一种注塑模具测控仪的制作方法

本发明涉及注塑模具成型过程测控系统及测控方法，特别是用于注塑成型模具开发过程中产品成型状态的品质控制。

背景技术

注塑模具生产过程中对产品品质要求的管控，大多依赖于注塑机螺杆压力的负反馈，以及品质人员对产品的熟悉程度，而且调整射胶参数变化后对模具成型的影响没有具体直接的测控，注射过程是一个可分为若干个阶段的动态循环过程，注射循环开始(料筒内压升高,螺杆向前运动)→熔体被注射进型腔内→填充型腔(型腔压力升高，填充压力取决于熔体流动阻力)→完全填充→挤压熔体(压缩熔体,以确保完全填充)→保压(熔体不再流入或流出型腔)→稳定(注射件开始冷却收缩，尺寸定形)，上述过程在型腔内不同点形成了不同的压力-时间的函数曲线；现行的塑料模具因没有感应装置，而无法感知型腔内上述参数，通常是根据人员经验对注射件进行工艺参数调整，反复试验并确定注射工艺，这样的做法是基于注射设备是精确无误和模具温度始终不出现任何变化，实际上无法实现，设备和模具在生产过程中任何细微的变化都会反应到产品上，因此生产过程中经常会出现不良品；模具型腔内的压力是反映注射过程本质特征的唯一真实参数，同时模具温度也是塑胶流动性的影响因素之一，如果能够将模腔内的多点压力-时间曲线以及模腔温度-时间曲线数据进行采集，输出给中央处理模块，由中央处理模块将适时采集的数据与设定的曲线进行比对，确定不良品存在的可能，即可实现生产过程全自动检测，从而实现不良品的筛选；

通过上述注塑模具生产过程的了解，我们确信实现模具内部压力和温度的测控对于自动化生产的必要性，而现有流体压力和温度测控无法安装进相对空间很小的模具型腔内部，同时也没有可以与之匹配的控制软件实现型腔内部的成型参数实时监控，更无法实现大容量数据比对；

国外发达国家在这方面也做了许多尝试，但精度和可靠性都不能满足现有型腔模具开发要求，而且成本昂贵，互换性差，型腔模具开发本身的单件小批量特性就急需一种能适应大多数模具型腔测控的一种模具注塑成型的测控方法，实现与pc连接，才能更进一步实现联网远程交互。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种注塑模具测控仪，构架简单、成本低廉，且能满足大多数注塑模具的成型测控，实现自动识别产品隐蔽缺陷，稳定型腔内部成型工艺，缩短新模具在模具厂的开发周期，减少模具交付后因变更注塑机生产而实施的二次开发周期，同时保证了实现自动化生产过程中产品缺陷的及时判定，减少不良品，节约注塑生产成本；

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案；

一种注塑模具测控仪，包括模具内安装的温度、称重(或压力)传感器和模具外安装的模具成型测控仪，模具外安装的模具成型测控仪，其中包括变送器、中央处理模块、存储模块和通讯模块，所述的传感器通过导线与模具成型测控仪内的变送器连接，变送器、中央处理模块存储模块和通讯模块集成于模具成型测控仪内部，用导线连接通讯端口实现与上位机或注塑机机械手的通讯连接及控制；

进一步的，所述的一种注塑模具测控仪包括:模具内测量元件、模具成型测控仪与上位机4，所述的测控元件11安装于模具内成型表面，所述的模具成型测控仪包括传感器信号放大变送器21、中央处理模块22、存储模块23和通讯模块24，所述的上位机4与模具成型测控仪2中的通讯模块24使用rs232通讯协议连接，进行数据的相互传输，质量判定合格与否输出报警指示灯，同时输出低压直流信号给机械手控制板，用于抓取产品后的放置控制；

进一步的，所述的一种模具注塑成型测控系统及测控方法包括:变送器21将模具型腔表面传感器感知的微弱信号放大后传输给中央处理模块22，中央处理模块22按每分钟10-120次之间的频率选取取样周期采样实测数据；

进一步的，所述的一种注塑模具测控仪方法包括：通讯模块24连接上位机4，人工调整上位机记录周期参数，中央处理器按给出的记录周期所选数据记录于存储器；

进一步的，所述的一种模具注塑成型的测控方法包括：上位机4只在需要时与模具成型测控仪2连接，同时进行参数调整与存储，当人为判定的合格品确定后，对应的实测数据被人工记录于存储器中，同时人工给定标准参数上下区间，作为合格量产时的比较参数，正常量产时模具成型测控仪2与模具外的数据信号传输只连接机械手；

进一步的，所述的一种注塑模具测控仪包括：模具成型测控仪的通讯模块，包括与上位机之间的相互传输和输出控制信号给机床机械手；

进一步的，所述上位机为pc电脑或人机界面，操作者通过软件与模具成型测控仪实时通讯；

进一步的，本发明所述的一种模具注塑成型测控系统及测控方法包括如下步骤：

温度、称重及压力传感器实测型腔内部实际参数；

中央处理模块周期取样，编码后存储于存储模块；

通讯模块建立与上位机连接，人工判定合格产品后存储标准参数；

生产过程实时采样分析，并将分析结果通过通讯模块传输至机床机械手；

标准参数需变化或定期检查时连接上位机查看实际状态，或重新存储标准参数；

本发明的有益效果：

本发明的提供一种注塑模具测控仪，构架简单、成本低廉，在原有模具内空间占用小，不改变原有模具结构，只是增加标准配件，使用非常方便，就能满足大多数注塑模具的成型测控；

本发明中的模具注塑成型测控仪实现自动识别产品隐蔽缺陷，同过长期积累的型腔内部成型工艺，实现改进工艺参数缩短成型周期，同时不影响产品品质的可能，实现最佳成型效率，减少浪费；

本发明的提供一种注塑模具测控仪，缩短了模具交付后换机生产时的二次开发周期，同时保证了实现自动化生产过程中产品缺陷的及时判定，减少不良品，节约注塑生产成本；

本发明中的模具注塑成型测控仪中存储模块容量大，读取方便可靠，可以长时间存储成型参数，为调试人员读取数据提供了方便，为模具成型的二次开发提供了可靠的数据基础；

上位机(pc或人机界面)界面友好操作简单，先根据不同产品成型周期确定取样周期，之后只需观察成型过程参数曲线合理稳定，同时人工检测产品是否合格，用来确定成型参数曲线是否可以定为标准参数；

与上位机连接后，可以实现注塑厂远程监控和更大容量存储，更能更进一步实现模具厂与注塑厂联网远程交互；

本发明的这些特点与优点，将在下面具体实施方式、附图中详细揭露。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的人机界面图；

图4为本发明的套筒内部结构示意图；

图5为本发明的热电偶与测温块焊接结构示意图；

具体实施方式

本发明的提供一种注塑模具测控仪，包括模具内安装的温度、称重或压力传感器和模具外安装的模具成型测控仪，以及与之连接的上位机和注塑机机械手，模具外安装的模具成型测控仪，其中包括变送器、中央处理模块、存储模块和通讯模块，所述的传感器通过导线与模具成型测控仪内的变送器连接，变送器、中央处理模块存储模块和通讯模块集成于模具成型测控仪内部，用导线连接通讯端口实现与上位机或注塑机机械手的通讯连接及控制；

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，下述实施例仅为优选实施例，并非全部，基于实施方案中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范畴；

实施例一：

本实施例一种注塑模具测控仪，参照图1，包括模具内测量元件11、模具成型测控仪2与上位机4；参照图2，当带有注塑成型测控系统的注塑模具被安装在注塑机上以后，可以通过测量传感器输出测量值，由模具注塑成型测控仪判定是否合格，同时控制机械手沿不同路径放置区分产品，的判定由人工操作个人pc,连接模具注塑成型测控仪后的个人pc可以设定其标准参数，以及判定区间，供模具注塑成型测控仪自行判定；

本实施例中的模具成型测控仪参照图1包括的传感器信号放大变送器21，是将热电偶信号和称重信号放大后送给中央处理模块22，中央处理模块22把模拟信号周期取样变为数字信号，存储于存储模块23中以及通过通讯模块24传输；

本实施例中的通讯模块接收中央处理模块22判定的质量合格与否信号，通过光耦输出报警闪烁，同时输出低压直流信号给注塑机机械手，抓取产品后的放置不同位置以控制合格品与不合格的分类；

本实施例中的变送器21将模具型腔表面传感器感知的微弱信号放大后传输给中央处理模块22，中央处理模块22按每分钟10-120次之间的频率选取取样周期采样实测数据，具体取样频率根据注塑模具胶量多少以及注射时间长短调整，在注射及保压周期至少选取3个以上的值以保证测控基础数据的有效性；

本实施例中的上位机4是个人pc,安装有工业控制软件，与安装于模具成型测控仪2中的通讯模块24使用rs232通讯协议连接，进行数据的相互传输，人工调整个人pc中工业控制软件中的记录周期参数，中央处理模块按给出的记录周期所选数据记录于存储器，上位机(个人pc)只在需要时与模具成型测控仪2连接，同时进行参数调整与存储，当人为判定的合格品确定后，对应的实测数据被人工记录于存储器中，完成设定标准参数上下区间后，模具成型测控仪2即可自行工作，正常量产时模具成型测控仪2与模具外数据信号的传输只连接机械手；

测控元件包括热电偶和称重传感器，如图5所示热电偶2与测温块1焊接为一整体，安装于模具3内成型表面，感知型腔温度，如图4所示与型腔表面同高的套筒1中的直径3-6mm圆镶针2压住模具下部称重传感器3，用以感知型腔4中型腔注塑压力；圆镶针的直径选择根据型腔压强而来，3mm直径镶针与称重500kg量程的传感器配套最大可以测量6500mp的压强，6mm直径镶针与称重100kg量程的传感器配套最大可以测量350mp的压强，我们根据注塑机吨位大小选择适合量程内称重传感器和与之配套的圆形镶针；

人机界面主画面如图3所示：显示模具的名称，显示模具累计模数和开机和连续模数，显示8个通道的压力、温度变化曲线，以及当前的数值；在开模状态，通道号旁的绿色发光管亮表示合格，红色发光管亮表示不合格；点击8个曲线可进入相应的放大图；点击“上一模”可查看前一模的曲线，点击“下一模”可查看后一模的曲线，点击中间数字，输入需查看模数，可查看相应模的曲线点。