專利名稱：一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制裝置，屬于機電測控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬鑄造或塑料注塑生產(chǎn)過程中，需要對模具的溫度場進行嚴格的控制，以保證鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量。鑄造產(chǎn)成品通常具有不同的結(jié)構(gòu)，其體積和形狀均有不同。在模具的設(shè)計過程中就必須考慮內(nèi)部的溫度變化過程，因此模具對注入口、液態(tài)材料的流動過程等有理論和經(jīng)驗的指導(dǎo)，但對內(nèi)部溫度場的控制缺乏有效的檢測和控制手段?，F(xiàn)有的控制方法是，一是使用模溫機，二是定時定量噴涂。假設(shè)的前提是，生產(chǎn)到一定程度后，過程參數(shù)穩(wěn)定，就能保證合理的模溫，進而保證產(chǎn)品質(zhì)量。實際的情況是，壓鑄或注塑過程中參數(shù)總是變化的，其參數(shù)變化受到多個因素的影響環(huán)境溫度、合金溫度、開機后起始狀態(tài)、工作時序等。因而固定的模溫機參數(shù)，噴涂參數(shù)就不能保證模具溫度場與壓鑄工藝過程的一致，也就會造成成品質(zhì)量問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明提出一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制裝置，能夠保證模具在理想的溫度場中工作。技術(shù)方案本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制裝置，其包括
工質(zhì)儲存罐，儲存循環(huán)用的工質(zhì)液；
恒溫環(huán)節(jié)，用于驅(qū)動來自工質(zhì)儲存罐的起恒溫作用的工質(zhì)液流動；
加熱環(huán)節(jié)，用于加熱并驅(qū)動來自工質(zhì)儲存罐的工質(zhì)液；
第一三通閥門組，包括一組三通閥門，來自恒溫環(huán)節(jié)和加熱環(huán)節(jié)的工質(zhì)液分別流入閥門，閥門出口與定模連接；
第二三通閥門組，包括一組三通閥門，來自恒溫環(huán)節(jié)和加熱環(huán)節(jié)的工質(zhì)液分別流入閥門，閥門出口與動模連接；
第一溫度場檢測器，采用紅外圖像傳感器對定模拍攝紅外圖像，所拍攝的紅外圖像發(fā)送給主控制電路；
第二溫度場檢測器，采用紅外圖像傳感器對動模拍攝紅外圖像，所拍攝的紅外圖像發(fā)送給主控制電路；
第一閥門控制電路，接收來自主控制電路的閥門控制信號，可以控制第一三通閥門組內(nèi)對應(yīng)坐標點的三通閥門的通斷；
第二閥門控制電路，接收來自主控制電路的閥門控制信號，可以控制第二三通閥門組內(nèi)對應(yīng)坐標點的三通閥門的通斷；
噴淋閥門組，將脫模劑儲存罐中的脫模劑噴淋到模具表面，噴淋閥門組的動作受到噴淋控制器的控制，噴淋控制器接收來自主控制電路的噴淋控制信號；主控制電路，接收來自第一溫度場檢測器和第二溫度場檢測器所拍攝的紅外圖像，對紅外圖像分析以判斷執(zhí)行條件是否成立，并對第一閥門控制電路、第二閥門控制電路和噴淋控制器進行控制。一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制方法，包括下列步驟
O使用紅外攝像技術(shù)實時獲取模具的溫度場分布。2 )根據(jù)步驟I)所得到的溫度場分布與期望的溫度場對比，判斷是否向噴淋控制器發(fā)出信號，進行相應(yīng)的噴淋。有益效果本發(fā)明采用紅外攝像的方式獲取模具的溫度場信息， 解決了傳統(tǒng)熱電偶只能點測量而無法全面測量模具溫度分布的問題。本發(fā)明能夠?qū)δ＞哌M行連續(xù)過程控制，實時的調(diào)整模具溫度場，確保在生產(chǎn)中模具溫度場的穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。一般的模具使用分為進料一壓鑄一脫模一冷卻一進料，這樣幾個步驟并不斷循環(huán)。如圖1所示，本發(fā)明模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制裝置開始工作時首先進行冷啟動，冷啟動時加熱環(huán)節(jié)內(nèi)的電加熱器對來自工質(zhì)儲存罐的工質(zhì)油進行快速加熱，并將加熱后的工質(zhì)油通過第一三通閥門組和第二三通閥門組泵入定模和動模。當模具溫度場接近工作溫度場分布時，開始試工作。在試工作階段，第一和第二溫度場檢測器使用64*64分辨率的紅外圖像傳感器拍攝模具在脫模后噴淋前和噴淋后壓鑄前的紅外圖像，并將紅外圖像傳給主控制電路，經(jīng)主控制電路分析分別得到溫度場分布Tl (X，Y)和T2(X，Y)，其中X和Y表示模具中與紅外圖像傳感器分辨率相對應(yīng)的每個點的坐標，并且X和Y均小于等于64。定義噴淋后壓鑄前的理想溫度場分布為Τ3 (X7Y)0溫度場控制包含兩個回路，分別為循環(huán)工質(zhì)經(jīng)過三通閥門控制模具溫度場、噴淋脫模劑流量控制。定義溫度場分布差A(yù)T (Χ，Υ)=Τ3 (Χ，Υ)-Τ2 (X，Y)，并按照以下方式進行控制Α、當AT (X,Y TC,其中TC為一個恒定溫度門限，主控制電路開啟加熱環(huán)節(jié)，并給第
一和第二閥門控制電路發(fā)出閥門控制信號，打開第一三通閥門組和第二三通閥門組。B、當AT (X，Y)〈- TC,主控制電路開啟恒溫環(huán)節(jié)，并給第一和第二閥門控制電路發(fā)出閥門控制信號，打開第一三通閥門組和第二三通閥門組，以保證溫度場中該點溫度的恒定。C、當-TC < ΔΤ (X, Y) < TC,關(guān)閉第一和第二三通閥門組。D、當溫度場分布滿足
Σμχ=1Σνυ=1 (Τ3 (Χ，γ)-Τ2 (Χ，Υ))2〈 M*N*TC*TC，即滿足期望的溫度場分布 Τ3 (Χ,Υ)時，壓鑄機進入壓鑄過程。經(jīng)過上述步驟的溫度調(diào)整后，壓鑄機完成冷啟動，模具開始正式工作。在正式工作過程中第一三通閥門組和第二三通閥門組的控制方式與冷啟動過程相同。在每次脫模后噴淋前，第一和第二溫度場檢測器使用64*64分辨率的紅外圖像傳感器拍攝定模和動模的紅外圖像，并傳給主控制電路，經(jīng)主控制電路分析得到定模和動模的溫度場分布T1(X，Y)。噴淋脫模劑是壓鑄過程中關(guān)鍵的工藝需求，其中的噴淋量可以將Tl (Χ，Υ)降溫到Τ2 (Χ,Υ),即決定了噴淋后壓鑄前的溫度場。噴淋流量控制的目的是使Τ2 (Χ，Υ)接近理想溫度場Τ3(Χ,Υ),由于在脫模后噴淋前，模具的溫度場會有波動，根據(jù)Tl (X，Y)與Τ3 (X，Y)之間的溫度差實現(xiàn)噴淋控制。主控制電路根據(jù)前述所得到的溫度場分布Tl (Χ，Υ)，計算
At (X, Y) =Tl (X, Y) -Τ3 (X, Y)
由此發(fā)出噴淋控制信號給噴淋控制器，由噴淋控制器控制噴淋閥門組給模具中需要噴 淋的坐標點進行噴淋。具體每一個坐標點的噴淋量P (Χ，Υ)與At (Χ，Υ)成正比關(guān)系，其中At (X,Y)=T1 (X，Y)-T3 (XjY)0噴淋量ρ (X，Y)在最小值t0和最大值tm之間，其表達式為P (X，Y)=tO+K*At (X，Y)，其中K為常系數(shù)，直接與脫模劑和模具的熱容量相關(guān)。完成噴淋操作后，第一和第二溫度場檢測器取得動模和定模的紅外圖像并發(fā)送給主控制電路，主控制電路經(jīng)過分析得到溫度場分布T2 (Χ,Υ),其與期望的溫度場分布Τ3(X，Y)依然存在誤差。按照前述調(diào)整AT (Χ，Υ)誤差的方法，調(diào)整Τ2 (Χ，Υ)與Τ3 (Χ，Υ)之間的誤差。一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制方法，包括下列步驟
O使用紅外攝像技術(shù)實時獲取模具的溫度場分布。2)根據(jù)步驟I)所得到的溫度場分布與期望的溫度場對比，判斷是否向噴淋控制器發(fā)出信號，進行相應(yīng)的噴淋。
權(quán)利要求
1.一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制裝置，其特征在于包括 工質(zhì)儲存罐，儲存循環(huán)用的工質(zhì)液； 恒溫環(huán)節(jié)，用于驅(qū)動來自工質(zhì)儲存罐的起恒溫作用的工質(zhì)液流動； 加熱環(huán)節(jié)，用于加熱并驅(qū)動來自工質(zhì)儲存罐的工質(zhì)液； 第一三通閥門組，包括一組三通閥門，來自恒溫環(huán)節(jié)和加熱環(huán)節(jié)的工質(zhì)液分別流入閥門，閥門出口與定模連接； 第二三通閥門組，包括一組三通閥門，來自恒溫環(huán)節(jié)和加熱環(huán)節(jié)的工質(zhì)液分別流入閥門，閥門出口與動模連接； 第一溫度場檢測器，采用紅外圖像傳感器對定模拍攝紅外圖像，所拍攝的紅外圖像發(fā)送給主控制電路； 第二溫度場檢測器，采用紅外圖像傳感器對動模拍攝紅外圖像，所拍攝的紅外圖像發(fā)送給主控制電路； 第一閥門控制電路，接收來自主控制電路的閥門控制信號，可以控制第一三通閥門組內(nèi)對應(yīng)坐標點的三通閥門的通斷； 第二閥門控制電路，接收來自主控制電路的閥門控制信號，可以控制第二三通閥門組內(nèi)對應(yīng)坐標點的三通閥門的通斷； 噴淋閥門組，將脫模劑儲存罐中的脫模劑噴淋到模具表面，噴淋閥門組的動作受到噴淋控制器的控制，噴淋控制器接收來自主控制電路的噴淋控制信號； 主控制電路，接收來自第一溫度場檢測器和第二溫度場檢測器所拍攝的紅外圖像，判斷執(zhí)行條件，并對第一閥門控制電路、第二閥門控制電路和噴淋控制器進行控制。
2.一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于，包括下列步驟 1)使用紅外攝像技術(shù)實時獲取模具的溫度場分布； 2)根據(jù)步驟I)所得到的溫度場分布與期望的溫度場對比，判斷是否向噴淋控制器發(fā)出信號，進行相應(yīng)的噴淋流量控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模具溫度場自動調(diào)節(jié)控制裝置和方法，其采用紅外攝像的方式獲取模具的溫度場信息，解決了傳統(tǒng)熱電偶只能點測量而無法全面測量模具溫度分布的問題。本發(fā)明能夠?qū)δ＞哌M行連續(xù)過程控制，實時的調(diào)整模具溫度場，確保在生產(chǎn)中模具溫度場的穩(wěn)定。
文檔編號B22D17/32GK102990888SQ20121050935
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者周斌, 余放, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:東南大學(xué)