CN208359409U - 一种基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，设有多个无线锁模力传感器、监测装置和无线路由器；所述无线锁模力传感器设有WiFi通讯模块、中央处理器、模拟量输入模块和应变检测电路。本实用新型用监测装置通过无线局域网接收各个无线锁模力传感器检测到的实时形变量数据，实现对每一个无线锁模力传感器所在安装位置的实时形变量的监测，解决了“现有锁模力监测系统因注塑机体积大，令锁模力传感器连接线路过长而受电磁干扰严重，造成采集的传感信号失真，使得锁模力监测数据精度低”的问题，因此，本实用新型适于注塑机的锁模力监测，具有监测精度高、受干扰小的优点。

Description

一种基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统。

背景技术

注塑机是热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制氧各种形状的塑料制品的主要成型设备。注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、加热及冷却系统、安全检测系统等组成。其工作原理与注射器相似，借助螺杆的推力将已塑化好的熔融状态的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。

锁模力是指注塑机合模机构对模具所能施加的夹紧力，是为了抵抗熔融胶料在较高的注射压力下充填模具时所产生的胀模力而设定的。

锁模力监测技术即注塑过程中锁模力监测方法的发展经历了三个阶段，分别是人工读表法、粘贴应变片电测法及锁模力传感器法。

人工读表法是利用千分表来测量合模机构某处的应变，通常是测量拉杆的应变，再与拉杆的原长相比计算出拉杆应变值。这种锁模力监测方法的人为误差非常大，从而导致准确程度很差。因为通过千分表指针的机械转动来测量设备受力面的形变，其本身就存在较大的测量原理误差，且还存在着读数误差。

锁模力的应变电测法是将电阻式应变片粘贴在拉杆表面，根据电阻式应变片电阻的变化与拉杆的应变之间的线性关系，并将应变片电阻连接成惠斯通电桥，应用电测法测出拉杆的应变，从而实现对锁模力的监测。这种锁模力监测方法在准确程度上较人工计算方法有很大程度的提高，但存在以下缺点：费时费力，效率很低；测量精度受粘贴质量的好坏影响很大；应变片只能使用一次，测量成本高。

传感器测量法是在电测法的基础上，将应变片安装在不同的弹性外壳(弹性体)上，连接成全桥或半桥电路后做成应变传感器(变送器)。这种传感器安装极其简单，不需要粘贴应变片，而且应变片可以重复使用。但这种方法需要使用连线信号线，当线路较长时信号受到电磁干扰会比较多，造成采集信号失真。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，以解决“现有锁模力监测系统因注塑机体积大，令锁模力传感器连接线路过长而受电磁干扰严重，造成采集的传感信号失真，使得锁模力监测数据精度低”的问题。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，适用于通过拉杆施加锁模力的受监测注塑机，其特征在于：所述的注塑机锁模力监测系统设有多个无线锁模力传感器、监测装置和无线路由器；所述无线锁模力传感器安装在所述拉杆上，且每一个所述无线锁模力传感器均设有唯一的身份编码；所述无线锁模力传感器设有WiFi通讯模块、中央处理器、模拟量输入模块和应变检测电路，所述应变检测电路输出的模拟信号通过所述模拟量输入模块转换为数字信号后输入所述中央处理器，使得所述中央处理器能够通过所述应变检测电路检测所述无线锁模力传感器所在安装位置的实时形变量数据，且所述中央处理器将所述实时形变量数据和对应的身份编码组成数据包，并将该数据包通过所述WiFi通讯模块发送至基于所述无线路由器建立的无线局域网；所述监测装置通过所述无线局域网接收各个所述无线锁模力传感器发出的数据包，以按照所述数据包中的身份编码，获得每一个所述无线锁模力传感器所在安装位置的实时形变量数据。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的注塑机锁模力监测系统对应每一根所述拉杆均设有两个所述无线锁模力传感器；对应同一根所述拉杆的两个无线锁模力传感器以轴对称的方式安装在该拉杆上；所述监测装置将接收到的每一个实时形变量数据转换为实时应变力数据，并且，所述监测装置计算同一根所述拉杆上的两个无线锁模力传感器所对应的实时应变力数据的平均值，作为该拉杆的实时锁模力数据。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的应变检测电路由应变片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1和电容C2组成，所述应变片、电阻R1、电阻R3和电阻R2组成桥式电路，即所述应变片的一端依次通过所述电阻R1、电阻R3和电阻R2与所述应变片的另一端电性连接，且所述应变片与电阻R1的连接点作为所述应变检测电路的正极检测输出端，所述电阻R3与电阻R2的连接点与所述电容C2的一端电性连接，所述电容C2的另一端作为所述应变检测电路的负极检测输出端，所述电容C1连接在所述正极检测输出端与负极检测输出端之间，所述应变片与电阻R2的连接点和所述负极检测输出端均接地。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的无线锁模力传感器还设有数字量输入模块；所述数字量输入模块能够产生所述身份编码并输出至所述中央处理器。

作为本实用新型的优选实施方式：所述中央处理器采用STM32F103单片机，所述模拟量输入模块采用AD7705芯片，该AD7705芯片的引脚AN1+和引脚AN1-分别与所述应变检测电路的正极检测输出端与负极检测输出端电性连接，该AD7705芯片的引脚SCK、引脚DOUT、引脚DIN分别与所述STM32F103单片机的引脚PA5、引脚PA6、引脚PA7电性连接；所述数字量输入模块为4位拨码开关，该4位拨码开关的四个引脚分别与所述STM32F103单片机的引脚PD2、引脚PD3、引脚PD4、引脚PD5电性连接；所述WiFi通讯模块采用ESP8266Ex芯片，该ESP8266Ex芯片的引脚RXD、引脚TXD分别与所述STM32F103单片机的引脚PA2、引脚PA3电性连接，该ESP8266Ex芯片的引脚ANT接天线。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的无线锁模力传感器通过用磁铁吸附的方式安装在所述拉杆上。

作为本实用新型的优选实施方式：所述的监测装置为计算机、平板电脑、智能手机中任意一种。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型用监测装置通过无线局域网接收各个无线锁模力传感器检测到的实时形变量数据，实现对每一个无线锁模力传感器所在安装位置的实时形变量的监测，解决了“现有锁模力监测系统因注塑机体积大，令锁模力传感器连接线路过长而受电磁干扰严重，造成采集的传感信号失真，使得锁模力监测数据精度低”的问题，因此，本实用新型适于注塑机的锁模力监测，具有监测精度高、受干扰小的优点。

第二，本实用新型以轴对称的方式在一根拉杆上安装两个无线锁模力传感器，并以该两个无线锁模力传感器所测得实时形变量数据的平均值作为该拉杆的实时锁模力数据，因此，本实用新型能够实时、准确的监测到受监测注塑机的每一根拉杆的实时锁模力数据。

第三，本实用新型的无线锁模力传感器能够用磁铁吸附的方式安装在所述拉杆上，且采用无线数据传输方式而无需进行传感器线路连接，具有安装简单方便的优点。

第四，本实用新型采用常见的WiFi信号实现传感器的数据传输，让计算机、平板电脑、智能手机等常用设备均可实现锁模力的在线监测，提高了系统整体的智能化程度，也降低了用户的使用难度。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型的注塑机锁模力监测系统的示意图；

图2为本实用新型中无线锁模力传感器安装在拉杆上的示意图；

图3为本实用新型中无线锁模力传感器的电路原理框图；

图4为本实用新型中应变检测电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型公开的是一种基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，适用于通过拉杆1施加锁模力的受监测注塑机，其发明构思为：本实用新型的注塑机锁模力监测系统设有多个无线锁模力传感器2、监测装置和无线路由器；无线锁模力传感器2安装在拉杆1上，且每一个无线锁模力传感器2均设有唯一的身份编码；无线锁模力传感器2设有WiFi通讯模块、中央处理器、模拟量输入模块和应变检测电路，应变检测电路输出的模拟信号通过模拟量输入模块转换为数字信号后输入中央处理器，使得中央处理器能够通过应变检测电路检测无线锁模力传感器2所在安装位置的实时形变量数据，且中央处理器将实时形变量数据和对应的身份编码组成数据包，并将该数据包通过WiFi通讯模块发送至基于无线路由器建立的无线局域网；监测装置通过无线局域网接收各个无线锁模力传感器2发出的数据包，以按照数据包中的身份编码，获得每一个无线锁模力传感器2所在安装位置的实时形变量数据。

从而，解决了“现有锁模力监测系统因注塑机体积大，令锁模力传感器连接线路过长而受电磁干扰严重，造成采集的传感信号失真，使得锁模力监测数据精度低”的问题，因此，本实用新型适于注塑机的锁模力监测，具有监测精度高、受干扰小的优点。

在上述发明构思的基础上，本实用新型采用以下优选的结构：

作为本实用新型的优选实施方式：注塑机锁模力监测系统对应每一根拉杆1均设有两个无线锁模力传感器2；对应同一根拉杆1的两个无线锁模力传感器2以轴对称的方式安装在该拉杆1上；依据拉杆1的直径和模量，监测装置将接收到的每一个实时形变量数据转换为实时应变力数据，并且，监测装置计算同一根拉杆1上的两个无线锁模力传感器2所对应的实时应变力数据的平均值，作为该拉杆1的实时锁模力数据。从而，实时、准确的监测到受监测注塑机的每一根拉杆1的实时锁模力数据。

作为本实用新型的优选实施方式：如图4所示，应变检测电路由应变片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1和电容C2组成，应变片、电阻R1、电阻R3和电阻R2组成桥式电路，即应变片的一端依次通过电阻R1、电阻R3和电阻R2与应变片的另一端电性连接，且应变片与电阻R1的连接点作为应变检测电路的正极检测输出端，电阻R3与电阻R2的连接点与电容C2的一端电性连接，电容C2的另一端作为应变检测电路的负极检测输出端，电容C1连接在正极检测输出端与负极检测输出端之间，应变片与电阻R2的连接点和负极检测输出端均接地GND。从而，中央处理器通过采集应变检测电路在正极检测输出端与负极检测输出端之间的实时电阻值变化，即可以得出应变片的实时电阻值变化，依据应变片的原电阻值和灵敏系数，则能计算出应变片的实时应变量，也即对应的无线锁模力传感器2所在安装位置的实时形变量数据。

作为本实用新型的优选实施方式：无线锁模力传感器2还设有数字量输入模块；数字量输入模块能够产生身份编码并输出至中央处理器。从而，各个无线锁模力传感器2可以统一生产制作，通过数字量输入模块产生不同的身份编码，即可使得每一个无线锁模力传感器2均具有唯一的身份编码。

作为本实用新型的优选实施方式：中央处理器采用STM32F103单片机，模拟量输入模块采用AD7705芯片，该AD7705芯片的引脚AN1+和引脚AN1-分别与应变检测电路的正极检测输出端与负极检测输出端电性连接，该AD7705芯片的引脚SCK、引脚DOUT、引脚DIN分别与STM32F103单片机的引脚PA5、引脚PA6、引脚PA7电性连接；数字量输入模块为4位拨码开关，该4位拨码开关的四个引脚分别与STM32F103单片机的引脚PD2、引脚PD3、引脚PD4、引脚PD5电性连接；WiFi通讯模块采用ESP8266Ex芯片，该ESP8266Ex芯片的引脚RXD、引脚TXD分别与STM32F103单片机的引脚PA2、引脚PA3电性连接，该ESP8266Ex芯片的引脚ANT接天线。

作为本实用新型的优选实施方式：无线锁模力传感器2通过用磁铁吸附的方式安装在拉杆1上，具有安装简单方便的优点。

作为本实用新型的优选实施方式：监测装置可以为计算机、平板电脑、智能手机等设备中任意一种，只需具备WiFi无线通讯接口即可。

下面以采用四根拉杆1施加锁模力的受监测注塑机为例，说明本实用新型的注塑机锁模力监测系统的使用步骤：

S1、分别调节8个无线锁模力传感器2上的拨码开关，分配8个拨码开关的值分别为1～8，作为8个无线锁模力传感器2的身份编码；

S2、各个无线锁模力传感器2上电后，按下复位键恢复默认设置，无线锁模力传感器2的WiFi通讯模块进入AP_STATION模式，监听监测装置发送的联网信息；

S3、将各个无线锁模力传感器2分别安装到注塑机的四根拉杆1上，每根拉杆1上的两个无线锁模力传感器2对置安装；

S4、在注塑机附近安装无线路由器并产生WiFi信号，监测装置连接上该无线路由器的WiFi信号，并向外发送WiFi连接的广播包；

S5、无线锁模力传感器2监听到特定的WiFi连接信号后，连接上现场的无线路由器，实现无线锁模力传感器2与监测装置处于同一无线局域网内；

S6、监测装置将静置状态下的拉杆1形变量归零后，注塑机可进行各种合模、开模动作，各个无线锁模力传感器2不停向监测装置发送实时形变量数据，监测装置即可获得每一个无线锁模力传感器2在拉杆1的安装位置上的实时形变量数据，并相应计算出四根拉杆1的实时锁模力数据。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，适用于通过拉杆(1)施加锁模力的受监测注塑机，其特征在于：所述的注塑机锁模力监测系统设有多个无线锁模力传感器(2)、监测装置和无线路由器；所述无线锁模力传感器(2)安装在所述拉杆(1)上，且每一个所述无线锁模力传感器(2)均设有唯一的身份编码；所述无线锁模力传感器(2)设有WiFi通讯模块、中央处理器、模拟量输入模块和应变检测电路，所述应变检测电路输出的模拟信号通过所述模拟量输入模块转换为数字信号后输入所述中央处理器，使得所述中央处理器能够通过所述应变检测电路检测所述无线锁模力传感器(2)所在安装位置的实时形变量数据，且所述中央处理器将所述实时形变量数据和对应的身份编码组成数据包，并将该数据包通过所述WiFi通讯模块发送至基于所述无线路由器建立的无线局域网；所述监测装置通过所述无线局域网接收各个所述无线锁模力传感器(2)发出的数据包，以按照所述数据包中的身份编码，获得每一个所述无线锁模力传感器(2)所在安装位置的实时形变量数据。

2.根据权利要求1所述基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，其特征在于：所述的注塑机锁模力监测系统对应每一根所述拉杆(1)均设有两个所述无线锁模力传感器(2)；对应同一根所述拉杆(1)的两个无线锁模力传感器(2)以轴对称的方式安装在该拉杆(1)上；所述监测装置将接收到的每一个实时形变量数据转换为实时应变力数据，并且，所述监测装置计算同一根所述拉杆(1)上的两个无线锁模力传感器(2)所对应的实时应变力数据的平均值，作为该拉杆(1)的实时锁模力数据。

3.根据权利要求1或2所述基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，其特征在于：所述的应变检测电路由应变片、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1和电容C2组成，所述应变片、电阻R1、电阻R3和电阻R2组成桥式电路，即所述应变片的一端依次通过所述电阻R1、电阻R3和电阻R2与所述应变片的另一端电性连接，且所述应变片与电阻R1的连接点作为所述应变检测电路的正极检测输出端，所述电阻R3与电阻R2的连接点与所述电容C2的一端电性连接，所述电容C2的另一端作为所述应变检测电路的负极检测输出端，所述电容C1连接在所述正极检测输出端与负极检测输出端之间，所述应变片与电阻R2的连接点和所述负极检测输出端均接地(GND)。

4.根据权利要求3所述基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，其特征在于：所述的无线锁模力传感器(2)还设有数字量输入模块；所述数字量输入模块能够产生所述身份编码并输出至所述中央处理器。

5.根据权利要求4所述基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，其特征在于：所述中央处理器采用STM32F103单片机，所述模拟量输入模块采用AD7705芯片，该AD7705芯片的引脚AN1+和引脚AN1-分别与所述应变检测电路的正极检测输出端与负极检测输出端电性连接，该AD7705芯片的引脚SCK、引脚DOUT、引脚DIN分别与所述STM32F103单片机的引脚PA5、引脚PA6、引脚PA7电性连接；所述数字量输入模块为4位拨码开关，该4位拨码开关的四个引脚分别与所述STM32F103单片机的引脚PD2、引脚PD3、引脚PD4、引脚PD5电性连接；所述WiFi通讯模块采用ESP8266Ex芯片，该ESP8266Ex芯片的引脚RXD、引脚TXD分别与所述STM32F103单片机的引脚PA2、引脚PA3电性连接，该ESP8266Ex芯片的引脚ANT接天线。

6.根据权利要求1或2所述基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，其特征在于：所述的无线锁模力传感器(2)通过用磁铁吸附的方式安装在所述拉杆(1)上。

7.根据权利要求1或2所述基于无线传输技术的注塑机锁模力监测系统，其特征在于：所述的监测装置为计算机、平板电脑、智能手机中任意一种。