一種磁性材料產品成型智能控制系統的製作方法

2023-04-29 10:33:31

本發明涉及磁性材料液壓機控制領域，尤其涉及一種磁性材料產品成型智能控制系統。

背景技術：

磁性產品生產成型過程，因在腔內流體成型，無法監控，均由生產師傅憑經驗估計和推斷，對各項成型參數無標準指標，從而造成隱性質量問題，廢次品率超過30％，有些甚至會在產品使用一段時間後才能出現缺陷情況，造成各種損失。

目前國內傳統機械行業，比如工具機、紡織機械、電子機械設備等行業，已經發展有幾十年的歷史了，相對來說發展的比較成熟，但從長遠來看，這些行業還需要更新換代的需求。目前傳統的機械行業還是普遍存在大量的人工操作及自動化程度不高等缺點，更缺少與機器溝通的功能。

機械設備生產產品時，產品的性能和尺寸參數等需要通過人工和機械來調整，同時當機械設備出現問題時，也需要通過人工和機械來調整維修，這樣存在大量的信息處理，數據處理，排查處理等繁雜工作，影響正常的生產，產品生產效率低。

國內磁鐵生產設備，普遍使用的壓制工藝為上壓浮動式，料漿壓製成型過程中的狀態，制約了產品磁性能最高只能達到9等級。影響磁性材料產品性能的因素包括產品的尺寸、產品內部密度分布的均勻性以及產品內部分子的磁性取向。現有技術中對磁性產品成型一般採用液壓機壓制而成，浮動式溼壓成型液壓機，上油缸壓迫模具型腔向下浮動，下模頭固定不動，迫使型腔容積減少，使永磁料漿中的水分被擠出而成型。然而這種浮動式溼壓成型液壓機，當型腔浮動下壓時，含水料漿及物料顆粒向下運動，而水分則向上走被擠壓出來，水分的走向和物料顆粒的運動方向正好相反，加之磁瓦形生坯成型時外弧表面先達到密度，水分被穿越其外弧高密度層，產品內部密度一致性差，除成型時間長外，更為重要的是水分強行穿越外弧時容易造成坯件裂紋等缺陷，使生坯質量差。同時，由於型腔浮動，很難準確控制型腔內料漿的裝料高度，成型的生坯厚度偏差較大，尺寸一致性差。

中國實用新型專利，授權公告號：CN 203680872U，授權公告日：2014.07.02，公開了一種四柱液壓工具機智能控制系統，包括工控機、人機互動系統、PLC控制系統、液壓系統和數據採集檢測系統；所述數據採集檢測系統的輸入端接收液壓系統的輸出信號，數據採集檢測系統的輸出埠與PLC控制系統的輸入埠連接，PLC控制系統的輸出埠通過485總線與工控機和人機互動系統雙向通信。該實用新型可將液壓機工作壓力及各種數據、液壓機動作時電磁閥的通斷狀態以及液壓機各運動部件所處的位置在相應界面裡監測得到，並通過人機界面進行設置，實現四柱液壓工具機的智能控制和實時監測。其不足之處在於：1)該專利是單純對四柱型液壓機動作過程的智能控制和監控，實際應用中液壓機應用到很多產品上，但是根據每種產品的特性，液壓機的控制過程是不相同，這一點產品所在領域的普通技術人員，不經過創造性的勞動，無法獲得液壓機和產品的智能控制方法和監控方法，不能對產品的成型過程進行監控，同時對監控後的數據進行採集並做出分析判斷，自動對設定的成型參數進行合理調整；2)該專利中的人機互動界面不能對產品成型中液壓，料室，油缸動作進行實時曲線顯示，並進行列印後留存和分析；不能對各種故障及調試參數不合理部分進行報警及調整提醒和自動停機等待修正。

中國發明專利，公開號：104985179A，公開日：2015-10-21，公開了一種下頂式磁性材料溼式成型液壓機及其使用方法，屬於磁性材料溼式成型領域。它包括下頂式壓制結構，還包括機械限位結構、填料結構、取坯系統、雙油缸平衡系統和模面清洗系統；其中，下頂式壓制結構包括上模座、頂杆、大缸徑油缸、固定模架和下模液壓缸，上模座由大缸徑油缸驅動，頂杆位於固定模架內，固定模架與下模液壓缸連接，大缸徑油缸和下模液壓缸均與液壓站連通；機械限位結構包括橫向機械限位結構和縱向機械限位結構，橫向機械限位結構包括頂杆和固定模架，固定模架內設有固定模腔，頂杆位於固定模架內的固定模腔裡；縱向機械限位結構包括伺服電機A和傳動機構；它成型產品誤差小，消除了料漿對液壓油的汙染源。其不足之處在於：1)該專利中的監控方法仍然是採用人工的方式，工作人員檢驗坯料出現誤差後，工作人員通過經驗判斷，在觸控螢幕上修改數據，以使產品符合要求的尺寸，這種方式並沒有實現智能控制的過程，只是減輕了人工參與的程度；2)該專利中液壓機的上模先下移與固定模架進行定位合模，細料攪拌桶給固定模架注漿，在油壓的作用下液壓機的頂杆將固定模架內的原料自下而上擠壓成型，形成坯料，真空機位於上模內，水分在大氣壓的作用下從固定模架到上模內腔，再經過管道被真空機抽取出去，在壓制過程中，固定模架從下而上動作，還有上模中的真空機的抽取水分，會導致產品中的分子排布不合理，產品內部分層，密度分布不均勻，產品內部密度高的部分在下面，密度低的部分在上面，在產品燒結時，收縮率不同，導致燒結過程中產品開裂，產生殘次品；3)擠壓過程中，上模承壓油缸不動，會導致擠壓時時，無法精確定位和導向。

技術實現要素：

1.發明要解決的技術問題

針對現有技術的磁鐵生產成型過程，因在腔內流體成型，無法監控的問題，本發明提供了一種磁性材料產品成型智能控制系統。它降低了廢次品率，提供全程自動化監控，減少了損失。

2.技術方案

為解決上述問題，本發明提供的技術方案為：

一種磁性材料產品成型智能控制系統，包括中心處理器、人機互動系統和液壓系統，還包括產品成型系統、數據採集和輸出系統、數據檢測系統和控制系統執行單元，其中，數據檢測系統分別檢測液壓系統和產品成型系統的參數信號依次經過數據採集和輸出系統、中心處理器傳輸到人機互動系統，中心處理器對數據進行處理後發出指令，經過數據採集和輸出系統輸送給控制系統，控制系統向液壓系統和產品成型系統執行相應的指令動作。

數據檢測系統分別檢測液壓系統和產品成型系統的參數信號傳輸給數據採集和輸出系統，數據採集和輸出系統將信號傳輸給中心處理器，中心處理器對數據處理後，一方面將數據傳輸給人機互動系統，人機互動系統進行顯示和呈現，達到監測目的；另一方面發出信號指令，通過數據採集和輸出系統輸送給控制系統，控制系統執行信號指令，液壓系統和產品成型系統執行相應的指令動作，將信息處理過程實現自動化智能控制，無需人工參與，通過實時檢測、監測和控制，即可調節液壓系統和產品成型系統的參數，節省人力勞動和成本。

產品參數檢測系統檢測到產品成型過程中的參數，並傳輸給數據採集系統，數據採集系統將數據傳輸給中心處理器，中心處理器處理後將數據傳輸給人機互動系統。

本發明採用人機系統和自動控制系統(監控系統)相結合，有效的降低了信息處理，數據處理，排查處理等繁雜工作量，從而提高了生產工作效率，自動化程度，設備壽命等等。

實現了人與機器之間的溝通的能力，解決排查機器故障的功能，解決產品尺寸誤差和性能誤差等問題。

優選地，數據檢測系統包括液壓參數檢測系統和產品參數檢測系統，液壓參數檢測系統檢測到液壓系統的參數，並傳輸給數據採集和輸出系統，產品參數檢測系統檢測到產品成型系統的參數，並傳輸給數據採集和輸出系統。

將液壓參數檢測系統和產品參數檢測系統分開來單獨檢測，實現精細檢測控制，更能夠精確控制產品的參數在理想範圍內，與人工經驗判斷的情況相比，減少產品成型過程中產生的參數誤差，提高產品質量。

優選地，液壓參數檢測系統包括位移傳感器、液壓傳感器和液位傳感器，位移傳感器、液壓傳感器和液位傳感器的輸出信號傳輸給數據採集和輸出系統。

位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞的位移，液壓傳感器檢測油壓，液位傳感器檢測液壓系統的油位，並將數據傳輸給數據採集和輸出系統，數據採集和輸出系統將液壓系統的實時液壓傳感器檢測油壓，上活塞的位移和油位值送給中心處理器，中心處理器進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來液壓系統的液壓缸內的活塞的位移、油壓和油位隨時間變化的曲線。

本發明採用了料漿傳感器，液壓傳感器，位移傳感器，對產品成型過程進行了全面的監控和數據採集分析，並進行自動調整。

優選地，液壓系統包括上油缸和下油缸，上油缸下方連接上活塞杆，下油缸的上方連接下活塞杆，液壓機的中部設有產品成型系統，包括上模和下模和模腔，模腔位於下模內，上活塞杆下方連接上模，下活塞杆上方連接下模，產品位於模腔內。

上模內設有位移傳感器，檢測上活塞杆的位移，上油缸上設有一個液壓傳感器，下油缸也設有一個液壓傳感器，分別檢測上下油缸的油壓，下模內設置位置旋轉編碼，檢測下活塞杆的位移，上活塞杆的位移和下活塞杆的位移傳輸給中心處理器後，計算出產品成型過程中的實時尺寸和位置，以便中心處理器調控閥，控制產品最終成型時的尺寸和位置符合要求。

優選地，產品參數檢測系統包括液壓傳感器、料漿傳感器、真空壓力傳感器和位置旋轉編碼器，上模和下模內分別設有一個液壓傳感器，液壓傳感器將檢測的上模和下模的壓力信號傳輸給數據採集和輸出系統，

料漿傳感器位於下模內的模具進料管上，伸出到模腔內，與產品接觸，產品受到上模和下模的壓力，產品內部產生反作用力，料漿傳感器檢測產品的實時反作用力信號傳輸給數據採集和輸出系統，

真空壓力傳感器位於上模內的真空抽水管道的出口處，真空壓力傳感器將檢測的實時壓力值傳輸給數據採集和輸出系統，這個實時壓力值與上模的水壓成正相關，壓力值的變化反應出模腔內的真空度和產品的含水率狀態，實現對產品的實時監控。

下油缸內設有位置旋轉編碼器，位置旋轉編碼器檢測下活塞杆運動的位移行程，與位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞的位移相結合，從而得到產品在成型過程中所處的位置和尺寸信號，並傳輸給數據採集和輸出系統。

產品在成型過程中所處的尺寸信號與上模和下模的合模速度有關係，對於磁性產品而言，產品的尺寸範圍對應上模和下模的合模速度，以確保產品的尺寸符合要求的數值。

當上模的速度大於下模的速度時，上模內的真空抽水管道上的真空機強行將模腔內的水分抽走，產品的分子排布不合理，密度高的部分位於產品的上部，密度低的部分位於產品的下部，導致產品的密度一致性差，引起產品缺陷，反之亦然，在燒結過程中收縮率不一致容易出現裂紋等現象，有些還會在使用過程中斷裂，帶來嚴重損失。

數據採集和輸出系統將產品參數檢測系統的檢測的上模和下模的壓力信號、產品的實時反作用力信號、上活塞和下活塞運動的位移行程送給中心處理器，中心處理器進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來產品參數檢測系統的檢測的上模和下模受到的壓力信號、產品的實時反作用力信號、產品在成型過程中所處的位置或尺寸信號隨時間變化的曲線。

優選地，控制系統包括液壓控制系統和產品成型控制系統，液壓控制系統包括壓力控制器和液位控制器，產品成型控制系統包括閥；閥、壓力控制器和液位控制器均位於液壓系統的液壓站上，閥、壓力控制器和液位控制器的輸入信號端均與數據採集和輸出系統連接，一個閥的輸出信號端設置在液壓站與上油缸連通的油路上，另一個閥的輸出信號端設置在液壓站與下油缸連通的油路上，閥為閉環比例調節閥、電磁閥、開關閥、換向閥。

當產品的尺寸出現異常情況時，旋轉編碼器測得產品的位置和尺寸，根據產品的位置和尺寸中心處理器作出相應的調節，最終，液壓站上的閥調節上模和下模的速度，以實現對產品的尺寸調節。

控制系統實現對液壓系統和產品成型系統的精確控制，實現對產品的尺寸和密度均勻性的控制，實現智能化控制。

優選地，所述的數據採集和輸出系統為PLC系統。

優選地，中心處理器通過多通道通訊模塊與人機互動系統之間傳輸信號，人機互動系統包括儀表系統、印表機和人機界面，在儀表系統顯示參數實時數據，人機界面顯示參數曲線，印表機將參數實時數據和曲線列印出來。

本發明對產品成型過程中的料漿實時壓力，實時產品尺寸，產品上實時承受的壓力進行實時顯示，並自動分析處理及參數調整。

一種磁性材料產品成型智能控制系統的控制方法，步驟為：

A、參數設置：在人機互動系統上輸入所要加工的產品的尺寸和密度，中心處理器調出與這個產品的尺寸和密度相對應的程序，以便對產品的尺寸和密度進行調節；

B、供料：料漿經過模具進料管進入到下模的模腔內，根據料漿的含水率以及產品的尺寸和密度，計算處所需的料漿量，當料漿量輸送達到預定值後，即當產品成型開始時，切斷模具進料管；

C、壓制產品：啟動壓機，中心處理器根據預定的程序自動向數據採集和輸出系統發出信號指令，數據採集和輸出系統將信號指令傳輸給控制系統，即液壓站上的閥，一個閥調節與上油缸連通的油路，另一個閥調節與下油缸連通的油路，進而通過液壓機的上活塞杆和下活塞杆調節上模和下模的合模速度和壓力，實現對料漿的壓制形成產品；

D、參數檢測：包括產品成型系統檢測和液壓系統檢測，其中，

產品參數檢測：液壓傳感器將檢測的上模和下模受到的壓力信號傳輸給數據採集和輸出系統，料漿傳感器檢測產品的實時反作用力信號傳輸給數據採集和輸出系統，真空壓力傳感器將檢測的實時壓力值傳輸給數據採集和輸出系統，位移傳感器和位置旋轉編碼器檢測上活塞杆和下活塞杆運動的位移行程，從而得到產品在成型過程中所處的位置或尺寸信號，並傳輸給數據採集和輸出系統；

液壓參數檢測：位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞杆的位移，液壓檢測液壓系統的油壓，液位傳感器檢測液壓系統的油位，並將數據傳輸給數據採集和輸出系統；

E、檢測數據傳輸：數據採集和輸出系統將產品參數檢測系統的檢測的上模和下模受到的壓力信號、產品的實時反作用力信號、上活塞和下活塞運動的位移行程和液位傳感器檢測液壓系統的油位送給中心處理器，中心處理器進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來產品參數檢測系統的檢測的上模和下模受到的壓力信號、產品的實時反作用力信號、產品在成型過程中所處的位置或尺寸信號、液位傳感器檢測液壓系統的油位隨時間變化的曲線；

數據採集和輸出系統將液壓系統的實時油壓和油位值送給中心處理器，中心處理器進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來液壓系統的液壓缸內的活塞的位移、油壓和油位隨時間變化的曲線；

F、監控：從人機互動系統的儀表系統上查看產品的參數和液壓系統的參數，當異常情況出現時，中心處理器進行控制調節，

磁性產品的尺寸和密度和很多參數有關，現有技術中沒有確定的判斷方法，一般靠人工經驗判斷，誤差較大，廢品率較高，為解決這個問題，本領域的普通技術人員能夠想到的是採用液壓機控制產品成型過程，產品成型後，人工檢測產品性能，然後通過手動調節的方式調整液壓機的參數，進而改進產品的尺寸，本技術方案打破了常規的思維習慣，採用智能控制的方法，由機器代替人工檢測產品的性能參數，進而反饋給中心處理器，通過處理器對照預先設置的處理方案，切換到對應模式，進行自動處理，自動發出信號指令，對液壓機的參數進行調控，進而實現了智能控制調節的過程。

磁性產品的尺寸和密度和很多參數有關，包括液壓系統的油壓和油位，產品各位置所受到的壓力，產品從半流體到固體過程中，含水率及產品型腔中的實時壓力，產品成型尺寸及成型設備各成型終端的實時精確位置，這些數據均發送到中心處理器，中心處理器根據產品所處的不同階段，對照預先設置的處理方案，判定參數是否在正常範圍內，如果發生異常狀況，就進行相應的調節。

液壓系統油位調節：當啟動壓機工作時，異常情況出現，人機互動系統報警，即壓機油缸不工作或者壓機不合模時，此時觀察人機界面上的儀表系統，若油位低於工作油位時，會出現壓機油缸不工作或者壓機不合模等現象。

此反饋過程如下，當油位低於工作油位時，液位傳感器將油位過低的信號自動反饋給PLC系統，PLC系統將信號通過I/O模塊進行數據轉換和處理再傳給中心處理器，中心處理器一方面將數據傳輸給人機界面，然後通過儀表系統反映出油位過低的現象；另一方面，中心處理器按照預先設定油位值調節油位，發出調節油位的信號指令給PLC系統，PLC系統將調節油位的信號指令通過液位控制器進行放大傳給液壓站進行執行液位控制，液位控制即開閘放油，超出工作液位時，自動關閘；

液壓系統油壓調節：當壓機工作時，異常情況出現，人機互動系統報警，即壓出的產品出現厚度誤差或者損壞，磁性能偏差，裂紋，掉邊，軟角等問題，此時觀察人機界面上的儀表系統，若有壓力值超出範圍，此時就可以判斷出壓力過大導致厚度誤差或者損壞等問題；此反饋過程如下，當油壓過大，液壓傳感器將油壓過大的信號自動反饋給PLC系統，PLC系統將信號通過I/O模塊進行數據轉換和處理再傳給中心處理器，中心處理器一方面將數據傳輸給人機界面，然後通過儀表系統反映出壓力超出範圍的現象；另一方面，中心處理器按照預先設定油壓值調節油壓，發出調節油壓的信號指令給PLC系統，PLC系統將調節油壓的信號指令通過壓力控制器進行放大傳給閥進行執行，調節油壓；

產品的尺寸和密度均勻性調節：產品從半流體到固體過程中，對應各階段產品的尺寸和位置，產品含水率，這個參數中有多個參數決定的，真空壓力傳感器測得的模腔內的水壓對應的真空度、產品模腔中的實時反作用力，上模和下模的合模速度和壓力、產品的各位置上的尺寸均是確定的範圍值，即預先設置的處理方案，該範圍值預先存儲在中心處理器中，數據檢測系統檢測到的參數數據發送給數據採集與輸出系統後傳送到中心處理器，中心處理器進行比較分析，並進行PID調節，通過閥控制上活塞杆和下活塞杆的速度，進而調節產品的尺寸和密度均勻性；

G、人機互動：

在人機互動系統是監控儀表系統和人機界面，通過印表機將參數曲線列印出來，以便分析。

優選地，步驟A中對人機界面進行參數設置，模式選擇處於「自動」時，在步驟F中，當液壓系統的參數，即油壓和油位，以及產品成型系統的參數出現異常時，即不在中心處理器預設的範圍內時，人機互動系統的人機界面進行報警，中心處理器將會根據所出現的異常情況，對照預先設置的處理方案，自動切換到對應模式，進行自動處理，而當自動處理模式超過預設的次數時，參數仍然需要進行調整或顯示異常時，系統將自動轉入人工模式，並自動進行停機，報警，等待人工處理。

與現有技術相比，由自動模式向手動模式的切換有個適應期，對整套系統的各種故障及參數異常進行報警及預處理，不會造成設備突然停機，為自動智能控制設置了一道冗餘控制的程序，確保機器的正常運轉，產品性能得到最大限度的控制，殘次品率小於2％，產品成型過程可實時監控，並對工藝精確分析提供了所有必須的數據。

本發明可廣泛應用於所有鐵氧體磁性材料溼式成型的工藝中，同時也可以應用於陶瓷，粉末等辦溼式成型工藝，實現由原來的人工監控和僅根據產品外觀進行手動調整，轉換到系統的產品成型過程中，內部實時參數及外部監控反饋參數，由中心處理器進行分析，並通過計算機人機對話設置，進行最佳設置匹配，最終確保產品磁性能和各段尺寸的精確性。

中心處理器與人機互動系統採用多通道通訊模塊，用於監控與中心處理器及人機對話顯示屏的實時連接，實現數據的實時傳遞，提高了數據的更新速度；

本發明的中心處理器和人機互動系統集成在一起，採用大容量計算機對話界面，不僅可以用於實時設置，調整，修正，還能夠進行數據分析與儲存，同時進行整套數據壓縮分類，用於整體調用，做到信息微觀的收集與傳輸，同時進行自動處理，達到預先設定的要求和信息顯示與反饋；

本發明在上油缸和下油缸上均設置液壓傳感器，實時監控作用於產品各位置的承載力，得到各種壓力下，產品密度的實時數據，並進行分析和實時調整；

本發明採用料漿傳感器，實時採集產品從半流體到固體過程中，含水率及產品型腔中的實時壓力，給處理中心提供實時產品內部數據，並通過中心處理器的計算，對產品成型工藝曲線予以調整；

本發明採用位置旋轉編碼器，及時反饋產品成型尺寸及成型設備各成型終端的實時精確位置，以便結合料漿壓力，液壓壓力等，在產品成型過程中的各個位置段，給予不同的承載力及含水率分析和實施工藝；

本發明根據產品型號，直接輸入代碼，自動進行指令程序啟動，工藝路線執行，偏差自動調整，自動列印及信息收集整理，廢次品率小於2％，產品成型過程可實時監控，並對工藝精確分析提供了所有必須的數據。

3.有益效果

採用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

(1)本發明數據檢測系統分別檢測液壓系統和產品成型系統的參數信號傳輸給數據採集和輸出系統，數據採集和輸出系統將信號傳輸給中心處理器，中心處理器對數據處理後，一方面將數據傳輸給人機互動系統，人機互動系統進行顯示和呈現，達到監測目的；另一方面發出信號指令，通過數據採集和輸出系統輸送給控制系統，控制系統執行信號指令，液壓系統和產品成型系統執行相應的指令動作，將信息處理過程實現自動化智能控制，無需人工參與，通過實時檢測、監測和控制，即可調節液壓系統和產品成型系統的參數，節省人力勞動和成本；

(2)本發明採用人機系統和自動控制系統(監控系統)相結合，有效的降低了信息處理，數據處理，排查處理等繁雜工作量，從而提高了生產工作效率，自動化程度，設備壽命等等；實現了人與機器之間的溝通的能力，解決排查機器故障的功能，解決產品尺寸誤差和性能誤差等問題；

(3)本發明將液壓參數檢測系統和產品參數檢測系統分開來單獨檢測，實現精細檢測控制，更能夠精確控制產品的參數在理想範圍內，與人工經驗判斷的情況相比，減少產品成型過程中產生的參數誤差，提高產品質量；

(4)本發明採用了料漿傳感器，液壓傳感器，位移傳感器，對產品成型過程進行了全面的監控和數據採集分析，並進行自動調整；

(5)本發明上模內設有位移傳感器，檢測上活塞杆的位移，上油缸上設有一個液壓傳感器，下油缸也設有一個液壓傳感器，分別檢測上下油缸的油壓，下模內設置位置旋轉編碼，檢測下活塞杆的位移，上活塞杆的位移和下活塞杆的位移傳輸給中心處理器後，計算出產品成型過程中的實時尺寸和位置，以便中心處理器調控閥，控制產品最終成型時的尺寸和位置符合要求；

(6)本發明真空壓力傳感器位於上模內的真空抽水管道的出口處，真空壓力傳感器將檢測的實時壓力值傳輸給數據採集和輸出系統，這個實時壓力值與上模的水壓成正相關，壓力值的變化反應出模腔內的真空度和產品的含水率狀態，實現對產品的實時監控；

(7)本發明的控制系統實現對液壓系統和產品成型系統的精確控制，實現對產品的尺寸和密度均勻性的控制，實現智能化控制，當產品的尺寸出現異常情況時，旋轉編碼器測得產品的位置和尺寸，根據產品的位置和尺寸中心處理器作出相應的調節，最終，液壓站上的閥調節上模和下模的速度，以實現對產品的尺寸調節；

(8)本發明與現有技術相比，由自動模式向手動模式的切換有個適應期，對整套系統的各種故障及參數異常進行報警及預處理，不會造成設備突然停機，為自動智能控制設置了一道冗餘控制的程序，確保機器的正常運轉，產品性能得到最大限度的控制，殘次品率小於2％，產品成型過程可實時監控，並對工藝精確分析提供了所有必須的數據；

(9)本發明可廣泛應用於所有鐵氧體磁性材料溼式成型的工藝中，同時也可以應用於陶瓷，粉末等辦溼式成型工藝，實現由原來的人工監控和僅根據產品外觀進行手動調整，轉換到系統的產品成型過程中，內部實時參數及外部監控反饋參數，由中心處理器進行分析，並通過計算機人機對話設置，進行最佳設置匹配，最終確保產品磁性能和各段尺寸的精確性；

(10)本發明採用位置旋轉編碼器，及時反饋產品成型尺寸及成型設備各成型終端的實時精確位置，以便結合料漿壓力，液壓壓力等，在產品成型過程中的各個位置段，給予不同的承載力及含水率分析和實施工藝。

附圖說明

圖1為智能控制原理框圖；

圖2為人機系統與自動控制系統相結合原理框圖；

圖3為壓機的人機系統與自動控制系統相結合的結構示意圖。

示意圖中的標號說明：

1、壓機；101、上模；102、下模；2、產品；3、液壓站；4、閥；5、壓力傳感器；6、壓力控制器；7、液位傳感器；8、液位控制器；9、儀表系統；10、I/O模塊；11、PLC；12、人機界面；13、中心處理器；14、多通道通訊模塊。

具體實施方式

為進一步了解本發明的內容，結合附圖及實施例對本發明作詳細描述。

一種磁性材料產品成型智能控制系統，包括中心處理器13、人機互動系統和液壓系統，還包括產品成型系統、數據採集和輸出系統、數據檢測系統和控制系統執行單元，其中，數據檢測系統分別檢測液壓系統和產品成型系統的參數信號依次經過數據採集和輸出系統、中心處理器13傳輸到人機互動系統，中心處理器13對數據進行處理後發出指令，經過數據採集和輸出系統輸送給控制系統，控制系統向液壓系統和產品成型系統執行相應的指令動作。

數據檢測系統分別檢測液壓系統和產品成型系統的參數信號傳輸給數據採集和輸出系統，數據採集和輸出系統將信號傳輸給中心處理器13，中心處理器13對數據處理後，一方面將數據傳輸給人機互動系統，人機互動系統進行顯示和呈現，達到監測目的；另一方面發出信號指令，通過數據採集和輸出系統輸送給控制系統，控制系統執行信號指令，液壓系統和產品成型系統執行相應的指令動作，將信息處理過程實現自動化智能控制，無需人工參與，通過實時檢測、監測和控制，即可調節液壓系統和產品成型系統的參數，節省人力勞動和成本。

產品參數檢測系統檢測到產品成型過程中的參數，並傳輸給數據採集系統，數據採集系統將數據傳輸給中心處理器13，中心處理器13處理後將數據傳輸給人機互動系統。

本發明採用人機系統和自動控制系統(監控系統)相結合，有效的降低了信息處理，數據處理，排查處理等繁雜工作量，從而提高了生產工作效率，自動化程度，設備壽命等等。

實現了人與機器之間的溝通的能力，解決排查機器故障的功能，解決產品尺寸誤差和性能誤差等問題。

數據檢測系統包括液壓參數檢測系統和產品參數檢測系統，液壓參數檢測系統檢測到液壓系統的參數，並傳輸給數據採集和輸出系統，產品參數檢測系統檢測到產品成型系統的參數，並傳輸給數據採集和輸出系統。

將液壓參數檢測系統和產品參數檢測系統分開來單獨檢測，實現精細檢測控制，更能夠精確控制產品的參數在理想範圍內，與人工經驗判斷的情況相比，減少產品成型過程中產生的參數誤差，提高產品質量。

液壓參數檢測系統包括位移傳感器、液壓傳感器和液位傳感器7，位移傳感器、液壓傳感器和液位傳感器7的輸出信號傳輸給數據採集和輸出系統。

位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞的位移，液壓傳感器檢測油壓，液位傳感器7檢測液壓系統的油位，並將數據傳輸給數據採集和輸出系統，數據採集和輸出系統將液壓系統的實時液壓傳感器檢測油壓，上活塞的位移和油位值送給中心處理器13，中心處理器13進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來液壓系統的液壓缸內的活塞的位移、油壓和油位隨時間變化的曲線。

本發明採用了料漿傳感器，液壓傳感器，位移傳感器，對產品成型過程進行了全面的監控和數據採集分析，並進行自動調整。

液壓系統包括上油缸和下油缸，上油缸下方連接上活塞杆，下油缸的上方連接下活塞杆，液壓機的中部設有產品成型系統，包括上模101和下模102和模腔，模腔位於下模102內，上活塞杆下方連接上模101，下活塞杆上方連接下模102，產品2位於模腔內。

上模101內設有位移傳感器，檢測上活塞杆的位移，上油缸上設有一個液壓傳感器，下油缸也設有一個液壓傳感器，分別檢測上下油缸的油壓，下模102內設置位置旋轉編碼，檢測下活塞杆的位移，上活塞杆的位移和下活塞杆的位移傳輸給中心處理器13後，計算出產品成型過程中的實時尺寸和位置，以便中心處理器13調控閥4，控制產品最終成型時的尺寸和位置符合要求。

產品參數檢測系統包括液壓傳感器、料漿傳感器、真空壓力傳感器和位置旋轉編碼器，上模101和下模102內分別設有一個液壓傳感器，液壓傳感器將檢測的上模101和下模102的壓力信號傳輸給數據採集和輸出系統，

料漿傳感器位於下模102內的模具進料管上，伸出到模腔內，與產品2接觸，產品2受到上模101和下模102的壓力，產品2內部產生反作用力，料漿傳感器檢測產品2的實時反作用力信號傳輸給數據採集和輸出系統。

真空壓力傳感器位於上模101內的真空抽水管道的出口處，真空壓力傳感器將檢測的實時壓力值傳輸給數據採集和輸出系統，這個實時壓力值與上模101的水壓成正相關，壓力值的變化反應出模腔內的真空度和產品2的含水率狀態，實現對產品2的實時監控。

下油缸內設有位置旋轉編碼器，位置旋轉編碼器檢測下活塞杆運動的位移行程，與位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞的位移相結合，從而得到產品2在成型過程中所處的位置和尺寸信號，並傳輸給數據採集和輸出系統。

產品2在成型過程中所處的尺寸信號與上模101和下模102的合模速度有關係，對於磁性產品而言，產品2的尺寸範圍對應上模101和下模102的合模速度，以確保產品的尺寸符合要求的數值。

當上模101的速度大於下模102的速度時，上模101內的真空抽水管道上的真空機強行將模腔內的水分抽走，產品2的分子排布不合理，密度高的部分位於產品2的上部，密度低的部分位於產品2的下部，導致產品2的密度一致性差，引起產品缺陷，反之亦然，在燒結過程中收縮率不一致容易出現裂紋等現象，有些還會在使用過程中斷裂，帶來嚴重損失。

數據採集和輸出系統將產品參數檢測系統的檢測的上模101和下模102的壓力信號、產品2的實時反作用力信號、上活塞和下活塞運動的位移行程送給中心處理器13，中心處理器13進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來產品參數檢測系統的檢測的上模101和下模102受到的壓力信號、產品2的實時反作用力信號、產品2在成型過程中所處的位置或尺寸信號隨時間變化的曲線。

控制系統包括液壓控制系統和產品成型控制系統，液壓控制系統包括壓力控制器6和液位控制器8，產品成型控制系統包括閥4，閥有2個，閥4、壓力控制器6和液位控制器8均位於液壓系統的液壓站3上，閥4、壓力控制器6和液位控制器8的輸入信號端均與數據採集和輸出系統連接，一個閥4的輸出信號端設置在液壓站3與上油缸連通的油路上，另一個閥4的輸出信號端設置在液壓站3與下油缸連通的油路上，閥4為閉環比例調節閥、電磁閥、開關閥、換向閥。

當產品的尺寸出現異常情況時，旋轉編碼器測得產品2的位置和尺寸，根據產品2的位置和尺寸中心處理器13作出相應的調節，最終，液壓站3上的閥4調節上模101和下模102的速度，以實現對產品2的尺寸調節。

控制系統實現對液壓系統和產品成型系統的精確控制，實現對產品2的尺寸和密度均勻性的控制，實現智能化控制。

數據採集和輸出系統為PLC系統11。

中心處理器13通過多通道通訊模塊14與人機互動系統之間傳輸信號，人機互動系統包括儀表系統9、印表機和人機界面12，在儀表系統9顯示參數實時數據，人機界面12顯示參數曲線，印表機將參數實時數據和曲線列印出來。

本發明對產品成型過程中的料漿實時壓力，實時產品尺寸，產品上實時承受的壓力進行實時顯示，並自動分析處理及參數調整。

根據以上所述的一種磁性材料產品成型智能控制系統的控制方法，其步驟為：

A、參數設置：在人機互動系統上輸入所要加工的產品2的尺寸和密度，中心處理器13調出與這個產品2的尺寸和密度相對應的程序，以便對產品2的尺寸和密度進行調節；

B、供料：料漿經過模具進料管進入到下模102的模腔內，根據料漿的含水率以及產品2的尺寸和密度，計算處所需的料漿量，當料漿量輸送達到預定值後，即當產品成型開始時，切斷模具進料管；

C、壓制產品2：啟動壓機1，中心處理器3根據預定的程序自動向數據採集和輸出系統發出信號指令，數據採集和輸出系統將信號指令傳輸給控制系統，即液壓站3上的閥4，一個閥4調節與上油缸連通的油路，另一個閥4調節與下油缸連通的油路，進而通過液壓機的上活塞杆和下活塞杆調節上模101和下模102的合模速度和壓力，實現對料漿的壓制形成產品2；

D、參數檢測：包括產品成型系統檢測和液壓系統檢測，其中，

產品參數檢測：液壓傳感器將檢測的上模101和下模102受到的壓力信號傳輸給數據採集和輸出系統，料漿傳感器檢測產品2的實時反作用力信號傳輸給數據採集和輸出系統，真空壓力傳感器將檢測的實時壓力值傳輸給數據採集和輸出系統，位移傳感器和位置旋轉編碼器檢測上活塞杆和下活塞杆運動的位移行程，從而得到產品2在成型過程中所處的位置或尺寸信號，並傳輸給數據採集和輸出系統；

液壓參數檢測：位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞杆的位移，液壓檢測液壓系統的油壓，液位傳感器7檢測液壓系統的油位，並將數據傳輸給數據採集和輸出系統；

E、檢測數據傳輸：數據採集和輸出系統將產品參數檢測系統的檢測的上模101和下模102受到的壓力信號、產品2的實時反作用力信號、上活塞和下活塞運動的位移行程和液位傳感器7檢測液壓系統的油位送給中心處理器13，中心處理器13進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來產品參數檢測系統的檢測的上模101和下模102受到的壓力信號、產品2的實時反作用力信號、產品2在成型過程中所處的位置或尺寸信號、液位傳感器7檢測液壓系統的油位隨時間變化的曲線；

數據採集和輸出系統將液壓系統的實時油壓和油位值送給中心處理器13，中心處理器13進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來液壓系統的液壓缸內的活塞的位移、油壓和油位隨時間變化的曲線；

F、監控：從人機互動系統的儀表系統9上查看產品的參數和液壓系統的參數，當異常情況出現時，中心處理器13進行控制調節，磁性產品的尺寸和密度和很多參數有關，現有技術中沒有確定的判斷方法，一般靠人工經驗判斷，誤差較大，廢品率較高，為解決這個問題，本領域的普通技術人員能夠想到的是採用液壓機控制產品成型過程，產品成型後，人工檢測產品性能，然後通過手動調節的方式調整液壓機的參數，進而改進產品的尺寸，本技術方案打破了常規的思維習慣，採用智能控制的方法，由機器代替人工檢測產品的性能參數，進而反饋給中心處理器13，通過處理器13對照預先設置的處理方案，切換到對應模式，進行自動處理，自動發出信號指令，對液壓機的參數進行調控，進而實現了智能控制調節的過程。

磁性產品的尺寸和密度和很多參數有關，包括液壓系統的油壓和油位，產品2各位置所受到的壓力，產品從半流體到固體過程中，含水率及產品型腔中的實時壓力，產品成型尺寸及成型設備各成型終端的實時精確位置，這些數據均發送到中心處理器13，中心處理器13根據產品所處的不同階段，對照預先設置的處理方案，判定參數是否在正常範圍內，如果發生異常狀況，就進行相應的調節。

液壓系統油位調節：當啟動壓機1工作時，異常情況出現，人機互動系統報警，即壓機油缸不工作或者壓機不合模時，此時觀察人機界面12上的儀表系統9，若油位低於工作油位時，會出現壓機油缸不工作或者壓機不合模等現象。

此反饋過程如下，當油位低於工作油位時，液位傳感器(7)將油位過低的信號自動反饋給PLC系統11，PLC系統11將信號通過I/O模塊10進行數據轉換和處理再傳給中心處理器13，中心處理器13一方面將數據傳輸給人機界面12，然後通過儀表系統9反映出油位過低的現象；另一方面，中心處理器13按照預先設定油位值調節油位，發出調節油位的信號指令給PLC系統11，PLC系統11將調節油位的信號指令通過液位控制器8進行放大傳給液壓站3進行執行液位控制，液位控制即開閘放油，超出工作液位時，自動關閘；

液壓系統油壓調節：當壓機1工作時，異常情況出現，人機互動系統報警，即壓出的產品2出現厚度誤差或者損壞，磁性能偏差，裂紋，掉邊，軟角等問題，此時觀察人機界面12上的儀表系統9，若有壓力值超出範圍，此時就可以判斷出壓力過大導致厚度誤差或者損壞等問題；此反饋過程如下，當油壓過大，液壓傳感器將油壓過大的信號自動反饋給PLC系統11，PLC系統11將信號通過I/O模塊10進行數據轉換和處理再傳給中心處理器13，中心處理器13一方面將數據傳輸給人機界面12，然後通過儀表系統9反映出壓力超出範圍的現象；另一方面，中心處理器13按照預先設定油壓值調節油壓，發出調節油壓的信號指令給PLC系統11，PLC系統11將調節油壓的信號指令通過壓力控制器6進行放大傳給閥4進行執行，調節油壓；

產品的尺寸和密度均勻性調節：產品從半流體到固體過程中，對應各階段產品的尺寸和位置，產品含水率，這個參數中有多個參數決定的，真空壓力傳感器測得的模腔內的水壓對應的真空度、產品模腔中的實時反作用力，上模101和下模102的合模速度和壓力、產品的各位置上的尺寸均是確定的範圍值，即預先設置的處理方案，該範圍值預先存儲在中心處理器13中，數據檢測系統檢測到的參數數據發送給數據採集與輸出系統後傳送到中心處理器13，中心處理器13進行比較分析，並進行PID調節，通過閥4控制上活塞杆和下活塞杆的速度，進而調節產品的尺寸和密度均勻性；

G、人機互動：

在人機互動系統是監控儀表系統9和人機界面12，通過印表機將參數曲線列印出來，以便分析。

步驟A中對人機界面12進行參數設置，模式選擇處於「自動」時，在步驟F中，當液壓系統的參數，即油壓和油位，以及產品成型系統的參數出現異常時，即不在中心處理器13預設的範圍內時，人機互動系統的人機界面12進行報警，中心處理器13將會根據所出現的異常情況，對照預先設置的處理方案，自動切換到對應模式，進行自動處理，而當自動處理模式超過預設的次數時，參數仍然需要進行調整或顯示異常時，系統將自動轉入人工模式，並自動進行停機，報警，等待人工處理。

與現有技術相比，由自動模式向手動模式的切換有個適應期，對整套系統的各種故障及參數異常進行報警及預處理，不會造成設備突然停機，為自動智能控制設置了一道冗餘控制的程序，確保機器的正常運轉，產品性能得到最大限度的控制，殘次品率小於2％，產品成型過程可實時監控，並對工藝精確分析提供了所有必須的數據。

本發明可廣泛應用於所有鐵氧體磁性材料溼式成型的工藝中，同時也可以應用於陶瓷，粉末等辦溼式成型工藝，實現由原來的人工監控和僅根據產品外觀進行手動調整，轉換到系統的產品成型過程中，內部實時參數及外部監控反饋參數，由中心處理器13進行分析，並通過計算機人機對話設置，進行最佳設置匹配，最終確保產品磁性能和各段尺寸的精確性。

中心處理器13與人機互動系統採用多通道通訊模塊，用於監控與中心處理器及人機對話顯示屏的實時連接，實現數據的實時傳遞，提高了數據的更新速度；

本發明的中心處理器13和人機互動系統集成在一起，採用大容量計算機對話界面，不僅可以用於實時設置，調整，修正，還能夠進行數據分析與儲存，同時進行整套數據壓縮分類，用於整體調用，做到信息微觀的收集與傳輸，同時進行自動處理，達到預先設定的要求和信息顯示與反饋；

本發明在上油缸和下油缸上均設置液壓傳感器，實時監控作用於產品各位置的承載力，得到各種壓力下，產品密度的實時數據，並進行分析和實時調整；

本發明採用料漿傳感器，實時採集產品從半流體到固體過程中，含水率及產品型腔中的實時壓力，給處理中心提供實時產品內部數據，並通過中心處理器的計算，對產品成型工藝曲線予以調整；

本發明採用位置旋轉編碼器，及時反饋產品成型尺寸及成型設備各成型終端的實時精確位置，以便結合料漿壓力，液壓壓力等，在產品成型過程中的各個位置段，給予不同的承載力及含水率分析和實施工藝；

本發明根據產品型號，直接輸入代碼，自動進行指令程序啟動，工藝路線執行，偏差自動調整，自動列印及信息收集整理，廢次品率小於2％，產品成型過程可實時監控，並對工藝精確分析提供了所有必須的數據。

實施例1

結合圖1-3，一種磁性材料產品成型智能控制系統，包括中心處理器13、人機互動系統和液壓系統，還包括產品成型系統、數據採集和輸出系統、數據檢測系統和控制系統執行單元，其中，數據檢測系統分別檢測液壓系統和產品成型系統的參數信號依次經過數據採集和輸出系統、中心處理器13傳輸到人機互動系統，中心處理器13對數據進行處理後發出指令，經過數據採集和輸出系統輸送給控制系統，控制系統向液壓系統和產品成型系統執行相應的指令動作。

數據檢測系統分別檢測液壓系統和產品成型系統的參數信號傳輸給數據採集和輸出系統，數據採集和輸出系統將信號傳輸給中心處理器13，中心處理器13對數據處理後，一方面將數據傳輸給人機互動系統，人機互動系統進行顯示和呈現，達到監測目的；另一方面發出信號指令，通過數據採集和輸出系統輸送給控制系統，控制系統執行信號指令，液壓系統和產品成型系統執行相應的指令動作，將信息處理過程實現自動化智能控制，無需人工參與，通過實時檢測、監測和控制，即可調節液壓系統和產品成型系統的參數，節省人力勞動和成本。

產品參數檢測系統檢測到產品成型過程中的參數，並傳輸給數據採集系統，數據採集系統將數據傳輸給中心處理器13，中心處理器13處理後將數據傳輸給人機互動系統。

本發明採用人機系統和自動控制系統(監控系統)相結合，有效的降低了信息處理，數據處理，排查處理等繁雜工作量，從而提高了生產工作效率，自動化程度，設備壽命等等，實現了人與機器之間的溝通的能力，解決排查機器故障的功能，解決產品尺寸誤差和性能誤差等問題。

實施例2

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統，與實施例1類似，不同之處在於，數據檢測系統包括液壓參數檢測系統和產品參數檢測系統，液壓參數檢測系統檢測到液壓系統的參數，並傳輸給數據採集和輸出系統，產品參數檢測系統檢測到產品成型系統的參數，並傳輸給數據採集和輸出系統。

將液壓參數檢測系統和產品參數檢測系統分開來單獨檢測，實現精細檢測控制，更能夠精確控制產品的參數在理想範圍內，與人工經驗判斷的情況相比，減少產品成型過程中產生的參數誤差，提高產品質量。

實施例3

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統，與實施例1類似，不同之處在於，液壓參數檢測系統包括位移傳感器、液壓傳感器和液位傳感器7，位移傳感器、液壓傳感器和液位傳感器7的輸出信號傳輸給數據採集和輸出系統。

位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞的位移，液壓傳感器檢測油壓，液位傳感器7檢測液壓系統的油位，並將數據傳輸給數據採集和輸出系統，數據採集和輸出系統將液壓系統的實時液壓傳感器檢測油壓，上活塞的位移和油位值送給中心處理器13，中心處理器13進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來液壓系統的液壓缸內的活塞的位移、油壓和油位隨時間變化的曲線。

本發明採用了料漿傳感器，液壓傳感器，位移傳感器，對產品成型過程進行了全面的監控和數據採集分析，並進行自動調整。

實施例4

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統，與實施例1類似，不同之處在於，液壓系統包括上油缸和下油缸，上油缸下方連接上活塞杆，下油缸的上方連接下活塞杆，液壓機的中部設有產品成型系統，包括上模101和下模102和模腔，模腔位於下模102內，上活塞杆下方連接上模101，下活塞杆上方連接下模102，產品2位於模腔內。

上模101內設有位移傳感器，檢測上活塞杆的位移，上油缸上設有一個液壓傳感器，下油缸也設有一個液壓傳感器，分別檢測上下油缸的油壓，下模102內設置位置旋轉編碼，檢測下活塞杆的位移，上活塞杆的位移和下活塞杆的位移傳輸給中心處理器13後，計算出產品成型過程中的實時尺寸和位置，以便中心處理器13調控閥4，控制產品最終成型時的尺寸和位置符合要求。

實施例5

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統，與實施例1類似，不同之處在於，產品參數檢測系統包括液壓傳感器、料漿傳感器、真空壓力傳感器和位置旋轉編碼器，上模101和下模102內分別設有一個液壓傳感器，液壓傳感器將檢測的上模101和下模102的壓力信號傳輸給數據採集和輸出系統。

料漿傳感器位於下模102內的模具進料管上，伸出到模腔內，與產品2接觸，產品2受到上模101和下模102的壓力，產品2內部產生反作用力，料漿傳感器檢測產品2的實時反作用力信號傳輸給數據採集和輸出系統。

真空壓力傳感器位於上模101內的真空抽水管道的出口處，真空壓力傳感器將檢測的實時壓力值傳輸給數據採集和輸出系統，這個實時壓力值與上模101的水壓成正相關，壓力值的變化反應出模腔內的真空度和產品2的含水率狀態，實現對產品2的實時監控。

下油缸內設有位置旋轉編碼器，位置旋轉編碼器檢測下活塞杆運動的位移行程，與位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞的位移相結合，從而得到產品2在成型過程中所處的位置和尺寸信號，並傳輸給數據採集和輸出系統。

產品2在成型過程中所處的尺寸信號與上模101和下模102的合模速度有關係，對於磁性產品而言，產品2的尺寸範圍對應上模101和下模102的合模速度，以確保產品的尺寸符合要求的數值。

當上模101的速度大於下模102的速度時，上模101內的真空抽水管道上的真空機強行將模腔內的水分抽走，產品2的分子排布不合理，密度高的部分位於產品2的上部，密度低的部分位於產品2的下部，導致產品2的密度一致性差，引起產品缺陷，反之亦然，在燒結過程中收縮率不一致容易出現裂紋等現象，有些還會在使用過程中斷裂，帶來嚴重損失。

數據採集和輸出系統將產品參數檢測系統的檢測的上模101和下模102的壓力信號、產品2的實時反作用力信號、上活塞和下活塞運動的位移行程送給中心處理器13，中心處理器13進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來產品參數檢測系統的檢測的上模101和下模102受到的壓力信號、產品2的實時反作用力信號、產品2在成型過程中所處的位置或尺寸信號隨時間變化的曲線。

實施例6

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統，與實施例1類似，不同之處在於，控制系統包括液壓控制系統和產品成型控制系統，液壓控制系統包括壓力控制器6和液位控制器8，產品成型控制系統包括閥4，閥4有2個，閥4、壓力控制器6和液位控制器8均位於液壓系統的液壓站3上，閥4、壓力控制器6和液位控制器8的輸入信號端均與數據採集和輸出系統連接，一個閥4的輸出信號端設置在液壓站3與上油缸連通的油路上，另一個閥4的輸出信號端設置在液壓站3與下油缸連通的油路上，閥4為閉環比例調節閥、電磁閥、開關閥、換向閥。

當產品的尺寸出現異常情況時，旋轉編碼器測得產品2的位置和尺寸，根據產品2的位置和尺寸中心處理器13作出相應的調節，最終，液壓站3上的閥4調節上模101和下模102的速度，以實現對產品2的尺寸調節。

控制系統實現對液壓系統和產品成型系統的精確控制，實現對產品2的尺寸和密度均勻性的控制，實現智能化控制。

實施例7

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統，與實施例1類似，不同之處在於，數據採集和輸出系統為PLC系統11。

實施例8

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統，與實施例1類似，不同之處在於，中心處理器13通過多通道通訊模塊14與人機互動系統之間傳輸信號，人機互動系統包括儀表系統9、印表機和人機界面12，在儀表系統9顯示參數實時數據，人機界面12顯示參數曲線，印表機將參數實時數據和曲線列印出來。

本發明對產品成型過程中的料漿實時壓力，實時產品尺寸，產品上實時承受的壓力進行實時顯示，並自動分析處理及參數調整。

實施例9

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統的控制方法，適用於實施例1-8中任意一個一種磁性材料產品成型智能控制系統的實施技術方案，其步驟為：

A、參數設置：在人機互動系統上輸入所要加工的產品2的尺寸和密度，中心處理器13調出與這個產品2的尺寸和密度相對應的程序，以便對產品2的尺寸和密度進行調節；

B、供料：料漿經過模具進料管進入到下模102的模腔內，根據料漿的含水率以及產品2的尺寸和密度，計算處所需的料漿量，當料漿量輸送達到預定值後，即當產品成型開始時，切斷模具進料管；

C、壓制產品2：啟動壓機1，中心處理器3根據預定的程序自動向數據採集和輸出系統發出信號指令，數據採集和輸出系統將信號指令傳輸給控制系統，即液壓站3上的閥4，一個閥4調節與上油缸連通的油路，另一個閥4調節與下油缸連通的油路，進而通過液壓機的上活塞杆和下活塞杆調節上模101和下模102的合模速度和壓力，實現對料漿的壓制形成產品2；

D、參數檢測：包括產品成型系統檢測和液壓系統檢測，其中，

產品參數檢測：液壓傳感器將檢測的上模101和下模102受到的壓力信號傳輸給數據採集和輸出系統，料漿傳感器檢測產品2的實時反作用力信號傳輸給數據採集和輸出系統，真空壓力傳感器將檢測的實時壓力值傳輸給數據採集和輸出系統，位移傳感器和位置旋轉編碼器檢測上活塞杆和下活塞杆運動的位移行程，從而得到產品2在成型過程中所處的位置或尺寸信號，並傳輸給數據採集和輸出系統；

液壓參數檢測：位移傳感器檢測到液壓缸內的上活塞杆的位移，液壓檢測液壓系統的油壓，液位傳感器7檢測液壓系統的油位，並將數據傳輸給數據採集和輸出系統；

E、檢測數據傳輸：數據採集和輸出系統將產品參數檢測系統的檢測的上模101和下模102受到的壓力信號、產品2的實時反作用力信號、上活塞和下活塞運動的位移行程和液位傳感器7檢測液壓系統的油位送給中心處理器13，中心處理器13進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來產品參數檢測系統的檢測的上模101和下模102受到的壓力信號、產品2的實時反作用力信號、產品2在成型過程中所處的位置或尺寸信號、液位傳感器7檢測液壓系統的油位隨時間變化的曲線；

數據採集和輸出系統將液壓系統的實時油壓和油位值送給中心處理器13，中心處理器13進行處理後，傳送給人機互動系統，顯示出來液壓系統的液壓缸內的活塞的位移、油壓和油位隨時間變化的曲線；

F、監控：從人機互動系統的儀表系統9上查看產品的參數和液壓系統的參數，當異常情況出現時，中心處理器13進行控制調節。

磁性產品的尺寸和密度和很多參數有關，現有技術中沒有確定的判斷方法，一般靠人工經驗判斷，誤差較大，廢品率較高，為解決這個問題，本領域的普通技術人員能夠想到的是採用液壓機控制產品成型過程，產品成型後，人工檢測產品性能，然後通過手動調節的方式調整液壓機的參數，進而改進產品的尺寸，本技術方案打破了常規的思維習慣，採用智能控制的方法，由機器代替人工檢測產品的性能參數，進而反饋給中心處理器13，通過處理器13對照預先設置的處理方案，切換到對應模式，進行自動處理，自動發出信號指令，對液壓機的參數進行調控，進而實現了智能控制調節的過程。

磁性產品的尺寸和密度和很多參數有關，包括液壓系統的油壓和油位，產品2各位置所受到的壓力，產品從半流體到固體過程中，含水率及產品型腔中的實時壓力，產品成型尺寸及成型設備各成型終端的實時精確位置，這些數據均發送到中心處理器13，中心處理器13根據產品所處的不同階段，對照預先設置的處理方案，判定參數是否在正常範圍內，如果發生異常狀況，就進行相應的調節。

液壓系統油位調節：當啟動壓機1工作時，異常情況出現，人機互動系統報警，即壓機油缸不工作或者壓機不合模時，此時觀察人機界面12上的儀表系統9，若油位低於工作油位時，會出現壓機油缸不工作或者壓機不合模等現象。

此反饋過程如下，當油位低於工作油位時，液位傳感器7將油位過低的信號自動反饋給PLC系統11，PLC系統11將信號通過I/O模塊10進行數據轉換和處理再傳給中心處理器13，中心處理器13一方面將數據傳輸給人機界面12，然後通過儀表系統9反映出油位過低的現象；另一方面，中心處理器13按照預先設定油位值調節油位，發出調節油位的信號指令給PLC系統11，PLC系統11將調節油位的信號指令通過液位控制器8進行放大傳給液壓站3進行執行液位控制，液位控制即開閘放油，超出工作液位時，自動關閘；

液壓系統油壓調節：當壓機1工作時，異常情況出現，人機互動系統報警，即壓出的產品2出現厚度誤差或者損壞，磁性能偏差，裂紋，掉邊，軟角等問題，此時觀察人機界面12上的儀表系統9，若有壓力值超出範圍，此時就可以判斷出壓力過大導致厚度誤差或者損壞等問題；此反饋過程如下，當油壓過大，液壓傳感器將油壓過大的信號自動反饋給PLC系統11，PLC系統11將信號通過I/O模塊10進行數據轉換和處理再傳給中心處理器13，中心處理器13一方面將數據傳輸給人機界面12，然後通過儀表系統9反映出壓力超出範圍的現象；另一方面，中心處理器13按照預先設定油壓值調節油壓，發出調節油壓的信號指令給PLC系統11，PLC系統11將調節油壓的信號指令通過壓力控制器6進行放大傳給閥4進行執行，調節油壓；

產品的尺寸和密度均勻性調節：產品從半流體到固體過程中，對應各階段產品的尺寸和位置，產品含水率，這個參數中有多個參數決定的，真空壓力傳感器測得的模腔內的水壓對應的真空度、產品模腔中的實時反作用力，上模101和下模102的合模速度和壓力、產品的各位置上的尺寸均是確定的範圍值，即預先設置的處理方案，該範圍值預先存儲在中心處理器13中，數據檢測系統檢測到的參數數據發送給數據採集與輸出系統後傳送到中心處理器13，中心處理器13進行比較分析，並進行PID調節，通過閥4控制上活塞杆和下活塞杆的速度，進而調節產品的尺寸和密度均勻性；

G、人機互動：

在人機互動系統是監控儀表系統9和人機界面12，通過印表機將參數曲線列印出來，以便分析。

實施例10

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統的控制方法，與實施例9類似，不同之處在於，步驟A中對人機界面12進行參數設置，模式選擇處於「自動」時，在步驟F中，當液壓系統的參數，即油壓和油位，以及產品成型系統的參數出現異常時，即不在中心處理器13預設的範圍內時，人機互動系統的人機界面12進行報警，中心處理器13將會根據所出現的異常情況，對照預先設置的處理方案，自動切換到對應模式，進行自動處理，而當自動處理模式超過預設的次數時，參數仍然需要進行調整或顯示異常時，系統將自動轉入人工模式，並自動進行停機，報警，等待人工處理。

與現有技術相比，由自動模式向手動模式的切換有個適應期，對整套系統的各種故障及參數異常進行報警及預處理，不會造成設備突然停機，為自動智能控制設置了一道冗餘控制的程序，確保機器的正常運轉，產品性能得到最大限度的控制，殘次品率小於2％，產品成型過程可實時監控，並對工藝精確分析提供了所有必須的數據。

本發明可廣泛應用於所有鐵氧體磁性材料溼式成型的工藝中，同時也可以應用於陶瓷，粉末等辦溼式成型工藝，實現由原來的人工監控和僅根據產品外觀進行手動調整，轉換到系統的產品成型過程中，內部實時參數及外部監控反饋參數，由中心處理器13進行分析，並通過計算機人機對話設置，進行最佳設置匹配，最終確保產品磁性能和各段尺寸的精確性。

中心處理器13與人機互動系統採用多通道通訊模塊，用於監控與中心處理器及人機對話顯示屏的實時連接，實現數據的實時傳遞，提高了數據的更新速度。

本發明的中心處理器13和人機互動系統集成在一起，採用大容量計算機對話界面，不僅可以用於實時設置，調整，修正，還能夠進行數據分析與儲存，同時進行整套數據壓縮分類，用於整體調用，做到信息微觀的收集與傳輸，同時進行自動處理，達到預先設定的要求和信息顯示與反饋。

本發明在上油缸和下油缸上均設置液壓傳感器，實時監控作用於產品各位置的承載力，得到各種壓力下，產品密度的實時數據，並進行分析和實時調整。

本發明採用料漿傳感器，實時採集產品從半流體到固體過程中，含水率及產品型腔中的實時壓力，給處理中心提供實時產品內部數據，並通過中心處理器的計算，對產品成型工藝曲線予以調整。

本發明採用位置旋轉編碼器，及時反饋產品成型尺寸及成型設備各成型終端的實時精確位置，以便結合料漿壓力，液壓壓力等，在產品成型過程中的各個位置段，給予不同的承載力及含水率分析和實施工藝。

本發明根據產品型號，直接輸入代碼，自動進行指令程序啟動，工藝路線執行，偏差自動調整，自動列印及信息收集整理，廢次品率小於2％，產品成型過程可實時監控，並對工藝精確分析提供了所有必須的數據。

實施例11

本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統，與實施例1相同，本實施例的一種磁性材料產品成型智能控制系統的控制方法，與實施例9或10類似，其中人機系統原理：顧名思義人機系統就是人與機器溝通的系統。如圖1所示，人機系統有三大部分組成：人，人機界面，機器。機器運行，將機器運行中產生的信息傳送給顯示器，顯示器通過人機界面顯示信息給人進行信息接收，然後再經過人的決策，把處理後信息在經過控制再通過人機界面傳給控制器，控制器再傳給機器。整個過程是個循環過程。這樣實現了人與機器溝通的功能。值得注意的是，人機界面是人操作控制器的一個平臺(即人機界面提供了一個控制器與人的接口)。

人機系統與自動控制系統(監控系統)相結合：如圖2所示，人通過人機界面輸入數據傳給PLC，然後PLC將處理的數據信號傳給放大器放大，最後傳給機器的執行元件執行各種動作及操作。當機器生產的產品出現尺寸誤差及性能誤差時或者機器出現故障時，這時傳感器感應到誤差或故障，將誤差信號或機器的故障信號通過傳感器反饋給PLC，然後PLC將這些誤差信號和故障信號傳給人機界面，這樣人通過觀察人機界面上的誤差信號和故障信號。

當人機界面出現報警或需要調整信號時，一種是通過人工調整，進行特殊設置，這種調整，只需要人工在觸控螢幕上點擊各種設置參數，然後再觀察產品成型過程中的各種曲線，確定設置的正確性，另一種為設置方式選擇「自動」，此時，中心處理器將會根據所出現的異常情況，對照預先設置的處理方案，自動切換到對應模式，進行自動處理，而當自動處理模式超過兩次，參數仍然需要進行調整或顯示異常時，系統將自動轉入人工模式，並自動進行停機，報警，等待處理，人工進行控制和修改，在此過程中I/O模塊10起到進行數據信息處理和數據信息交換等功能，儀表系統9是將數據或信息轉換成表格或者圖像的生動形象的系統，這樣解決了機器出現故障難以查詢故障的問題以及產品最終固態成型尺寸誤差和磁性能誤差等問題。

另外圖3中的I/O模塊10，可根據需要選擇是否設置，如果採用數字量傳輸方式，不需要設置I/O模塊10，且能夠提高信號傳輸的抗幹擾性和準確性，如果採用模擬量傳輸方式，則需要I/O模塊10進行數據轉換。

以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構並不局限於此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬於本發明的保護範圍。