 且大于150℃/min,极快的温度变化率为大于230℃/min;
根据二级加热模块的负载量,采用相应的模糊推理规则,根据第一级温度所处的温度区间和第一级温度变化率所处的温度变化率区间,由相应的模糊推理规则输出一级加热装置中的加热棒的具体运行数量。
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