基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機控制系統(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節(jié)單元均與所述控制器相接。本實用新型結構簡單、穩(wěn)定性好、投入成本低；采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術，實現(xiàn)了自動化、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)融合的注塑機控制系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實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)融合的注塑機控制系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展，塑料制品廣泛應用于醫(yī)療、建筑、汽車、國防等多種行業(yè)。注塑機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床，是塑料機械的重要組成之一。隨著塑料工業(yè)的市場需求的變化，對注塑機各方面的性能要求也不斷提高，現(xiàn)代注塑機不斷向精密、節(jié)能、高效、環(huán)保發(fā)展。注塑機的控制技術是提升注塑機整體水平的關鍵之一，因此，結合自動化技術和計算機技術，具有高精度、高穩(wěn)定性的注塑機控制系統(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)需要實時監(jiān)視和共享，這就需要同時用到較多數(shù)量且不同類型的傳感器進行信息采集和監(jiān)測，基于這些采集和監(jiān)測到的信息，通過多種相應的終端執(zhí)行器實現(xiàn)終端控制?，F(xiàn)有注塑機控制系統(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)中不能準確、高效的實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和資源配置。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機控制系統(tǒng)，其結構簡單、穩(wěn)定性好，工作能夠對注塑機進行集成化、智能化的控制，提高了注塑機的效率和自動化水平。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機控制系統(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節(jié)單元均與所述控制器相接；所述注塑機包括料斗、料筒、注射螺桿、噴嘴、射臺、模具、合模機構；所述塑料注射單元包括用于驅動所述注射螺桿實現(xiàn)向前注射運動的射膠電機、用于在預塑化過程中驅動所述注射螺桿旋轉以便把來自所述料斗的原料向前輸送的溶膠電機、用于驅動所述射臺往復運動的射臺平移電機、分別與控制器和所述射膠電機相接的第一伺服驅動器、分別控制器和所述溶膠電機相接的第二伺服驅動器以及分別與控制器和所述射臺平移電機相接的變頻器，所述射膠電機與所述注射螺桿同軸緊密連接，所述溶膠電機與所述注射螺桿平行布設；所述模具開合單元包括第三伺服驅動器和驅動所述合模機構在塑料成型時將所述模具夾緊且在開模時推出模內制品的模具開合電機，所述第三伺服驅動器分別與所述模具開合電機和控制器相接；所述溫度調節(jié)單元包括光電隔離器、驅動電路、過流保護電路、固態(tài)繼電器、料筒加熱器和噴嘴加熱器，所述光電隔離器、驅動電路、過流保護電路和固態(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行檢測的第一溫度傳感器、對所述噴嘴的溫度進行檢測的第二溫度傳感器、對所述射膠電機的轉速進行檢測的第一轉速傳感器、對所述溶膠電機的轉速進行檢測的第二轉速傳感器、對所述射臺平移電機的轉速進行檢測的第三轉速傳感器、對所述模具開合電機的轉速進行檢測的第四轉速傳感器、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時位置的位置傳感器；所述數(shù)據(jù)采集與處理單元包括依序連接的信號調理電路、數(shù)據(jù)采集電路、神經(jīng)網(wǎng)絡數(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、第一轉速傳感器、第二轉速傳感器、第三轉速傳感器、第四轉速傳感器、壓力傳感器和位置傳感器均與所述信號調理電路相接，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)融合的注塑機控制系統(tǒng)，其特征是:所述神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器為集成有BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的ARM微處理器。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:結構簡單、穩(wěn)定性好、投入成本低；采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術，實現(xiàn)了自動化、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]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型包括控制器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和溫度調節(jié)單元4均與所述控制器I相接；所述注塑機包括料斗、料筒、注射螺桿、噴嘴、射臺、模具、合模機構；所述塑料注射單元2包括用于驅動所述注射螺桿實現(xiàn)向前注射運動的射膠電機、用于在預塑化過程中驅動所述注射螺桿旋轉以便把來自所述料斗的原料向前輸送的溶膠電機、用于驅動所述射臺往復運動的射臺平移電機、分別與控制器I和所述射膠電機相接的第一伺服驅動器、分別控制器I和所述溶膠電機相接的第二伺服驅動器以及分別與控制器I和所述射臺平移電機相接的變頻器，所述射膠電機與所述注射螺桿同軸緊密連接，所述溶膠電機與所述注射螺桿平行布設；所述模具開合單元3包括第三伺服驅動器和驅動所述合模機構在塑料成型時將所述模具夾緊且在開模時推出模內制品的模具開合電機，所述第三伺服驅動器分別與所述模具開合電機和控制器I相接；所述溫度調節(jié)單元4包括光電隔離器、驅動電路、過流保護電路、固態(tài)繼電器、料筒加熱器和噴嘴加熱器，所述光電隔離器、驅動電路、過流保護電路和固態(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行檢測的第一溫度傳感器、對所述噴嘴的溫度進行檢測的第二溫度傳感器、對所述射膠電機的轉速進行檢測的第一轉速傳感器、對所述溶膠電機的轉速進行檢測的第二轉速傳感器、對所述射臺平移電機的轉速進行檢測的第三轉速傳感器、對所述模具開合電機的轉速進行檢測的第四轉速傳感器、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時位置的位置傳感器；所述數(shù)據(jù)采集與處理單元5包括依序連接的信號調理電路5-1、數(shù)據(jù)采集電路5-2、神經(jīng)網(wǎng)絡數(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、第一轉速傳感器、第二轉速傳感器、第三轉速傳感器、第四轉速傳感器、壓力傳感器和位置傳感器均與所述信號調理電路5-1相接，所述接口電路5-4與控制器I相接。
[0020]本實施例中，所述控制器I為PLC。
[0021]本實施例中，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]本實施例中，所述位置傳感器為光柵尺位移傳感器。
[0023]本實施例中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器5-3為集成有BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的ARM微處理器。
[0024]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機控制系統(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)和溫度調節(jié)單元⑷均與所述控制器⑴相接；所述注塑機包括料斗、料筒、注射螺桿、噴嘴、射臺、模具、合模機構；所述塑料注射單元(2)包括用于驅動所述注射螺桿實現(xiàn)向前注射運動的射膠電機、用于在預塑化過程中驅動所述注射螺桿旋轉以便把來自所述料斗的原料向前輸送的溶膠電機、用于驅動所述射臺往復運動的射臺平移電機、分別與控制器(I)和所述射膠電機相接的第一伺服驅動器、分別控制器(I)和所述溶膠電機相接的第二伺服驅動器以及分別與控制器(I)和所述射臺平移電機相接的變頻器，所述射膠電機與所述注射螺桿同軸緊密連接，所述溶膠電機與所述注射螺桿平行布設；所述模具開合單元(3)包括第三伺服驅動器和驅動所述合模機構在塑料成型時將所述模具夾緊且在開模時推出模內制品的模具開合電機，所述第三伺服驅動器分別與所述模具開合電機和控制器(I)相接；所述溫度調節(jié)單元(4)包括光電隔離器、驅動電路、過流保護電路、固態(tài)繼電器、料筒加熱器和噴嘴加熱器，所述光電隔離器、驅動電路、過流保護電路和固態(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行檢測的第一溫度傳感器、對所述噴嘴的溫度進行檢測的第二溫度傳感器、對所述射膠電機的轉速進行檢測的第一轉速傳感器、對所述溶膠電機的轉速進行檢測的第二轉速傳感器、對所述射臺平移電機的轉速進行檢測的第三轉速傳感器、對所述模具開合電機的轉速進行檢測的第四轉速傳感器、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時位置的位置傳感器；所述數(shù)據(jù)采集與處理單元(5)包括依序連接的信號調理電路(5-1)、數(shù)據(jù)采集電路(5-2)、神經(jīng)網(wǎng)絡數(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、第一轉速傳感器、第二轉速傳感器、第三轉速傳感器、第四轉速傳感器、壓力傳感器和位置傳感器均與所述信號調理電路(5-1)相接，所述接口電路(5-4)與控制器⑴相接。
2.按照權利要求1所述的基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的注塑機控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(I)為PLC0
3.按照權利要求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)融合的注塑機控制系統(tǒng)，其特征在于:所述神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合處理器(5-3)為集成有BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的ARM微處理器。
【文檔編號】G05D23/22GK204229183SQ201420685144
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權日:2014年11月14日
【發(fā)明者】汪春華 申請人:西安航空學院