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(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(jiǎn)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(mǎn)足種類(lèi)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(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)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(chē)、國(guó)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(chǎng)需求的變化，對(duì)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(duì)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(lèi)型的傳感器進(jìn)行信息采集和監(jiān)測(cè)，基于這些采集和監(jiān)測(cè)到的信息，通過(guò)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(wèn)題是大量不同種類(lèi)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(wèn)題在于針對(duì)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(jiǎn)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(wèn)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(kāi)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(kāi)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(guò)程中驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿旋轉(zhuǎn)以便把來(lái)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(kāi)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(kāi)模時(shí)推出模內(nèi)制品的模具開(kāi)合電機(jī)，所述第三伺服驅(qū)動(dòng)器分別與所述模具開(kāi)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(guò)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(guò)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(duì)所述料筒的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第一溫度傳感器、對(duì)所述噴嘴的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第二溫度傳感器、對(duì)所述射膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第一轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述溶膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第二轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述射臺(tái)平移電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第三轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述模具開(kāi)合電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第四轉(zhuǎn)速傳感器、安裝在所述注射螺桿末端用于檢測(cè)注射壓力的壓力傳感器和用于檢測(cè)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(jiǎn)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(mǎn)足種類(lèi)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(wèn)題。
[0011]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)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(shuō)明:
[0014]I 一控制器；2—塑料注射單元；3—模具開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)程中驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿旋轉(zhuǎn)以便把來(lái)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(kāi)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(kāi)模時(shí)推出模內(nèi)制品的模具開(kāi)合電機(jī)，所述第三伺服驅(qū)動(dòng)器分別與所述模具開(kāi)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(guò)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(guò)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(duì)所述料筒的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第一溫度傳感器、對(duì)所述噴嘴的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第二溫度傳感器、對(duì)所述射膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第一轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述溶膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第二轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述射臺(tái)平移電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第三轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述模具開(kāi)合電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第四轉(zhuǎn)速傳感器、安裝在所述注射螺桿末端用于檢測(cè)注射壓力的壓力傳感器和用于檢測(cè)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(duì)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(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)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(kāi)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(kāi)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(guò)程中驅(qū)動(dòng)所述注射螺桿旋轉(zhuǎn)以便把來(lái)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(kāi)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(kāi)模時(shí)推出模內(nèi)制品的模具開(kāi)合電機(jī)，所述第三伺服驅(qū)動(dòng)器分別與所述模具開(kāi)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(guò)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(guò)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(duì)所述料筒的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第一溫度傳感器、對(duì)所述噴嘴的溫度進(jìn)行檢測(cè)的第二溫度傳感器、對(duì)所述射膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第一轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述溶膠電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第二轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述射臺(tái)平移電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第三轉(zhuǎn)速傳感器、對(duì)所述模具開(kāi)合電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)的第四轉(zhuǎn)速傳感器、安裝在所述注射螺桿末端用于檢測(cè)注射壓力的壓力傳感器和用于檢測(cè)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(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)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(qǐng)人:西安航空學(xué)院