基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，包括控制器、塑料注射單元、模具開合單元、溫度調(diào)節(jié)單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元和傳感器單元，所述數(shù)據(jù)采集與處理單元分別與傳感器單元和控制器相接，所述塑料注射單元、模具開合單元和溫度調(diào)節(jié)單元均與所述控制器相接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、投入成本低；采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化和高效化的數(shù)據(jù)采集與參數(shù)提取，有效解決了現(xiàn)有注塑機(jī)控制系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置的問題。
【專利說明】基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，塑料制品廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、建筑、汽車、國防等多種行業(yè)。注塑機(jī)是將塑料原料加熱熔化后注射到模具中經(jīng)冷卻形成塑料制品的一種機(jī)床，是塑料機(jī)械的重要組成之一。隨著塑料工業(yè)的市場需求的變化，對注塑機(jī)各方面的性能要求也不斷提高，現(xiàn)代注塑機(jī)不斷向精密、節(jié)能、高效、環(huán)保發(fā)展。注塑機(jī)的控制技術(shù)是提升注塑機(jī)整體水平的關(guān)鍵之一，因此，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有高精度、高穩(wěn)定性的注塑機(jī)控制系統(tǒng)的研制具有十分重要的意義。
[0003]對于注塑成型工藝，有許多重要的參數(shù)和信息(如塑料聚合物溫度、熔體流速、注射壓力、注射螺桿位置等)需要實(shí)時(shí)監(jiān)視和共享，這就需要同時(shí)用到較多數(shù)量且不同類型的傳感器進(jìn)行信息采集和監(jiān)測，基于這些采集和監(jiān)測到的信息，通過多種相應(yīng)的終端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)終端控制?，F(xiàn)有注塑機(jī)控制系統(tǒng)存在的主要問題是大量不同種類和反饋模式的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中不能準(zhǔn)確、高效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和資源配置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好，工作能夠?qū)ψ⑺軝C(jī)進(jìn)行集成化、智能化的控制，提高了注塑機(jī)的效率和自動(dòng)化水平。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括控制器、塑料注射單元、模具開合單元、溫度調(diào)節(jié)單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元和傳感器單元，所述數(shù)據(jù)采集與處理單元分別與傳感器單元和控制器相接，所述塑料注射單元、模具開合單元和溫度調(diào)節(jié)單元均與所述控制器相接；所述注塑機(jī)包括料斗、料筒、注射螺桿、噴嘴、射臺(tái)、模具、合模機(jī)構(gòu)；所述塑料注射單元包括用于驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿實(shí)現(xiàn)向前注射運(yùn)動(dòng)的射膠電機(jī)、用于在預(yù)塑化過程中驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿旋轉(zhuǎn)以便把來自所述料斗的原料向前輸送的溶膠電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)所述射臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的射臺(tái)平移電機(jī)、分別與控制器和所述射膠電機(jī)相接的第一伺服驅(qū)動(dòng)器、分別控制器和所述溶膠電機(jī)相接的第二伺服驅(qū)動(dòng)器以及分別與控制器和所述射臺(tái)平移電機(jī)相接的變頻器，所述射膠電機(jī)與所述注射螺桿同軸緊密連接，所述溶膠電機(jī)與所述注射螺桿平行布設(shè)；所述模具開合單元包括第三伺服驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)所述合模機(jī)構(gòu)在塑料成型時(shí)將所述模具夾緊且在開模時(shí)推出模內(nèi)制品的模具開合電機(jī)，所述第三伺服驅(qū)動(dòng)器分別與所述模具開合電機(jī)和控制器相接；所述溫度調(diào)節(jié)單元包括光電隔離器、驅(qū)動(dòng)電路、過流保護(hù)電路、固態(tài)繼電器、料筒加熱器和噴嘴加熱器，所述光電隔離器、驅(qū)動(dòng)電路、過流保護(hù)電路和固態(tài)繼電器依序連接，所述料筒加熱器和噴嘴加熱器均與所述固態(tài)繼電器相接，所述光電隔離器與控制器相接；所述傳感器單元包括對所述料筒的溫度進(jìn)行檢測的第一溫度傳感器、對所述噴嘴的溫度進(jìn)行檢測的第二溫度傳感器、對所述射膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第一轉(zhuǎn)速傳感器、對所述溶膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第二轉(zhuǎn)速傳感器、對所述射臺(tái)平移電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第三轉(zhuǎn)速傳感器、對所述模具開合電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第四轉(zhuǎn)速傳感器、安裝在所述注射螺桿末端用于檢測注射壓力的壓力傳感器和用于檢測所述注射螺桿實(shí)時(shí)位置的位置傳感器；所述數(shù)據(jù)采集與處理單元包括依序連接的信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器和接口電路；所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器、第三轉(zhuǎn)速傳感器、第四轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和位置傳感器均與所述信號(hào)調(diào)理電路相接，所述接口電路與控制器相接。
[0006]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是:所述控制器為PLC。
[0007]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是:所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均為K型熱電偶。
[0008]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是:所述位置傳感器為光柵尺位移傳感器。
[0009]上述基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器為集成有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的ARM微處理器。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、投入成本低；采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化和高效化的數(shù)據(jù)采集與參數(shù)提取，有效解決了現(xiàn)有注塑機(jī)控制系統(tǒng)存在的不能滿足種類和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用與資源配置的問題。
[0011]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0013]附圖標(biāo)記說明:
[0014]I 一控制器；2—塑料注射單元；3—模具開合單元；
[0015]4 一溫度調(diào)節(jié)單元； 5—數(shù)據(jù)采集與處理單元；
[0016]5-1—信號(hào)調(diào)理電路；5-2—數(shù)據(jù)采集電路；
[0017]5-3—神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器；5_4—接口電路；
[0018]6—傳感器單元。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型包括控制器1、塑料注射單元2、模具開合單元3、溫度調(diào)節(jié)單元4、數(shù)據(jù)采集與處理單元5和傳感器單元6，所述數(shù)據(jù)采集與處理單元5分別與傳感器單元6和控制器I相接，所述塑料注射單元2、模具開合單元3和溫度調(diào)節(jié)單元4均與所述控制器I相接；所述注塑機(jī)包括料斗、料筒、注射螺桿、噴嘴、射臺(tái)、模具、合模機(jī)構(gòu)；所述塑料注射單元2包括用于驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿實(shí)現(xiàn)向前注射運(yùn)動(dòng)的射膠電機(jī)、用于在預(yù)塑化過程中驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿旋轉(zhuǎn)以便把來自所述料斗的原料向前輸送的溶膠電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)所述射臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的射臺(tái)平移電機(jī)、分別與控制器I和所述射膠電機(jī)相接的第一伺服驅(qū)動(dòng)器、分別控制器I和所述溶膠電機(jī)相接的第二伺服驅(qū)動(dòng)器以及分別與控制器I和所述射臺(tái)平移電機(jī)相接的變頻器，所述射膠電機(jī)與所述注射螺桿同軸緊密連接，所述溶膠電機(jī)與所述注射螺桿平行布設(shè)；所述模具開合單元3包括第三伺服驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)所述合模機(jī)構(gòu)在塑料成型時(shí)將所述模具夾緊且在開模時(shí)推出模內(nèi)制品的模具開合電機(jī)，所述第三伺服驅(qū)動(dòng)器分別與所述模具開合電機(jī)和控制器I相接；所述溫度調(diào)節(jié)單元4包括光電隔離器、驅(qū)動(dòng)電路、過流保護(hù)電路、固態(tài)繼電器、料筒加熱器和噴嘴加熱器，所述光電隔離器、驅(qū)動(dòng)電路、過流保護(hù)電路和固態(tài)繼電器依序連接，所述料筒加熱器和噴嘴加熱器均與所述固態(tài)繼電器相接，所述光電隔離器與控制器I相接；所述傳感器單元6包括對所述料筒的溫度進(jìn)行檢測的第一溫度傳感器、對所述噴嘴的溫度進(jìn)行檢測的第二溫度傳感器、對所述射膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第一轉(zhuǎn)速傳感器、對所述溶膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第二轉(zhuǎn)速傳感器、對所述射臺(tái)平移電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第三轉(zhuǎn)速傳感器、對所述模具開合電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第四轉(zhuǎn)速傳感器、安裝在所述注射螺桿末端用于檢測注射壓力的壓力傳感器和用于檢測所述注射螺桿實(shí)時(shí)位置的位置傳感器；所述數(shù)據(jù)采集與處理單元5包括依序連接的信號(hào)調(diào)理電路5-1、數(shù)據(jù)采集電路5-2、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器5-3和接口電路5-4 ;所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器、第三轉(zhuǎn)速傳感器、第四轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和位置傳感器均與所述信號(hào)調(diào)理電路5-1相接，所述接口電路5-4與控制器I相接。
[0020]本實(shí)施例中，所述控制器I為PLC。
[0021]本實(shí)施例中，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均為K型熱電偶。
[0022]本實(shí)施例中，所述位置傳感器為光柵尺位移傳感器。
[0023]本實(shí)施例中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器5-3為集成有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的ARM微處理器。
[0024]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括控制器(I)、塑料注射單元(2)、模具開合單元(3)、溫度調(diào)節(jié)單元(4)、數(shù)據(jù)采集與處理單元(5)和傳感器單元(6)，所述數(shù)據(jù)采集與處理單元(5)分別與傳感器單元(6)和控制器(I)相接，所述塑料注射單元(2)、模具開合單元(3)和溫度調(diào)節(jié)單元⑷均與所述控制器⑴相接；所述注塑機(jī)包括料斗、料筒、注射螺桿、噴嘴、射臺(tái)、模具、合模機(jī)構(gòu)；所述塑料注射單元(2)包括用于驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿實(shí)現(xiàn)向前注射運(yùn)動(dòng)的射膠電機(jī)、用于在預(yù)塑化過程中驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿旋轉(zhuǎn)以便把來自所述料斗的原料向前輸送的溶膠電機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)所述射臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的射臺(tái)平移電機(jī)、分別與控制器(I)和所述射膠電機(jī)相接的第一伺服驅(qū)動(dòng)器、分別控制器(I)和所述溶膠電機(jī)相接的第二伺服驅(qū)動(dòng)器以及分別與控制器(I)和所述射臺(tái)平移電機(jī)相接的變頻器，所述射膠電機(jī)與所述注射螺桿同軸緊密連接，所述溶膠電機(jī)與所述注射螺桿平行布設(shè)；所述模具開合單元(3)包括第三伺服驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)所述合模機(jī)構(gòu)在塑料成型時(shí)將所述模具夾緊且在開模時(shí)推出模內(nèi)制品的模具開合電機(jī)，所述第三伺服驅(qū)動(dòng)器分別與所述模具開合電機(jī)和控制器(I)相接；所述溫度調(diào)節(jié)單元(4)包括光電隔離器、驅(qū)動(dòng)電路、過流保護(hù)電路、固態(tài)繼電器、料筒加熱器和噴嘴加熱器，所述光電隔離器、驅(qū)動(dòng)電路、過流保護(hù)電路和固態(tài)繼電器依序連接，所述料筒加熱器和噴嘴加熱器均與所述固態(tài)繼電器相接，所述光電隔離器與控制器(I)相接；所述傳感器單元(6)包括對所述料筒的溫度進(jìn)行檢測的第一溫度傳感器、對所述噴嘴的溫度進(jìn)行檢測的第二溫度傳感器、對所述射膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第一轉(zhuǎn)速傳感器、對所述溶膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第二轉(zhuǎn)速傳感器、對所述射臺(tái)平移電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第三轉(zhuǎn)速傳感器、對所述模具開合電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測的第四轉(zhuǎn)速傳感器、安裝在所述注射螺桿末端用于檢測注射壓力的壓力傳感器和用于檢測所述注射螺桿實(shí)時(shí)位置的位置傳感器；所述數(shù)據(jù)采集與處理單元(5)包括依序連接的信號(hào)調(diào)理電路(5-1)、數(shù)據(jù)采集電路(5-2)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(5-3)和接口電路(5-4);所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器、第三轉(zhuǎn)速傳感器、第四轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和位置傳感器均與所述信號(hào)調(diào)理電路(5-1)相接，所述接口電路(5-4)與控制器⑴相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(I)為PLC0
3.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均為K型熱電偶。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述位置傳感器為光柵尺位移傳感器。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(5-3)為集成有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的ARM微處理器。
【文檔編號(hào)】G05D23/22GK204229183SQ201420685144
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】汪春華 申請人:西安航空學(xué)院