CN113771321A - 射出成型机台状态监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

一种射出成型机台状态监控系统及监控方法，该射出成型机台状态监控系统应用于一成型设备，成型设备包括成型机台、模具及模温机，所述射出成型机台监控系统包括数据采集器、控制器及报警器，数据采集器及报警器均与所述控制器通信连接；所述数据采集器与成型机台、模具及模温机通信连接，用于实时采集所述成型机台、所述模具及所述模温机的成型过程数据；所述控制器，用于接收所述成型过程数据，判断所述成型过程数据是否超出一数值管控范围；所述报警器用于当所述成型过程数据超出所述数值管控范围时进行报警。本发明的监控系统可提前预警，提前检修机台，避免机器老化造成良率下降，降低不必要的损失。

Description

射出成型机台状态监控系统及监控方法

技术领域

本发明涉及射出成型设备技术领域，尤其涉及一种射出成型机台状态监控系统及监控方法。

背景技术

随着电子、信息产品快速发展，模具射出成型广泛地应用于塑胶工业上，包含了3C、汽机车、家电产品等等。模具射出成型是普遍应用于塑胶成品的成型方法，其原理为先将塑料烘干排除塑料内的水分，再将塑料放入料管内，设定料管温度，使得塑料加热至熔融状态，利用螺杆以高压方式推动熔融态塑料至模穴内，待塑胶产品冷却固化后，再将模具进行开模并顶出产品。

在塑胶产品成型过程中，大致可分成四个阶段，一、预备阶段(加热模具温度与烘料阶段)，二、射出阶段(注射阶段与保压阶段)，三、冷却阶段(熔胶阶段与后冷却阶段)，四、开模与顶出阶段。在射出成型的各个阶段如果成型参数不符合标准，则成型出的产品将会出现品质异常的现象。

传统的解决方法需要通过人工对成型参数进行监测，人力监测不能做到时时监控，而且会有监测失误，发现问题时已经生产了很多不良品，造成产品良率下降，造成不必要的损失。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种射出成型机台状态监控系统及监控方法，可满足在线监测成型产品，提前预警，及时发现成型设备问题，降低生产损失的要求。

本发明提供了一种射出成型机台状态监控系统，所述射出成型机台监控系统应用于一成型设备，所述成型设备包括成型机台、模具及模温机，所述射出成型机台监控系统包括数据采集器、控制器及报警器，所述数据采集器及报警器均与所述控制器通信连接。

所述数据采集器与所述成型机台、所述模具及所述模温机通信连接，用于实时采集所述成型机台、所述模具及所述模温机的成型过程数据。

所述控制器用于接收所述成型过程数据，判断所述成型过程数据是否超出一数值管控范围。

所述报警器用于当所述成型过程数据超出所述数值管控范围时进行报警。

进一步，所述成型过程数据包括成型机台成型过程数据，所述成型机台成型过程数据包括射出起点位置、射出终点位置、切换位置、切换时间、切换压力、溶胶终点、溶胶时间、后冷却时间、喷嘴温度。

进一步，所述成型过程数据还包括模具内成型过程数据，所述模具内成型过程数据包括塑料压力、塑料温度、公模温度及母模温度。

进一步，所述成型过程数据还包括模温机成型过程数据，所述模温机成型过程数据包括出水口热水温度和出水口冷水温度。

进一步，所述模具内成型过程数据及所述模温机成型过程数据通过高频数据采集的方式进行采集，所述高频数据采集的频率为20Hz～50Hz。

进一步，确定所述数值管控范围包括如下步骤：

实时获取成型产品中良品对应的所述成型过程数据；以及

根据所有所述良品的所述成型过程数据建立所述数值管控范围。

进一步，所述数据采集器还包括一摄像头，所述摄像头与所述控制器通信连接，用于实时采集成型产品的图像。

所述控制器还用于接受所述摄像头传输的所述图像，并将所述图像与预设良品图像进行比对，判断成型产品是否为良品，当所述成型产品为良品时，根据所述良品对应的所述成型过程数据建立并更新所述数值管控范围。

进一步，所述射出成型机台状态监控系统还包括存储器、显示器和打标器，所述存储器、所述显示器及所述打标器均与所述控制器通信连接。

所述存储器用于存储所述控制器接收到的所述成型过程数据以及所述数值管控范围。

所述显示器用于实时显示所述成型过程数据、所述数值管控范围及报警数据。

所述打标器用于在成型产品上打印编号。

本发明还提供一种射出成型机台状态监控方法，应用于一成型设备，所述成型设备包括成型机台、模具及模温机，所述射出成型机台状态监控方法包括以下步骤：

实时采集所述成型机台、所述模具及所述模温机的成型过程数据；

将采集到的所述成型过程数据与一数值管控范围进行比对，判断所述成型过程数据是否超出所述数值管控范围；以及

当所述成型过程数据超出所述数值管控范围时进行报警。

进一步，所述报警包括根据所述成型过程数据与所述数值管控范围的偏差大小进行报警。

相较于现有技术，本发明提供的射出成型机台状态监控系统具有以下有益效果：

1.通过射出成型机台状态监控系统，可提前预警，进行成型设备的检修，避免机器已老化了，但仍在生产产品，造成良率下降等问题。

2.经过与实际生产过程中人工检查进行反覆的对比验证，本发明提供的射出成型机台状态监控系统可比人工检查提前发现问题，可提前预警，提前进行成型设备维修，有效降低了不良品的生产，降低了生产过程中不必要的损失。

附图说明

图1是本发明一实施方式提供的一种射出成型机台状态监控系统的原理图。

图2是本发明一实施方式提供的一种射出成型机台状态监控方法的流程图。

图3是本发明一实施方式提供的一种射出成型机台状态监控系统中数值管控范围的确定方法的流程图。

图4是本发明另一实施方式提供的一种射出成型机台状态监控系统的原理图。

主要元件符号说明

射出成型机台状态监控系统 100

数据采集器 1、8

位移传感器 11

温度传感器 12

压力传感器 13

时间继电器 14

控制器 2

报警器 3

存储器 4

显示器 5

打标器 6

摄像头 7

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的射出成型机台状态监控系统100的原理图。

在本实施例中，所述射出成型机台状态监控系统100可以应用于成型设备中，所述成型设备为射出成型设备，包括成型机台、模具和模温机。

如图1所示，所述射出成型机台状态监控系统100具体包括：数据采集器1、控制器2及报警器3，所述数据采集器1和所述报警器3均与所述控制器2通信连接。

所述数据采集器1设置在所述成型机台、所述模具及所述模温机需要采集数据的位置，并与所述成型机台、所述模具及所述模温机通信连接，用于采集所述成型机台、所述模具及所述模温机的成型过程数据。在设备可以负担的情况下，针对所述模具及所述模温机的数据采集，所述数据采集器1可以以高频方式采集，采集的频率可以为20Hz～50Hz，优选20Hz，进一步优选30Hz，再进一步优选40Hz，更进一步优选50Hz。

在塑胶产品成型过程的四个阶段中，预备阶段需要监控进入所述成型机台中料筒内的塑料颗粒是否已烘干，以及所述模具的内部温度；射出阶段需要监控所述成型机台中螺杆的位移情况，所述模具内温度和压力的变化，以及相应的成型时间等；冷却阶段需要监控所述模具的降温情况；开模与顶出阶段需要监控成型产品的表面温度。所以需要对应不同的数据采集点设置不同的采集器。根据上述需要采集的数据特点，所述数据采集器1包括但不限于位移传感器11、温度传感器12、压力传感器13及时间继电器14。

其中所述成型过程数据包括但不限于成型机台成型过程数据、模具内成型过程数据及模温机成型过程数据。

如表1所示，本申请根据上述四个阶段需要采集的不同成型过程参数对应三种成型设备设置了不同的数据采集器。

表1

如表1中所示，通过在塑胶产品成型过程设置不同的所述数据采集器1，采集不同位置相应的所述成型过程数据，表1只给出了部分成型过程需要控制的参数，可以根据实际需要增减相应的所述数据采集器1。

针对所述成型机台，每个所述成型产品在一个生产周期内一般只有一组数据。针对所述模具及所述模温机，根据所述数据采集器1的采集频率的设置，每个所述成型产品在一个生产周期内则有多组数据，也就是每个所述成型产品针对检测的某个所述成型过程数据会有一系列数据，例如所述模具内的所述塑料温度，每个所述成型产品根据采集频率的设置，会有一系列数据。

所述控制器2，用于接受所述数据采集器1采集到的所述成型过程数据，判断所述成型过程数据是否超出一数值管控范围。

所述报警器3，用于当所述成型过程数据超出所述数值管控范围时进行报警。如果实时采集的所述成型过程数据超过了所述数值管控范围，则所述报警器3会进行报警。

同时可以通过所述控制器2设置不同的报警级别，可以所述成型过程数据超出所述数值管控范围的偏差大小进行区别报警。本实施方式中，所述报警器3为蜂鸣器，当所述成型过程数据超出所述数值管控范围的偏差较小时，所述蜂鸣器的响声比较小，随着所述成型过程数据超出所述数值管控范围的偏差的增大，所述蜂鸣器的响声也会不断增大。或者，所述报警器3还可以是不同颜色的报警灯，根据所述成型过程数据超出所述数值管控范围的偏差的大小可闪烁不同颜色的所述报警灯。

所述模温机、所述模具及所述成型机台的生产过程参数，若出现异常并非出于偶然，大部分皆是因机器运作一段时间后开始出现老化现象而造成的，操作人员可以根据不同级别的报警提醒，提前知道成型设备是否出现老化问题，并进行及时检修，避免因成型设备出现老化而未发现，造成产品良率下降的问题，降低生产损失。

显然，本实施方式中，针对所述成型过程数据的偶然波动，也设计了排除误差的手段。例如，可以设置某个所述成型过程数据超出所述数值管控范围的次数超过2次或3次，才会进行报警。或者某个所述成型过程数据超出所述数值管控范围超出的偏差小的，需要超过3次或4次才会进行报警等等。这样可以避免误差波动造成误报警，影响生产效率。当然，以上次数限定仅限于解释所述排除误差的手段。

本实施方式中，所述射出成型机台状态监控系统还包括存储器4，所述存储器4，用于存储所述成型过程数据以及所述数值管控范围，数据存储后能够方便后期所述控制器2的调取，比对。

本实施方式中，所述射出成型机台状态监控系统100还包括显示器5，所述显示器5，用于实时显示所述成型过程数据、所述数值管控范围及报警数据，便于操作人员查看。

本实施方式中，所述射出成型机台状态监控系统100还包括打标器6，所述打标器6用于在所述成型产品上打印生产编号，便于后续区分识别。

请参阅图2所示，为本发明应用于上述射出成型机台状态监控系统100的射出成型机台状态监控方法的流程图。

在本实施方式中，所述射出成型机台状态监控方法可以应用于成型设备中，具体应用于射出成型设备中。如图2所示，所述射出成型机台状态监控方法具体包括以下步骤：

步骤S1，实时采集所述成型机台、所述模具及所述模温机的成型过程数据。

首先在所述成型机台、所述模具内与所述模温机对应的位置安装相应的所述数据采集器1，收集生产过程数据，如表1所示(表1中仅列出射出成型过程中的一部分数据采集器1的位置与收集的数据)。后续，相应的所述数据采集器1采集到的所述成型过程数据即代表所述成型机台、所述模具内与所述模温机在生产过程中所收集到的生产数据。在相同的塑胶产品成型工艺生产条件下，在生产过程中，记录每个所述成型产品在塑胶产品成型过程的四个阶段中，各时间点的所述数据采集器1采集到的所述成型过程数据。在设备可以负担的情况下，针对所述模具内及所述模温机以高频率采集数据，例如，20Hz～50Hz，优选20Hz、进一步优选30Hz，再进一步优选40Hz，更进一步优选50Hz。

步骤S2，将采集到的所述成型过程数据与一数值管控范围进行比对，判断所述成型过程数据是否超出所述数值管控范围。

因成本原因，不可能每个所述成型产品都进行质量检测，根据上述建立的所述数值管控范围，便可以实时将采集到的所述成型过程数据与所述数值管控范围进行比对，在范围内的，则判断为良品，不在范围内的，则判断为不良品，同时针对不良品对应的所述成型过程数据，对应生产过程中的具体参数，检测成型设备是否出现老化，提前预警，提前发现，避免因设备老化或故障造成过多的不良品的产生。

步骤S3，当所述成型过程数据超出所述数值管控范围时进行报警。

若实时采集的所述成型过程数据超出所述数值管控范围，则根据超出的偏差大小进行不同级别的报警。例如，抽检出的所述良品在射出阶段所对应的热水温度平均值介于60℃～70℃之间，若后续生产的未检测的成型产品，其对应的热水温度不在此区间内，则依据偏离程度，给予不同级别的警报，同时需要及时对成型设备进行检修，避免由于设备问题，造成批量不良。

针对不同偏离程度的分级别报警，可以根据实际情况设定具体的报警级别。本实施方式中，所述报警器3可以采用蜂鸣器，当所述成型过程数据超出所述数值管控范围的偏差较小时，所述蜂鸣器的响声比较小，随着所述成型过程数据超出所述数值管控范围的偏差的增大，所述蜂鸣器的响声也会不断增大。或者，所述报警器3还可以是不同颜色的报警灯，根据所述成型过程数据超出所述数值管控范围的偏差的大小可闪烁不同颜色的所述报警灯。显然，本实施方式中，针对所述成型过程数据的偶然波动，也设计了排除误差的手段。例如，可以设置某个所述成型过程数据超出所述数值管控范围的次数超过2次或3次，才会进行报警。或者某个所述成型过程数据超出所述数值管控范围超出的偏差小的，需要超过3次或4次才会进行报警等等。这样可以避免误差波动造成误报警，影响生产效率。

如图3所示，本实施方式中，所述数值管控范围的建立方法具体包括以下步骤：

步骤Q1，抽样，获取所述成型产品中的良品。在生产过程中，对所述成型产品进行抽样检查，将抽样的所述成型产品与标准良品进行比对(具体的比对项目包括产品外观、尺寸等)，确定出良品，并将抽检得到的所有所述良品的编号与对应的所述成型过程数据进行匹配，也就是，每个所述良品都会对应整个成型过程中的一系列的所述成型过程数据。

本实施方式中，在相同参数设定值的生产前期，采用人工的方式进行所述成型产品的抽检，可以连续抽检几个产品，也可以不定时抽检几个产品，例如一开始抽20个以上，或是每隔10个抽1个。对抽检的所述成型产品依据标准样品进行品质判断，观察这些被抽检的所述成型产品外观是否有瑕疵，或各尺寸面向是否有超规的现象，检出良品，并纪录每个所述良品的产品编号。

步骤Q2，获取所有所述良品的所述成型过程数据后，建立所述数值管控范围。由于每个所述成型产品在一个生产周期内具有一系列数据，而且所述良品的数量也是多个的，所述控制器2需要根据这一系列数据进行计算，得出每个管控参数对应的所述数值管控范围。针对所述模具内和所述模温机的所述成型过程数据，由于所述数据采集器1为高频数据采集，每个所述成型产品在一个生产周期内则有多组数据，也就是每个所述成型产品针对检测的某个所述成型过程数据会有一系列数据，通过计算可算出每个所述成型产品在塑胶产品成型过程中的四个阶段对应的某个所述成型过程数据的平均值、中位数、最大值、最小值及总和等等；而针对所述成型机台的所述成型过程数据每个成型产品仅有一笔数据，但针对所有良品的这一过程数据需要计算出相应的范围，整理上述获取的所述成型过程数据建立对应的所述数值管控范围。

本实施方式中，所述数值管控范围是实时更新的。所述数值管控范围是一个动态变化的范围，可以根据生产的推进不断调整范围。当建立好所述数值管控范围后，后续所述数据采集器1再采集所述成型产品的所述成型过程数据后，通过抽检，得到所述良品的所述成型过程数据将被传输至所述控制器2，所述控制器2将自动跟新所述成型过程数据。

实施例二

请参阅图4所示，为本发明提供的第二实施方式的射出成型机台状态监控系统，第二实施方式与第一实施方式的区别在于，所述数据采集器8还包括一摄像头7，所述摄像头7用于采集成型产品的图像，同时，所述控制器2还用于接受所述摄像头7传输的所述图像，并将所述图像与预设良品图像进行比对，判断成型产品是否为良品，具体判断的参数包括外观是否有瑕疵、尺寸是否符合标准等。需要说明的是，在本发明的精神或基本特征的范围内，适用于第一实施方式中的各具体方案也可以相应的适用于第二实施方式中，为节省篇幅及避免重复起见，在此就不再赘述。本实施方式中，采用所述摄像头7与所述控制器2相互配合，可以实现在线自动抽样，提取良品品质参数，避免人工抽样进一步再将得到的良品与相应的所述成型过程数据对应来建立所述数值管控范围。

相较于现有技术，本发明提供的射出成型机台状态监控系统具有以下有益效果：

1.通过射出成型机台状态监控系统，即可提前预警，进行模温机或成型机台的检修，避免机器已老化了，但仍在生产产品，造成良率下降等问题。

2.经过与实际生产的人工检查进行线下反覆的对比验证，本发明提供的射出成型机台状态监控系统可比人工检查提前发现问题，可提前预警，维修机台，有效降低了不良品的生产，减小不必要的损失。

另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种射出成型机台状态监控系统，所述射出成型机台监控系统应用于一成型设备，所述成型设备包括成型机台、模具及模温机，其特征在于，所述射出成型机台监控系统包括数据采集器、控制器及报警器，所述数据采集器及报警器均与所述控制器通信连接；

所述数据采集器与所述成型机台、所述模具及所述模温机通信连接，用于实时采集所述成型机台、所述模具及所述模温机的成型过程数据；

所述控制器用于接收所述成型过程数据，判断所述成型过程数据是否超出一数值管控范围；

所述报警器用于当所述成型过程数据超出所述数值管控范围时进行报警。

2.如权利要求1所述的射出成型机台状态监控系统，其特征在于，所述成型过程数据包括成型机台成型过程数据，所述成型机台成型过程数据包括射出起点位置、射出终点位置、切换位置、切换时间、切换压力、溶胶终点、溶胶时间、后冷却时间、喷嘴温度。

3.如权利要求2所述的射出成型机台状态监控系统，其特征在于，所述成型过程数据还包括模具内成型过程数据，所述模具内成型过程数据包括塑料压力、塑料温度、公模温度及母模温度。

4.如权利要求3所述的射出成型机台状态监控系统，其特征在于，所述成型过程数据还包括模温机成型过程数据，所述模温机成型过程数据包括出水口热水温度和出水口冷水温度。

5.如权利要求4所述的射出成型机台状态监控系统，其特征在于，所述模具内成型过程数据及所述模温机成型过程数据通过高频数据采集的方式进行采集，所述高频数据采集的频率为20Hz～50Hz。

6.如权利要求1所述的射出成型机台状态监控系统，其特征在于，确定所述数值管控范围包括如下步骤：

实时获取成型产品中良品对应的所述成型过程数据；以及

根据所有所述良品的所述成型过程数据建立所述数值管控范围。

7.如权利要求1所述的射出成型机台状态监控系统，其特征在于，所述数据采集器还包括一摄像头，所述摄像头与所述控制器通信连接，用于实时采集成型产品的图像；

所述控制器还用于接受所述摄像头传输的所述图像，并将所述图像与预设良品图像进行比对，判断成型产品是否为良品，当所述成型产品为良品时，根据所述良品对应的所述成型过程数据建立并更新所述数值管控范围。

8.如权利要求1至7任一项所述的射出成型机台状态监控系统，其特征在于，所述射出成型机台状态监控系统还包括存储器、显示器和打标器，所述存储器、所述显示器及所述打标器均与所述控制器通信连接，

所述存储器用于存储所述控制器接收到的所述成型过程数据以及所述数值管控范围；

所述显示器用于实时显示所述成型过程数据、所述数值管控范围及报警数据；

所述打标器用于在成型产品上打印编号。

9.一种射出成型机台状态监控方法，应用于一成型设备，所述成型设备包括成型机台、模具及模温机，其特征在于，所述射出成型机台状态监控方法包括以下步骤：

实时采集所述成型机台、所述模具及所述模温机的成型过程数据；

将采集到的所述成型过程数据与一数值管控范围进行比对，判断所述成型过程数据是否超出所述数值管控范围；以及

当所述成型过程数据超出所述数值管控范围时进行报警。

10.如权利要求9所述的射出成型机台状态监控方法，其特征在于，所述报警包括根据所述成型过程数据与所述数值管控范围的偏差大小进行报警。

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