CN111971155A - 磁夹紧装置 - Google Patents

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赤松浩司
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Abstract

提供能够更精细地测量在线圈中产生的感应电压，针对磁化力的降低选择各种应对操作的磁夹紧装置。在磁化状态时磁性地夹持模具(M1、M2)的由磁性体构成的板(PL)的表面配置有许多具有能够反转极性的可反转磁铁(18)和不可反转磁铁(15)的多个磁体块(11、21)。磁夹紧装置(10、20)具有检测通过可反转磁铁(18)的磁通的线圈(31)、和在判定从线圈(31)检测出的感应电压的极性是否反转且存在极性反转的情况下，警告模具(M1、M2)的吸附力降低的控制装置(33)。

Description

磁夹紧装置
技术领域
本发明涉及检测模具被磁吸附于注射成形机的期间的、磁吸附状态的变化的磁夹紧装置。
背景技术
关于注射成形机的模具固定，已知有利用磁吸附力的磁夹紧装置。磁夹紧装置是将磁性体的板安装于压板并将模具磁性地固定的技术。板具有极性不可反转磁铁和极性可反转的磁铁(铝镍钴磁铁)，通过利用线圈来控制铝镍钴磁铁的磁极性，能够在板内封闭的磁路与经由模具的磁路之间进行切换。
为了使模具磁吸附于上述的板，需要磁夹具使模具充分地磁化。但是，实际上存在使磁夹紧装置与模具之间的磁通减少的许多要素。例如，存在由于过度加压成形用模具的过保压(日文：オーバーパッキング)、顶出杆的误使用、基于喷嘴的突出等，强于磁吸附力的外力作用于模具的情况。其结果，模具从磁夹紧装置落下。
根据专利文献1，具备固定模具的多个磁吸附单元和检测磁夹紧装置的动作状态的检测部件。该检测部件的探测线圈安装在磁吸附单元的主线圈的外侧。由此，若模具相对于磁夹紧装置稍微移动，则在探测线圈中感应出电压而检测磁化状态的异常。
感应电压是绕组数与磁通的变化率之积的函数，短的时间间隔中的小的磁通变化产生大的电压。根据专利文献2，已知有将用于切换铝镍钴磁铁的极性的线圈有效地兼用作检测模具的偏移或浮起的检测用线圈的技术。增加线圈的绕组数而检测微弱的磁通的变化，产生比噪声高的感应电动势。
另外，在专利文献3中公开了在线圈中感应出的电压波形大于第1阈值持续了规定的时间的情况下、产生在短时间内超过作为超过第1阈值的值的第2阈值的电压的情况下进行异常判定的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2005-515080号公报
专利文献2：日本专利第5385544号公报
专利文献3：日本专利第5683826号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1、2以及3中，测量产生于线圈的感应电压，在超过设定于比较电路的阈值时，使模具产生偏移或浮起而发生紧急事态。阈值被设定为不引起基于噪声的误动作的程度。在专利文献3中，将相对于第2阈值脉冲性的变动、感应电压相对于比第2阈值小的第1阈值持续规定时间的变动分别判断为异常。
本发明的目的在于提供一种磁夹紧装置，能够更精细地测量产生于线圈的感应电压，针对磁化力的降低选择各种应对操作。
用于解决课题的技术方案
在本发明的磁夹紧装置中，在磁化状态时磁性地夹紧模具的由磁性体构成的板的表面配置有许多多个磁体块。该各磁体块具有能够利用来自外部的磁通使极性反转的可反转磁铁和不可反转磁铁。通过线圈检测在模具与板之间产生的磁通。具有控制装置，该控制装置在判定从上述线圈检测出的感应电压是否存在极性的反转且存在极性反转的情况下，警告上述模具的吸附力降低。
发明效果
根据本发明，具有以下的效果，即，即使磁体块的磁化力变弱，只要模具保持初始的位置状态夹紧在磁体块上，通过闭合模具而进行再磁化，能够在短时间内恢复作业。
附图说明
图1是表示注射成形机的图，图1A是整体图，图1B～D是表示向注射成形机安装模具的顺序的说明图。
图2是从表面观察磁体板的图，图2A是左侧的磁体板，图2B是右侧的磁体板。
图3是表示模具稍微移动时线圈中检测出的电压的过渡状态的图。
图4是表示实施例的图，图4A是框图，图4B是表示流程的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施例进行说明。
在图1A中，注射成形机1具备分别安装模具M1、M2的左右的压板2、3和将左侧的压板2在左右方向上前进、后退移动自如地引导支承的导杆9。在各个压板2、3上分别安装有磁吸附模具的磁夹紧装置10、20。附图标记6是注射树脂的喷嘴、附图标记7是带液晶显示画面的控制器，附图标记8是从模具M1挤出注射成形物的顶出杆。另外，附图标记4、5分别是模具辅助配件。
图1B～1D是说明使左右的模具M1、M2分别磁吸附于磁夹紧装置10、20的顺序的图。左右的模具M1、M2在相互对合的状态下，悬挂搬送到磁夹紧装置10、20之间(图1B)。此时，磁夹紧装置10、20是使模具M1、M2脱磁的状态(不进行磁吸附的磁化解除状态)。接着，使左侧的压板2向右方移动而在磁夹紧装置10、20之间夹持模具M1、M2。在该状态下，将磁夹紧装置10、20从上述的退磁状态向使模具M1、M2磁化的状态(磁吸附的磁化状态)切换(图1C)。接着，将吊起模具M1、M2的钢丝绳W安装在设置于各个压板2、3的模具辅助配件4、5上(图1D)。另外，利用模具辅助配件4、5是为了防止模具M1、M2落到地面上。在图1D的状态下，模具M1、M2通过磁力被磁夹紧装置10、20夹紧。
图2是从表面观察磁夹紧装置10、20的图。图2A是左侧的磁夹紧装置10，图2B是右侧的磁夹紧装置20。在磁夹紧装置10、20的表面配置有多个磁体块11、21。此外，配置有接近传感器12、22、检测磁通的变化的磁通线圈(未图示)。在磁夹紧装置10设置有供顶出杆8插入的贯穿孔13。
磁夹紧装置10的本体是由磁性体构成的板(钢制)PL，在表面(附图、左侧)设置有多个圆形状的槽部14、24。被槽部14、24包围的部位相当于磁体块11、21。
以下，由于磁体块11、21的结构相同，因此以磁体块11为代表进行说明。图2C是图2A中的X-X线的向视图。在该图中，板PL一体地设置有在槽部14的内周侧使钢的厚度变薄的部分D1、以及在该部分D1的内侧使钢的厚度变厚的圆板状的内侧磁极D2。在使钢的厚度变薄的部分D1，从板PL的背面侧嵌入环状的不可反转磁铁15。不可反转磁铁15在作为其外形形状的环的内周侧和外周侧具有磁极，例如内周侧为S极，外周侧为N极。作为不可反转磁铁15，例如能够利用钕磁铁。在不可反转磁铁15的后侧配置有圆板状的铝镍钴磁铁16和由卷绕在该铝镍钴磁铁16的外部周围的线圈17构成的可反转磁铁18。在可反转磁铁18的后侧嵌入有圆板状的轭铁19。不可反转磁铁15的内周侧与内侧磁极D2磁耦合，且不可反转磁铁15的外周侧与厚度变薄的部分D1的外周侧(外侧磁极D3)磁耦合。另外，铝镍钴磁铁16和内侧磁极D2与磁轭19磁耦合，磁轭19与外侧磁极D3磁耦合。另外，槽部14的部分D4与其它的部分相比进一步变薄，容易磁饱和。由于板PL的表面侧成为由绳索(日文：綱)覆盖板PL的整个面的状态，因此能够从安装模具M1的作业区域对不可反转磁铁15以及可反转磁铁18进行密封。
图2D表示在磁夹紧装置10为退磁状态时的情况。铝镍钴磁铁16是以板PL的表面(附图、左侧)为N极且以背面侧为S极的永久磁铁。其结果，磁通在由不可反转磁铁15、外侧磁极D3、磁轭19、铝镍钴磁铁16、内侧磁极D2构成的磁路中通过。在该状态下，磁通不会漏出到板PL的表面，不会吸附模具M1。
图2E示出了磁夹紧装置10为磁化状态时的情况。通过使直流电流从外部向线圈17流动，使铝镍钴磁铁16的磁极反转。将铝镍钴磁铁16作为以板PL的表面为S极、背面侧为N极的永久磁铁。只要流过使铝镍钴磁铁16的极性反转且对必要的磁通进行矫顽的时间的直流电流即可。在板PL的表面侧，不可反转磁铁15和可反转磁铁18双方作为S极与内侧磁极D2耦合。在模具M1被按压于板PL的表面的状态下，这些磁通在模具M1中通过。其结果，形成由不可反转磁铁15、外侧磁极D3、模具M1、内侧磁极D2构成的磁路、和由铝镍钴磁铁16、外侧磁极D3、模具M1、内侧磁极D2构成的磁路。铝镍钴磁铁16由于作为永久磁铁而矫顽力相对不高，因此若失去模具M1，则因不可反转磁铁15的磁力而立即失去从板PL的表面朝向外方的磁力。
图3表示在铝镍钴磁铁16上实施几匝的线圈(传感器线圈)而使模具M1稍微移动时检测出的感应电压的过渡状态。在该例中，板PL与模具M1的关系如图1D所示。通过使顶出杆8与模具M1碰撞来再现模具M1移动的状态。另外，在利用接近传感器12检测出模具M1从板PL分离0.2mm以上时，判定为模具脱离了板PL。图3A、3B是检测出模具M1脱离时的感应电压的过渡波形。在图3A中使顶出杆8缓慢地碰撞，在图3B中以较快的速度使顶出杆8碰撞。调整为碰撞时设定的速度。图3A、图3B都是顶出杆8的推出力比磁夹紧装置10的吸附力大的状态。
在图3A中，示出了在碰撞后200msec期间模具M1移动的状态。另外，在图3B中，示出了通过顶出杆8的碰撞而急剧地移动，然后进一步偏移的状态。
接着，在顶出杆8的推出力比磁夹紧装置10的吸附力小的状态下，使顶出杆8碰撞。当加快顶出杆8的碰撞速度而到达某个速度时，接近传感器12检测出模具剥离。另一方面，在未检测出模具剥离的速度下，能够观测图3C所示的电压波形。
根据图3C的波形，在顶出杆8碰撞时，模具M1移动。此时，电压波形偏向负侧，表示通过线圈的磁通急剧减少。之后，产生电压波形超过0V而极性改变为正侧的现象(圆形标记部)。表示通过线圈的磁通增加。拉回模具M1，再次成为夹紧在板PL上的状态。
线圈的输出电压e通过
e＝-Ndφ/dt
求出。N是线圈的匝数。
并且，因模具M1的动作而失去的磁通Δφ能够通过测量在线圈中感应出的电压来进行评价。通过用时间对输出电压e进行积分，并除以线圈的匝数N，能够求出磁通Δφ。
模具M1剥离是瞬间的。但是，在离开的瞬间，由于对铝镍钴磁铁16赋予由不可反转磁铁15产生的强的反方向的磁通，所以减磁。磁夹紧装置10的吸附力从当初的状态降低，模具M1成为稍微剥落的状态。另外，需要注意的是，在图3C中，虽然失去的磁通Δφ较少，但即使拉回模具M1，模具M1也有可能从初始的位置移动。
如上述那样失去的磁通Δφ是将以时间对输出电压e进行积分所得的值除以线圈匝数而得到的。负侧是失去的磁通，正侧是恢复的磁通。在本实施例中，根据特定的采样频率对线圈中感应出的电压进行采样，作为以时间对输出电压e进行积分所得的值，求出考虑正负的关系对各采样电压的大小进行合算而成的值，并准备将该值换算为消失磁通的对应表，由此求出作为总计失去的磁通Δφ。
基于所求出的失去的磁通，警告吸附力的降低。另外，如果判断为吸附力的降低产生几次，难以维持规定的吸附力，则也可以产生警告以重新磁化。另外，也可以在观测到减磁时，无论磁通的计算结果如何，作为模具M1从初始的位置移动，都产生警告。
以下，基于图4对实施例进行说明。图4A是表示左右的两个磁夹紧装置10、20中的作为代表的磁夹紧装置10的电路图。由于磁夹紧装置20也是同样的，所以省略说明。
磁体块11具有对铝镍钴磁铁16进行磁化的线圈17(磁化线圈)和检测磁通的变化的线圈31(传感器线圈)。图中，对所有的磁体块11设置了线圈31，但也可以对多个磁体块11有选择性地设置线圈31。线圈31检测通过铝镍钴磁铁16的磁通，在本实施例中卷绕于铝镍钴磁铁16本身。各磁体块11的线圈31串联连接，一端接地，另一端与分压电路32连接。分压电路32是将偏向正和负的感应电压收纳在控制装置的可测量的电压范围内的电路。控制装置33是控制用微处理器，以规定的采样周期(1msec左右)对分压电路32的输出电压进行采样并存储于内部的存储器。警告器36例如是LED显示装置或扬声器。只要能够识别警告的种类即可。另外，控制装置33也可以向上位的带液晶显示装置的控制器(例如，图1A的控制器7)通报警告，在控制器侧将警告的内容显示于液晶画面。另外，在控制装置33中，一定的阈值被设定于正负电压，不检测分压电路32的输出所包含的噪声。
图4B表示控制装置33的程序流程。以感应电压的变化为触发，控制装置33开始采样(步骤40)。采样的结果，判定是否存在从负超过0电平而向正的感应电压的变动(步骤41)。在规定的采样期间内(例如100msec)，如果没有向正的感应电压的变动，则发出通知模具M1的夹紧状态包括位置产生了变化的警告(步骤43)。在正负的极性变动的情况下，根据预先存储于控制装置33内的存储器34的表35求出消失磁通，对过去存储了的消失磁通进行累计(步骤42)。如果累计值没有达到预定的阈值(步骤44)，则警告虽然在夹持中但吸附力降低(步骤45)。
如果达到阈值，则进行催促再次磁化的警告(步骤46)。在该情况下，由于能够判断为模具M1未从初始的位置移动，因此，如图1C所示，再磁化直接返回到使两个模具M1、M2对合的状态，通过使直流流过线圈17来进行。
根据本实施例，即使磁体块的磁吸附力减弱，只要模具M1、M2以初始的位置状态夹持于磁夹紧装置10或20，就能够在使模具M1、M2闭合，暂时从磁化状态向退磁状态切换后，通过再次磁化(再次切换为磁化状态)，从而在短时间内恢复作业。
在本实施例的步骤42中，在正负的极性变动的情况下，根据预先存储于控制装置33内的存储器34的表35求出消失磁通，如果累计值未达到预先决定的阈值，则判断为模具M1未从初始的位置移动，但也可以不进行累计而立即发出警告。在接收到该警告的情况下，也可以在注射成形机1的停止、相对于磁夹紧装置10暂时解除了磁化后进行再磁化。
在本实施例中，通过控制装置33以规定的采样周期对分压电路32的输出电压进行采样并存储在内部的存储器中，但也可以正负分别设定一定的阈值，并将是否超过了其电平存储在内部的存储器中。
在上述实施例中，将线圈31(传感器线圈)和线圈17(磁化线圈)设为不同的线圈，但如专利文献2所示，也可以将磁极反转用线圈切换为传感器线圈来使用。在将磁极反转用线圈用作传感器线圈的情况下，需要用于切换的电路，但具有灵敏度提高的优点。另外，在上述实施例中，使用了卷绕于铝镍钴磁铁16本身的传感器线圈31，但传感器线圈31并不限定于本实施方式中配置的位置，也可以配置于其它的部位。例如，也可以以在内侧磁极D2的外周的周围卷绕的方式配置，在该情况下，也可以设置部分D1与不可反转磁铁15之间的空间并将其配置在该空间中。
在上述实施例中，控制装置33经由分压电路32接受来自线圈31的感应电压，通过图4B所示的程序向警告器36警报或者向上位的控制器(例如，图1A的控制器7)通报警告。取而代之，在上位的控制器包含存储器和微处理器而构成的情况下，也可以设定图4B所示的程序，使上位的控制器检测来自线圈31的感应电压，在注射成形机1的停止、对磁夹紧装置10暂时解除磁化后执行再磁化。另外，此时，也可以在上位的控制器所具有的液晶画面上显示警告的内容。
附图标记说明
1 注射成形机
2、3 压板
4、5 模具辅助配件
8 顶出杆
9 导杆
10、20 磁夹紧装置
11、21 磁体块
12、22 接近传感器
13 贯穿孔
14、24 槽部
15 不可反转磁铁
16 铝镍钴磁铁
17 线圈(磁化线圈)
18 可反转磁铁
19 轭铁
20 磁夹紧装置
31 线圈(传感器线圈)
32 分压电路
33 控制装置
34 存储器
35 表
36 警告器

Claims (5)

1.一种磁夹紧装置，在磁化状态时磁性地夹紧模具的由磁性体构成的板的表面配置有具有能够反转极性的可反转磁铁和不可反转磁铁的多个磁体块，其特征在于，
该磁夹紧装置具有：
线圈，检测通过所述可反转磁铁的磁通的变化；以及
控制装置，在判定通过所述磁通的变化而从所述线圈检测出的感应电压的极性是否反转且检测出极性的反转时，警告所述模具的吸附力降低。
2.根据权利要求1所述的磁夹紧装置，其特征在于，
在从所述线圈检测出的感应电压仅为负的情况下，所述控制装置发出通知模具的夹紧状态包含位置产生了变化的警告。
3.根据权利要求1所述的磁夹紧装置，其特征在于，
在从所述线圈检测出的感应电压产生极性反转的情况下，所述控制装置求出从所述感应电压失去的磁通，并与检测出上次极性的反转时所求得的失去的磁通进行累计，在达到规定的阈值的情况下，进行催促对磁夹紧装置进行再磁化的警告。
4.一种注射成型机，在左右的各压板上分别安装由磁性体构成的板，且在所述各板上分别夹紧模具，其特征在于，
该注射成形机具备：
多个磁体块，配置于各板的表面，具有能够反转极性的可反转磁铁和不可反转磁铁，在磁化状态时，磁性地夹持模具；
线圈，检测通过所述可反转磁铁的磁通的变化；以及
控制装置，在判定通过所述磁通的变化而从所述线圈检测出的感应电压的极性是否反转且检测出极性的反转时，警告所述模具的吸附力降低，
在接收到来自所述控制装置的警告时，使夹紧于所述各板的模具在相互对合的状态下进行再磁化。
5.一种注射成型机，在左右的各压板上分别安装由磁性体构成的板，且在所述各板上分别夹紧模具，其特征在于，
该注射成形机具备：
多个磁体块，配置于所述各板的表面，具有能够反转极性的可反转磁铁和不可反转磁铁，在磁化状态时，磁性地夹持模具；
线圈，检测通过所述可反转磁铁的磁通的变化；以及
控制器，在判定通过所述磁通的变化而从所述线圈检测出的感应电压的极性是否反转且检测出极性的反转时，使夹紧于所述各板的模具在相互对合的状态下进行再磁化。
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