CN101138878A - 一种注塑机快装模的方法和装置 - Google Patents

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注塑机快装模的方法:在注塑机在设有固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘用以分别固定注塑机的动模和静模,动模和静模合模的内部设有型腔。磁力平台中设有排列的永久磁铁单元,并设有充退磁线圈对永久磁铁单元进行充磁和退磁;设有磁感应强度检测电路:传感器输出的电动势经差分放大10倍后再经电压比较器比较后输出给微处理器I/O口;设有同步信号产生电路,电源同步信号摄取电路,输入端为变压器输出的15V交流电,经过限流电阻到运算放大器,整成方波信号,再经过3K限流电阻,输入到微处理器的中断输入口和I/O口。

Description

一种注塑机快装模的方法和装置
技术领域
本发明涉及注塑机快装模具的方法装置。
背景技术
注塑机广泛应用于各行各业的塑料制品生产中。在中小批量生产塑料制品的情况下,传统的手工装卸塑料模具(包括吸塑等模具)耗时长,严重影响生产效率(通常换装一套塑料模具需要3个小时左右)。
发明内容
本发明注塑机快装模控制器能将装卸一次模具时间缩短为半小时,是传统的螺栓固定方式耗时的1/6。采用本装置的注塑机能大大提高生产效率。
本发明的技术解决方案是:注塑机快装模的方法:在注塑机在设有固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘用以分别固定注塑机的动模和静模。动模和静模的开合,动模和静模合模的内部设有型腔。磁力吸盘(平台)中设有排列的永久磁铁单元,并设有充退磁线圈对永久磁铁单元进行充磁和退磁;设有磁感应强度检测电路:由线性霍尔传感器、恒流源电路、差分放大电路、电压比较器组成,恒流源用于给霍尔传感器提供工作电流;在霍尔传感器电流输入端并电流输入端并1个Rx,根据传感器情况调整,使传感器在同样磁感应强度下输出相同的电动势,传感器输出的电动势经差分放大10倍后再经电压比较器比较后输出给微处理器I/O口;设有同步信号产生电路,电源同步信号摄取电路,输入端为变压器输出的15V交流电,经过限流电阻到运算放大器,整成方波信号,再经过3K限流电阻,输入到微处理器的中断输入口和I/O口;设有同可控硅触发电路,微处理器I/O口输出的控制信号经光电耦合器,再通过大功率三极管驱动脉冲变压器的一个线包,通过脉冲变压器隔离后驱动脉冲变压器另外两个线包,同时驱动两个大功率单向可控硅,当系统进行充磁工作时,微处理器根据电源过零同步信号,触发可控硅使主回路通过电压波形;当系统进行退磁工作时,微处理器根据电源过零同步信号,触发可控硅使主回路通过逐步减小的电压波形,使充退磁线圈中通过功率由大到小的交流电,使永磁材料有效退磁。
控制磁力平台磁感应超过200GS时,即已充好磁状态,比较器输出为高水平,当低于200GS时输出为低电平。这样通过此简单的探测电路,微处理器能准确地探测到磁力台面的充磁退磁状态,保证系统安全可靠工作。同步信号产生电路,电源同步信号摄取电路,输入端为变压器输出的15V交流电,经过限流电阻到运算放大器,整成方波信号,再经过3K限流电阻,到微处理器的中断输入口和I/O口。
可控硅触发电路,微处理器I/O口输出的控制信号经光电耦合器,再通过大功率三极管驱动脉冲变压器的一个线包,通过脉冲变压器隔离后驱动脉冲变压器另外两个线包,同时驱动两个大功率单向可控硅,当系统进行充磁工作时,微处理器根据电源过零同步信号,触发可控硅使主回路通过电压波形(理论上充磁时只需一个半波即可,但实际工作时为了保证有效充磁,控制主回路通过3个半波。)。当系统进行退磁工作时,微处理器根据电源过零同步信号,触发可控硅使主回路通过逐步减小的电压波形,使充退磁线圈中通过功率由大到小的交流电,使永磁材料有效退磁。
注塑机快装模的装置:所述采用注塑机快装模装置由分别用于固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘、多通道充退磁控制器、接近传感器和霍尔传感器等组成,采用磁力附加螺栓固定塑料模具;固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘的结构是:磁力平台中设有排列的永久磁铁单元,并设有充退磁线圈对永久磁铁单元进行充磁和退磁;多通道充退磁控制器和两个可充退磁磁力吸盘;可充退磁磁力吸盘由整块钢板加工而成,尺寸和固定孔根据不同型号的注塑机设计,内部埋有永磁材料和相应的充退磁线圈,每个可充退磁磁力吸盘内埋有一个接近开关和一个霍尔传感器。所述多通道充退磁控制器,由MCU系统、键盘及显示部分、同步信号产生电路、两通道接近开关信号调理及阈值比较器、两通道霍尔传感器信号调理及阈值比较器、可控硅及触发电路、多通道主回路继电器及控制电路、大电流检测电路构成;大电流检测电路、同步信号产生电路连接、两通道接近开关信号调理及阈值比较器、两通道霍尔传感器信号调理及阈值比较器的输出均连接MCU系统的输入口;MCU系统的输出接可控硅及触发电路、可控硅及触发电路再连接多通道主回路继电器及控制电路。
本发明特点是:采用本装置装卸一次模具仅耗时半小时,是传统的螺栓固定方式耗时的1/6。采用本装置的注塑机能大大提高生产效率。
附图说明
图1:注塑机快装模装置框图
图2:多通道充退磁控制器
图3:同步信号产生电路,
图4:可控硅触发电路
图5:磁感应强度检测电路,
图6接近信号检测电路
具体实施方式
1、多通道充退磁控制器功能框图如图2:主要由MCU系统(含89C51单片机、看门狗电路、存储器)、键盘及显示部分、同步信号产生电路、PLC接口电路、两通道接近开关信号调理及阈值比较器、两通道霍尔传感器信号调理及阈值比较器、可控硅及触发电路、多通道主回路继电器及控制电路、大电流检测电路等部分组成。在本装置的电控多通道充退磁控制器中采用微处理器作为系统核心,能方便地实现加电相位、功率及时间的控制,达到很好的充退磁效果,具有与注塑机内的PLC等上级机的通讯的功能,可以方便地接受注塑机内的上位机控制和向其发送工作状态,实现设备的整体可操作性。每块磁力吸盘内埋有一个接近传感器和一个霍尔传感器,当模具安装时,先将模具用螺栓固定,此时接近传感器指示灯亮,按下充磁按钮,0.3秒内对相应模板的吸盘实现充磁(充好磁的吸盘磁力可达每平方厘米8公斤),远大于注塑生产过程中的拉脱力。本装置工作功率仅为3W,模具吸合后可关断控制器电源,磁力继续保持。
2、注塑机快装模装置组成和概述
注塑机快装模装置由分别用于固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘、多通道充退磁控制器、接近传感器和霍尔传感器等组成,采用磁力附加螺栓固定塑料模具。固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘如图所示。
如图1,装置主要分为两部分:多通道充退磁控制器和两个可充退磁磁力吸盘。可充退磁磁力吸盘由整块钢板加工而成,尺寸和固定孔根据不同型号的注塑机设计,内部埋有永磁材料和相应的充退磁线圈,每个可充退磁磁力吸盘内埋有一个接近开关和一个霍尔传感器,接近开关能感应小于0.8mm内的金属材料,霍尔传感器能感应大于200GS以上的磁场。
多通道充退磁控制器功能框图如图2:主要由MCU系统(含89C51单片机、看门狗电路、存储器)、键盘及显示部分、同步信号产生电路、PLC接口电路、两通道接近开关信号调理及阈值比较器、两通道霍尔传感器信号调理及阈值比较器、可控硅及触发电路、多通道主回路继电器及控制电路、大电流检测电路等部分组成。
3、注塑机快装模装置主要技术指标:
1、电源:380VAC
2、功率:约3W
3、重量:约100kg(控制器约3kg)
4、接近开关感应距离:小于0.8mm
5、霍尔传感器感应范围:大于200GS
6、充磁(吸合)、退磁(释放)工作时间:0.3秒
7、充磁后磁力保持时间:十年以上
5、根据权利要求3所述的注塑机快装模的装置:其特征是另设有与MCU系统连接的PLC接口电路。
多通道充退磁控制器各部分电路设计方案
1、单片机系统(包括CPU、WTD、EEPROM)
本系统选用89C51单片机,它内部有4KflashROM(足够本仪器用来存储程序)和128byteRAM。另外为了保存工作参数,选用电擦除可编程只读存储器EEPROM 24C01A作辅助存储器,它为串行读写方式,只占用单片机2个I/O口。
设计中还采用555振荡电路及74LS123单稳态触发器,构成了一个简易的看门狗电路,使系统具有自恢复功能。即使系统受到干扰程序跑飞,看门狗电路可使单片机复位,系统自动恢复。
2、同步信号产生电路
为了能让微处理器可靠地控制可控硅按规定相位开通充退磁主回路,微处理器必须准确地得到交流电源的过零点,我们设计了如下电源同步信号摄取电路,输入端为变压器输出的15V交流电,经过限流电阻到运算放大器,整成如图三所示的方波信号,再经过3K限流电阻,到微处理器的中断输入口和I/O口。
3、可控硅触发电路
微处理器I/O口输出的控制信号经光电耦合器,再通过大功率三极管驱动脉冲变压器的一个线包,通过脉冲变压器隔离后驱动脉冲变压器另外两个线包,同时驱动两个大功率单向可控硅(如图四可控硅触发电路)。当系统进行充磁工作时,微处理器根据电源过零同步信号,触发可控硅使主回路通过如图4所示的电压波形(理论上充磁时只需一个半波即可,但实际工作时为了保证有效充磁,控制主回路通过3个半波。)。当系统进行退磁工作时,微处理器根据电源过零同步信号,触发可控硅使主回路通过逐步减小的电压波形,使充退磁线圈中通过功率由大到小的交流电,使永磁材料有效退磁。
主回路大电流检测电路
为了保证能确认是否给充退磁线圈加上大电流,本装置设计了主回路大电流检测电路,因为无需精确测量主回路电源,为了降低成本,电流互感器采用最简易的方案,采用1W变压器骨架,主回路大电流线在骨架中串半圈,次级采用φ0.25漆包线绕了3000圈,再经过全波整流,电压嵌位和限流,输入到微处理器的I/O口。微处理器充磁退磁过程中同时检测主回路电流,如果检测不到则输出出错指示。
磁感应强度检测电路
磁感应强度检测电路由传感器(线性霍尔传感器)、恒流源电路、差分放大电路、电压比较器组成如图五所示。
恒流源用于给霍尔传感器提供工作电流(5mA),因为各霍尔传感器之间输出差异较大,所以,在霍尔传感器电流输入端并电流输入端并1个Rx,根据传感器情况调整,使传感器在同样磁感应强度下输出相同的电动势,传感器输出的电动势经差分放大10倍后再经电压比较器比较后输出给微处理器I/O口。如当探测到磁力平台磁感应超过200GS时,即已充好磁状态,比较器输出为高水平,当低于200GS时输出为低电平。这样通过此简单的探测电路,微处理器能准确地探测到磁力台面的充磁退磁状态,保证系统安全可靠工作。
PLC接口电路
本控制器还能接收PLC控制,PLC数字量输出口通过控制光耦使微处理器对应I/O口电平发生改变,微处理器主流程不断查询对应I/O口,作出相应操作。微处理器完成一次工作(充磁或退磁)后,通过I/O控制三极管吸合或放开线路板上的继电器,将继电器常开常闭触点分别与PLC的数字量输入口相连,PLC就得到了控制器的工作状态。
接近信号检测电路
接近开关采用电感式微型接近传感器,传感器内置比较器和触发器,输出带NPN三极管驱动,工作电压12伏,使用时只需提供传感器电源,将输出信号经过光偶隔离后进入单片机I/O口即可(如图六),此电路能感应小于0.8毫米内的金属物,工作时只有当模具靠近吸盘表面后,接近指示灯亮后(表示模具已靠近),按充磁按钮有效,其他时侯按充磁按钮无效。

Claims (6)

1.注塑机快装模的方法:其特征是在注塑机在设有固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘用以分别固定注塑机的动模和静模,动模和静模合模的内部设有型腔。
2.根据权利要求1所述的注塑机快装模的方法:其特征是磁力平台中设有排列的永久磁铁单元,并设有充退磁线圈对永久磁铁单元进行充磁和退磁;设有磁感应强度检测电路:由线性霍尔传感器、恒流源电路、差分放大电路、电压比较器组成,恒流源用于给霍尔传感器提供工作电流;在霍尔传感器电流输入端并电流输入端并1个Rx,根据传感器情况调整,使传感器在同样磁感应强度下输出相同的电动势,传感器输出的电动势经差分放大10倍后再经电压比较器比较后输出给微处理器I/O口;设有同步信号产生电路,电源同步信号摄取电路,输入端为变压器输出的15V交流电,经过限流电阻到运算放大器,整成方波信号,再经过3K限流电阻,输入到微处理器的中断输入口和I/O口;设有同可控硅触发电路,微处理器I/O口输出的控制信号经光电耦合器,再通过大功率三极管驱动脉冲变压器的一个线包,通过脉冲变压器隔离后驱动脉冲变压器另外两个线包,同时驱动两个大功率单向可控硅,当系统进行充磁工作时,微处理器根据电源过零同步信号,触发可控硅使主回路通过电压波形;当系统进行退磁工作时,微处理器根据电源过零同步信号,触发可控硅使主回路通过逐步减小的电压波形,使充退磁线圈中通过功率由大到小的交流电,使永磁材料有效退磁。
3.根据权利要求1所述的注塑机快装模的方法:其特征是控制磁力平台磁感应超过200GS时,表示充好磁状态,用比较器比较输出为高水平,当低于200GS时输出为低电平。
4.注塑机快装模的装置:其特征是所述采用注塑机快装模装置由分别用于固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘、多通道充退磁控制器、接近传感器和霍尔传感器等组成,采用磁力附加螺栓固定塑料模具;固动模板和定模板两块可充退磁磁力吸盘的结构是:磁力平台中设有排列的永久磁铁单元,并设有充退磁线圈对永久磁铁单元进行充磁和退磁;多通道充退磁控制器和两个可充退磁磁力吸盘;可充退磁磁力吸盘由整块钢板加工而成,尺寸和固定孔根据不同型号的注塑机设计,内部埋有永磁材料和相应的充退磁线圈,每个可充退磁磁力吸盘内埋有一个接近开关和一个霍尔传感器。
5.根据权利要求3所述的注塑机快装模的装置:其特征是所述多通道充退磁控制器,由MCU系统、键盘及显示部分、同步信号产生电路、两通道接近开关信号调理及阈值比较器、两通道霍尔传感器信号调理及阈值比较器、可控硅及触发电路、多通道主回路继电器及控制电路、大电流检测电路构成;大电流检测电路、同步信号产生电路连接、两通道接近开关信号调理及阈值比较器、两通道霍尔传感器信号调理及阈值比较器的输出均连接MCU系统的输入口;MCU系统的输出接可控硅及触发电路、可控硅及触发电路再连接多通道主回路继电器及控制电路。
6.根据权利要求3所述的注塑机快装模的装置:其特征是另设有与MCU系统连接的PLC接口电路。
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Denomination of invention: Plastic jetting-moulding machine fast-module-packaging method and apparatus thereof

Granted publication date: 20090923

License type: Exclusive License

Open date: 20080312

Record date: 20100819

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Granted publication date: 20090923

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