一种用于3C构件热弯的智能温控模具及其控制方法技术

一种用于3C构件热弯的智能温控模具及其控制方法，包括上模具和下模具，上模具压合在下模具上，上模具和下模具之间形成放置型腔，所述上模具和下模具分别与一级加热装置连接，下模具内设有二级加热装置，下模具底面安装有导热密封板，通过一级加热装置和二级加热装置的控制，对模具进行加热升温，实现温度的有效控制。本发明专利技术温升速度快，滞后效应小，易于实现温度调控。

An Intelligent Temperature Control Die for Hot Bending of 3C Components and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于3C构件热弯的智能温控模具及其控制方法
本专利技术属于3C构件热弯加工
，具体地说是一种用于3C构件热弯的智能温控模具及其控制方法。
技术介绍
在3C产业，透明构件在行业应用不断增长，特别是随着5G技术的快速推进，对玻璃材质的构件在终端通信产品中得到广泛应用，尤其是曲面形状的构件。目前，由于市场需求量大，曲面玻璃材质的3C构件一般都是由平面构件经过热弯工艺(内置于热弯装备中)，形成设计所需的曲面复杂形状。但是，由于玻璃等材质是非晶物质，如果热弯的温度过低，3C构件容易破裂；相反，如果热弯的温度过高，3C构件容易产生烫伤、水波纹等缺陷；另外，由于3C构件是曲面形状，导致模具传热不均匀，进一步降低了3C产品的热弯良品率。目前，市面上的热弯装备主要采用单级加热方式，也就是通过对模具的上下方向分别作用于热源，采用热传导的方式，将热源的热量由加热棒(热源)传导到加热板，再由加热板传导到导热板，再进一步传导到模具，从而最终传导到3C构件，整个热弯过程的温度控制由PLC进行处理。另外，也有将加热棒热传导的加热方式替换为微波或者红外辐射加热。但是，上述方式都是采用单级的加热方式，也就是直接对模具进行加热。然而，模具本身有厚度和体积，内部形状结构复杂，单一加热的方式导致待加热的3C构件温度分布与期望的有很大差距，这也导致了目前3C行业内的热弯良品率普遍不高的一个重要原因。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种用于3C构件热弯的智能温控模具及其控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：一种用于3C构件热弯的智能温控模具，包括上模具和下模具，上模具压合在下模具上，上模具和下模具之间形成放置型腔，所述上模具和下模具分别与一级加热装置连接，下模具内设有二级加热装置，下模具底面安装有导热密封板。所述二级加热装置包括二级加热模块和导热柱，二级加热模块包括至少两个发热构件，该至少两个发热构件围合成半封闭圈，导热柱设在半封闭圈内，每一个发热构件都对应连接一条第一导线，第一导线与第二导线连接，下模具上安装有插口，第二导线与插口连接，每个发热构件对应安装在一块绝缘导热板上，绝缘导热板上设有将发热构件压合的密封板，绝缘导热板安装在下模具内，二级加热模块和导热柱位于绝缘导热板与下模具底面之间的区域内。所述至少两个发热构件按照从内到外并排排列的方式排布，并且该至少两个发热构件呈同心圆围合成半封闭圈。所述导热柱外围环绕设有陶瓷绝缘管，第一导线向上进入到陶瓷绝缘管延伸排布，陶瓷绝缘管上设有与第一导线连接的双金属片温控开关，一个发热构件对应一条陶瓷绝缘管和一个双金属片温控开关，陶瓷绝缘管上还设有固定支架，陶瓷绝缘管环绕导热柱的圈数与发热构件的数量保持一致。所述发热构件包括至少两段串联连接的发热件，该发热件包括导电球体、弹性体、双金属片发热体和导电铰链模块，弹性体一端固定安装导电铰链模块、另一端固定安装导电球体，双金属片发热体一端与导电球体通过球面高副活动连接，双金属片发热体另一端固定安装有导电铰链模块，双金属片发热体上安装的导电铰链和弹性体上安装的导电铰链模块分别设置在绝缘导热板上的凸出轴转动安装连接；至少两段发热件连接时，其中一段发热件的双金属片发热体通过导电铰链模块与另外一段发热件的弹性体连接，弹性体上安装连接的导电铰链模块与第一导电连接。所述下模具内设有与发热构件相同数量的型腔，一个发热构件安装在一个型腔中，绝缘导热板上设有凹槽，凹槽的数量与发热构件的数量相同，一个发热构件对应安装在一个凹槽中。所述插口为航空插口，下模具上通过定位销安装有陶瓷底座，插口安装在该陶瓷底座上。所述一级加热装置包括一级上加热板、一级上导热板、一级下加热板和一级下导热板，一级上导热板与一级上加热板安装，一级上导热板与上模具安装连接，一级下导热板与一级下加热板安装，一级下导热板与下模具安装连接，一级上加热板和下级下加热板内分别设置有若干加热棒。一种用于3C构件热弯的智能温控模具的控制方法，包括以下步骤：开启一级加热装置和二级加热装置，对模具进行加热升温；检测二级加热模块中的每一个发热构件的工作电流，由发热构件对应的双金属片温控开关的动作温度，初步感知对应的当前模具区域的温度；若前模具区域的温度高于预设的热弯理论温度，断开二级加热模块，使二级加热模块停止工作不进行加热；若当前模具区域的温度低于预设的热弯理论温度，闭合二级加热模块，使二级加热模块启动加热，进一步提升模具温度；对二级加热模块中的每一个发热构件单独控制，实现开启或者关闭的控制，发热构件中的双金属发热体将热量传导给导热柱体；发热构件中的双金属发热体受热产生变形，改变热流密度，从而使得导热柱体的温升速率发生变化，进而调整模具的温度。所述一级加热装置采用模糊控制策略，模糊控制策略的输入变量为第一级温度、第一级温度变化率和二级加热模块负载量，模糊控制的输出量为加热棒的个数，设有模糊推理规则Ⅰ和模糊推理规则Ⅱ，二级加热模块负载量具有大负载工况和小负载工况，当二级加热模块中的每一个的发热构件发热功率达到或者超过预设临界值时为大负载工况，当二级加热模块中的每一个发热构件发热功率小于预设临界值时为小负载工况，二级加热模块处于大负载工况下采用模糊推理规则Ⅰ，二级加热模块处于小负载工况下采用模糊护理规则Ⅱ；获取第一级温度，按温度范围分为极低、低、中、高和极高五个区间；极低的温度区间为小于等于120℃且大于室温，低的温度区间为小于等于360℃且大于120℃，中的温度区间为小于等于530℃且大于360℃，高的温度区间为小于等于600℃且大于530℃，极高的温度区间为大于600℃；通过获取不同时间下的第一级温度，计算第一级温度变化率，按变化的快慢分为极慢、慢、中、快和极快五个区间；极慢的温度变化率区间为小于等于30℃/min且大于0，慢的温度变化率区间为小于等于90℃/min且大于30℃/min，中的温度变化率区间为小于等于150℃/min且大于90℃/min，快的温度变化率区间为小于等于230℃/min且大于150℃/min，极快的温度变化率为大于230℃/min；根据二级加热模块的负载量，采用相应的模糊推理规则，根据第一级温度所处的温度区间和第一级温度变化率所处的温度变化率区间，由相应的模糊推理规则输出一级加热装置中的加热棒的具体运行数量。本专利技术具有以下有益效果：1)针对单级加热方式的不足，采用多级加热装置对模具进行加热，温度提升速度快，滞后效应小，易于实现温度调控；2)通过模具内置多个二级加热模块，可分别对不同的区域进行独立控制加热，按3C构件的热弯工艺要求，对待热弯的特定区域实现精密的温度控制；3)每个二级加热模块，采用多个双金属温控开关，实现温度的控制；通过实时检测二级加热模块的温度，为智能温控提供基础；4)另外，每个二级加热模块的底部发热装置采用双金属片结构，通过自然热变形现象，实现自身的温度感知与热量的均衡，从而实现温度的控制。附图说明图1-1是本专利技术立体示意图；图1-2是本专利技术另一视角的立体示意图；一个具体实施例的结构示意图；图2是本专利技术去掉导热密封板后的结构示意图；图3是本专利技术二级加热装置的结构示意图；图4为本专利技术二级加热模块的结构示意图；图5-1是双金属片发热体变形前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于3C构件热弯的智能温控模具，包括上模具和下模具，上模具压合在下模具上，上模具和下模具之间形成放置型腔，其特征在于，所述上模具和下模具分别与一级加热装置连接，下模具内设有二级加热装置，下模具底面安装有导热密封板。

【技术特征摘要】
1.一种用于3C构件热弯的智能温控模具，包括上模具和下模具，上模具压合在下模具上，上模具和下模具之间形成放置型腔，其特征在于，所述上模具和下模具分别与一级加热装置连接，下模具内设有二级加热装置，下模具底面安装有导热密封板。2.根据权利要求1所述的用于3C构件热弯的智能温控模具，其特征在于，所述二级加热装置包括二级加热模块和导热柱，二级加热模块包括至少两个发热构件，该至少两个发热构件围合成半封闭圈，导热柱设在半封闭圈内，每一个发热构件都对应连接一条第一导线，第一导线与第二导线连接，下模具上安装有插口，第二导线与插口连接，每个发热构件对应安装在一块绝缘导热板上，绝缘导热板上设有将发热构件压合的密封板，绝缘导热板安装在下模具内，二级加热模块和导热柱位于绝缘导热板与下模具底面之间的区域内。3.根据权利要求2所述的用于3C构件热弯的智能温控模具，其特征在于，所述至少两个发热构件按照从内到外并排排列的方式排布，并且该至少两个发热构件呈同心圆围合成半封闭圈。4.根据权利要求3所述的用于3C构件热弯的智能温控模具，其特征在于，所述导热柱外围环绕设有陶瓷绝缘管，第一导线向上进入到陶瓷绝缘管延伸排布，陶瓷绝缘管上设有与第一导线连接的双金属片温控开关，一个发热构件对应一条陶瓷绝缘管和一个双金属片温控开关，陶瓷绝缘管上还设有固定支架，陶瓷绝缘管环绕导热柱的圈数与发热构件的数量保持一致。5.根据权利要求4所述的用于3C构件热弯的智能温控模具，其特征在于，所述发热构件包括至少两段串联连接的发热件，该发热件包括导电球体、弹性体、双金属片发热体和导电铰链模块，弹性体一端固定安装导电铰链模块、另一端固定安装导电球体，双金属片发热体一端与导电球体通过球面高副活动连接，双金属片发热体另一端固定安装有导电铰链模块，双金属片发热体上安装的导电铰链和弹性体上安装的导电铰链模块分别设置在绝缘导热板上的凸出轴转动安装连接；至少两段发热件连接时，其中一段发热件的双金属片发热体通过导电铰链模块与另外一段发热件的弹性体连接，弹性体上安装连接的导电铰链模块与第一导电连接。6.根据权利要求5所述的用于3C构件热弯的智能温控模具，其特征在于，所述下模具内设有与发热构件相同数量的型腔，一个发热构件安装在一个型腔中，绝缘导热板上设有凹槽，凹槽的数量与发热构件的数量相同，一个发热构件对应安装在一个凹槽中。7.根据权利要求6所述的用于3C构件热弯的智能温控模具，其特征在于，所述插口为航空插口，下模具上通过定位销安装有陶瓷底座，插口安装在该陶瓷底座上。8.根据权利要求5所述的用于3C构件热弯的智能温控模具，其特征在于，所述一级加热装置包括一级上加热板、一级上导热板、一级下加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国军，明五一，张红梅，张臻，尹玲，卢亚，廖敦明，耿涛，
申请(专利权)人：广东华中科技大学工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44