1    引言

        全电动立式注塑机具有控制精度高、重复性能好、生产周期短、节省能源等优点，正逐渐成为塑料成型机械发展的主流。全电动立式注塑机在正常的生产过程中会依赖于很多参数，这些注射参数可以分成以下几类：工艺过程的工艺参数、机身规格和电机规格的机型参数、模具特征的模具参数以及表征注射成型材料特性的材料参数。如何对这些参数进行安全有效地管理并实现参数的快速准确设置，对提高生产效率具有重要意义。当前常用的全电动立式注塑机控制系统里集成的数据管理模块采用读写文件的方式来实现工艺数据的存储和管理，这种读写文件的数据管理模块存在的问题有：①结构层次不清晰，界面交互性差，无法完全显示出每种成形工艺参数的具体数值，不支持用户对成形参数进行查询和修改；②数据管理模块所管理的数据仅限于工艺参数，无法对机型参数进行有效管理，无法保证立式注塑机控制器针对不同立式注塑机机型的可移植性。

        以下介绍在分析当前常用的全电动立式注塑机数据管理模块的基础上，提出一种全电动立式注塑机可视化数据管理模块。利用SQLite数据库和Qt图形界面编程技术，开放所有成形工艺参数且提供图形用户界面供用户对成形工艺参数进行查询和修改，并支持工艺过程的存储和历史工艺过程查询，实现了立式注塑机生产过程中工艺参数的智能生成和在线修正。另外，将该可视化数据管理模块集成到立式注塑机控制器里，保证了立式注塑机控制器针对不同立式注塑机机型的可移植性。

2    可视化数据管理模块的体系结构

        该可视化数据管理模块的体系结构，由表现层、逻辑层和数据层构成。

        表现层即显示层，它是立式注塑机用户和可视化数据管理模块进行交互的窗口，由一系列图形用户界面组成。表现层所需的接口函数由逻辑层提供，通过接口函数进行数据库访问和数据库变更等相关操作。

        逻辑层构成可视化数据管理模块的主体部分。一方面，它提供了立式注塑机用户与图形用户界面(GUI)的API接口。另一方面，它提供了对参数数据的所有操作。主要包括4个功能模块：查询参数、修改参数、添加参数和删除参数。分别实现了对参数数据的查询、修改、添加和删除操作。

        数据层是可视化数据管理模块存储参数数据信息的数据库，主要包括工艺参数库、机型参数库、模具参数库和材料参数库4个部分。分别用来存储所有工艺参数数据、机型参数数据、模具参数数据和材料参数数据。根据注射工艺要求，工艺参数又主要包括顶出参数、开锁模参数、注射参数、计量参数和温度参数。根据关系数据库的原理，“表”是数据库的基本组成元素，在所设计的数据库中涵盖了8个互相关联的表来实现全电动立式注塑机参数的存储和管理，分别为顶出参数数据库表、开锁模参数数据库表、注射参数数据库表、计量参数数据库表、温度参数数据库表、机型参数数据库表、模具参数数据库表和材料参数数据库表，这些数据库表中主要用到的数据类型有CHAR、FLOAT、INTEGER、DA吠ETIME等。其中，注射参数数据库表如表1所示。

        在工艺参数中，推顶最多支持3段，开锁模最多支持4段，注射最多支持6段，保压最多支持3段，计量最多支持3段，温度最多支持5段。速度、转速、压力参数均以百分数形式存储和管理，以符合全电动立式注塑机控制器界面工艺参数设置的习惯。机型参数为机身的规格参数和电机的规格参数，机型不一样，这些参数也不尽相同。将规格参数与控制器界面百分数形式的工艺参数相结合，可以得到立式注塑机控制器实际所需控制的工艺参数，保证了控制器针对不同机型的可移植性。在模具参数和材料参数中均选取与注射工艺过程相关的参数。

        为了保证数据管理的安全性，设计了数据管理模块的用户登录验证功能。登录成功后立式注塑机用户可以查询历史工艺过程的相应参数。如果历史记录中存在相似的工艺条件，则本次工艺过程可以不用重新设置新的工艺参数，仅需导入相似工艺过程的历史参数并做少量修改即可。每次工艺参数设置完成之后可以对其进行保存，在下次开机时会自动导入最近正常生产的那组工艺参数，避免了工艺数据的丢失。

3    可视化数据管理模块的接口设计

        全电动立式注塑机可视化数据管理模块提供的开放式操作接口主要包括以下两类：面向用户的数据操作接口和与立式注塑机控制器间的参数传输接口。其中，面向用户的数据操作接口可以支持用户对数据管理模块中的各项数据进行相应的操作，如数据的查询、修改、添加、删除等。数据管理模块与立式注塑机控制器间的参数传输接口可以支持数据的下传、上载，在一定程度上实现了两者的集成。

        面向用户的数据操作接口通过可视化的界面来调用，以保证数据操作的可视化程度。当立式注塑机控制器界面工艺参数修改后的第一个工作周期结束时，控制器自动调用下传接口将参数传至数据管理模块，以实现参数数据的保存；当立式注塑机开机工作时，数据管理模块也会自动调用上载接口将自身保存的上一次工作周期工艺参数传至立式注塑机控制器，以避免参数数据的丢失。参数数据的上载、下传除了前面2种自动调用的方式外，还可以通过立式注塑机操作人员点击界面按钮来主动调用参数传输接口以实现参数数据的主动传输。

4    应用实例

        基于上述方法，利用SQLite3.0数据库开发包所提供的API进行数据库的创建和管理，利用QtEm戠攀搀搀攀搀-4.7.2嵌入式GUI开发包进行图形用户界面设计。从而，通过C++编程实现了全电动立式注塑机可视化数据管理模块在Linux平台下的开发。

        将设计开发的可视化数据管理模块嵌入到某全电动立式注塑机控制器中进行运行测试。运行结果表明，设计的全电动立式注塑机可视化数据管理模块可提高界面交互性和参数可视化程度，实现对注射生产过程中众多参数的高效、安全管理，并实现与立式注塑机控制器之间的数据传输，通过各接口界面可以支持用户对此模块中的各项参数进行相应操作，包括查询、修改、添加、删除和数据传输等。

        在集成有可视化数据管理模块的全电动立式注塑机控制器上，对3个具有相似特征的制品模具进行试模生产并与传统的依靠经验手工试模相比较，测试结果如表2所示。结果显示，将可视化数据管理模块中相似工艺条件的历史参数直接导入立式注塑机控制器并作少量修改，可以减少试模次数，缩短立式注塑机工艺设置的周期，提高生产效率。

        将集成有可视化数据管理模块的全电动立式注塑机控制器分别安装到不同的立式注塑机上进行可移植性测试，将不同机型的相应机身规格参数和电机规格参数存入数据管理模块并导入立式注塑机控制器，结合控制器界面中设置的百分数形式的工艺参数，即可进行实际的运行控制，不需要因为机型不同而到控制器内部更改实际的控制参数。结果表明，集成有可视化数据管理模块的全电动立式注塑机控制器针对不同的立式注塑机机型控制准确、运行稳定，解决了目前常用的集成读写文件式数据管理模块的立式注塑机控制器可移植性差的问题。

5    结束语

        结合源码开放、跨系统平台的SQLite数据库和Qt图形用户界面编程技术，设计开发了基于Linux平台的全电动立式注塑机可视化数据管理模块。将此模块与全电动立式注塑机控制器相集成，通过参数接口界面实现用户对立式注塑机各项参数的相应操作，包括查询、修改、添加、删除等，并能存储及载入历史工艺过程，从而初步实现了注射工艺参数的智能生成及在线修正。解决了目前常用的读写文件式数据管理模块可视化程度低、用户交互性不强、数据安全性差以及针对不同立式注塑机机型可移植性差等问题。集成有可视化数据管理模块的立式注塑机控制器通过在不同立式注塑机进行测试运行，结果表明可以极大地缩短立式注塑机工艺参数设置周期，提高注射生产效率，具有很好的应用前景。