CN110466127A - 调节式安全帽生产控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及施工安全设备技术领域，特别涉及一种调节式安全帽生产控制系统，包括应用于安全帽注塑成型机的脱模检测控制单元，所述脱模检测控制单元包括控制器和以下模块：脱模检测模块：用于通过设置的检测装置，检测跟随模具中上模移动的成品安全帽是否达到脱模位置；脱模执行模块：用于在检测到成品安全帽到达脱模位置时，通过控制器控制设置的气动执行件与模具中上模的端面连通；合模执行模块：用于在检测装置检测到成品安全帽脱离模具时，通过控制器控制气动执行件关闭以及控制安全帽注塑成型机上模与下模的合并。本发明解决了安全帽脱模效率低，以及易脱手而损坏的问题。

Description

调节式安全帽生产控制系统

技术领域

本发明涉及施工安全设备技术领域，特别涉及一种调节式安全帽生产控制系统。

背景技术

安全帽是防止冲击物伤害头部的防护用品。由帽壳、帽衬、下颊带和后箍组成。帽壳呈半球形，坚固、光滑并有一定弹性，打击物的冲击和穿刺动能主要由帽壳承受。安全帽的种类丰富，原材料也多种多样。聚脂树脂、玻璃纤维布、超高分子聚乙烯塑料、改性聚丙烯塑料、ABS塑料、聚碳酸酯塑料等都是常见的安全帽原材料。安全帽注塑成型机将常见的热塑性塑料原料颗粒或热固性料经过高温熔融，并将其注入成型模具制成安全帽，安全帽注塑成型机的生产过程包括合模和脱模。模具一般包含上模与下模，模具中的安全帽在固化成型后，上模与下模自动分开，而成品的安全帽会跟随上模或下模的其中之一共同移动，再将成品从模具中的上模或下模上取出，这个过程叫做脱模，目前在一些小型加工坊或加工厂中，多采用传统的脱模方式，通过人工手动取出，但是由于刚加工的安全帽温度高，机器加工频率快，导致人工手动拿取不便，导致脱模效率较低。而且温度高的安全帽在手动放置时易脱手或放置过于随意，由于成品安全帽其温度较高，其直接接触硬物或地面，易造成变形而损坏安全帽。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种调节式安全帽生产控制系统，解决安全帽脱模效率低，以及易脱手而损坏的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种调节式安全帽生产控制系统，包括应用于安全帽注塑成型机的脱模检测控制单元，所述脱模检测控制单元包括控制器和以下模块：

脱模检测模块：用于通过设置的检测装置，检测跟随模具中上模移动的成品安全帽是否达到脱模位置；

脱模执行模块：用于在检测到成品安全帽到达脱模位置时，通过控制器控制设置的气动执行件与模具中上模的端面连通；

合模执行模块：用于在检测装置检测到成品安全帽脱离模具时，通过控制器控制气动执行件关闭以及控制安全帽注塑成型机上模与下模的合并。

本发明的工作原理及优点在于：

脱模检测模块和合模执行模块的设置，由于在安全帽的脱模步骤中，成品安全帽会跟随模具中的上模一起移动到达脱模位置，运动时上模和成品安全帽的位置状态不同，可通过检测成品安全帽与检测装置之间的距离来实现检测成品安全帽是否达到脱模位置。而且在脱模后，上模的前后状态也不一致，利用同样的原理，可检测成品安全帽是否从上模上脱离。

脱模执行模块的设置，由于脱模时，成品安全帽与上模是相对固定的，完成脱模需将成品安全帽分离下来，而且由于成品安全帽其温度较高，其直接接触硬物或地面，易造成变形，脱模执行模块通过气动执行件对成品安全帽吹气，使得成品安全帽在脱离上模的同时，对其进行冷却固化，避免成品安全帽分离时与硬物接触产生形变，而且也提高了安全帽的脱模效率。

进一步，检测装置为测距装置，检测装置与控制器通信连接，所述测距装置用于测量与上模以及与上模上的成品安全帽之间的距离，所述控制器内设有第一阈值和第二阈值，当测距装置测量的距离值满足第一阈值时，向脱模执行模块发送脱模执行控制信号，当测距装置测量的距离值在满足第一阈值后且又满足第二阈值时，向合模执行模块发送合模执行控制信号。

由于成品安全帽到达脱模位置时，其位置距离与测距装置是相对固定的，因此可将第一阈值设为测距装置到上模上安全帽之间的距离。同理，成品安全帽脱离上模后，测距装置测量的是，到上模之间的距离，因此可将第二阈值设为测距装置到上模表面的距离。控制器仅需将测量的距离值与第一阈值、第二阈值进行对比分析，就能方便实现脱模和合模的自动操作，提高了脱模的效率。

进一步，测距装置包含若干激光测距仪。

激光测距仪测距准确，实现方便。

进一步，还包括以下模块：

安全检测模块：用于通过设置的激光测距仪检测是否有人靠近模具；

所述控制器内设有第三阈值，当激光测距仪测量的距离值不满足第三阈值时，生成停机控制信号；

停机控制模块：用于检测到停机控制信号时，通过控制器控制安全帽注塑成型机停机。

激光测距仪可以设置在靠近安全帽注塑成型机的必经之路上，且测量到一个固定点的距离，该距离值是一个固定值，可设为第三阈值，若检测到测量的距离值与第三阈值不同，则说明有人靠近，由于安全帽注塑成型机其动力多采用液压，若有人用手接近模具，极易致残，因此在检测分析到有人靠近时，关闭机器，避免造成安全事故。

进一步，气动执行件包括气泵、气嘴组件和循环管道，所述气泵的进气口与吹气口均与循环管道连接，循环管道上设有进口和出口，进口和出口上均设有单向电磁阀，控制器用于控制单向电磁阀的同开和同关，以及气嘴组件的开启与关闭；气嘴组件设于上模中且与出口通过软管连通，气嘴组件出气的端面与上模的端面齐平。

通过单向电磁阀的开启与关闭代替气动执行件的间歇性工作，避免气泵间歇性启动关闭而损坏。

进一步，循环管道上连接有冷却件，冷却件用于冷却循环管道内流动的气体。

提高安全帽的冷却效果，使其迅速固化，避免成品安全帽分离时与硬物接触产生形变而损坏。

进一步，气嘴组件包括转动轮、转轴、电机和气嘴，所述转动轮与转轴固定且转动设置在上模内，转轴与电机连接，电机与控制器连接，上模的弧形面与转动轮的圆周面相切且相切之处设有开口，所述转动轮内部设有环形通道，环形通道与转动轮圆周面设有的气孔相通,在转动轮上的气孔转动到开口时，气嘴与开口之间通过环形通道和气孔相通。

安全帽注塑时，通过控制器控制电机转动，电机转动带动转动轮转动，将轮转动上的气孔隐藏在上模内部，由于转动轮的圆周面与上模的弧形面相切，转动轮的圆周面会封闭上模弧形面的开口，且转动轮与上模接触面的缝隙极小，使得安全帽注塑的塑料被转动轮挡住，而且熔融的塑料也不会进入缝隙之中，就不会对气嘴组件造成影响。脱模时，通过控制器控制电机转动，电机转动带动转动轮转动，使气嘴与开口之间通过环形通道和气孔相通，气嘴喷出的气体可作用于成品安全帽上，帮助成品安全帽脱模。

进一步，电机为微型步进电机。

能够提高转动轮转动角度的控制精准，精准的通过转动轮控制开口的打开与关闭。

进一步，气孔为2-4个。

便于控制气孔与开口的关闭或相通。

进一步，转动轮的圆周面以及与上模内部的接触面均设置为光滑的表面。

减小转动轮转动时的摩擦，提高步进电机的控制精度，同时可以进一步的减小转动轮与上模之间的间隙，避免熔融的塑料进入缝隙影响气嘴组件的使用。

附图说明

图1为本发明实施例调节式安全帽生产控制系统的逻辑框图；

图2为安全帽模具上模的局部剖视图；

图3为检测装置与安全帽模具的正视图；

图4为检测装置与安全帽模具的俯视图；

图5为气泵与循环管道的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：上模1、转动轮2、转轴3、开口4、环形通道5、气嘴6、导气管7、推动结构8、固定杆9、第一激光测距仪10、下模11、第二激光测距仪12、第三激光测距仪13、出口单向电磁阀14、气泵15、冷却件16、循环管道17、进口单向电磁阀18、进气管19。

实施例一：

一种调节式安全帽生产控制系统，基本如附图1所示：包括应用于安全帽注塑成型机的脱模检测控制单元以及检测装置。

脱模检测控制单元包括控制器和以下模块：

脱模检测模块：用于通过设置的检测装置，检测跟随模具中上模移动的成品安全帽是否达到脱模位置；

脱模执行模块：用于在检测到成品安全帽到达脱模位置时，通过控制器控制设置的气动执行件与模具中上模的端面连通；

合模执行模块：用于在检测装置检测到成品安全帽脱离模具时，通过控制器控制气动执行件关闭以及控制安全帽注塑成型机上模与下模的合并。

安全检测模块：用于通过设置的激光测距仪检测是否有人靠近模具；

停机控制模块：用于检测到停机控制信号时，通过控制器控制安全帽注塑成型机停机。

安全帽注塑成型机上模1、下模11的合并与分离，通过安全帽注塑成型机的推动结构8执行。

如图3、图4所示，检测装置包括固定杆9和设置在固定杆9上的若干测距装置的组合，测距装置具体可选为激光测距仪。如图3、图4所示，固定杆9水平设置，与上模1、下模11之间的脱模和合模的方向平行，且位于上模1和下模11的斜上方。固定杆9固定设置安全帽注塑成型机上，激光测距仪包括第一激光测距仪10、第二激光测距仪12和第三激光测距仪13，第一激光测距仪10、第二激光测距仪12和第三激光测距仪13依次固定粘接在固定杆9上，第一激光测距仪10的测试点指向成品安全帽到达脱模位置时上模1的表面，检测装置与控制器通信连接。

第二激光测距仪12和第三激光测距仪13的测试点可以设置在靠近安全帽注塑成型机的必经之路上，且测量到一个固定点的距离，第二激光测距仪12和第三激光测距仪13的激光线可平行设置或异面交叉设置。

第一激光测距仪10用于测量与上模1之间的距离，以及用于测量与上模1上的成品安全帽之间的距离。

控制器内设有第一阈值、第二阈值和第三阈值，第一阈值为第一激光测距仪10与上模1上的成品安全帽之间的距离；第二阈值为第一激光测距仪10与上模1之间的距离，第一激光测距仪10测距时保持同一位置固定不动。第二激光测距仪12和第三激光测距仪13测量的是到一个固定点的距离，该距离值是一个固定值，设为第三阈值。

当第一激光测距仪10的距离值满足第一阈值时，控制器向脱模执行模块发送脱模执行控制信号；

当第一激光测距仪10测量的距离值在满足第一阈值后，且第二激光测距仪12或第三激光测距仪13满足第二阈值时，控制器向合模执行模块发送合模执行控制信号；

当第二激光测距仪12或第三激光测距仪13测量的距离值不满足第三阈值时，控制器生成停机控制信号，控制安全帽注塑成型机停止工作。

如图2、图5所示，气动执行件包括气泵15、气嘴组件和循环管道17，气泵15的进气口与吹气口均与循环管道17连接，循环管道17上设有进口和出口，进口和出口上均设有单向电磁阀，具体为进口单向电磁阀18和出口单向电磁阀14，控制器用于控制单向电磁阀的同开和同关，以及气嘴组件的开启与关闭；气嘴组件设于上模1中且与出口通过软管连通，气嘴组件出气的端面与上模1的端面齐平。

如图2所示，气嘴组件包括转动轮2、转轴3、电机和气嘴6，转动轮2与转轴3固定且转动设置在上模1内，转动轮2的圆周面以及与上模1内部的接触面均设置为光滑的表面。转轴3与电机连接，电机为微型步进电机且电机与控制器连接。上模1的弧形面与转动轮2的圆周面相切且相切之处设有开口4，转动轮2内部设有环形通道5，环形通道5与转动轮2圆周面设有的气孔相通,气孔为两个，在转动轮2上的气孔转动到开口4时，气嘴6与开口4之间通过环形通道5和气孔相通。

气动执行件的关闭包括气泵15的关闭，进口单向电磁阀18和出口单向电磁阀14的同关，以及电机通过转动轮2控制开口4的关闭。气动执行件的开启包括气泵15的开启，进口单向电磁阀18和出口单向电磁阀14同开，以及电机通过转动轮2控制开口4与气孔的连通。

循环管道17上连接有冷却件16，冷却件16用于冷却循环管道17内流动的气体。冷却件16的冷却原理与冰箱的冷却原理相同。

具体实施过程如下：

在安全帽的脱模步骤中，首先上模1与下模11分离，且成品安全帽会跟随模具中的上模1一起移动到达脱模位置。在上模1与下模11分离运动时，以及在上模1与成品安全帽到达脱模位置时，上模1和成品安全帽的位置状态不同，而且第一激光测距仪10保持固定不动，检测一个定点，该定点是上模1和成品安全帽的共用点，因此可通过激光测距仪测距的方式实现脱模位置是否到达的检测。

当检测的距离满足第一阈值时，说明成品安全帽已跟随模具中的上模1一起移动到达脱模位置，控制器生成脱模执行控制信号，使气动执行器开启。

气动执行器开启时，使循环管道17上的进口单向电磁阀18和出口单向电磁阀14同开，同时控制电机转动，使转动轮2上气孔与开口4连通。循环管道17内的冷却气流依次通过导气管7、气嘴6、气孔、环形通道5、气孔，最后从开口4喷出。由于上模1与下模11分离时，成品安全帽紧密附着在上模1上，因此可以利用从开口4喷出的气体的压力将成品安全帽从上模1上脱离下来。而且由于气体是经过冷却的气体，使得成品安全帽在脱离上模1的同时，可以对其进行冷却固化，避免成品安全帽分离时与硬物接触产生形变，而且也提高了安全帽的脱模效。

成品安全帽从上模1上脱离下来之后，上模1失去成品安全帽的遮挡，第一激光测距仪10测量的距离为上模1的表面到第一激光测距仪10的距离，若距离值满足第二阈值，则说明成品安全帽从上模1上完全脱离。控制进口单向电磁阀18和出口单向电磁阀14同关，以及控制安全帽注塑成型机上模1与下模11的合并，方便下一个安全帽的注塑。

第二激光测距仪12和第三激光测距仪13设置在靠近安全帽注塑成型机的必经之路上，且测量到一个固定点的距离，该距离值是一个固定值，且为第三阈值，若第二激光测距仪12和第三激光测距仪13中的一个或两个检测到测量的距离值与第三阈值不同，则说明有人靠近将测量点遮挡住，激光测距仪检测的不是到固定点的距离值。而且由于安全帽注塑成型机其动力多采用液压，若有人用手接近模具，极易致残，因此在检测分析到有人靠近时，关闭机器，避免造成安全事故。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于，脱模检测控制单元还包括以下模块：

脱模计时模块：用于第一激光测距仪测量的距离值满足第一阈值时，通过控制器内设置的计时模块对气动执行件的执行进行计时，并统计计时时长。

设定气动执行件执行的紧急执行时长，紧急执行时长的阈值为第一时长阈值；

设定气动执行件执行的危机警告执行时长，危机警告执行时长的阈值为第二时长阈值。

第一时长阈值小于第二时长阈值。

紧急处理模块：用于在计时模块统计的计时时长满足第一时长阈值时，通过控制器控制气泵加大输出功率。

危机警告处理模块：用于在计时模块统计的计时时长满足第二时长阈值时，通过控制器控制安全帽注塑成型机关闭，以及通过控制器控制设置的警报器发出警报。

计时统计模块：用于设定统计周期，在统计周期内统计第一激光测距仪测量的距离值从满足第一阈值到满足第二阈值的统计时长，并将统计周期内的统计时长记录成时长统计表格。

执行次数统计模块：用于统计安全帽的注塑次数，用于统计紧急处理模块执行次数，还用于统计危机警告处理模块统计次数，并记录成执行次数表格。

时长阈值优化模块：用于根据时长统计表格和执行次数表格进行分析，获取第一时长阈值和第二时长阈值的最优值，并根据最优值对设定的第一时长阈值和第二时长阈值进行优化。

具体实施过程如下：

紧急处理模块的设置，在计时模块统计的计时时长满足第一时长阈值时，通过控制器控制气泵加大输出功率，使上模上开口喷出的气压增大，让成品安全帽迅速与上模分离，避免影响模具的下一次注塑，降低安全帽的生产效率。

危机警告处理模块的设置，在紧急处理模块处理下还没有将上模上的成品安全帽分离时，会直接将安全帽注塑成型机停止运行，避免安全帽注塑成型机被损坏。

而时长阈值优化模块的设置，可以对统计的数据表格进行分析，找到第一时长阈值和第二时长阈值的最优值，并对设定的第一时长阈值和第二时长阈值进行优化，找到第一时长阈值和第二时长阈值最合理的数值，减小在紧急处理模块和危机警告处理模块上所花费的时间，从而提高安全帽注塑成型机的生产效率。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：包括应用于安全帽注塑成型机的脱模检测控制单元，所述脱模检测控制单元包括控制器和以下模块：

脱模检测模块：用于通过设置的检测装置，检测跟随模具中上模移动的成品安全帽是否达到脱模位置；

脱模执行模块：用于在检测到成品安全帽到达脱模位置时，通过控制器控制设置的气动执行件与模具中上模的端面连通；

合模执行模块：用于在检测装置检测到成品安全帽脱离模具时，通过控制器控制气动执行件关闭以及控制安全帽注塑成型机上模与下模的合并。

2.根据权利要求1所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：所述检测装置为测距装置，检测装置与控制器通信连接，所述测距装置用于测量与上模以及与上模上的成品安全帽之间的距离，所述控制器内设有第一阈值和第二阈值，当测距装置测量的距离值满足第一阈值时，向脱模执行模块发送脱模执行控制信号，当测距装置测量的距离值在满足第一阈值后且又满足第二阈值时，向合模执行模块发送合模执行控制信号。

3.根据权利要求2所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：所述测距装置包含若干激光测距仪。

4.根据权利要求3所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：还包括以下模块：

安全检测模块：用于通过设置的激光测距仪检测是否有人靠近模具；

所述控制器内设有第三阈值，当激光测距仪测量的距离值不满足第三阈值时，生成停机控制信号；

停机控制模块：用于检测到停机控制信号时，通过控制器控制安全帽注塑成型机停机。

5.根据权利要求1所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：所述气动执行件包括气泵、气嘴组件和循环管道，所述气泵的进气口与吹气口均与循环管道连接，循环管道上设有进口和出口，进口和出口上均设有单向电磁阀，控制器用于控制单向电磁阀的同开和同关，以及气嘴组件的开启与关闭；气嘴组件设于上模中且与出口通过软管连通，气嘴组件出气的端面与上模的端面齐平。

6.根据权利要求5所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：所述循环管道上连接有冷却件，冷却件用于冷却循环管道内流动的气体。

7.根据权利要求5所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：所述气嘴组件包括转动轮、转轴、电机和气嘴，所述转动轮与转轴固定且转动设置在上模内，转轴与电机连接，电机与控制器连接，上模的弧形面与转动轮的圆周面相切且相切之处设有开口，所述转动轮内部设有环形通道，环形通道与转动轮圆周面设有的气孔相通,在转动轮上的气孔转动到开口时，气嘴与开口之间通过环形通道和气孔相通。

8.根据权利要求7所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：所述电机为微型步进电机。

9.根据权利要求7所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：所述气孔为2-4个。

10.根据权利要求7所述的调节式安全帽生产控制系统，其特征在于：所述转动轮的圆周面以及与上模内部的接触面均设置为光滑的表面。