專利名稱：一種嵌入式閉環(huán)控制模具保護(hù)系統(tǒng)及保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具體地屬于一種模具生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程中，借助傳感器件對(duì)模具實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的保護(hù)系統(tǒng)以及一種對(duì)模具保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
目前由于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種產(chǎn)品的生產(chǎn)越來(lái)越依賴模具，它是提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的重要工裝。模具在當(dāng)今產(chǎn)品大批量生產(chǎn)中的應(yīng)用很廣泛，然而，現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中模具的使用是開(kāi)環(huán)控制的生產(chǎn)方式，如圖1所示，模具在生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程中是處在被動(dòng)的地位，不能及時(shí)將它的狀況反饋給機(jī)器設(shè)備，不論模具本身是否有故障，還是生產(chǎn)產(chǎn)品的材料是否到位，機(jī)器設(shè)備就只管照常工作，沒(méi)有模具辯解的權(quán)利，模具在使用過(guò)程中的安全得不到保護(hù)。然而模具的制造成本很高，維修費(fèi)用也很高，同時(shí)模具損壞次數(shù)的增加相應(yīng)也降低了模具的使用壽命，等同于生產(chǎn)產(chǎn)品制造成本的提高，再一個(gè)，模具在每次裝卸過(guò)程中需要時(shí)間，造成機(jī)器設(shè)備開(kāi)動(dòng)率的降低，維修也需要時(shí)間，也就延長(zhǎng)了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，制作模具需要特殊的鋼材，冶煉鋼材需要煤炭、電力，模具不正常，同時(shí)不良品的增多也會(huì)造成原材料、電力的浪費(fèi)等等，種種的浪費(fèi)最終造成能源的浪費(fèi)。而當(dāng)今能源的緊缺又?jǐn)[在世人的面前，但又不能因?yàn)槟茉淳o張不消耗不發(fā)展，那就要怎樣去減少浪費(fèi)，用最低的消耗去獲取更大效益。
然而，目前國(guó)內(nèi)許多行業(yè)，特別是沖壓、注塑、壓鑄、擠出等行業(yè)還是采用開(kāi)環(huán)控制模具的生產(chǎn)模式，根據(jù)該常規(guī)生產(chǎn)過(guò)程中的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，由于機(jī)器設(shè)備不管模具是否有問(wèn)題，只管按照事先設(shè)計(jì)好的條件進(jìn)行工作，在使用過(guò)程中很難對(duì)模具起到保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種模具保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將開(kāi)環(huán)控制模具的模式變?yōu)殚]環(huán)控制模具的模式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模具在生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程中的保護(hù)。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種嵌入式閉環(huán)控制模具保護(hù)系統(tǒng)，它包括a)安裝在設(shè)備中的模具；b)安裝在模具被檢測(cè)部位的傳感器；c)用于采集傳感器感應(yīng)信號(hào)并將信號(hào)放大的信號(hào)采集裝置；d)將信號(hào)采集裝置采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并把結(jié)果反饋給設(shè)備的控制裝置；上述裝置相互電性連接。
所述的信號(hào)采集裝置包括一信號(hào)采集器、一用于將信號(hào)采集器采集的信號(hào)進(jìn)行放大的信號(hào)放大器，及一用于將放大后的信號(hào)輸出的放大信號(hào)輸出器。
所述的控制裝置包括一用于接收放大信號(hào)的信號(hào)輸入器，一用于接收信號(hào)輸入器輸入的數(shù)據(jù)并與其預(yù)設(shè)的數(shù)值進(jìn)行比較處理的單片機(jī)，一根據(jù)比較處理結(jié)果來(lái)相應(yīng)發(fā)出信號(hào)的信號(hào)輸出器，及一接收信號(hào)輸出器發(fā)出的指令并反饋給設(shè)備的驅(qū)動(dòng)器。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種在閉環(huán)控制模式下的模具保護(hù)方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的方法包含以下步驟a)在模具被檢測(cè)部位放置傳感器；b)采集傳感器感應(yīng)的信號(hào)并放大；
c)將放大的信號(hào)耦合到單片機(jī)中，并作為數(shù)據(jù)存貯；d)將存貯的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的數(shù)值進(jìn)行比較處理；e)根據(jù)是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求產(chǎn)生比較的結(jié)果；f)如果比較結(jié)果為達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求，則向設(shè)備輸入加工指令，模具閉合，如果比較結(jié)果為未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求，則重復(fù)步驟b)至e)。
其中步驟d)所述預(yù)設(shè)的數(shù)值是可變值。
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)該系統(tǒng)包括硬件單元和嵌入單片機(jī)里的邏輯程序，通過(guò)在模具上信號(hào)的采集放大后，把模具被控部位的信號(hào)傳給單片機(jī)，經(jīng)過(guò)邏輯程序運(yùn)算把結(jié)果反饋給設(shè)備的控制系統(tǒng)，從而使控制設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)模具內(nèi)信號(hào)的變化而運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)模具在生產(chǎn)過(guò)程中的閉環(huán)控制，來(lái)解決對(duì)模具在生產(chǎn)過(guò)程中的保護(hù)作用，以實(shí)現(xiàn)各種資源浪費(fèi)的減少及現(xiàn)存問(wèn)題的解決。
此外，根據(jù)本發(fā)明模具的保護(hù)方法，使設(shè)備能感知到模具是否正常，從而判斷工作是否進(jìn)行。也就是把常規(guī)模具開(kāi)環(huán)控制的方式，經(jīng)過(guò)該發(fā)明的保護(hù)系統(tǒng)處理，成為模具閉環(huán)控制的方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)模具在生產(chǎn)過(guò)程中的保護(hù)作用。


圖1為開(kāi)環(huán)控制模具模式的方框圖；圖2為本發(fā)明閉環(huán)控制模具模式的方框圖；圖3本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4為本發(fā)明保護(hù)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，本發(fā)明把模具被控部位的信號(hào)，經(jīng)過(guò)模具保護(hù)系統(tǒng)程序的邏輯運(yùn)算把結(jié)果反饋給設(shè)備的控制系統(tǒng)，從而使控制設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)模具內(nèi)信號(hào)的變化而運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)模具在生產(chǎn)過(guò)程中的閉環(huán)控制。
如圖3所示，本發(fā)明包括安裝在設(shè)備1中的模具2、傳感器3、信號(hào)采集裝置4及控制裝置5。
所述傳感器3安裝在模具2的被檢測(cè)部位(步驟100)，所述信號(hào)采集裝置4由信號(hào)采集器41、信號(hào)放大器42、放大信號(hào)輸出器43組成，傳感器3與信號(hào)采集器41電性連接，信號(hào)采集器41與信號(hào)放大器42電性連接，信號(hào)放大器42與放大信號(hào)輸出器43電性連接，由傳感器3感應(yīng)的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)采集器41采集后輸送到信號(hào)放大器42，經(jīng)過(guò)放大器放大進(jìn)入放大信號(hào)輸出器43后，被輸送進(jìn)入控制裝置5(步驟101)。
所述的控制裝置5由信號(hào)輸入器51、單片機(jī)52、信號(hào)輸出器53及驅(qū)動(dòng)器54組成。單片機(jī)52主要包括存貯器521和微處理器522，由信號(hào)輸入器51將放大信號(hào)輸出器43傳送來(lái)的信號(hào)耦合到單片機(jī)52中，同時(shí)信號(hào)的進(jìn)入與否由信號(hào)顯示器511顯示，將耦合的信號(hào)作數(shù)據(jù)存貯在單片機(jī)52的隨機(jī)存貯器RAM中(步驟102)，在只讀存貯器ROM中存放著控制程序，控制程序可根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)及設(shè)備不同，簡(jiǎn)單地對(duì)程序作修改，以適應(yīng)不同的邏輯要求，即該控制程序可以是可變程序。單片機(jī)52中的微處理器522讀取ROM及RAM中的信息，執(zhí)行控制程序發(fā)出的指令，控制程序?qū)⑾惹安杉男盘?hào)數(shù)據(jù)作為輸入變量x，輸入后根據(jù)事先預(yù)定的函數(shù)公式Y(jié)＝f(x)進(jìn)行運(yùn)算，與預(yù)設(shè)的數(shù)值進(jìn)行比較處理(步驟103)，以檢測(cè)現(xiàn)在模具的狀況是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求，運(yùn)算后根據(jù)是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求產(chǎn)生運(yùn)算結(jié)果Y(步驟104)，信號(hào)輸出器53將運(yùn)算結(jié)果Y變成控制信號(hào)向驅(qū)動(dòng)器54發(fā)出指令，同時(shí)輸出信號(hào)的有無(wú)由信號(hào)輸出顯示器531顯示。如果達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求，說(shuō)明模具目前狀況良好，驅(qū)動(dòng)器54收到指令后對(duì)設(shè)備1輸入加工指令，則模具閉合，進(jìn)行后一道程序(步驟105)；如果未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求，則驅(qū)動(dòng)器54收到指令后，向信號(hào)指示燈發(fā)出亮燈指令，指示故障的部位，以提醒操作者去排除故障，故障排除后重新采集信號(hào)(步驟106)。所述預(yù)設(shè)的數(shù)值可以是固定不變，也可根據(jù)具體實(shí)際工作需求、模具的結(jié)構(gòu)及設(shè)備不同，在模具正常工作狀態(tài)下取樣采集，并存貯在單片機(jī)52中，即預(yù)設(shè)的數(shù)值是可變值。
本發(fā)明通過(guò)在模具上信號(hào)的采集放大后，在預(yù)先設(shè)定的函數(shù)條件下經(jīng)過(guò)運(yùn)算把結(jié)果反饋給設(shè)備的控制系統(tǒng)，從而使控制設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)模具內(nèi)信號(hào)的變化而運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)模具在生產(chǎn)過(guò)程中的閉環(huán)控制。
本發(fā)明不但在塑膠行業(yè)的模具可以使用，而且在沖壓行業(yè)、壓鑄行業(yè)等也可以使用。同時(shí)可根據(jù)用戶要求開(kāi)發(fā)新的程序，在新的程序運(yùn)作下本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)其它方面的自動(dòng)控制，應(yīng)用比較廣泛。
此外本發(fā)明不限于上述實(shí)施，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在其實(shí)施階段可對(duì)其實(shí)行各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式閉環(huán)控制模具保護(hù)系統(tǒng)，它包括a)安裝在設(shè)備(1)中的模具(2)；b)安裝在模具(2)被檢測(cè)部位的傳感器(3)；c)用于采集傳感器(3)感應(yīng)信號(hào)并將信號(hào)放大的信號(hào)采集裝置(4)；d)將信號(hào)采集裝置(4)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并把結(jié)果反饋給設(shè)備的控制裝置(5)；上述裝置相互電性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種嵌入式閉環(huán)控制模具保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的信號(hào)采集裝置(4)包括一信號(hào)采集器(41)、一用于將信號(hào)采集器(41)采集的信號(hào)進(jìn)行放大的信號(hào)放大器(42)，及一用于將放大后的信號(hào)輸出的放大信號(hào)輸出器(43)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種嵌入式閉環(huán)控制模具保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的控制裝置(5)包括一用于接收放大信號(hào)的信號(hào)輸入器(51)，一用于接收信號(hào)輸入器(51)輸入的數(shù)據(jù)并與其預(yù)設(shè)的數(shù)值進(jìn)行比較處理的單片機(jī)(52)，一根據(jù)比較處理結(jié)果來(lái)相應(yīng)發(fā)出信號(hào)的信號(hào)輸出器(53)，及一接收信號(hào)輸出器(53)發(fā)出的指令并反饋給設(shè)備(1)的驅(qū)動(dòng)器(54)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種嵌入式閉環(huán)控制模具保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的信號(hào)輸入器(51)還安裝有信號(hào)輸入顯示器(511)，所述的信號(hào)輸出器(53)還安裝有信號(hào)輸出顯示器(531)。
5.一種在閉環(huán)控制模式下的模具保護(hù)方法，該方法包含以下步驟a)在模具被檢測(cè)部位放置傳感器；b)采集傳感器感應(yīng)的信號(hào)并放大；c)將放大的信號(hào)耦合到單片機(jī)中，并作為數(shù)據(jù)存貯；d)將存貯的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的數(shù)值進(jìn)行比較處理；e)根據(jù)是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求產(chǎn)生比較的結(jié)果；f)如果比較結(jié)果為達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求，則向設(shè)備輸入加工指令，模具閉合，如果比較結(jié)果為未達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求，則重復(fù)步驟b)至e)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種在閉環(huán)控制模式下的模具保護(hù)方法，其特征在于其中步驟d)所述預(yù)設(shè)的數(shù)值是可變值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種嵌入式閉環(huán)控制模具保護(hù)系統(tǒng)，它包括a)安裝在設(shè)備中的模具；b)安裝在模具被檢測(cè)部位的傳感器；c)用于采集傳感器感應(yīng)信號(hào)并將信號(hào)放大的信號(hào)采集裝置；d)將信號(hào)采集裝置采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并把結(jié)果反饋給設(shè)備的控制裝置；上述裝置相互電性連接。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)該系統(tǒng)包括硬件單元和嵌入單片機(jī)里的邏輯程序，通過(guò)在模具上信號(hào)的采集放大后，把模具被控部位的信號(hào)傳給單片機(jī)，經(jīng)過(guò)邏輯程序運(yùn)算把結(jié)果反饋給設(shè)備的控制系統(tǒng)，從而使控制設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)模具內(nèi)信號(hào)的變化而運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)模具在生產(chǎn)過(guò)程中的閉環(huán)控制，來(lái)解決對(duì)模具在生產(chǎn)過(guò)程中的保護(hù)作用，以實(shí)現(xiàn)各種資源浪費(fèi)的減少及現(xiàn)存問(wèn)題的解決。
文檔編號(hào)G05B19/04GK1975613SQ20061015524
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者許尚華, 余莉萍 申請(qǐng)人:杭州沃富電子技術(shù)有限公司