[发明专利]全自动真空注型控制系统和方法

权利要求书

1.一种全自动真空注型控制系统，由一个控制器模块(1)、一个检测模块(2)和一个执行模块(3)组成，所述控制器模块(1)连接所述检测模块(2)和执行模块(3)，其特征在于：所述控制器模块(1)由一个主控制器(9)联接一个从控制器(11)构成；所述检测模块(2)由一个CCD高速数字相机(4)、一个数字压力传感器(5)和四个限位开关(6)构成；所述执行模块(3)是由一个抽真空电机(12)联接一个真空泵(13)、搅拌电机(14)联接一个搅拌棒(15)、两个倾倒电机(16)分别联接一个固化剂料杯(17)和混合料杯(18)、以及一个电磁阀(19)构成；

所述控制器模块(1)中，主控制器(9)为计算机，从控制器(11)为可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器与计算机通过SC-09编程电缆连接；

所述检测模块(2)中的限位开关(6)经所述从控制器(11)联接倾倒电机(16)，从而分别控制混合料杯(18)和固化剂料杯(17)的极限行程位置；压力传感器(5)通过串行接口(8)与计算机(9)通讯实现真空室压力的实时采集与监控；CCD高速数字相机(4)通过USB接口(7)与计算机(9)通讯实现混料杯液面气泡的实时检测，配套光源用于调整亮度以改善采集效果；

所述执行模块(3)中，抽真空电机(12)、搅拌电机(14)、倾倒电机(16)和电磁阀(19)的控制线连接于可编程逻辑控制器(11)的输出端，而各个驱动电机又分别通过机械连接与对应的驱动对象连接。

2.根据权利要求1所述的全自动真空注型控制系统，其特征在于所述控制器模块中的主控制器即计算机(9)接收CCD高速数字相机(4)的采集信号，利用图像处理软件编写程序对采集到的气泡图像进行处理，将得到的处理结果作为是否消泡的指令通过数据关联传递给可编程序控制器(11)，实现用视觉传感器取代人工目测进行气泡的自动实时检测，用气泡图像处理取代主观判断消泡效果。

3.根据权利要求1所述的全自动真空注型控制系统，其特征在于所述计算机(9)将压力传感器(5)采集到的压力信号处理后得到是否停止抽真空的指令，再通过串口(8)传送给可编程序控制器(11)以控制真空泵的起停，避免由人工观察真空表引起的误操作。

4.根据权利要求1所述的全自动真空注型控制系统，其特征在于所述计算机(9)的数据库访问及工艺参数设定部分，以手动输入或通过选择相应的材料查询匹配数据库中的数据得到真空注型的控制参数，并利用数据关联将其通过串口(8)传递给可编程序控制器(11)作为相关执行元件的控制指令。

5.根据权利要求1所述的全自动真空注型控制系统，其特征在于所述计算机(9)通过组态软件设计的人机仿真界面，仿真界面能够实时显示真空注型的工艺过程及各个执行元件的运行状态，便于实现在线监控。

6.根据权利要求1所述的全自动真空注型控制系统，其特征在于所述计算机(9)通过专用PLC编程软件编写自动控制程序并通过编程电缆(10)下载到可编程序控制器(11)中，控制执行机构抽真空电机(12)、搅拌电机(14)、倾倒电机(16)和电磁阀(19)动作。

7.根据权利要求1所述的全自动真空注型控制系统，其特征在于所述执行模块(3)中，真空泵(13)由抽真空电机(12)驱动完成抽真空动作，搅拌棒(15)由搅拌电机(14)驱动完成混合材料搅拌动作，固化剂料杯(17)和混合料杯(18)由倾倒电机(16)驱动完成倾倒动作，电磁阀(19)完成进气动作实现消泡。

8.一种全自动真空注型控制方法，采用根据权利要求1所述的全自动真空注型控制系统进行控制，其特征在于具体控制步骤如下：

(1)当按下真空泵开关X0时，启动抽真空电机(Y0)带动真空泵运转开始抽气；

(2)数字压力传感器实时检测真空室压力并通过串口通讯传给组态中的压力变量，当压力值达到设定值时，与压力变量关联的抽真空停止条件满足(即X1闭合)，此时启动搅拌电机(Y1)带动搅拌棒对混料杯(B杯)中的材料进行混合搅拌，同时搅拌与固化剂倾倒时间间隔定时器(T0)启动计时；

(3)当搅拌与固化剂倾倒时间间隔定时时间达到设定值时则启动固化剂倾倒电机正转(Y2)带动固化剂料杯(A杯)倾倒将固化剂导入混料杯(B杯)；

(4)当A杯倾倒撞到倾倒限位开关(X2)时，A杯倾倒电机停止正转，同时A杯倒料定时器(T1)开启进行倒料定时；

(5)当A杯倒料定时时间达到设定值时A杯倾倒电机反转(Y3)带动A杯回位；

(6)当A杯回位撞到回位限位开关(X3)时，A杯倾倒电机停止反转，同时A杯回位与进气消泡时间间隔定时器(T2)启动；

(7)当A杯回位与进气消泡时间间隔定时器达到设定值时，启动电磁阀(Y4)进行进气消泡，如果气泡达标时(即X6闭合)时启动B杯倾倒电机正转(Y5)进行浇注，如果气泡不达标(即X6断开)则重新执行抽气、进气消泡等动作直至达标才能进行浇注；

(8)当B杯倾倒撞到倾倒限位开关(X4)时，B杯倾倒电机停止正转，同时B杯倾倒定时器(T3)启动；

(9)当B杯倒料定时时间达到设定值时，B杯倾倒电机反转(Y6)带动B杯回位；

(10)当B杯回位撞到回位限位开关(X5)时，B杯倾倒电机停止反转；

(11)系统回到初始状态。