本发明属于模具技术领域，涉及一种智能模具。
背景技术：
模具是一种用于注塑、吹塑、压塑等工艺生产产品所必须的工具之一，素有“工业之母”的称号。在注塑、吹塑等产品生产过程中，合理的温度、压力是保证产品质量的关键，因此，对于模具内的压力和温度等数据的实时检测就显得十分有必要。
目前，通常采用在模具内设置压力传感器来检测压力，如中国专利申请(申请号：201711202164.2)公开的一种用于注塑模具型腔内的测压装置，包括定模、动模，每个动模仁和定模仁相配合形成用于注塑成型的模腔，每个动模仁上开设用于顶针穿过的通孔，顶针下方设置压力传感器。虽然顶针通过与产品接触能够将压力传导到压力传感器上使其检测出产品该点的压力，然而，由于顶针很难做到与通孔完美配合，顶针与产品抵靠后会损伤产品的表面并留下印记，而且顶针只能检测产品一个点上的受力情况，而无法检测出其整个面上每个点的压力，即无法真实反应产品的实际情况，如产品表面受力是否均匀、表面是否存在气泡、缺口等。而如果要测量该平面上各点的压力，则只能通过设置多个顶针和压力传感器来达到，这既会因开设多个通孔导致模具的强度降低，又会影响产品的表面光滑度，而且所得的数据也无法真实反应产品表面的压力情况，只是一个近似值，效果较差。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种智能模具，本发明所要解决的技术问题是：如何更全面地检测模腔内表面各点的压力。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种智能模具，包括定模和动模，所述定模和动模合围形成用于模具成型的模腔，所述定模采用透明材料制成，所述定模一侧的模腔腔壁布满具有可逆受压变色的变色层，所述定模上还设有用于采集变色层图像的相机，所述智能模具还包括用于分析变色层图像的处理器，所述处理器与相机信号连接。
变色层位于模腔内，模腔内的产品成型过程中能够将压力传递到变色层上，使变色层的颜色能够根据压力产生变化，以色彩的方式反应出产品的受压情况，定模采用具有良好透光性的透明材料制成，使变色层的色彩变化能够通被相机采集到，然后通过处理器对变色层的色彩图案进行分析处理，从而获得产品表面各部位所受的压力数值。本方案中，变色层与产品是大面积连续接触的，使我们能够获得产品与变色层接触面所有点的压力分布情况，能够更真实、准确、全面地反应产品的具体受压情况，而且变色层不会影响产品的表面质量，成型的产品品质更好。同时，变色层色彩的变化便于肉眼观察，使人更直观更效率的发现压力分布问题。本压力检测系统结构简单，无需在定模上开设检测孔，模腔的密封性能更好，即模具的保压能力更好。
在上述的智能模具中，所述变色层上还设有反射层，所述反射层布满变色层远离定模一侧的侧面。反射层的设置提高了变色层上光线的反射效果，使相机能够获得更清晰的变色层的图像，而且反射层还能够反射一定的热辐射，使模腔内的温度不易传递到变色层上，变色层的温度变化更小，变色更稳定。
在上述的智能模具中，所述反射层上还设有隔热保护层，所述隔热保护层布满反射层远离变色层一侧的侧面。隔热保护层具有一定的耐磨性能，保证了反射层在模具的使用过程中不易磨损，同时，隔热保护层还为热的不良导体，能够极大的延缓模腔内的热量向外传导，它与反射层配合，既在热传导上起到隔热效果，又降低了热辐射的传递，使模腔内的保温效果更好，降低模腔内的温度损耗，既节能又便于产品成型过程中的温度控制，而且使变色层、相机一侧的温度更低，温度变化更小，变色层受温度影响更小，色彩变化与压力的对应关系更稳定，检测结果精度更高，变色层、相机和光源不易因过热而失效或损坏，使用寿命更长。
在上述的智能模具中，所述定模的外表面均覆盖有用于隔绝外界光源的隔光层，所述定模上还设有用于照射变色层的光源。通过设置隔光层，定模内形成暗室，使外界的光线无法照射到变色层上，使变色层只由设置在定模上的光源提供光线，避免了外界光线的影响，使相机采集的图像真实性更好，检测出的压力数据准确率更高。
在上述的智能模具中，所述定模远离变色层的外端面上开有相机安装孔和光源安装孔，所述相机安装孔和光源安装孔的底面均为向内凹陷的弧面。定模为透明材料制成，相机安装孔的底面凹陷使该底壁形成凹透镜，凹透镜能够使变色层成正立缩小的虚像，便于相机采集整个变色层的图像。相机和光源通过相机安装孔和光源安装孔安装于定模的外表面上，使相机和光源更易散热。
在上述的智能模具中，所述相机安装孔位于所述外端面的中部，所述光源安装孔与相机安装孔相邻。
在上述的智能模具中，所述相机和光源分别位于所述外端面的两侧，所述相机朝光源安装孔一侧倾斜，所述光源朝相机安装孔一侧倾斜。由于相机具有拍摄角度范围的限制，相机倾斜设置于外端面的一侧，使相机能够在与变色层间距较短的情况下拍摄变色层全景，使定模的厚度可以更薄，结构更紧凑，而光源倾斜设置于外端面与相机相对的另一侧，使发射到变色层的光线能够更易被反射到相机，使相机成像更清晰，检测效果更准确。
在上述的智能模具中，所述变色层采用n-亚水杨基-2-氯苯胺、n-乙烯基二胺铜络合物、硫化钐、包含n-亚水杨基-2-氯苯胺的混合物、包含n-乙烯基二胺铜络合物的混合物或液晶制成。以上材料均能够达到受压变色的效果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明在透明定模的模腔内设置变色层，通过相机采集变色层受力时的图像并通过处理器得出模腔内的压力；变色层与模腔内的产品具有更大的接触面积，能够更全面的检测接触面所有点的压力，使模腔内的压力数据更详细更精准。
2、变色层与产品抵靠时对产品表面造成损伤，使产品的表面更光滑，品质更好。
3、通过变色层的色彩变化，使人能够更直观的掌握模腔内的压力分布，简单明了。
4、定模通过在外表面设置隔光层来隔绝外界的光线，使变色层的色彩变化不会受到外界光线的干扰，仅由单独设置的光源来提供光线，使相机成像更清晰，准确率更高。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图；
图2是图1中a部的放大图；
图3是图1中b部的放大图；
图4是实施例二的结构示意图。
图中，1、定模；2、动模；3、模腔；4、变色层；5、反射层；6、隔热保护层；71、相机；72、相机安装孔；81、光源；82、光源安装孔；9、隔光层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1、图2所示，本智能模具为注塑模具，包括上下设置的动模2和定模1，定模1和动模2相配合形成用于产品成型的模腔3，该模腔3的底面为光滑平面。本定模1采用透明材料制成，具有良好的透光性，并能够耐受350℃以内的高温，如pmma、pc、ps、san、pet、pvc等材料均可，尤以pmma最佳。定模1一侧的模腔3腔壁依次铺设有可逆受压变色的变色层4、反射层5、隔热保护层6，定模1的下表面设置有相机71，相机71与智能模具的处理器信号连接，使相机71能够实时采集该变色层4的图像，处理器根据该图像能够分析出变色层4各点的压力，即产品成型时各部位所受的压力。通过对产品成型过程的压力检测，变色层4的色彩变化直接精确反映了产品成型过程的压力变化，并能够通过处理器对合模压力、注塑压力等进行实时调整，提高产品合格率，或者对不良品进行筛选，提高产品质量检测效率。
变色层4采用n-亚水杨基-2-氯苯胺、n-乙烯基二胺铜络合物、硫化钐、液晶或光子晶体材料等受压变色材料。如硫化钐，其在0.65gpa的压强下能呈现出急剧的光学变换，随着压力的增加，硫化钐由黑色变为金黄色。又如扭曲向列型液晶，在压力逐渐增大时，液晶颜色能够按照蓝色、红色、黄色的趋势变化，且具有灵敏度高，响应时间短的特点。变色层4的厚度以100～300um为宜。
反射层5采用反光材料制成，能够提高照射到变色层的光线的反射率，并能够反射模腔内向外发射的热辐射，其厚度在100～200um为宜，隔热保护层6为热的不良导体材料且具有一定的耐磨性能，目前像纳米陶瓷空心微珠、硅铝纤维等原料复合成的新型材料都能够完美满足要求，隔热保护层的厚度也在100～200um为宜。
具体的，如图1、图3所示，定模1的下表面几何中心开有朝变色层4延伸的相机安装孔72，相机安装孔72的底面呈向变色层4方向凹陷的弧面状，使相机安装孔72的底面具有凹透镜的效果，相机安装孔72底面的中心与变色层4最远两端的连线夹角为α，α<90°，光源安装孔82与相机安装孔72相邻，其底面与相机安装孔72的底面相同，也向变色层4方向凹陷呈弧面状，使相机71能够采集到变色层4清洗的图像。
为了避免外界光光线对采集的图像质量的影响，定模1的外表面上分别覆盖有隔光层9，使定模1内部形成与外界隔绝的暗室，定模1的下表面还设置有朝向变色层4的光源81，使相机71成像更清晰。隔光层9可以采用不透明的黑色漆直接喷涂而成，光源81根据变色层材料的不同，可以采用白光、红外光、紫外光等。
本智能模具的压力检测方法主要有两种，一种为常规全面检测，一种为快速检测。处理器内预先存储有变色层4在各种压力下对应的色彩变化的压力色彩比对图谱以及模具生产时标准压力下变色层4的标准图谱。
采用常规全面检测方法时，处理器能够根据该压力色彩比对图谱与相机71采集的变色层4图像进行比对并得出变色层4各部位的压力。
采用快速检测方法时，处理器直接将标准图谱与相机71采集的变色层4图像进行比对，若两者之间的色彩不同区域或色彩不同程度大于一定范围则判定产品为次品，便于成产过程中，对于产品质量的监控。
当然，操作人员也可以直接查看相机71采集的变色层4图像，通过肉眼即可直观的观察其表面受力是否存在压力集中区域或左右压力是否平衡等问题，便于修正模具生产时的各项参数。
实施例二
本实施例与实施例一的技术方案基本相同，如图4所示，本实施例中，相机安装孔72和光源安装孔82分别位于定模1底面的两侧，使相机71朝向变色层4并向光源81一侧倾斜，光源81朝向变色层4并向相机71一侧倾斜。这样，光源81发射到变色层的光线能够更好的反射到相机上。
尽管本文较多地使用了定模1、动模2、模腔3、变色层4、反射层5、隔热保护层6、相机71、相机安装孔72、光源81、光源安装孔82等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。