专利名称：一种嵌入式闭环控制模具保护系统及保护方法
技术领域：
本发明属于工业自动化控制领域，具体地属于一种模具生产产品过程中，借助传感器件对模具实现闭环控制的保护系统以及一种对模具保护的方法。
背景技术：
目前由于我国现代化建设突飞猛进的发展，各种产品的生产越来越依赖模具，它是提高生产效率，实现标准化生产的重要工装。模具在当今产品大批量生产中的应用很广泛，然而，现在生产过程中模具的使用是开环控制的生产方式，如图1所示，模具在生产产品过程中是处在被动的地位，不能及时将它的状况反馈给机器设备，不论模具本身是否有故障，还是生产产品的材料是否到位，机器设备就只管照常工作，没有模具辩解的权利，模具在使用过程中的安全得不到保护。然而模具的制造成本很高，维修费用也很高，同时模具损坏次数的增加相应也降低了模具的使用寿命，等同于生产产品制造成本的提高，再一个，模具在每次装卸过程中需要时间，造成机器设备开动率的降低，维修也需要时间，也就延长了产品的生产周期，制作模具需要特殊的钢材，冶炼钢材需要煤炭、电力，模具不正常，同时不良品的增多也会造成原材料、电力的浪费等等，种种的浪费最终造成能源的浪费。而当今能源的紧缺又摆在世人的面前，但又不能因为能源紧张不消耗不发展，那就要怎样去减少浪费，用最低的消耗去获取更大效益。
然而，目前国内许多行业，特别是冲压、注塑、压铸、挤出等行业还是采用开环控制模具的生产模式，根据该常规生产过程中的开环控制系统，由于机器设备不管模具是否有问题，只管按照事先设计好的条件进行工作，在使用过程中很难对模具起到保护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种模具保护系统。该系统将开环控制模具的模式变为闭环控制模具的模式，从而实现对模具在生产产品过程中的保护。
为了解决上述技术问题本发明采用以下技术方案一种嵌入式闭环控制模具保护系统，它包括a)安装在设备中的模具；b)安装在模具被检测部位的传感器；c)用于采集传感器感应信号并将信号放大的信号采集装置；d)将信号采集装置采集的数据进行逻辑运算，并把结果反馈给设备的控制装置；上述装置相互电性连接。
所述的信号采集装置包括一信号采集器、一用于将信号采集器采集的信号进行放大的信号放大器，及一用于将放大后的信号输出的放大信号输出器。
所述的控制装置包括一用于接收放大信号的信号输入器，一用于接收信号输入器输入的数据并与其预设的数值进行比较处理的单片机，一根据比较处理结果来相应发出信号的信号输出器，及一接收信号输出器发出的指令并反馈给设备的驱动器。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种在闭环控制模式下的模具保护方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的方法包含以下步骤a)在模具被检测部位放置传感器；b)采集传感器感应的信号并放大；
c)将放大的信号耦合到单片机中，并作为数据存贮；d)将存贮的数据与预设的数值进行比较处理；e)根据是否达到预先设定的要求产生比较的结果；f)如果比较结果为达到预先设定的要求，则向设备输入加工指令，模具闭合，如果比较结果为未达到预先设定的要求，则重复步骤b)至e)。
其中步骤d)所述预设的数值是可变值。
本发明与现有的技术相比有以下优点该系统包括硬件单元和嵌入单片机里的逻辑程序，通过在模具上信号的采集放大后，把模具被控部位的信号传给单片机，经过逻辑程序运算把结果反馈给设备的控制系统，从而使控制设备的执行机构根据模具内信号的变化而运行，实现模具在生产过程中的闭环控制，来解决对模具在生产过程中的保护作用，以实现各种资源浪费的减少及现存问题的解决。
此外，根据本发明模具的保护方法，使设备能感知到模具是否正常，从而判断工作是否进行。也就是把常规模具开环控制的方式，经过该发明的保护系统处理，成为模具闭环控制的方式，从而实现对模具在生产过程中的保护作用。
图1为开环控制模具模式的方框图；图2为本发明闭环控制模具模式的方框图；图3本发明系统结构的方框图；图4为本发明保护方法的流程图。
具体实施例方式
如图2所示，本发明把模具被控部位的信号，经过模具保护系统程序的逻辑运算把结果反馈给设备的控制系统，从而使控制设备的执行机构根据模具内信号的变化而运行，实现模具在生产过程中的闭环控制。
如图3所示，本发明包括安装在设备1中的模具2、传感器3、信号采集装置4及控制装置5。
所述传感器3安装在模具2的被检测部位(步骤100)，所述信号采集装置4由信号采集器41、信号放大器42、放大信号输出器43组成，传感器3与信号采集器41电性连接，信号采集器41与信号放大器42电性连接，信号放大器42与放大信号输出器43电性连接，由传感器3感应的信号经过信号采集器41采集后输送到信号放大器42，经过放大器放大进入放大信号输出器43后，被输送进入控制装置5(步骤101)。
所述的控制装置5由信号输入器51、单片机52、信号输出器53及驱动器54组成。单片机52主要包括存贮器521和微处理器522，由信号输入器51将放大信号输出器43传送来的信号耦合到单片机52中，同时信号的进入与否由信号显示器511显示，将耦合的信号作数据存贮在单片机52的随机存贮器RAM中(步骤102)，在只读存贮器ROM中存放着控制程序，控制程序可根据模具的结构及设备不同，简单地对程序作修改，以适应不同的逻辑要求，即该控制程序可以是可变程序。单片机52中的微处理器522读取ROM及RAM中的信息，执行控制程序发出的指令，控制程序将先前采集的信号数据作为输入变量x，输入后根据事先预定的函数公式Y＝f(x)进行运算，与预设的数值进行比较处理(步骤103)，以检测现在模具的状况是否达到预先设定的要求，运算后根据是否达到预先设定的要求产生运算结果Y(步骤104)，信号输出器53将运算结果Y变成控制信号向驱动器54发出指令，同时输出信号的有无由信号输出显示器531显示。如果达到预先设定的要求，说明模具目前状况良好，驱动器54收到指令后对设备1输入加工指令，则模具闭合，进行后一道程序(步骤105)；如果未达到预先设定的要求，则驱动器54收到指令后，向信号指示灯发出亮灯指令，指示故障的部位，以提醒操作者去排除故障，故障排除后重新采集信号(步骤106)。所述预设的数值可以是固定不变，也可根据具体实际工作需求、模具的结构及设备不同，在模具正常工作状态下取样采集，并存贮在单片机52中，即预设的数值是可变值。
本发明通过在模具上信号的采集放大后，在预先设定的函数条件下经过运算把结果反馈给设备的控制系统，从而使控制设备的执行机构根据模具内信号的变化而运行，实现模具在生产过程中的闭环控制。
本发明不但在塑胶行业的模具可以使用，而且在冲压行业、压铸行业等也可以使用。同时可根据用户要求开发新的程序，在新的程序运作下本系统可实现对其它方面的自动控制，应用比较广泛。
此外本发明不限于上述实施，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其实施阶段可对其实行各种改进。
权利要求
1.一种嵌入式闭环控制模具保护系统，它包括a)安装在设备(1)中的模具(2)；b)安装在模具(2)被检测部位的传感器(3)；c)用于采集传感器(3)感应信号并将信号放大的信号采集装置(4)；d)将信号采集装置(4)采集的数据进行逻辑运算，并把结果反馈给设备的控制装置(5)；上述装置相互电性连接。
2.如权利要求1所述的一种嵌入式闭环控制模具保护系统，其特征在于所述的信号采集装置(4)包括一信号采集器(41)、一用于将信号采集器(41)采集的信号进行放大的信号放大器(42)，及一用于将放大后的信号输出的放大信号输出器(43)。
3.如权利要求1或2所述的一种嵌入式闭环控制模具保护系统，其特征在于所述的控制装置(5)包括一用于接收放大信号的信号输入器(51)，一用于接收信号输入器(51)输入的数据并与其预设的数值进行比较处理的单片机(52)，一根据比较处理结果来相应发出信号的信号输出器(53)，及一接收信号输出器(53)发出的指令并反馈给设备(1)的驱动器(54)。
4.如权利要求3所述的一种嵌入式闭环控制模具保护系统，其特征在于所述的信号输入器(51)还安装有信号输入显示器(511)，所述的信号输出器(53)还安装有信号输出显示器(531)。
5.一种在闭环控制模式下的模具保护方法，该方法包含以下步骤a)在模具被检测部位放置传感器；b)采集传感器感应的信号并放大；c)将放大的信号耦合到单片机中，并作为数据存贮；d)将存贮的数据与预设的数值进行比较处理；e)根据是否达到预先设定的要求产生比较的结果；f)如果比较结果为达到预先设定的要求，则向设备输入加工指令，模具闭合，如果比较结果为未达到预先设定的要求，则重复步骤b)至e)。
6.如权利要求5所述的一种在闭环控制模式下的模具保护方法，其特征在于其中步骤d)所述预设的数值是可变值。
全文摘要
本发明涉及一种嵌入式闭环控制模具保护系统，它包括a)安装在设备中的模具；b)安装在模具被检测部位的传感器；c)用于采集传感器感应信号并将信号放大的信号采集装置；d)将信号采集装置采集的数据进行逻辑运算，并把结果反馈给设备的控制装置；上述装置相互电性连接。本发明与现有的技术相比有以下优点该系统包括硬件单元和嵌入单片机里的逻辑程序，通过在模具上信号的采集放大后，把模具被控部位的信号传给单片机，经过逻辑程序运算把结果反馈给设备的控制系统，从而使控制设备的执行机构根据模具内信号的变化而运行，实现模具在生产过程中的闭环控制，来解决对模具在生产过程中的保护作用，以实现各种资源浪费的减少及现存问题的解决。
文档编号G05B19/04GK1975613SQ20061015524
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者许尚华, 余莉萍 申请人:杭州沃富电子技术有限公司