CN112828051B - 一种模具清洗控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及模具生产控制技术领域，具体涉及一种模具清洗控制方法及系统，所述系统包括：控制器、清刷模块和温度控制模块，所述方法包括：温度传感器组对模具的温度进行测量，得到所述模具的实时温度；控制器获取模具的工作温度范围和实时温度，当模具的实时温度在所述工作温度范围外时，控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，所述工作温度范围为根据工业生产需求预先设置的温度区间；当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷；变频器调节电机的速度，以使所述电机驱动清刷杆对模具进行清刷，本发明能实现对模具清刷与模具温度的自动控制，采用智能化的方式提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及模具生产控制技术领域，具体涉及一种模具清洗控制系统及其控制方法。
背景技术
在工业铸造中，模具生产对钢质、铁质或合金材料制品表面的处理方法通常包括弯曲、酸洗、清刷、冲洗等步骤，其中清刷和模具温度的测量的目的是为了保证带钢表面不留有其他杂物以及钢制材料能更好和高效的生产。
以钢料为例，在模具温度控制方面，模具温度对钢料的成型质量、成型效率有着较大的影响。在许多的工业铸造中，清刷和模具温度控制是决定着一个产品的品质，而在工业产品生产过程中，还有很多在清刷和模具温度控制方面是采用手动操作的，自动化生产并不是很全面。
发明内容
本发明提供一种模具清洗控制系统及其控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种模具清洗控制系统，所述系统包括：控制器、清刷模块和温度控制模块，所述控制器分别连接所述清刷模块和温度控制模块：
所述清刷模块包括变频器和电机，所述变频器分别与控制器和电机连接，所述变频器用于调节电机的速度，所述电机用于驱动清刷杆对模具进行清刷；
所述温度控制模块包括分别与所述控制器连接的温度传感器组、水阀和电热阻片，所述温度传感器组用于对模具的温度进行测量；
所述控制器，用于获取模具的工作温度范围和实时温度，当模具的实时温度在所述工作温度范围外时，控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，所述工作温度范围为根据工业生产需求预先设置的温度区间；
以及用于当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷。
进一步，所述温度传感器组具体用于：对模具的前模、模具、后模的温度分别进行测量，得到一组实时温度；所述实时温度包括前模的实时温度、模具的实时温度、以及后模的实时温度。
进一步，所述控制器具体用于：
当模具的实时温度在工作温度范围内时，先控制电机正转，以驱动清刷杆向左运行对模具进行清刷；当第一接近传感器检测到电机到达左限位时，触发所述控制器控制电机反转，以驱动清刷杆向右运行对模具进行清刷；当第二接近传感器检测到电机到达右限位时，触发所述控制器控制电机停止运行。
进一步，所述工作温度包括高温阈值和低温阈值，所述控制器具体用于：
当模具的实时温度高于所述高温阈值时，控制器控制所述水阀打开，以对模具进行激水，使模具的温度降低到工作温度范围内；当模具的实时温度低于所述低温阈值时，控制器控制所述电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内。
进一步，所述温度传感器组的探测方向还设有挡板，所述控制器还用于，当所述温度传感器组完成对模具的温度测量后，控制所述温度传感器组往探测方向的反向运行，以使挡板对所述温度传感器组形成遮挡。
一种模具清洗控制方法，应用于上述任一所述的模具清洗控制系统，所述方法包括以下步骤：
步骤S100、温度传感器组对模具的温度进行测量，得到所述模具的实时温度；
步骤S200、控制器获取模具的工作温度范围和实时温度，当模具的实时温度在所述工作温度范围外时，控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，所述工作温度范围为根据工业生产需求预先设置的温度区间；
步骤S300、当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷；
步骤S400、变频器调节电机的速度，以使所述电机驱动清刷杆对模具进行清刷。
进一步，所述温度传感器组对模具的温度进行测量，包括：
所述温度传感器组对模具的前模、模具、后模的温度分别进行测量，得到一组实时温度；所述实时温度包括前模的实时温度、模具的实时温度、以及后模的实时温度。
进一步，所述当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷，包括：
所述控制器先控制电机正转，以驱动清刷杆向左运行对模具进行清刷；当第一接近传感器检测到电机到达左限位时，触发所述控制器控制电机反转，以驱动清刷杆向右运行对模具进行清刷；当第二接近传感器检测到电机到达右限位时，触发所述控制器控制电机停止运行。
进一步，所述工作温度包括高温阈值和低温阈值，所述控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，包括：
当模具的实时温度高于所述高温阈值时，控制器控制所述水阀打开，以对模具进行激水，使模具的温度降低到工作温度范围内；当模具的实时温度低于所述低温阈值时，控制器控制所述电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内。
进一步，所述方法还包括：
当所述温度传感器组完成对模具的温度测量后，控制器控制所述温度传感器组往探测方向的反向运行，以使挡板对所述温度传感器组形成遮挡。
本发明的有益效果是：本发明公开一种模具清洗控制系统及其控制方法，本发明通过温度传感器组实现对模具的温度的自动采集；通过控制器将模具的实时温度调节到工作温度范围内，实现模具温度的自动调节；当模具的实时温度在工作温度范围内时，通过变频器调节电机的速度，以使所述电机驱动清刷杆对模具进行清刷。本发明能实现对模具清刷与模具温度的自动控制，采用智能化的方式提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一种模具清洗控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例一种模具清洗控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本申请的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参考图1，如图1所示为本申请实施例提供的一种模具清洗控制系统，所述系统包括：控制器、清刷模块和温度控制模块，所述控制器分别连接所述清刷模块和温度控制模块：
所述清刷模块包括变频器和电机，所述变频器分别与控制器和电机连接，所述变频器用于调节电机的速度，所述电机用于驱动清刷杆对模具进行清刷；
所述温度控制模块包括分别与所述控制器连接的温度传感器组、水阀和电热阻片，所述温度传感器组用于对模具的温度进行测量；
所述控制器，用于获取模具的工作温度范围和实时温度，当模具的实时温度在所述工作温度范围外时，控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，所述工作温度范围为根据工业生产需求预先设置的温度区间；
以及用于当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷。
在一个改进的实施例中，所述温度传感器组具体用于：对模具的前模、模具、后模的温度分别进行测量，得到一组实时温度；所述实时温度包括前模的实时温度、模具的实时温度、以及后模的实时温度。
在一个改进的实施例中，所述控制器还用于：
当模具的实时温度在工作温度范围内时，先控制电机正转，以驱动清刷杆向左运行对模具进行清刷；当第一接近传感器检测到电机到达左限位时，触发所述控制器控制电机反转，以驱动清刷杆向右运行对模具进行清刷；当第二接近传感器检测到电机到达右限位时，触发所述控制器控制电机停止运行。从而完成整个清刷过程。
在一个改进的实施例中，所述控制器还用于：通过对电机的转速进行控制，以对清刷杆的速度进行控制。
在一个改进的实施例中，所述工作温度包括高温阈值和低温阈值，所述控制器具体用于：
当模具的实时温度高于所述高温阈值时，控制器控制所述水阀打开，以对模具进行激水，使模具的温度降低到工作温度范围内；当模具的实时温度低于所述低温阈值时，控制器控制所述电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内。
具体地，所述当模具的实时温度高于所述高温阈值时，控制器控制所述水阀打开，以对模具进行激水，使模具的温度降低到工作温度范围内，包括：
计算所述实时温度和所述高温阈值的第一差值，根据所述第一差值确定降温所需要的第一持续时间，按所述第一持续时间控制水阀出水以降低模具温度，使模具的温度升高到工作温度范围内；
具体地，所述当模具的实时温度低于所述低温阈值时，控制器控制所述电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内，包括：
计算所述实时温度和所述低温阈值的第二差值，根据所述第二差值确定升温所需要的第二持续时间，按所述第二持续时间控制电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内。
在一个实施例中，首先根据控制算法确定调节温度差值所需的时间，接着根据确定的持续时间降低或升高模具的温度，可以在加工生产中，根据设备的型号进行相应的改动，例如以每秒十度的降温趋势进行降温，在规定的时间内，使温度降到设定温度。
在一个改进的实施例中，所述温度传感器组的探测方向还设有挡板，所述控制器还用于，当所述温度传感器组完成对模具的温度测量后，控制所述温度传感器组往探测方向的反向运行，以使挡板对所述温度传感器组形成遮挡。
本实施例中，在温度采集过后，控制所述温度传感器组往探测方向的反向运行，以使挡板处于所述温度传感器组的探测方向的前方，从而通过挡板保护温度传感器组，避免温度过高给温度传感器组带来的影响，从而对温度传感器组进行保护，能够使温度传感器组有更长的使用寿命。
在一个改进的实施例中，所述控制系统还包括：与所述控制器连接的报警模块，所述报警模块用于：
获取模具的报警温度范围和实时温度，当确定模具的实时温度在所述报警温度范围外时，控制指示灯的颜色，以进行灯光警示；并向所述控制器触发故障信号，以使所述控制器控制变频器停止运行。
在一个改进的实施例中，所述控制系统还包括：与所述控制器连接的按钮，所述按钮用于当通电后选择运行模式，所述运行模式包括手动模式和自动模式。
在一个改进的实施例中，所述报警模块还用于：
当需要手动操作模具清洗控制系统时，将运行模式确定为手动模式；
模具清洗控制系统正常运行时，将运行模式确定为自动模式。
在一个具体的实施例中，当确定模具的实时温度在所述报警温度范围内时，报警模块控制指示灯的颜色为绿色；当确定模具的实时温度在所述报警温度范围内时，报警模块控制指示灯的颜色由绿色变为红色，以对工作人员的警示。
当清刷系统启动时，温度传感器组进行对模具测温，设定0℃-500℃为报警温度范围，对应于0V-10V电压，将设置好的数据写入控制器。
在一个改进的实施例中，所述控制系统还包括：与所述控制器连接的控制面板，所述控制面板用于显示电机的速度，并根据控制指令指示变频器控制电机的运行。
具体地，控制面板能够详细的显示出电机的速度，以及可以在不同的情况下对电机的运行速度进行调整。本实施例在电机运行频率方面也有很好的控制。当在不在使用时，会进入休眠的状态，能够很好的节能减耗，在低能耗方式运行能够节省很多的电能。所述电机的转速由变频器控制，能够根据需要调整电机速度。
在一个改进的实施例中，所述模具清洗控制系统还包括：分别与所述控制器和所述温度传感器组连接的扩展模块；
所述扩展模块，用于对所述温度进行模数转换，并将转换成数字信号后的温度上报给所述控制器。
在一个实施例中，模具清洗控制系统的设备型号清单如表1所示，其中，所述控制器为PLC，具体型号为西门子S7-200SMART CPU ST40，其具有端口多，接线方便的优点；所述温度传感器为CK-01A红外温度温度传感器；所述变频器为SINAMICS V20。
表1：模具清洗控制系统的设备型号清单
在一个实施例中，温度控制模块是以型号为CK-01A的红外温度温度传感器为测温器件，在清刷系统启动时，红外温度温度传感器对模具进行测温，将所测温度进行模数转换，设定0℃至500℃为温度范围，对应于0V至10V的电压范围，将处理后的数字数据传入PLC。如果温度高于设定温度，启动降温系统，对模具的前模和后模通冷水降温，通过计算温度的差度大小，来确定降温时间，在降温的同时，红外温度温度传感器将收回，通过挡板挡住，以防在降温的同时由长期的水蒸气导致红外传感器的损坏。
本实施例采用水洗工艺，基于PLC控制程序对电机进行控制，以电机带动清刷杆、清洗阀、以及吹气阀进出模具的控制，来对模具或加工件进行清刷，以达到对工艺要求；在清刷的同时，模具温度也有所改变，既能达到清刷又能达到降温的效果。
在一个实施例中，模具清洗控制系统的参数及地址分配如下：
以PLC控制变频器在控制电机来达到对系统的控制，在该系统中所用的输入有4个所用到的输出口有12个，所用的变频器和PLC的参数和输入与输出如下表2与表3所示。
表2：控制器输出输入地址对照表
表3：变频器输入输出参数
参考图2，如图2所示为本申请实施例提供的一种模具清洗控制方法，应用于上述任一实施例所述的模具清洗控制系统，所述方法包括以下步骤：
步骤S100、温度传感器组对模具的温度进行测量，得到所述模具的实时温度；
步骤S200、控制器获取模具的工作温度范围和实时温度，当模具的实时温度在所述工作温度范围外时，控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内；
其中，所述工作温度范围为根据工业生产需求预先设置的温度区间；
步骤S300、当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷；
步骤S400、变频器调节电机的速度，以使所述电机驱动清刷杆对模具进行清刷。
在一个改进的实施例中，所述温度传感器组对模具的温度进行测量，包括：
所述温度传感器组对模具的前模、模具、后模的温度分别进行测量，得到一组实时温度；所述实时温度包括前模的实时温度、模具的实时温度、以及后模的实时温度。
在一个改进的实施例中，所述当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷，包括：
所述控制器先控制电机正转，以驱动清刷杆向左运行对模具进行清刷；当第一接近传感器检测到电机到达左限位时，触发所述控制器控制电机反转，以驱动清刷杆向右运行对模具进行清刷；当第二接近传感器检测到电机到达右限位时，触发所述控制器控制电机停止运行。从而完成整个清刷过程。
在一个改进的实施例中，所述工作温度包括高温阈值和低温阈值，所述控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，包括：
当模具的实时温度高于所述高温阈值时，控制器控制所述水阀打开，以对模具进行激水，使模具的温度降低到工作温度范围内；当模具的实时温度低于所述低温阈值时，控制器控制所述电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内。
在一个改进的实施例中，所述方法还包括：
当所述温度传感器组完成对模具的温度测量后，控制器控制所述温度传感器组往探测方向的反向运行，以使挡板对所述温度传感器组形成遮挡。
本实施例中，在温度采集过后，用挡板保护温度传感器组，避免温度过高给温度传感器组带来的影响，从而对温度传感器组进行保护，能够使温度传感器组有更长的使用寿命。
在一个改进的实施例中，所述控制系统还包括：与所述控制器连接的报警模块，所述报警模块用于：
获取模具的报警温度范围和实时温度，当确定模具的实时温度在所述报警温度范围外时，控制指示灯的颜色，以进行灯光警示；并向所述控制器触发故障信号，以使所述控制器控制变频器停止运行。
在一个改进的实施例中，所述控制系统还包括：与所述控制器连接的按钮，所述按钮用于当通电后选择运行模式，所述运行模式包括手动模式和自动模式。
在一个改进的实施例中，所述报警模块还用于：
当需要手动操作模具清洗控制系统时，将运行模式确定为手动模式；
模具清洗控制系统正常运行时，将运行模式确定为自动模式。
上述系统实施例中的内容均适用于本方法实施例中，本方法实施例所具体实现的功能与上述系统实施例相同，并且达到的有益效果与上述系统实施例所达到的有益效果也相同。
所述处理器可以是中央处理单元(Central-Processing-Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital-Signal-Processor，DSP)、专用集成电路(Application-Specific-Integrated-Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable-Gate-Arr ay，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种模具清洗控制系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种模具清洗控制系统可运行装置的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种模具清洗控制系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart-Media-Card，SMC)，安全数字(Secure-Digital，SD)卡，闪存卡(Flash-Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
尽管本申请的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本申请的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本申请进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本申请的非实质性改动仍可代表本申请的等效改动。
Claims (2)
1.一种模具清洗控制系统，其特征在于，所述系统包括：控制器、清刷模块和温度控制模块，所述控制器分别连接所述清刷模块和温度控制模块：
所述清刷模块包括变频器和电机，所述变频器分别与控制器和电机连接，所述变频器用于调节电机的速度，所述电机用于驱动清刷杆对模具进行清刷；
所述温度控制模块包括分别与所述控制器连接的温度传感器组、水阀和电热阻片，所述温度传感器组用于对模具的温度进行测量；
所述控制器，用于获取模具的工作温度范围和实时温度，当模具的实时温度在所述工作温度范围外时，控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，所述工作温度范围为根据工业生产需求预先设置的温度区间；
以及用于当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷；
其中，所述工作温度包括高温阈值和低温阈值，所述控制器具体用于：
当模具的实时温度高于所述高温阈值时，控制器控制所述水阀打开，以对模具进行激水，使模具的温度降低到工作温度范围内；具体地，计算所述实时温度和所述高温阈值的第一差值，根据所述第一差值确定降温所需要的第一持续时间，按所述第一持续时间控制水阀出水以降低模具温度，使模具的温度降低到工作温度范围内；
当模具的实时温度低于所述低温阈值时，控制器控制所述电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内；具体地，计算所述实时温度和所述低温阈值的第二差值，根据所述第二差值确定升温所需要的第二持续时间，按所述第二持续时间控制电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内；
所述温度传感器组具体用于：对模具的前模、模具、后模的温度分别进行测量，得到一组实时温度；所述实时温度包括前模的实时温度、模具的实时温度、以及后模的实时温度；
所述控制器具体用于：
当模具的实时温度在工作温度范围内时，先控制电机正转，以驱动清刷杆向左运行对模具进行清刷；当第一接近传感器检测到电机到达左限位时，触发所述控制器控制电机反转，以驱动清刷杆向右运行对模具进行清刷；当第二接近传感器检测到电机到达右限位时，触发所述控制器控制电机停止运行；
所述温度传感器组的探测方向还设有挡板，所述控制器还用于，当所述温度传感器组完成对模具的温度测量后，控制所述温度传感器组往探测方向的反向运行，以使挡板对所述温度传感器组形成遮挡。
2.一种模具清洗控制方法，应用于权利要求1所述的模具清洗控制系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S100、温度传感器组对模具的温度进行测量，得到所述模具的实时温度；
步骤S200、控制器获取模具的工作温度范围和实时温度，当模具的实时温度在所述工作温度范围外时，控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，所述工作温度范围为根据工业生产需求预先设置的温度区间；
步骤S300、当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷；
步骤S400、变频器调节电机的速度，以使所述电机驱动清刷杆对模具进行清刷；
其中，所述工作温度包括高温阈值和低温阈值，所述控制温度控制模块的运行，将模具的实时温度调节到工作温度范围内，包括：
当模具的实时温度高于所述高温阈值时，控制器控制所述水阀打开，以对模具进行激水，使模具的温度降低到工作温度范围内；具体地，计算所述实时温度和所述高温阈值的第一差值，根据所述第一差值确定降温所需要的第一持续时间，按所述第一持续时间控制水阀出水以降低模具温度，使模具的温度降低到工作温度范围内；
当模具的实时温度低于所述低温阈值时，控制器控制所述电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内；具体地，计算所述实时温度和所述低温阈值的第二差值，根据所述第二差值确定升温所需要的第二持续时间，按所述第二持续时间控制电热阻片对模具加热，使模具的温度升高到工作温度范围内；
所述温度传感器组对模具的温度进行测量，包括：
所述温度传感器组对模具的前模、模具、后模的温度分别进行测量，得到一组实时温度；所述实时温度包括前模的实时温度、模具的实时温度、以及后模的实时温度；
所述当模具的实时温度在工作温度范围内时，控制变频器驱动电机对模具进行清刷，包括：
所述控制器先控制电机正转，以驱动清刷杆向左运行对模具进行清刷；当第一接近传感器检测到电机到达左限位时，触发所述控制器控制电机反转，以驱动清刷杆向右运行对模具进行清刷；当第二接近传感器检测到电机到达右限位时，触发所述控制器控制电机停止运行；
所述方法还包括：
当所述温度传感器组完成对模具的温度测量后，控制器控制所述温度传感器组往探测方向的反向运行，以使挡板对所述温度传感器组形成遮挡。
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