[發明專利]一種用于3C構件熱彎的智能溫控模具及其控制方法

在審

• 申請號: 201910230256.4
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109970326A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 張國軍;明五一;張紅梅;張臻;尹玲;盧亞;廖敦明;耿濤
• 申請（專利權）人: 廣東華中科技大學工業技術研究院
• 主分類號: C03B23/03
• 分類號: C03B23/03
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;楊桂洋

1.一種用于3C構件熱彎的智能溫控模具，包括上模具和下模具，上模具壓合在下模具上，上模具和下模具之間形成放置型腔，其特征在于，所述上模具和下模具分別與一級加熱裝置連接，下模具內設有二級加熱裝置，下模具底面安裝有導熱密封板。

2.根據權利要求1所述的用于3C構件熱彎的智能溫控模具，其特征在于，所述二級加熱裝置包括二級加熱模塊和導熱柱，二級加熱模塊包括至少兩個發熱構件，該至少兩個發熱構件圍合成半封閉圈，導熱柱設在半封閉圈內，每一個發熱構件都對應連接一條第一導線，第一導線與第二導線連接，下模具上安裝有插口，第二導線與插口連接，每個發熱構件對應安裝在一塊絕緣導熱板上，絕緣導熱板上設有將發熱構件壓合的密封板，絕緣導熱板安裝在下模具內，二級加熱模塊和導熱柱位于絕緣導熱板與下模具底面之間的區域內。

3.根據權利要求2所述的用于3C構件熱彎的智能溫控模具，其特征在于，所述至少兩個發熱構件按照從內到外并排排列的方式排布，并且該至少兩個發熱構件呈同心圓圍合成半封閉圈。

4.根據權利要求3所述的用于3C構件熱彎的智能溫控模具，其特征在于，所述導熱柱外圍環繞設有陶瓷絕緣管，第一導線向上進入到陶瓷絕緣管延伸排布，陶瓷絕緣管上設有與第一導線連接的雙金屬片溫控開關，一個發熱構件對應一條陶瓷絕緣管和一個雙金屬片溫控開關，陶瓷絕緣管上還設有固定支架，陶瓷絕緣管環繞導熱柱的圈數與發熱構件的數量保持一致。

5.根據權利要求4所述的用于3C構件熱彎的智能溫控模具，其特征在于，所述發熱構件包括至少兩段串聯連接的發熱件，該發熱件包括導電球體、彈性體、雙金屬片發熱體和導電鉸鏈模塊，彈性體一端固定安裝導電鉸鏈模塊、另一端固定安裝導電球體，雙金屬片發熱體一端與導電球體通過球面高副活動連接，雙金屬片發熱體另一端固定安裝有導電鉸鏈模塊，雙金屬片發熱體上安裝的導電鉸鏈和彈性體上安裝的導電鉸鏈模塊分別設置在絕緣導熱板上的凸出軸轉動安裝連接；

至少兩段發熱件連接時，其中一段發熱件的雙金屬片發熱體通過導電鉸鏈模塊與另外一段發熱件的彈性體連接，彈性體上安裝連接的導電鉸鏈模塊與第一導電連接。

6.根據權利要求5所述的用于3C構件熱彎的智能溫控模具，其特征在于，所述下模具內設有與發熱構件相同數量的型腔，一個發熱構件安裝在一個型腔中，絕緣導熱板上設有凹槽，凹槽的數量與發熱構件的數量相同，一個發熱構件對應安裝在一個凹槽中。

7.根據權利要求6所述的用于3C構件熱彎的智能溫控模具，其特征在于，所述插口為航空插口，下模具上通過定位銷安裝有陶瓷底座，插口安裝在該陶瓷底座上。

8.根據權利要求5所述的用于3C構件熱彎的智能溫控模具，其特征在于，所述一級加熱裝置包括一級上加熱板、一級上導熱板、一級下加熱板和一級下導熱板，一級上導熱板與一級上加熱板安裝，一級上導熱板與上模具安裝連接，一級下導熱板與一級下加熱板安裝，一級下導熱板與下模具安裝連接，一級上加熱板和下級下加熱板內分別設置有若干加熱棒。

9.一種根據權利要求1-8中任一項所述的用于3C構件熱彎的智能溫控模具的控制方法，包括以下步驟：

開啟一級加熱裝置和二級加熱裝置，對模具進行加熱升溫；

檢測二級加熱模塊中的每一個發熱構件的工作電流，由發熱構件對應的雙金屬片溫控開關的動作溫度，初步感知對應的當前模具區域的溫度；

若前模具區域的溫度高于預設的熱彎理論溫度，斷開二級加熱模塊，使二級加熱模塊停止工作不進行加熱；若當前模具區域的溫度低于預設的熱彎理論溫度，閉合二級加熱模塊，使二級加熱模塊啟動加熱，進一步提升模具溫度；

對二級加熱模塊中的每一個發熱構件單獨控制，實現開啟或者關閉的控制，發熱構件中的雙金屬發熱體將熱量傳導給導熱柱體；

發熱構件中的雙金屬發熱體受熱產生變形，改變熱流密度，從而使得導熱柱體的溫升速率發生變化，進而調整模具的溫度。

10.根據權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述一級加熱裝置采用模糊控制策略，模糊控制策略的輸入變量為第一級溫度、第一級溫度變化率和二級加熱模塊負載量，模糊控制的輸出量為加熱棒的個數，設有模糊推理規則Ⅰ和模糊推理規則Ⅱ，二級加熱模塊負載量具有大負載工況和小負載工況，當二級加熱模塊中的每一個的發熱構件發熱功率達到或者超過預設臨界值時為大負載工況，當二級加熱模塊中的每一個發熱構件發熱功率小于預設臨界值時為小負載工況，二級加熱模塊處于大負載工況下采用模糊推理規則Ⅰ，二級加熱模塊處于小負載工況下采用模糊護理規則Ⅱ；

獲取第一級溫度，按溫度范圍分為極低、低、中、高和極高五個區間；極低的溫度區間為小于等于120℃且大于室溫，低的溫度區間為小于等于360℃且大于120℃，中的溫度區間為小于等于530℃且大于360℃，高的溫度區間為小于等于600℃且大于530℃，極高的溫度區間為大于600℃；

通過獲取不同時間下的第一級溫度，計算第一級溫度變化率，按變化的快慢分為極慢、慢、中、快和極快五個區間；極慢的溫度變化率區間為小于等于30℃/min 且大于0，慢的溫度變化率區間為小于等于90℃/min 且大于30℃/min，中的溫度變化率區間為小于等于150℃/min 且大于90℃/min，快的溫度變化率區間為小于等于230℃/min 且大于150℃/min，極快的溫度變化率為大于230℃/min；

根據二級加熱模塊的負載量，采用相應的模糊推理規則，根據第一級溫度所處的溫度區間和第一級溫度變化率所處的溫度變化率區間，由相應的模糊推理規則輸出一級加熱裝置中的加熱棒的具體運行數量。