本发明涉及模具监测领域，更详而言之涉及一种适用于模具的物联监测系统及其方法。
背景技术：
众所周知，模具是工业上用来制作成型物品的工具，通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。模具是一种精度极高的工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。在实际的生产操作中，模具合模开模的状态，顶针的工作状态，模具内的工作温度，以及模具内的压力变化都关乎着模具是否能正常工作。另一方面，模具的造价成本较高，工厂只有了解掌控模具的实时参数状态才能更好地对模具进行维护保养以延长模具的使用寿命，减小不必要的成本浪费。因此，对于模具工作过程中状态的监测显得尤为必要。
但是，现有的传统技术对于模具的监测手段还存在着一些问题。一种传统的做法是在模具外部加装零件设备来对模具进行机械式、物理式的数据采集，其采集过程需要人工来完成，自动化程度不高，数据采集的规律性也较差，而且采集结果可视性差，不利于操作人员及时做出准确的监控判断。
另一种做法是利用注塑机来直接接入模具的生产数据，但是这种做法是一种间接的数据监测方式，获取到的监测数据与模具内部的真实数据存在一定的误差，造成监测效果较差。
值得一提的是，上述两种传统的模具监测手段都不能将检测数据进行联网上传，无法实现操作人员对模具的远程监测。
综上所述，本领域亟需一种新的适用于模具的物联监测系统来解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种适用于模具的物联监测系统及其方法，实现了对模具工作状态的实时监控，提高了模具监测的准确性。
本发明的另一个目的在于提供一种适用于模具的物联监测系统及其方法，实现了模具监测结果的联网上传，便于操作人员对模具进行远程监测。
本发明的另一个目的在于提供一种适用于模具的物联监测系统及其方法，当模具内的检测数据出现异常时可实现自动报警提示，加强了模具监测的即时性。
本发明的另一个目的在于提供一种适用于模具的物联监测系统及其方法，对采集到的模具历史检测数据进行整合分析处理，为操作人员提供对模具产能和工艺优化分析的数据支持。
因此，为了实现上述目的，本发明提供一种适用于模具的物联监测系统，其包括：
云端服务器；
用户端；以及
模具终端，其中所述用户端和所述模具终端分别通过电子通讯网络与所述云端服务器进行通信连接，所述模具终端包括控制模块，分别与控制模块通信连接的通讯模块、合模行程开关传感器、顶针位置传感器、温度传感器、以及压力传感器，其中所述合模行程开关传感器被设置检测模具的合模开模状态，所述顶针位置传感器被设置检测顶针的位置状态，所述温度传感器被设置检测模具的工作温度，所述压力传感器被设置检测模具型腔内的压力变化，所述控制模块被设置接收来自所述合模行程开关传感器、所述顶针位置传感器、所述温度传感器、以及所述压力传感器检测到的检测数据并与预先设定的正常范围进行比较，一旦所述检测数据发生异常，所述控制模块被设置分别发送报警指令至所述云端服务器和所述用户端对相关人员进行提示。
根据本发明的优选实施例，所述控制模块被设置通过电子通讯网络将采集到的检测数据上传至所述云端服务器，所述云端服务器被设置对采集到的模具历史检测数据进行整合分析处理，为操作人员提供对模具产能和工艺优化分析的数据支持。
根据本发明的优选实施例，所述用户端被设置通过通讯模块自所述控制模块和/或通过电子通讯网络自所述云端服务器获取所述检测数据供用户进行查看。
根据本发明的优选实施例，所述模具终端进一步包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块通信连接，所述显示模块被设置显示所述物联终端与所述云端服务器和所述用户端的连接状态，以及模具的合模次数。
优选地，所述显示模块为oled液晶显示屏。
优选地，所述用户端通过蓝牙通信自所述控制模块获取检测数据。
根据本发明的优选实施例，所述温度传感器被设置在模具的模壁中。
根据本发明的优选实施例，所述合模行程开关传感器被设置在动模和定模的接触部分。
根据本发明的优选实施例，所述顶针位置传感器被设置在顶针固定板与模具底板之间。
优选地，所述合模行程开关传感器和所述顶针位置传感器为微动开关。
根据本发明的优选实施例，所述压力传感器被设置在模具拉料杆的下方。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一种适用于模具的物联监测方法，适用于上述适用于模具的物联监测系统，其包括以下步骤：
(a)在模具的动模和定模的接触部分设置合模行程开关传感器采集模具的合模/开模次数及时间；
(b)在模具的模壁中设置温度传感器采集模具的工作温度；
(c)在模具拉料杆的下侧设置压力传感器采集模具内部的压力值；
(d)在顶针固定板与模具底板之间设置顶针位置传感器采集模具内顶针的位置状态及时间。
根据本发明的优选实施例，所述步骤(a)、步骤(b)、步骤(c)、步骤(d)不分先后顺序。
本发明的上述以及其它目的、特征、优点将通过下面的详细说明、附图、以及所附的权利要求进一步明确。
附图说明
图1是根据本发明的优选实施例的适用于模具的物联监测系统的配置示意图；
图2是根据本发明的优选实施例的适用于模具的物联监测系统的模具终端的配置示意图；
图3是根据本发明的优选实施例的适用于模具的物联监测系统的模具终端的各传感器的安装位置示意图；
图4是根据本发明的优选实施例的适用于模具的物联监测方法的流程示意图；
图中：模具终端10；控制模块11；显示模块12；通讯模块13；合模行程开关传感器14；顶针位置传感器15；温度传感器16；压力传感器17；用户端20；云端服务器30；顶针41；顶针固定板42；拉料杆43；模具底板44；动模45；定模46；模壁47。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参看附图之图1至图3，根据本发明的优选实施例的适用于模具的物联监测系统将在接下来的描述中被阐明，其中所述适用于模具的物联监测系统包括云端服务器30，用户端20，以及模具终端10，其中所述云端服务器30分别与所述用户端20，所述模具终端10通过电子通讯网络实现通信。换句话来说，所述用户端20和所述物联终端分别通过电子通讯网络耦接于所述云端服务器30。
本领域技术人员容易理解的是，所述电子通讯网络可以是任何实现所述云端服务器30分别与所述用户端20，所述模具终端10之间通讯的电子通讯网络。例如，所述电子通讯网络可为一局域网(lan)，一城域网(man)，一广域网(wan)，等互联网网络的一种。所述电子通讯网络也可以是其它能够实现所述云端服务器30和所述用户端20，所述模具终端10之间通讯的通讯网络，如gsm、3g移动通讯网络(cdma、cdma200、td-cdma、wcdma等)、4g移动通信网络(td-lte、fdd-lte等)、5g移动通讯网络、卫星通讯等通讯网络等。另外，所述用户端20和所述模具终端10也可通过先接入无线局域网(wlan)、蓝牙传输(bluetooth)或热点(hotpoint)等网络，然后再通过这些无线通讯网络接入或连接至所述电子通讯网络的方式，实现与所述云端服务器30之间通讯。或者，所述用户端20和所述模具终端10也可以通过预先设定的自定义通信数据协议与所述云端服务器30进行通信。
进一步地，所述模具终端10被设置耦接于待监测的模具设备并采集分析模具的检测数据，并通过电子通讯网络将采集到的检测数据上传至所述云端服务器30，所述云端服务器30被设置对采集到的模具历史检测数据进行整合分析处理，为操作人员提供对模具产能和工艺优化分析的数据支持。所述用户端20被设置从所述模具终端10和/或所述云端服务器30获取模具的检测数据供用户进行查看，直观实时地反映出模具的工作状态。
本领域技术人员容易理解的是，所述用户端20可以是预先安装在用户的便携式电子设备上的软件客户端，也可以是在线的网页端。
具体地来说，所述模具终端10包括控制模块11，分别与所述控制模块11通信连接的通讯模块13、合模行程开关传感器14、顶针位置传感器15、温度传感器16、以及压力传感器17，其中所述合模行程开关传感器14、所述顶针位置传感器15、所述温度传感器16、以及所述压力传感器17分别被设置采集模具的检测数据并发送至所述控制模块11，所述控制模块11对接收到的检测数据进行监控分析，将所述检测数据与预先设定的正常范围进行比较，一旦所述检测数据出现异常，所述控制模块11被设置分别发送报警指令至所述云端服务器30和所述用户端20对相关人员进行提示，从而实现对模具异常状态的监控报警。
进一步参看附图之图3，其展示了模具的侧面剖视图，显示了所述模具终端10的各个传感器的安装位置。具体地来说，所述合模行程开关传感器14被设置检测模具的合模开模状态。模具包括动模45和定模46，两者可拆卸地相连接，实现可分可合的效果。在模具合模之后，动模45和定模46连接闭合，将成型材料注入模具型腔内部进行成型加工；当产品完成定型之后，模具进行开模，动模45和定模46分离，模具内的顶针41将产品顶出模具型腔。因此，模具进行合模和开模的次数也反映了模具的产能，也就是说，模具进行一次合模和一次开模的过程代表了模具完成了一件产品的加工。所述合模行程开关传感器14被设置在动模45和定模46的接触部分，随着动模45和定模46的连接和分离产生相应的状态信号。当动模45和定模46进行合模连接时，所述合模行程开关传感器14检测到合模状态并发送一合模信号至所述控制模块11，当动模45和定模46进行开模分离时，所述合模行程开关传感器14检测到开模状态并发送一开模信号至所述控制模块11，所述控制模块11被设置根据接收到的合模信号和开模信号分析记录模具进行开模和合模的次数，以及每次开模和每次合模分别持续的时间。
优选地，所述合模行程开关传感器14为微动开关。
本领域技术人员容易理解的是，根据单位时间内开模和合模的次数可以统计出模具单位时间内的产量。
所述顶针位置传感器15被设置检测顶针41的位置状态。当产品在模具内完成定型，模具进行开模，顶针41会将产品顶出模具型腔。顶针41被固定在顶针固定板42上，顶针固定板42在推杆的推动下带动顶针41将产品顶出模具型腔，顶针固定板42在被推动的同时会脱离模具底板44。因此，所述顶针位置传感器15被设置在顶针固定板42与模具底板44之间。随着顶针固定板42和模具底板44的连接和分离产生相应的状态信号。当顶针固定板42和模具底板44连接时，代表顶针41没有对产品进行顶出操作，所述顶针位置传感器15检测到连接状态并发送一连接信号至所述控制模块11，当顶针固定板42和模具底板44分离时，代表顶针41对产品进行顶出操作，所述顶针位置传感器15检测到分离状态并发送一顶出信号至所述控制模块11，所述控制模块11被设置根据接收到的连接信号和顶出信号分析记录顶针41的位置状态，以及不同位置状态分别持续的时间。
优选地，所述顶针位置传感器15为微动开关。
所述温度传感器16被设置检测模具的工作温度并发送至所述控制模块11。为了减小采集到的温度数据的误差，所述温度传感器16被设置在模具的模壁47中。
值得一提的是，在实际安装操作中，所述温度传感器16的实际安装位置在不影响模具热流道和水道正常工作的情况下可由模具设计者自行选择。
所述压力传感器17被设置检测模具型腔内的压力值并发送至所述控制模块11。利用力的等效转换原理，所述压力传感器17被设置在模具拉料杆43的下方，通过采集拉料杆43的压力变化来反应模具型腔内的压力变化。
通过这样的方式，在将传感器安装到模具内的过程中不破坏模具型腔原本的结构，降低了操作成本。
进一步地，所述控制模块11将接收到的来自各传感器的检测数据通过电子通讯网络上传至所述云端服务器30，所述云端服务器30被设置对采集到的模具历史检测数据进行整合分析处理，为操作人员提供对模具产能和工艺优化分析的数据支持。
本领域技术人员可以理解的是，所述检测数据包括通过所述温度传感器16采集到的模具工作温度，通过压力传感器17采集到的模具内部的压力值，通过合模行程开关传感器14采集到的合模/开模次数及时间，以及通过所述顶针位置传感器15采集到的模具内顶针41的位置状态及时间。
所述用户端20被设置通过通讯模块13自所述控制模块11获取检测数据或者通过电子通讯网络自所述云端服务器30获取所述检测数据供用户进行查看。
优选地，所述用户端20通过蓝牙通信自所述控制模块11获取检测数据。
所述模具终端10进一步包括显示模块12，所述显示模块12与所述控制模块11通信连接，所述显示模块12被设置显示所述物联终端10与所述云端服务器30和所述用户端20的连接状态，以及模具的合模次数。
优选地，所述显示模块12为oled液晶显示屏。
如附图4所示，本发明进一步提供一种适用于模具的物联监测方法，适用于上述适用于模具的物联监测系统，其包括以下步骤：
(a)在模具的动模45和定模46的接触部分设置合模行程开关传感器14采集模具的合模/开模次数及时间；
(b)在模具的模壁47中设置温度传感器16采集模具的工作温度；
(c)在模具拉料杆43的下侧设置压力传感器17采集模具内部的压力值；
(d)在顶针固定板42与模具底板44之间设置顶针位置传感器15采集模具内顶针41的位置状态及时间。
值得一提的是，所述步骤(a)、步骤(b)、步骤(c)、步骤(d)不分先后顺序。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。