树脂传递模塑成型注胶机控制系统及控制方法技术方案

一种树脂传递模塑成型注胶机控制系统及控制方法，包括：控制器、HMI人机交互系统、伺服驱动系统和注胶机体系统，其中，所述控制器根据所述HMI人机交互系统的设定和来自所述注胶机体系统的信号控制所述伺服驱动系统和注胶机体系统，从而将一种或多种原料根据复合材料配方要求注入模具中。采用本发明专利技术的树脂模塑装置可方便地调配树脂和添加剂的配比，精确控制注入模具中树脂混合物的流量，实现精确控制树脂混合物的注射量，同时有效地提高了树脂传递模塑工艺效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料成型，尤其涉及一种树脂传递模塑(Resin Transfer Moulding, 简称RTM)注胶机控制系统及控制方法。
技术介绍
树脂传递模塑是指预先在模具的型腔中放置好预铺料、增强材料等，闭模后，从设置于适当位置的注胶孔在一定压力下将配制好的一定温度的树脂混合物注入到模具型腔中使之浸透预铺料，然后固化、脱模而取得制品的一种成型工艺。RTM成型工艺的关键是在注胶过程中严格保证树脂和固化剂的配比、注胶流量以及注胶压力等参数。目前，RTM成型工艺是近几年国内外开展研究工作最为活跃的领域之一，树脂传递模塑成型注胶机也相应地研制开发用来辅助研究工作，甚至用来进行小批量制件的生产。传统的树脂传递模塑成型注胶机是由树脂组分室、添加剂或催化剂组分室、计量混合器、注射驱动元件等组成。树脂、催化剂等组分经过计量，确定对应比例后，在活塞或气体压力作用下进入混合器搅拌，然后根据需要将树脂混合物注入到模具中。这种树脂传递模塑成型注胶机无法精确控制树脂混合物的注射量，树脂和催化剂的配比单一，树脂和催化剂只能事先进行配比，且体积相对比较庞大，价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可精确控制树脂混合物的注射量，并可根据需要任意配比树脂和添加剂或催化剂的树脂传递模塑成型注胶机控制系统及控制法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种树脂传递模塑成型注胶机控制系统，包括控制器、HMI人机交互系统、伺服驱动系统和注胶机体系统，其中，所述控制器根据所述HMI人机交互系统的设定和来自所述注胶机体系统的信号控制所述伺服驱动系统和注胶机体系统，从而将一种或多种原料根据复合材料配方要求注入模具中。所述控制器用于监测注胶机体系统中各类传感器模拟信号、开关量信号和伺服驱动器运行状态信号的状态，获得HMI人机交互系统的控制方式的选择以及配方的参数设定；同时用于控制输出注胶机体系统中各类电磁阀运行的控制信号、伺服驱动器的工作模式信号以及HMI人机交互系统对现场运行状态的实时显示信息。所述伺服驱动系统用于接收所述控制器设定的工作模式信息并按设定的模式运行，获取所述注胶机体系统中电机的转速与位置信息，并将伺服驱动器自身的运行状态反馈给所述控制器，以便所述控制器进行报警、错误或其它保护操作。所述HMI人机交互系统用于启动所述控制器、设定工作模式及配方的设定与选择，同时对注胶机体的现场实时运行状态进行显示，并产生各类运行实测数据与设定数值的实时报表、实测曲线、历史曲线和进行报警处理。所述注胶机体系统用于对各注射单元原料以及混合后的注胶进行温度进行采集，对注胶压力进行采集，对各注射单元原料缸内的压力进行检查，对各管道的通路的电磁阀状态进行检查，并将采集与检测到的信号输出至PLC控制器进行处理；接收所述控制器对各注射单元管道的通断操作，接收所述控制器对各加热器的控制操作，接收所述伺服驱动系统对所述伺服电机的控制操作。优选地，所述控制器是PLC控制器，所述伺服系统包括伺服电机。本专利技术还提供了一种树脂传递模塑成型注胶机控制方法，其特征在于，所述控制系统按下面的方式运行步骤1 进行注胶机体系统中相关信号的采集、运算处理与控制；步骤2 在HMI人机交互系统中进行配方的设定并指示运行状态；步骤3 判断是否符合注胶机体系统的工作条件，是则转入下一步，否则转入步骤 1 ；步骤4 判断HMI人机交互系统中工作模式是否设定完成，是则按设定的工作模式完成相应的操作，否则转入步骤1。所述相关信号包括各注射单元原料的温度、各注射单元原料的流量、各注射单元原料的剩余量、注胶温度、注胶压力、注胶流量、注胶流速、实测配比。所述HMI人机交互系统中运行状态的指示包括注胶体系统中各类传感器信号实测数据、所有电磁阀、限位开关、压力开关的状态以及配方中各注射单元原料的进料设定与配比设定值。所述注胶机体系统的工作条件为各注射单元出料管道上的温度均符合配方要求后的启动信号，并且无紧急停止信号和报警信号。所述工作模式有紧急停止处理模式、手动清洗工作模式、以及为进料与出料操作而设定的压力控制模式和流量控制模式；所述压力控制模式与流量控制模式均设定有自动控制模式和手动控制模式；自动控制模式下又分为连续工作模式和定值工作模式；手动控制模式根据树脂缸中活塞的运行情况分为进料超限后的手动出料工作模式、出料超限后的手动进料工作模式以及单次回料工作模式。由于本专利技术的RTM注胶机控制系统以PLC控制器为核心，并包括HMI人机交互系统、伺服驱动系统和注胶机体系统。因此，可方便地调配树脂和添加剂的配比，精确控制注入模具中树脂混合物的流量，实现精确控制树脂混合物的注射量，而且无需事先配比树脂和各添加剂组分就能实现不同比例配比的树脂混合物，有效地提高了树脂传递模塑工艺效率。同时，由于可根据需要设置不同数量的注射单元，即根据树脂、添加剂或者催化剂的种类数确定注射单元的数量，因此，可以方便地用于生产不同类型的复合材料。附图说明图1是应用本专利技术的控制系统的树脂传递模塑成型注胶机的一个实施例的结构示意图；图2是本专利技术的树脂传递模塑成型注胶机控制系统的一个实施例的结构示意图；图3是本专利技术的注胶机总控制流程图；图4是本专利技术的注胶机控制系统中对温度控制流程；图5是本专利技术的注胶机控制系统中各进料电磁阀的控制流程图6是本专利技术的注胶机控制系统中各出料电磁阀的控制流程图；图7是本专利技术的注胶机控制系统中连续工作模式下进料的流程图；图8是本专利技术的注胶机控制系统中连续工作模式下出料的流程图；图9是本专利技术的注胶机控制系统中定值工作模式下进料的流程图；图10是本专利技术的注胶机控制系统中定值工作模式下出料的流程图；图11是本专利技术的注胶机控制系统中手动工作模式下出料的流程图；图12是本专利技术的注胶机控制系统中手动工作模式下进料的流程图；图13是本专利技术的注胶机控制系统中手动工作模式下回料的流程图；图14是本专利技术的注胶机控制系统中手动工作模式下清洗的流程图；图15是本专利技术的注胶机控制系统中紧急停止处理的流程图。具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本专利技术范围的限制，而只是为了说明本专利技术技术方案的实质精神。图1是应用本专利技术的控制系统的树脂传递模塑成型注胶机的一个实施例的结构图。如图所示，本专利技术的树脂传递模塑成型注胶机包括伺服电机6、直螺线杆7、活塞8、原料缸9、出料温度传感器10、出料电磁阀11、出料管道12、清洗控制电磁阀13、混合器进料口 14、混合器15、注胶温度传感器16、注胶压力传感器17、模具18、原料缸后限位开关19、 原料缸前限位开关20、压力开关21、进料电磁阀22、加热器内桶内温度传感器23、加热器内桶24、加热器加热外套25、加热器内桶壁温度传感器沈、加热器内桶内温度传感器27、加热器内桶观、加热器加热外套四、加热器内桶壁温度传感器30、伺服电机31、直螺线杆32、原料缸后限位开关33、活塞34、原料缸前限位开关35、出料温度传感器36、压力开关37、出料电磁阀38、进料电磁阀39、出料管道40、清洗控制电磁阀41、进料管道42、进料管道43、原料缸44、混合注胶管道45。其中，伺服电机6、直螺线杆7、活塞8、原料缸9、出料温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：涂丽艳，张希平，徐腾辉，范欣愉，祝颖丹，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：