(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(71)申請人鷹星精密工業(yè)(深圳)有限公司道鳳凰第三工業(yè)區(qū)騰豐三路4號A、B幢G01D21/02(2006.01)陳磊林張金鼎黃茂霞(74)專利代理機構(gòu)深圳市科冠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44355專利代理師王海駿(54)發(fā)明名稱一種多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)及其制造方法本發(fā)明屬于注塑工藝控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)及其制造方法，該系統(tǒng)包括模塊化分層模具，每層設(shè)有獨立溫控單元與電磁補償頂針；還包括多物理時監(jiān)測合模、注塑與冷卻階段的工藝參數(shù)；還包括視覺質(zhì)檢模塊，包含線陣相機與激光位移傳感器，用于在線檢測層間缺陷與尺寸公差；還包括控制平臺，基于傳感器與視覺數(shù)據(jù)動態(tài)優(yōu)化工藝參數(shù)，并與外部管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互；通過本發(fā)明可實現(xiàn)層間壓力動態(tài)補償，溫度分區(qū)控制，解決21.一種多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：模塊化分層模具，每層設(shè)有獨立溫控單元與電磁補償頂針；多物理場傳感器模塊，集成溫度、壓力及振動傳感器，實時監(jiān)測合模、注塑與冷卻階段的工藝參數(shù)；視覺質(zhì)檢模塊，包含線陣相機與激光位移傳感器，用于在線檢測層間缺陷與尺寸公差；控制平臺，基于傳感器與視覺數(shù)據(jù)動態(tài)優(yōu)化工藝參數(shù)，并與外部管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁補償頂針的行程精度為±5μm,響應(yīng)時間≤10ms,通過PID算法調(diào)節(jié)層間接觸壓力偏差小于3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述多物理場傳感器模塊包括：分布式FBG光纖光柵傳感器，布置于模具各層，溫度監(jiān)測精度±0.2℃;壓電薄膜傳感器陣列，量程0~50MPa,生成壓力分布熱力圖；壓電陶瓷驅(qū)動器，輸出頻率5~50Hz的機械振動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺5.一種基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，其特征在于，包括：步驟S1:設(shè)定分層模具溫度梯度及初始工藝參數(shù)；步驟S2:合模階段通過電磁補償頂針動態(tài)調(diào)整層間間隙；步驟S4:開模后通過視覺質(zhì)檢模塊在線檢測，缺陷數(shù)據(jù)實時反饋至控制平臺。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，其特征在于，所述步驟S3中，振動保壓的持續(xù)時間根據(jù)材料流變特性動態(tài)調(diào)整，調(diào)整范圍為10-30s。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，其特征在于，所述步驟S4中，若檢測到分層缺陷，控制平臺自動增加保壓時間0.3-0.8s,并提升模溫梯度5-10℃。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，其特征在于，所述步驟S1中設(shè)定分層模具溫度梯度的具體過程包括：基于材料熱膨脹系數(shù)差異計算初始溫度梯度△T=a×E×h/(1-V2),其中α為材料膨脹外層模溫設(shè)定為180-220℃,芯層模溫降低20-50℃;通過分布式FBG光纖光柵傳感器實時校準(zhǔn)溫度偏差至±0.5℃。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，其特征在于，所述步驟S3中振動保壓當(dāng)檢測到層間壓力差≥5MPa時，觸發(fā)振動頻率從基準(zhǔn)值20Hz提升至25-30Hz;2/2頁2/2頁310.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，其特征在于，所述步驟S4中的反饋優(yōu)化包括：針對蜂窩結(jié)構(gòu)塌陷缺陷，同步調(diào)整模具電磁補償頂針壓力增加10%~15%;基于LSTM模型預(yù)測下一周期工藝參數(shù)，輸出變量包括保壓時間±0.3s、振動頻率±5Hz及模溫梯度±5℃。4一種多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)及其制造方法技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及注塑工藝控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)及其制造方法。背景技術(shù)[0002]隨著輕量化材料需求的增長，多層復(fù)合結(jié)構(gòu)(如發(fā)泡芯層+致密表層的蜂窩狀材料)在汽車、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。傳統(tǒng)模具制造此類產(chǎn)品面臨以下技術(shù)瓶頸：層間結(jié)合質(zhì)量不穩(wěn)定：由于各層材料熱膨脹系數(shù)差異及工藝參數(shù)匹配不足，易出現(xiàn)分層、氣泡等缺陷。而且目前多數(shù)的注塑模具雖可實現(xiàn)交替注塑，但依賴固定溫度梯度設(shè)定，無法動態(tài)補償材料收縮，導(dǎo)致層間剪切強質(zhì)檢效率低下:現(xiàn)有技術(shù)多采用人工抽檢或離線檢測，無法實時關(guān)聯(lián)缺陷與工藝參數(shù)。傳統(tǒng)方法對分層缺陷的漏檢率較高，且檢測耗時在生產(chǎn)周期中占比較大；為此，亟需一種集成智能感知、實時質(zhì)檢與動態(tài)控制的系統(tǒng)化解決方案，以提升層狀復(fù)合材料的制造效率與質(zhì)量一致性。發(fā)明內(nèi)容[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)及其制造方法，以解決背景技術(shù)中提出的問題。[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種多層復(fù)合材料智能模具視覺平模塊化分層模具，每層設(shè)有獨立溫控單元與電磁補償頂針；多物理場傳感器模塊，集成溫度、壓力及振動傳感器，實時監(jiān)測合模、注塑與冷卻階段的工藝參數(shù)；視覺質(zhì)檢模塊，包含線陣相機與激光位移傳感器，用于在線檢測層間缺陷與尺寸控制平臺，基于傳感器與視覺數(shù)據(jù)動態(tài)優(yōu)化工藝參數(shù)，并與外部管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交[0005]本發(fā)明所述的多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，其中，所述電磁補償頂針的行程精度為±5μm,響應(yīng)時間≤10ms,通過PID算法調(diào)節(jié)層間接觸壓力偏差小于3%。[0006]本發(fā)明所述的多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，其中，所述多物理場傳感器模塊包括：壓電薄膜傳感器陣列，量程0~50MPa,生成壓力分布熱力圖；壓電陶瓷驅(qū)動器，輸出頻率5~50Hz的機械振動。[0007]本發(fā)明所述的多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，其中，所述視覺質(zhì)檢模塊采5[0008]此外，本發(fā)明還提供一種基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，該方法包括以下步驟：步驟S1:設(shè)定分層模具溫度梯度及初始工藝參數(shù)；步驟S2:合模階段通過電磁補償頂針動態(tài)調(diào)整層間間隙；步驟S4:開模后通過視覺質(zhì)檢模塊在線檢測，缺陷數(shù)據(jù)實時反饋至控制平臺。[0009]本發(fā)明所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，其中，所述步驟S3中，振動保壓的持續(xù)時間根據(jù)材[0010]本發(fā)明所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方模溫梯度5-10℃。[0011]本發(fā)明所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，其中，所述步驟S1中設(shè)定分層模具溫度基于材料熱膨脹系數(shù)差異計算初始溫度梯度△T=a×E×h/(1-V2),其中α為材料外層模溫設(shè)定為180-220℃,芯層模溫降低20-50℃;通過分布式FBG光纖光柵傳感器實時校準(zhǔn)溫度偏差至±0.5℃。[0012]本發(fā)明所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方當(dāng)檢測到層間壓力差≥5MPa時，觸發(fā)振動頻率從基準(zhǔn)值20Hz提升至25-30Hz;[0013]本發(fā)明所述的基于多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方針對蜂窩結(jié)構(gòu)塌陷缺陷，同步調(diào)整模具電磁補償頂針壓力增加10%~15%;基于LSTM模型預(yù)測下一周期工藝參數(shù)，輸出變量包括保壓時間±0.3s、振動頻率±5Hz及模溫梯度±5℃。實現(xiàn)了層間壓力動態(tài)補償，溫度分區(qū)控制，解決了傳統(tǒng)模具無法適應(yīng)多層材料熱膨脹差異導(dǎo)致的變形問題；而且還可避免現(xiàn)有技術(shù)采用人工抽檢或離線檢測導(dǎo)致無法實時關(guān)聯(lián)缺陷與工藝參數(shù)的弊端，對分層缺陷的漏檢率進一步提高，且檢測耗時在生產(chǎn)周期中占比較得以大大縮小。附圖說明[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。6[0016]圖1為本發(fā)明的工藝方法步驟流程圖。具體實施方式們?nèi)魏巫冃?，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備沒有限定于已列出的步驟或單元，而是可選地還包括沒有列出的步驟或單[0018]在本文中提及“實施例”意味著，結(jié)合實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以包含在本發(fā)明的至少一個實施例中。在說明書中的各個位置出現(xiàn)該短語并不一定均是指相同的實施例，也不是與其它實施例互斥的獨立的或備選的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯式地和隱式地理解的是，本文所描述的實施例可以與其它實施例相結(jié)合。三種關(guān)系，例如，A和/或B,可以表示：單獨存在A,同時存在A和B,單獨存在B這三種情況。字或設(shè)備在正常使用時候的姿態(tài)位置為參考。[0021]為了使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。[0022]本實施例公開了一種多層復(fù)合材料智能模具視覺平臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：模塊化分層模具，每層設(shè)有獨立溫控單元與電磁補償頂針；多物理場傳感器模塊，集成溫度、壓力及振動傳感器，實時監(jiān)測合模、注塑與冷卻階段的工藝參數(shù)；視覺質(zhì)檢模塊，包含線陣相機與激光位移傳感器，用于在線檢測層間缺陷與尺寸控制平臺，基于傳感器與視覺數(shù)據(jù)動態(tài)優(yōu)化工藝參數(shù)，并與外部管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交[0023]通過本發(fā)明的吸引，可實現(xiàn)層間壓力動態(tài)補償，溫度分區(qū)控制，解決了傳統(tǒng)模具無法適應(yīng)多層材料熱膨脹差異導(dǎo)致的變形問題；而且還可避免現(xiàn)有技術(shù)采用人工抽檢或離線檢測導(dǎo)致無法實時關(guān)聯(lián)缺陷與工藝參數(shù)的弊端，對分層缺陷的漏檢率進一步提高，且檢測耗時在生產(chǎn)周期中占比較得以大大縮小。[0024]本實施例中，電磁補償頂針的行程精度為±5μm,響應(yīng)時間≤10ms,通過PID算法調(diào)節(jié)層間接觸壓力偏差小于3%,以減小層間接觸壓力波動，可以避免傳統(tǒng)的機械式頂針響應(yīng)延遲導(dǎo)致的壓力不均問題。壓電薄膜傳感器陣列，量程0~50MPa,生成壓力分布熱力圖；7壓電陶瓷驅(qū)動器，輸出頻率5~50Hz的通過建立壓力-溫度-振動三參數(shù)耦合模型，使得工藝可控性進一步提升，避免了單參數(shù)控制無法應(yīng)對材料流變非線性特性的問題。[0026]本實施例中，視覺質(zhì)檢模塊采用改進型YOLOX-s算法，以提升缺陷分類的準(zhǔn)確性，杜絕了人工抽檢漏檢率高的問題。[0027]實施例二[0028]本實施例與實施例一基本相同，相同之處不再贅述，不同之處在于還提供一種基于實施例一系統(tǒng)的多層復(fù)合材料制造方法，如圖1所示，該方法包括如下步驟：步驟S1:設(shè)定分層模具溫度梯度及初始工藝參數(shù)；步驟S2:合模階段通過電磁補償頂針動態(tài)調(diào)整層間間隙；步驟S3:注塑階段施加振動保壓，頻率20Hz,振幅100μm,振動保壓可進一步使得層間分子擴散系數(shù)升高，解決了傳統(tǒng)靜態(tài)保壓滲透深度不足導(dǎo)致的弱界面結(jié)合問題；步驟S4:開模后通過視覺質(zhì)檢模塊在線檢測，缺陷數(shù)據(jù)實時反饋至控制平臺。[0029]本實施例中，步驟S3中，振動保壓的持續(xù)時間根據(jù)材料流變特性動態(tài)調(diào)整，調(diào)整范圍為10-30s,以針對不同粘度材料自動匹配振幅(80-150μm自適應(yīng)),避免通用參數(shù)導(dǎo)致的纖維取向紊亂。[0030]本實施例中，步驟S4中，若檢測到分層缺陷，控制平臺自動增加保壓時間0.3-0.8s,并提升模溫梯度5-10℃,以提升系統(tǒng)反饋響應(yīng)時間，減小傳統(tǒng)PID控制的回調(diào)波動。[0031]本實施例中，步驟S1中設(shè)定分層模具溫度梯度的具體過程包括：基于材料熱膨脹系數(shù)差異計算初始溫度梯度△T=a×E×h/(1-V2),其中α為材料外層模溫設(shè)定為180-220℃,芯層模溫降低20-50℃;通過分布式FBG光纖光柵傳感器實時校準(zhǔn)溫度偏差至±0.5℃;通過該步驟可減少熱應(yīng)力形變量，保證各向異性材料冷卻收縮的均勻性。[0032]本實施例中，步驟S3中振動保壓的控制邏輯為：當(dāng)檢測到層間壓力差≥5MPa時，觸發(fā)振動頻