基于多传感器数据融合的注塑机控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，包括控制器、塑料注射单元、模具开合单元、温度调节单元、数据采集与处理单元和传感器单元，所述数据采集与处理单元分别与传感器单元和控制器相接，所述塑料注射单元、模具开合单元和温度调节单元均与所述控制器相接。本实用新型结构简单、稳定性好、投入成本低；采用多传感器数据融合技术，实现了自动化、智能化和高效化的数据采集与参数提取，有效解决了现有注塑机控制系统存在的不能满足种类和反馈模式各不相同的传感器和执行器在同一系统中大量使用与资源配置的问题。
【专利说明】基于多传感器数据融合的注塑机控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制系统，尤其是涉及一种基于多传感器数据融合的注塑机控制系统。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，塑料制品广泛应用于医疗、建筑、汽车、国防等多种行业。注塑机是将塑料原料加热熔化后注射到模具中经冷却形成塑料制品的一种机床，是塑料机械的重要组成之一。随着塑料工业的市场需求的变化，对注塑机各方面的性能要求也不断提高，现代注塑机不断向精密、节能、高效、环保发展。注塑机的控制技术是提升注塑机整体水平的关键之一，因此，结合自动化技术和计算机技术，具有高精度、高稳定性的注塑机控制系统的研制具有十分重要的意义。
[0003]对于注塑成型工艺，有许多重要的参数和信息(如塑料聚合物温度、熔体流速、注射压力、注射螺杆位置等)需要实时监视和共享，这就需要同时用到较多数量且不同类型的传感器进行信息采集和监测，基于这些采集和监测到的信息，通过多种相应的终端执行器实现终端控制。现有注塑机控制系统存在的主要问题是大量不同种类和反馈模式的传感器和执行器在同一系统中不能准确、高效的实现数据融合和资源配置。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其结构简单、稳定性好，工作能够对注塑机进行集成化、智能化的控制，提高了注塑机的效率和自动化水平。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征在于:包括控制器、塑料注射单元、模具开合单元、温度调节单元、数据采集与处理单元和传感器单元，所述数据采集与处理单元分别与传感器单元和控制器相接，所述塑料注射单元、模具开合单元和温度调节单元均与所述控制器相接；所述注塑机包括料斗、料筒、注射螺杆、喷嘴、射台、模具、合模机构；所述塑料注射单元包括用于驱动所述注射螺杆实现向前注射运动的射胶电机、用于在预塑化过程中驱动所述注射螺杆旋转以便把来自所述料斗的原料向前输送的溶胶电机、用于驱动所述射台往复运动的射台平移电机、分别与控制器和所述射胶电机相接的第一伺服驱动器、分别控制器和所述溶胶电机相接的第二伺服驱动器以及分别与控制器和所述射台平移电机相接的变频器，所述射胶电机与所述注射螺杆同轴紧密连接，所述溶胶电机与所述注射螺杆平行布设；所述模具开合单元包括第三伺服驱动器和驱动所述合模机构在塑料成型时将所述模具夹紧且在开模时推出模内制品的模具开合电机，所述第三伺服驱动器分别与所述模具开合电机和控制器相接；所述温度调节单元包括光电隔离器、驱动电路、过流保护电路、固态继电器、料筒加热器和喷嘴加热器，所述光电隔离器、驱动电路、过流保护电路和固态继电器依序连接，所述料筒加热器和喷嘴加热器均与所述固态继电器相接，所述光电隔离器与控制器相接；所述传感器单元包括对所述料筒的温度进行检测的第一温度传感器、对所述喷嘴的温度进行检测的第二温度传感器、对所述射胶电机的转速进行检测的第一转速传感器、对所述溶胶电机的转速进行检测的第二转速传感器、对所述射台平移电机的转速进行检测的第三转速传感器、对所述模具开合电机的转速进行检测的第四转速传感器、安装在所述注射螺杆末端用于检测注射压力的压力传感器和用于检测所述注射螺杆实时位置的位置传感器；所述数据采集与处理单元包括依序连接的信号调理电路、数据采集电路、神经网络数据融合处理器和接口电路；所述第一温度传感器、第二温度传感器、第一转速传感器、第二转速传感器、第三转速传感器、第四转速传感器、压力传感器和位置传感器均与所述信号调理电路相接，所述接口电路与控制器相接。
[0006]上述基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征是:所述控制器为PLC。
[0007]上述基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征是:所述第一温度传感器和第二温度传感器均为K型热电偶。
[0008]上述基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征是:所述位置传感器为光栅尺位移传感器。
[0009]上述基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征是:所述神经网络数据融合处理器为集成有BP神经网络模型的ARM微处理器。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:结构简单、稳定性好、投入成本低；采用多传感器数据融合技术，实现了自动化、智能化和高效化的数据采集与参数提取，有效解决了现有注塑机控制系统存在的不能满足种类和反馈模式各不相同的传感器和执行器在同一系统中大量使用与资源配置的问题。
[0011]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0013]附图标记说明:
[0014]I 一控制器；2—塑料注射单元；3—模具开合单元；
[0015]4 一温度调节单元； 5—数据采集与处理单元；
[0016]5-1—信号调理电路；5-2—数据采集电路；
[0017]5-3—神经网络数据融合处理器；5_4—接口电路；
[0018]6—传感器单元。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本实用新型包括控制器1、塑料注射单元2、模具开合单元3、温度调节单元4、数据采集与处理单元5和传感器单元6，所述数据采集与处理单元5分别与传感器单元6和控制器I相接，所述塑料注射单元2、模具开合单元3和温度调节单元4均与所述控制器I相接；所述注塑机包括料斗、料筒、注射螺杆、喷嘴、射台、模具、合模机构；所述塑料注射单元2包括用于驱动所述注射螺杆实现向前注射运动的射胶电机、用于在预塑化过程中驱动所述注射螺杆旋转以便把来自所述料斗的原料向前输送的溶胶电机、用于驱动所述射台往复运动的射台平移电机、分别与控制器I和所述射胶电机相接的第一伺服驱动器、分别控制器I和所述溶胶电机相接的第二伺服驱动器以及分别与控制器I和所述射台平移电机相接的变频器，所述射胶电机与所述注射螺杆同轴紧密连接，所述溶胶电机与所述注射螺杆平行布设；所述模具开合单元3包括第三伺服驱动器和驱动所述合模机构在塑料成型时将所述模具夹紧且在开模时推出模内制品的模具开合电机，所述第三伺服驱动器分别与所述模具开合电机和控制器I相接；所述温度调节单元4包括光电隔离器、驱动电路、过流保护电路、固态继电器、料筒加热器和喷嘴加热器，所述光电隔离器、驱动电路、过流保护电路和固态继电器依序连接，所述料筒加热器和喷嘴加热器均与所述固态继电器相接，所述光电隔离器与控制器I相接；所述传感器单元6包括对所述料筒的温度进行检测的第一温度传感器、对所述喷嘴的温度进行检测的第二温度传感器、对所述射胶电机的转速进行检测的第一转速传感器、对所述溶胶电机的转速进行检测的第二转速传感器、对所述射台平移电机的转速进行检测的第三转速传感器、对所述模具开合电机的转速进行检测的第四转速传感器、安装在所述注射螺杆末端用于检测注射压力的压力传感器和用于检测所述注射螺杆实时位置的位置传感器；所述数据采集与处理单元5包括依序连接的信号调理电路5-1、数据采集电路5-2、神经网络数据融合处理器5-3和接口电路5-4 ;所述第一温度传感器、第二温度传感器、第一转速传感器、第二转速传感器、第三转速传感器、第四转速传感器、压力传感器和位置传感器均与所述信号调理电路5-1相接，所述接口电路5-4与控制器I相接。
[0020]本实施例中，所述控制器I为PLC。
[0021]本实施例中，所述第一温度传感器和第二温度传感器均为K型热电偶。
[0022]本实施例中，所述位置传感器为光栅尺位移传感器。
[0023]本实施例中，所述神经网络数据融合处理器5-3为集成有BP神经网络模型的ARM微处理器。
[0024]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征在于:包括控制器(I)、塑料注射单元(2)、模具开合单元(3)、温度调节单元(4)、数据采集与处理单元(5)和传感器单元(6)，所述数据采集与处理单元(5)分别与传感器单元(6)和控制器(I)相接，所述塑料注射单元(2)、模具开合单元(3)和温度调节单元⑷均与所述控制器⑴相接；所述注塑机包括料斗、料筒、注射螺杆、喷嘴、射台、模具、合模机构；所述塑料注射单元(2)包括用于驱动所述注射螺杆实现向前注射运动的射胶电机、用于在预塑化过程中驱动所述注射螺杆旋转以便把来自所述料斗的原料向前输送的溶胶电机、用于驱动所述射台往复运动的射台平移电机、分别与控制器(I)和所述射胶电机相接的第一伺服驱动器、分别控制器(I)和所述溶胶电机相接的第二伺服驱动器以及分别与控制器(I)和所述射台平移电机相接的变频器，所述射胶电机与所述注射螺杆同轴紧密连接，所述溶胶电机与所述注射螺杆平行布设；所述模具开合单元(3)包括第三伺服驱动器和驱动所述合模机构在塑料成型时将所述模具夹紧且在开模时推出模内制品的模具开合电机，所述第三伺服驱动器分别与所述模具开合电机和控制器(I)相接；所述温度调节单元(4)包括光电隔离器、驱动电路、过流保护电路、固态继电器、料筒加热器和喷嘴加热器，所述光电隔离器、驱动电路、过流保护电路和固态继电器依序连接，所述料筒加热器和喷嘴加热器均与所述固态继电器相接，所述光电隔离器与控制器(I)相接；所述传感器单元(6)包括对所述料筒的温度进行检测的第一温度传感器、对所述喷嘴的温度进行检测的第二温度传感器、对所述射胶电机的转速进行检测的第一转速传感器、对所述溶胶电机的转速进行检测的第二转速传感器、对所述射台平移电机的转速进行检测的第三转速传感器、对所述模具开合电机的转速进行检测的第四转速传感器、安装在所述注射螺杆末端用于检测注射压力的压力传感器和用于检测所述注射螺杆实时位置的位置传感器；所述数据采集与处理单元(5)包括依序连接的信号调理电路(5-1)、数据采集电路(5-2)、神经网络数据融合处理器(5-3)和接口电路(5-4);所述第一温度传感器、第二温度传感器、第一转速传感器、第二转速传感器、第三转速传感器、第四转速传感器、压力传感器和位置传感器均与所述信号调理电路(5-1)相接，所述接口电路(5-4)与控制器⑴相接。
2.按照权利要求1所述的基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征在于:所述控制器(I)为PLC0
3.按照权利要求1或2所述的基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征在于:所述第一温度传感器和第二温度传感器均为K型热电偶。
4.按照权利要求1或2所述的基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征在于:所述位置传感器为光栅尺位移传感器。
5.按照权利要求1或2所述的基于多传感器数据融合的注塑机控制系统，其特征在于:所述神经网络数据融合处理器(5-3)为集成有BP神经网络模型的ARM微处理器。
【文档编号】G05D23/22GK204229183SQ201420685144
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】汪春华 申请人:西安航空学院