[發明專利]全自動真空注型控制系統和方法

無效

• 申請號: 201010290779.7
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102009445A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 張海光;劉媛媛;黃杰;胡慶夕;王超;陳維燈
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B29C39/44
• 分類號: B29C39/44
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種全自動真空注型控制系統，由一個控制器模塊(1)、一個檢測模塊(2)和一個執行模塊(3)組成，所述控制器模塊(1)連接所述檢測模塊(2)和執行模塊(3)，其特征在于：所述控制器模塊(1)由一個主控制器(9)聯接一個從控制器(11)構成；所述檢測模塊(2)由一個CCD高速數字相機(4)、一個數字壓力傳感器(5)和四個限位開關(6)構成；所述執行模塊(3)是由一個抽真空電機(12)聯接一個真空泵(13)、攪拌電機(14)聯接一個攪拌棒(15)、兩個傾倒電機(16)分別聯接一個固化劑料杯(17)和混合料杯(18)、以及一個電磁閥(19)構成；

所述控制器模塊(1)中，主控制器(9)為計算機，從控制器(11)為可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器與計算機通過SC-09編程電纜連接；

所述檢測模塊(2)中的限位開關(6)經所述從控制器(11)聯接傾倒電機(16)，從而分別控制混合料杯(18)和固化劑料杯(17)的極限行程位置；壓力傳感器(5)通過串行接口(8)與計算機(9)通訊實現真空室壓力的實時采集與監控；CCD高速數字相機(4)通過USB接口(7)與計算機(9)通訊實現混料杯液面氣泡的實時檢測，配套光源用于調整亮度以改善采集效果；

所述執行模塊(3)中，抽真空電機(12)、攪拌電機(14)、傾倒電機(16)和電磁閥(19)的控制線連接于可編程邏輯控制器(11)的輸出端，而各個驅動電機又分別通過機械連接與對應的驅動對象連接。

2.根據權利要求1所述的全自動真空注型控制系統，其特征在于所述控制器模塊中的主控制器即計算機(9)接收CCD高速數字相機(4)的采集信號，利用圖像處理軟件編寫程序對采集到的氣泡圖像進行處理，將得到的處理結果作為是否消泡的指令通過數據關聯傳遞給可編程序控制器(11)，實現用視覺傳感器取代人工目測進行氣泡的自動實時檢測，用氣泡圖像處理取代主觀判斷消泡效果。

3.根據權利要求1所述的全自動真空注型控制系統，其特征在于所述計算機(9)將壓力傳感器(5)采集到的壓力信號處理后得到是否停止抽真空的指令，再通過串口(8)傳送給可編程序控制器(11)以控制真空泵的起停，避免由人工觀察真空表引起的誤操作。

4.根據權利要求1所述的全自動真空注型控制系統，其特征在于所述計算機(9)的數據庫訪問及工藝參數設定部分，以手動輸入或通過選擇相應的材料查詢匹配數據庫中的數據得到真空注型的控制參數，并利用數據關聯將其通過串口(8)傳遞給可編程序控制器(11)作為相關執行元件的控制指令。

5.根據權利要求1所述的全自動真空注型控制系統，其特征在于所述計算機(9)通過組態軟件設計的人機仿真界面，仿真界面能夠實時顯示真空注型的工藝過程及各個執行元件的運行狀態，便于實現在線監控。

6.根據權利要求1所述的全自動真空注型控制系統，其特征在于所述計算機(9)通過專用PLC編程軟件編寫自動控制程序并通過編程電纜(10)下載到可編程序控制器(11)中，控制執行機構抽真空電機(12)、攪拌電機(14)、傾倒電機(16)和電磁閥(19)動作。

7.根據權利要求1所述的全自動真空注型控制系統，其特征在于所述執行模塊(3)中，真空泵(13)由抽真空電機(12)驅動完成抽真空動作，攪拌棒(15)由攪拌電機(14)驅動完成混合材料攪拌動作，固化劑料杯(17)和混合料杯(18)由傾倒電機(16)驅動完成傾倒動作，電磁閥(19)完成進氣動作實現消泡。

8.一種全自動真空注型控制方法，采用根據權利要求1所述的全自動真空注型控制系統進行控制，其特征在于具體控制步驟如下：

(1)當按下真空泵開關X0時，啟動抽真空電機(Y0)帶動真空泵運轉開始抽氣；

(2)數字壓力傳感器實時檢測真空室壓力并通過串口通訊傳給組態中的壓力變量，當壓力值達到設定值時，與壓力變量關聯的抽真空停止條件滿足(即X1閉合)，此時啟動攪拌電機(Y1)帶動攪拌棒對混料杯(B杯)中的材料進行混合攪拌，同時攪拌與固化劑傾倒時間間隔定時器(T0)啟動計時；

(3)當攪拌與固化劑傾倒時間間隔定時時間達到設定值時則啟動固化劑傾倒電機正轉(Y2)帶動固化劑料杯(A杯)傾倒將固化劑導入混料杯(B杯)；

(4)當A杯傾倒撞到傾倒限位開關(X2)時，A杯傾倒電機停止正轉，同時A杯倒料定時器(T1)開啟進行倒料定時；

(5)當A杯倒料定時時間達到設定值時A杯傾倒電機反轉(Y3)帶動A杯回位；

(6)當A杯回位撞到回位限位開關(X3)時，A杯傾倒電機停止反轉，同時A杯回位與進氣消泡時間間隔定時器(T2)啟動；

(7)當A杯回位與進氣消泡時間間隔定時器達到設定值時，啟動電磁閥(Y4)進行進氣消泡，如果氣泡達標時(即X6閉合)時啟動B杯傾倒電機正轉(Y5)進行澆注，如果氣泡不達標(即X6斷開)則重新執行抽氣、進氣消泡等動作直至達標才能進行澆注；

(8)當B杯傾倒撞到傾倒限位開關(X4)時，B杯傾倒電機停止正轉，同時B杯傾倒定時器(T3)啟動；

(9)當B杯倒料定時時間達到設定值時，B杯傾倒電機反轉(Y6)帶動B杯回位；

(10)當B杯回位撞到回位限位開關(X5)時，B杯傾倒電機停止反轉；

(11)系統回到初始狀態。