CN105172171A - 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置 - Google Patents

一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105172171A
CN105172171A CN201510686492.9A CN201510686492A CN105172171A CN 105172171 A CN105172171 A CN 105172171A CN 201510686492 A CN201510686492 A CN 201510686492A CN 105172171 A CN105172171 A CN 105172171A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
heating
mould
heating tube
multichannel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510686492.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105172171B (zh
Inventor
肖伟忠
姜军
张平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Shunde Kang tech Plastics Products Co., Ltd.
Original Assignee
Nantong Siverlake Communication Equipments & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong Siverlake Communication Equipments & Technology Co Ltd filed Critical Nantong Siverlake Communication Equipments & Technology Co Ltd
Priority to CN201510686492.9A priority Critical patent/CN105172171B/zh
Publication of CN105172171A publication Critical patent/CN105172171A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105172171B publication Critical patent/CN105172171B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/007—Tempering units for temperature control of moulds or cores, e.g. comprising heat exchangers, controlled valves, temperature-controlled circuits for fluids

Landscapes

  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，它包括上、下加热平板、多组加热管、被加热模具、矩阵测温元件、多通道温度控制器和多路功率模块。此温控平台采用多组加热管对大面积加热平板进行加热，加热平板再通过导热加热控制范围内的模具，在模具范围内采用矩阵式布置的测温元件对模具的温度场进行测量，进而采用特殊的加权算法计算温控偏差，再利用此结果去控制加热棒电功率，从而实现模具的温度控制精度±5℃，矩阵范围内温差小于5℃，从而提高了生产成品率和生产效率。

Description

一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置
技术领域
本发明涉及一种用于保证加热温度均匀且偏差较小的热控装置，具体涉及一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置。
背景技术
随着网络宽带的提速，越来越多的用户选择光纤入户，这就对光缆加强芯的需求量越来越大，传统的钢芯加强筋由于重量和施工工艺问题正在逐步被纤维增强树脂FRP加强芯所替代，市场对FRP类光缆加强芯的生产效率提出了更高的要求，而目前在纤维增强树脂FRP加强芯的生产过程中，纤维浸润树脂后广泛采用金属模具进行热固化，这是生产中最为关键的步骤。其中的固化温度、固化时间对生产的成品率、效率有着非常重要的影响，传统温控方法采用单点测温后对整个加热区域进行加热，往往导致温度场不均匀，且温度随着时间变化的幅度较大，进而影响成品率和生产线的速度，同时还导致生产工人不断调整温控参数，劳动强度大，易出错。因此采用特殊的自动温控方法来有效地控制模具的温度梯度和温度偏差有着重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，可以有效实现所需的模具温度梯度和温度偏差。
为解决上述技术问题，本发明的一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，它包括上、下加热平板、多组加热管、被加热模具、矩阵测温元件、多通道温度控制器和多路功率模块；所述上、下加热平板分别置于被加热模具的上平面和下平面，所述矩阵测温元件用于测取模具正上方顶部和两侧模具侧面的温度，沿被加热模具进出料方向，在上、下加热平板上依次设置Ⅰ区加热管、Ⅱ区加热管和Ⅲ区加热管，所述矩阵测温元件通过线路与多通道温度控制器连接，所述多通道温度控制器通过线路与多路功率模块连接，所述多路功率模块通过加热管电源线进入Ⅰ区加热管、Ⅱ区加热管和Ⅲ区加热管。
所述矩阵测温元件将测温信号传输至多通道温度控制器，多通道温度控制器将获取的各点模具温度测量值和设定值经过特殊算法生成控制指令信号去控制多路功率模块，被控电流从多路功率模块出来后通过加热管电源线进入Ⅰ区加热管、Ⅱ区加热管、Ⅲ区加热管，各加热管加热上、下加热平板后热量通过金属热传导进而加热模具，最终在模具上获得所需的温度梯度和温度分布。
在被加热模具范围内采用矩阵式布置的温度测点对温度场进行测量，对于沿模具轴向长度分为3个温控区的热态模具，横向布置b块模具，则采用3×（b+2）个测温元件，含最外侧模具的侧面温度测点。
对矩阵测温的结果采用特殊算法进行计算，进而利用多通道温度控制器输出控制加热管电功率，从而获得稳定的温度梯度和偏差要求；
对于上述测温元件布置，特殊算法如下：
tij代表第i个轴向温控区、第j个横向测温点的实测温度，其中i=1~3，j=1~c，则：
第1个温控区控制器的输入偏差Δt1=[70%×（t11+t12…+t1c）+20%×（t21+t22…+t2c）+10%×（t31+t32…+t3c）]/c-td；
第2个温控区控制器的输入偏差Δt2=[70%×（t21+t22…+t1c）+15%×（t11+t12…+t1c）+15%×（t31+t32…+t3c）]/c-td；
第3个温控区控制器的输入偏差Δt3=[70%×（t31+t32…+t3c）+20%×（t21+t22…+t2c）+10%×（t11+t12…+t1c）]/c-td。
本发明的矩阵式加热温控平台装置采用3组加热管对面积为200mm×200mm至500mm×600mm大加热平板进行加热，加热管在上、下加热平板上均布，加热平板再通过导热加热控制范围内的模具，在模具范围内采用3×（b+2）的矩阵式测温元件对模具的温度场进行测量，进而采用特殊算法计算控制器输入偏差，最终控制器输出控制指令去控制加热管功率，从而满足模具的温度控制精度±5℃，同温控区范围内温差小于5℃。
本发明的有益效果：1、模具的温度控制精度±5℃；2、模具同温控区范围内温差小于5℃；3、由环境导致模具的温度波动范围变小，可控制在±5℃范围。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是温控原理图。
图中，1、矩阵测温元件，2、模具，3、Ⅰ区加热管，4、Ⅱ区加热管，5、Ⅲ区加热管，61、上加热平板，62、下加热平板，7、测温信号，8、多通道温度控制器，9、控制指令信号，10、多路功率模块，11、加热管电源线。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
如图1和2所示，本发明的一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，它包括上、下加热平板61、62、多组加热管、被加热模具2、矩阵测温元件1、多通道温度控制器8和多路功率模块10；上、下加热平板61、62分别置于被加热模具2的上平面和下平面，矩阵测温元件1用于测取模具正上方顶部和两侧模具侧面的温度，热控平台沿热固化模具进出料方向分3个区进行温控，故在上、下加热平板61、62上依次设置Ⅰ区加热管3、Ⅱ区加热管4和Ⅲ区加热管5，矩阵测温元件1通过线路与多通道温度控制器8连接，多通道温度控制器8通过线路与多路功率模块10连接，多路功率模块10通过加热管电源线11进入Ⅰ区加热管3、Ⅱ区加热管4和Ⅲ区加热管5。
矩阵测温元件将测温信号7传输至多通道温度控制器8，多通道温度控制器8将获取的各点模具温度测量值和设定值经过特殊算法生成控制指令信号9去控制多路功率模块10，被控电流从多路功率模块10出来后通过加热管电源线11进入Ⅰ区加热管3、Ⅱ区加热管4、Ⅲ区加热管5，各加热管加热上、下加热平板61、62后热量通过金属热传导进而加热模具，最终在模具上获得所需的温度梯度和温度分布。
值得注意的是：1、矩阵测温元件布置的位置选取离加热管位置不少于3cm，测点沿横向和纵向均匀分布，且必须测量最外侧两副模具侧面温度；2、矩阵测温的结果需采用特殊的算法生成控制指令；3、控制指令不仅能控制加热管的开关而且必须能控制电流大小，才能保证最终温度控制结果的波动范围小于±5℃。
在被加热模具范围内采用矩阵式布置的温度测点对温度场进行测量，对于沿模具轴向长度分为3个温控区的热态模具，横向布置b块模具，则采用3×（b+2）个测温元件，含最外侧模具的侧面温度测点。
对矩阵测温的结果采用特殊算法进行计算，进而利用多通道温度控制器8输出控制加热管电功率，从而获得稳定的温度梯度和偏差要求；
对于上述测温元件布置，特殊算法如下：
tij代表第i个轴向温控区、第j个横向测温点的实测温度，其中i=1~3，j=1~c，则：
第1个温控区控制器的输入偏差Δt1=[70%×（t11+t12…+t1c）+20%×（t21+t22…+t2c）+10%×（t31+t32…+t3c）]/c-td；
第2个温控区控制器的输入偏差Δt2=[70%×（t21+t22…+t1c）+15%×（t11+t12…+t1c）+15%×（t31+t32…+t3c）]/c-td；
第3个温控区控制器的输入偏差Δt3=[70%×（t31+t32…+t3c）+20%×（t21+t22…+t2c）+10%×（t11+t12…+t1c）]/c-td。
加热平板的面积可从200mm×200mm至500mm×600mm，在此大面积范围内应用本结构能实现上述的温控精度和温差要求。
矩阵加热温控平台采用多组加热管对大面积加热平板进行加热，加热平板再通过导热加热控制范围内的模具，在模具范围内采用矩阵式布置的测温元件对模具的温度场进行测量，进而采用特殊算法对利用测量结果去控制加热管电功率，从而满足模具的温度控制精度±5℃，矩阵范围内温差小于5℃。

Claims (5)

1.一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，其特征在于：它包括上、下加热平板、多组加热管、被加热模具、矩阵测温元件、多通道温度控制器和多路功率模块；所述上、下加热平板分别置于被加热模具的上平面和下平面，所述矩阵测温元件用于测取模具正上方顶部和两侧模具侧面的温度，沿被加热模具进出料方向，在上、下加热平板上依次设置Ⅰ区加热管、Ⅱ区加热管和Ⅲ区加热管，所述矩阵测温元件通过线路与多通道温度控制器连接，所述多通道温度控制器通过线路与多路功率模块连接，所述多路功率模块通过加热管电源线进入Ⅰ区加热管、Ⅱ区加热管和Ⅲ区加热管。
2.根据权利要求1所述的一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，其特征在于：所述矩阵测温元件将测温信号传输至多通道温度控制器，多通道温度控制器将获取的各点模具温度测量值和设定值经过特殊算法生成控制指令信号去控制多路功率模块，被控电流从多路功率模块出来后通过加热管电源线进入Ⅰ区加热管、Ⅱ区加热管、Ⅲ区加热管，各加热管加热上、下加热平板后热量通过金属热传导进而加热模具，最终在模具上获得所需的温度梯度和温度分布。
3.根据权利要求1所述的一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，其特征在于：所述加热平板的面积为200mm×200mm至500mm×600mm。
4.根据权利要求2所述的一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，其特征在于：在被加热模具范围内采用矩阵式布置的温度测点对温度场进行测量，对于沿模具轴向长度分为3个温控区的热态模具，横向布置b块模具，则采用3×（b+2）个测温元件，含最外侧模具的侧面温度测点。
5.根据权利要求4所述的一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置，其特征在于：对矩阵测温的结果采用特殊算法进行计算，进而利用多通道温度控制器输出控制加热管电功率，从而获得稳定的温度梯度和偏差要求；对于上述测温元件布置，tij代表第i个轴向温控区、第j个横向测温点的实测温度，其中i=1~3，j=1~c，则：
第1个温控区控制器的输入偏差Δt1=[70%×（t11+t12…+t1c）+20%×（t21+t22…+t2c）+10%×（t31+t32…+t3c）]/c-td；
第2个温控区控制器的输入偏差Δt2=[70%×（t21+t22…+t1c）+15%×（t11+t12…+t1c）+15%×（t31+t32…+t3c）]/c-td；
第3个温控区控制器的输入偏差Δt3=[70%×（t31+t32…+t3c）+20%×（t21+t22…+t2c）+10%×（t11+t12…+t1c）]/c-td。
CN201510686492.9A 2015-10-22 2015-10-22 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置 Active CN105172171B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510686492.9A CN105172171B (zh) 2015-10-22 2015-10-22 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510686492.9A CN105172171B (zh) 2015-10-22 2015-10-22 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105172171A true CN105172171A (zh) 2015-12-23
CN105172171B CN105172171B (zh) 2018-08-03

Family

ID=54894818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510686492.9A Active CN105172171B (zh) 2015-10-22 2015-10-22 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105172171B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105583980A (zh) * 2016-03-15 2016-05-18 沈阳拓普汽车部件有限公司 汽车内饰材料自动升降加热***
CN106052392A (zh) * 2016-05-31 2016-10-26 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种热压烧结机及其温度均匀性控制方法
CN107463144A (zh) * 2017-07-31 2017-12-12 北京航空航天大学 基于双层控制的多通道空间均匀加热控制***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004082418A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Nippon Polypenco Ltd 液状原料樹脂の加熱供給装置
DE102004006162A1 (de) * 2004-02-07 2005-10-06 Technotrans Ag Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung eines Sprietzgießwerkzeug
CN101224627A (zh) * 2007-12-25 2008-07-23 深圳创维－Rgb电子有限公司 快速加热模具的温度控制***
CN203305489U (zh) * 2013-06-17 2013-11-27 李金国 模具温度控制***
CN205112428U (zh) * 2015-10-22 2016-03-30 南通银湖通讯设备科技有限公司 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004082418A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Nippon Polypenco Ltd 液状原料樹脂の加熱供給装置
DE102004006162A1 (de) * 2004-02-07 2005-10-06 Technotrans Ag Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung eines Sprietzgießwerkzeug
CN101224627A (zh) * 2007-12-25 2008-07-23 深圳创维－Rgb电子有限公司 快速加热模具的温度控制***
CN203305489U (zh) * 2013-06-17 2013-11-27 李金国 模具温度控制***
CN205112428U (zh) * 2015-10-22 2016-03-30 南通银湖通讯设备科技有限公司 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105583980A (zh) * 2016-03-15 2016-05-18 沈阳拓普汽车部件有限公司 汽车内饰材料自动升降加热***
CN106052392A (zh) * 2016-05-31 2016-10-26 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种热压烧结机及其温度均匀性控制方法
CN106052392B (zh) * 2016-05-31 2018-10-23 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种热压烧结机及其温度均匀性控制方法
CN107463144A (zh) * 2017-07-31 2017-12-12 北京航空航天大学 基于双层控制的多通道空间均匀加热控制***
CN107463144B (zh) * 2017-07-31 2019-10-29 北京航空航天大学 基于双层控制的多通道空间均匀加热控制***

Also Published As

Publication number Publication date
CN105172171B (zh) 2018-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105172171A (zh) 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置
CN105203591A (zh) 航天器试验模型热壁热流密度的测量方法
Silva et al. Optimising the energy consumption on pultrusion process
Shevtsov et al. Optimization of the composite cure process based on the thermo-kinetic model
CN101786328A (zh) 风电叶片模具智能化分段控温***
CN104827613B (zh) 一种复合材料低成本快速固化方法
CN202212336U (zh) 一种自动温度控制的激光加热快速固化胶水装置
CN201856380U (zh) 风电叶片模具智能化分段控温***
CN105269833B (zh) 一种热塑性复合材料二次模压成型方法
CN108081518A (zh) 一种碳纤维增强复合材料电损耗加热温度场主动控制方法
CN205112428U (zh) 一种用于热固化模具的矩阵式加热温控平台装置
CN203305489U (zh) 模具温度控制***
CN201476905U (zh) 神经网络pid控温的热电偶自动检定***
CN103302831A (zh) 一种模具温度控制***及控制方法
CN204172368U (zh) 风轮叶片用碳纤维电热膜外补强加温装置
CN109648895B (zh) 一种导电纤维增强复合材料的快速原位成型方法
CN105138048A (zh) 混凝土浇筑仓面小环境温湿度智能控制装置及方法
CN102431183B (zh) 一种成型模具及使用该模具制造成型制件的方法
CN202640608U (zh) 一种环保风电叶片腹板模具
CN206254431U (zh) 一种注塑模具用热流道***
CN102632624A (zh) 一种塑料型材在线热处理的装置和工艺方法
CN108688114A (zh) 一种快速变模温注塑成型方法及其成型设备
CN109164852A (zh) 一种大体积混凝土自适应温度与应力控制方法
CN211548746U (zh) 适用于混凝土冬期施工的保温模板
CN202472036U (zh) 一种带实时温度监控的光纤熔融拉锥机热固化***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180709

Address after: 528300 one of 54 West Link Road, Leliu Longyan Industrial Zone, Shunde District, Foshan, Guangdong.

Applicant after: Foshan Shunde Kang tech Plastics Products Co., Ltd.

Address before: 226151 room 1, 9 Tong Guang street, Nantong, Haimen town, Jiangsu.

Applicant before: NANTONG SIVERLAKE COMMUNICATION EQUIPMENTS & TECHNOLOGY CO., LTD.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant