一种模具中目标区域温度获取方法、控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种模具中目标区域温度获取方法、加热控制方法及系统。温度获取方法包括：在模具中设有目标区域，目标区域至少包括型腔表面、流道、浇道；在模具上设置有至少一个测温点，获得测温点温度分布并得到将测温点温度分布映射到目标区域温度分布的映射关系；获取模具工作过程中测温点的实时温度分布T1test，以及实时温度分布T1test对应的模具加热或冷却时长t1test，根据映射关系，得到目标区域的测量温度T2测：T2测＝g(T1test,t1test)。通过建立目标区域温度分布与测温点温度分布的映射关系，在实际注塑过程中，通过测温点的实时温度和映射关系，能够快速获得目标区域温度，成本低，不破坏目标区域结构，避免了用测温点温度估计目标区域温度的误差问题。

A Method, Control Method and System for Temperature Acquisition in Target Area of Die

【技术实现步骤摘要】
一种模具中目标区域温度获取方法、控制方法及系统
本专利技术涉及模温控制领域，温度，特别是涉及一种模具中目标区域温度获取方法、控制方法及系统。
技术介绍
传统注塑成型中模具温度往往保持固定不变，这不利于产品质量的控制和生产周期的调整。快变模温控制技术实时动态调控整个成型过程，可提高产品表面光洁度，使表面光洁度可达到镜面要求；无需污染环境的喷漆等后续加工，有效降低成本，缩短制品的成型周期而且减小了成型周期，提高了生产效率，是高光注射成型最为关键的使用技术。快变模温控制技术除了对模具加热和冷却单元的快速温度响应有较高要求外，还要求能够对模具中目标区域(目标区域包括模具中的型腔、流道、浇道等区域)温度进行准确测量以便精确合理的控制加热或冷却时间，实现快变模温过程的高精度控制。现有技术中一般在模具边缘开一个或多个孔并在孔内安装有温度传感器，通过温度传感器输出的温度值来作为或者推测型腔表面的温度，存在较大误差，不能实现高精度的模温控制。现有技术中公开号为CN108688114A的中国专利披露了一种快速变模温注塑成型方法，在该专利中通过在模具型腔表面安装多个温度传感器以期获得准确的型腔表面温度用于后续加热或冷却控制，若在型腔表面设置温度传感器，会破坏型腔表面的光滑性，影响工件表面质量，此外，在型腔表面和/或靠近型腔表面设置温度传感器极易导致型腔变形甚至破裂，同时还增加了成本。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种模具中目标区域温度获取方法、控制方法及系统。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种模具中目标区域温度获取方法，它包括：步骤S1，在模具中设有目标区域，所述目标区域至少包括型腔表面、流道、浇道；在模具上设置有至少一个测温点，获得测温点多个温度分布并得到将该多个测温点温度分布映射到目标区域温度分布的映射关系；步骤S2，获取模具工作过程中测温点的实时温度分布T1test，以及实时温度分布T1test对应的模具加热或冷却时长t1test，根据映射关系，得到目标区域的测量温度T2测：T2测＝g(T1test,t1test)；其中，g()为映射关系函数。上述技术方案的有益效果为：通过建立目标区域温度分布与测温点温度分布的映射关系，在实际模具加热和冷却过程中，通过测温点的实时温度和映射关系，能够快速的获得目标区域的温度，成本低，不破坏目标区域结构，避免了传统方法中通过测温点温度估计目标区域温度带来的误差问题，也避免了在目标区域中设置多个温度传感器进行目标区域温度测试方案中的温度传感器安装复杂，破坏型腔结构，引起型腔变形等问题，为快变模温条件下的模具高精度温度控制提供关键技术。另外，将模具加热或冷却时长t1test作为映射关系中的一个因变量，避免了同一T1test对应两个或两个以上时间点时带来的目标区域温度获取误差，提高了目标区域温度的获取准确性。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述测温点设置于模具表层上或设置于模具表面的预设孔洞中。上述技术方案的有益效果为：容易安装，对模具、型腔等结构的影响较小。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述步骤S1包括：步骤S11，获取模具加热或冷却过程的标定工况条件；所述标定工况条件包括加热或冷却过程中原料流体的初始温度、流量、以及按照注塑工艺设定的加热时间或冷却时间；步骤S12，在标定工况条件下进行模具加热或冷却实验，获得测温点的实验温度-时间曲线；设置偏差阈值；对模具进行几何建模、网格划分、过程建模、以及设置边界条件；步骤S13，进行模具加热或冷却过程的数值仿真并获得仿真结果；步骤S14，从仿真结果中获取测温点的仿真温度-时间曲线，计算仿真温度-时间曲线和实验温度-时间曲线的偏差，若所述偏差达到偏差阈值，调节仿真参数，所述仿真参数包括注塑材料的物性参数、模具材料参数和边界条件，返回步骤S13；若所述偏差未达到偏差阈值，进入步骤S15；步骤S15，从仿真结果中获取目标区域仿真温度分布T2(t,x2,y2,z2)和测温点仿真温度分布T1(t,x1,y1,z1)：其中，(x2,y2,z2)为目标区域中点的三维空间坐标，t为模具加热或冷却时间；(x1,y1,z1)为测温点的三维空间坐标；步骤S16，建立测温点仿真温度分布T1(t,x1,y1,z1)和目标区域仿真温度分布T2(t,x2,y2,z2)的映射关系，将所述映射关系作为测温点温度分布到目标区域温度分布的映射关系。上述技术方案的有益效果为：公开了获得测温点温度分布到目标区域温度分布的映射关系的具体过程，该过程中通过对模具的加热与冷却过程进行数值仿真，并通过实验验证仿真结果的可靠性，提高了获取的目标区域温度的可靠性。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述步骤S16包括：设仿真结果中模具加热或冷却过程的总时间为t总，0≤t≤t总，将t总进行离散处理分为m个时间段，t1+t2+...+tm＝t总；将目标区域仿真温度分布T2(t,x2,y2,z2)分解为T2(t,x2,y2,z2)|t＝t1，T2(t,x2,y2,z2)|t＝t2，…，T2(t,x2,y2,z2)|t＝tm共m个目标区域仿真温度子分布；将测温点仿真温度分布T1(t,x1,y1,z1)分解为T1(t,x1,y1,z1)|t＝t1，T1(t,x1,y1,z1)|t＝t2，…，T1(t,x1,y1,z1)|t＝tm共m个测温点仿真温度子分布；一一建立如下对应关系，完成目标区域仿真温度分布T2(t,x2,y2,z2)和测温点仿真温度分布T1(t,x1,y1,z1)映射关系的建立：其中，ti表示第i个时间段，1≤i≤m。上述技术方案的有益效果为：公开了建立测温点仿真温度分布和目标区域仿真温度分布的映射关系的一种具体方式，映射关系中测温点的仿真温度分布和目标区域仿真温度分布具有时间动态对应性，该映射关系计算量小，避免了复杂的面映射或体映射运算，对测试点和目标区域的空间分布形状和结构没有要求，具有广泛的适应性。在本专利技术的一种优选实施方式中，在所述步骤S2中，根据映射关系，得到目标区域的测量温度T2测的步骤包括：找到与测温点的实时温度分布T1test相同或近似的n个测温点仿真温度子分布，从n个测温点仿真温度子分布对应的时间段中找到tk，所述tk使得表达式的数值最小，1≤k≤m；根据映射关系得到目标区域仿真温度子分布T2(t,x2,y2,z2)|t＝tk并作为t1test时的目标区域测量温度。上述技术方案的有益效果为：公开了通过T1test和t1test，以及映射关系，获得目标区域测量温度的方法，该方法运算量少，准确性高。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述测温点为一个，测温点温度仿真分布为T1(t)，所述目标区域为型腔或流道或浇道中的一个点，目标区域温度仿真分布为T2(t)；目标区域的测量温度T2测为：T2测＝σ(T1|t＝t1test)+β[(T2|t＝t1test)-(T1|t＝t1test)]+T1test，其中，σ是测量反馈温度倍率系数，β是温差-时间修正系数，σ和β均大于0，σ和β与时间相关。上述技术方案的有益效果为：公开了建立测温点仿真温度分布和目标区域仿真温度分布的映射关系的另一种具体方式，该方式中获取的目标区域的测量温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模具中目标区域温度获取方法，其特征在于，包括：步骤S1，在模具中设有目标区域，所述目标区域至少包括型腔表面、流道、浇道；在模具上设置有至少一个测温点，获得测温点多个温度分布并得到将该多个测温点温度分布映射到目标区域温度分布的映射关系；步骤S2，获取模具工作过程中测温点的实时温度分布T1test，以及实时温度分布T1test对应的模具加热或冷却时长t1test，根据映射关系，得到目标区域的测量温度T2测：T2测＝g(T1test,t1test)；其中，g()为映射关系函数。

【技术特征摘要】
2019.03.12 CN 201910184722X1.一种模具中目标区域温度获取方法，其特征在于，包括：步骤S1，在模具中设有目标区域，所述目标区域至少包括型腔表面、流道、浇道；在模具上设置有至少一个测温点，获得测温点多个温度分布并得到将该多个测温点温度分布映射到目标区域温度分布的映射关系；步骤S2，获取模具工作过程中测温点的实时温度分布T1test，以及实时温度分布T1test对应的模具加热或冷却时长t1test，根据映射关系，得到目标区域的测量温度T2测：T2测＝g(T1test,t1test)；其中，g()为映射关系函数。2.如权利要求1所述的模具中目标区域温度获取方法，其特征在于，所述测温点设置于模具表层上或设置于模具表面的预设孔洞中。3.如权利要求1所述的模具中目标区域温度获取方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11，获取模具加热或冷却过程的标定工况条件；所述标定工况条件包括加热或冷却过程中原料流体的初始温度、流量、以及按照注塑工艺设定的加热时间或冷却时间；步骤S12，在标定工况条件下进行模具加热或冷却实验，获得测温点的实验温度-时间曲线；设置偏差阈值；对模具进行几何建模、网格划分、过程建模、以及设置边界条件；步骤S13，进行模具加热或冷却过程的数值仿真并获得仿真结果；步骤S14，从仿真结果中获取测温点的仿真温度-时间曲线，计算仿真温度-时间曲线和实验温度-时间曲线的偏差，若所述偏差达到偏差阈值，调节仿真参数，所述仿真参数包括注塑材料的物性参数、模具材料参数和边界条件，返回步骤S13；若所述偏差未达到偏差阈值，进入步骤S15；步骤S15，从仿真结果中获取目标区域仿真温度分布T2(t,x2,y2,z2)和测温点仿真温度分布T1(t,x1,y1,z1)：其中，(x2,y2,z2)为目标区域中点的三维空间坐标，t为模具加热或冷却时间；(x1,y1,z1)为测温点的三维空间坐标；步骤S16，建立测温点仿真温度分布T1(t,x1,y1,z1)和目标区域仿真温度分布T2(t,x2,y2,z2)的映射关系，将所述映射关系作为测温点温度分布到目标区域温度分布的映射关系。4.如权利要求3所述的模具中目标区域温度获取方法，其特征在于，所述步骤S16包括：设仿真结果中模具加热或冷却过程的总时间为t总，0≤t≤t总，将t总进行离散处理分为m个时间段，t1+t2+...+tm＝t总；将目标区域仿真温度分布T2(t,x2,y2,z2)分解为T2(t,x2,y2,z2)|t＝t1，T2(t,x2,y2,z2)|t＝t2，…，T2(t,x2,y2,z2)|t＝tm共m个目标区域仿真温度子分布；将测温点仿真温度分布T1(t,x1,y1,z1)分解为T1(t,x1,y1,z1)|t＝t1，T1(t,x1,y1,z1)|t＝t2，…，T1(t,x1,y1,z1)|t＝tm共m个测温点仿真温度子分布；一一建立如下对应关系，完成目标区域仿真温度分布T2(t,x2,y2,z2)和测温点仿真温度分布T1(t,x1,y1,z1)映射关系的建立：其中，ti表示第i个时间段，1≤i≤m。5.如权利要求4所述的模具中目标区域温度获取方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据映射关系，得到目标区域的测量温度T2测的步骤包括：找到与测温点的实时温度分布T1test相同或近似的n个测温点仿真温度子分布，从n个测温点仿真温度子分布对应的时间段中找到tk，所述tk使得表达式的数值最小，1≤k≤m；根据映射关系得到目标区域仿真温度子分布T2(t,x2,y2,z2)|...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢知音，秦柳，陈世强，陈伟，马佩，邱达，秦河坪，王国栋，
申请(专利权)人：湖北民族大学，湖北科蓝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42