CN205572948U - 一种注塑模具传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了注塑模具传感器，涉及注塑领域。本实用新型的注塑模具传感器包括：第一传感部件和第二传感部件；所述第一传感部件包括用于设置在型芯上的、与供电电路的一极电连接的第一极板；所述第二传感部件包括用于设置在型腔上的、与所述供电电路的另一极电连接的第二极板；所述第一极板与所述第二极板位置相对设置，且在所述第一极板与所述第二极板之间设有供塑料熔体穿流的通道。解决现有注塑模具传感器存在的功能单一且制造成本高的问题。

Description

一种注塑模具传感器

技术领域

本实用新型涉及注塑领域，尤其涉及一种注塑模具传感器。

背景技术

在塑料加工行业中，实现生产的高效、低成本且节能环保是企业取胜于竞争激烈的市场的制胜法宝。注塑工艺作为塑料加工的关键技术，其技术的好坏显然决定着注塑产品生产的高效性和稳定性。

注塑技术中，在注塑成型的试模阶段，必须对制品的成型工艺进行设置和优化，以减少试模次数，进而缩短试模时间。同时，注塑成型过程作为一种典型的批次生产过程，维持良好而稳定的成型过程是得到高质量制品的必备条件，若需达到这一条件，须一精准的注塑过程质量控制为基础。

当前的注塑模具通过加装一些传感器，以检测模具内的温度、压力等参数，但功能相对单一，仅能测量注塑过程中型腔压力或温度的变化。同时现有在模具中加装的传感器价格昂贵，增加了模具的生产成本。

实用新型内容

本实用新型针对现有的注塑模具传感器存在的功能单一且制造成本高的问题，提供了一种注塑模具传感器。

本实用新型就上述技术问题而提出的技术方案如下：

本实用新型提供了一种注塑模具传感器，包括：

第一传感部件和第二传感部件；

所述第一传感部件包括用于设置在型芯上的、与供电电路的一极电连接的第一极板；

所述第二传感部件包括用于设置在型腔上的、与所述供电电路的另一极电连接的第二极板；

所述第一极板与所述第二极板位置相对设置，且在所述第一极板与所述第二极板之间设有供塑料熔体穿流的通道。

本实用新型上述的注塑模具传感器中，所述第一极板与所述第二极板平行设置。

本实用新型上述的注塑模具传感器中，所述第一传感部件进一步包括用于安装在所述型芯中的导电主体，所述第一极板设于所述导电主体的顶部，所述第一极板与所述导电主体电连接；在所述导电主体的侧部上设有用于形成所述导电主体、所述第一极板分别与所述型芯绝缘的绝缘层。

本实用新型上述的注塑模具传感器中，所述导电主体与所述第一极板一体成型。

本实用新型上述的注塑模具传感器中，所述导电主体的底部进一步包括呈圆柱状的连接部，且在所述导电主体的底部设有贯穿所述连接部的螺孔、与所述螺孔的螺纹配合的螺栓，在所述螺栓内部设有供导线穿过并与所述导电主体电连接的线孔。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型的传感器采用两个传感部件，即第一传感部件和第二传感部件，将第一传感部件和第二传感部件分别设置在对应地动模和定模上，更具体地，第一传感部件设置在动模或定模上的型芯中，第二传感部件设置在定模或动模上的型腔中。第一传感部件和第二传感部件均具有对应地第一极板和第二极板，在第一极板与第二极板位置相对且第一极板与第二极板之间设有供塑料熔体穿流的通道的情况下，动模与定模合模，供电电路对第一传感器部件和第二传感部件供电，第一极板与第二极板形成电容，塑料熔体被注入并从通道中穿流，引起电容容值的变化，进而实现感应。利用此原理，简化传统应用在注塑模具中的传感器的结构，降低传感器的制造成本，且其通过检测电容容值的变化实现塑料熔体的填充速度、压力、温度、时间、填充速率与压力切换快速、有效地在线检测，降低传感器的制造成本，且易于维护保养。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的传感器应用原理结构示意图；

图2是本实用新型中的塑料熔体在塑料填充容纳腔中流通的示意图；

图3是本实用新型的第一传感部件结构示意图；

图4是图3中第一传感部件A-A剖面结构示意图；

图5是本实用新型的第一传感部件在注塑模具中常设位置示意图；

图6是本实用新型的第一传感部件具体应用例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

为便于理解，首先介绍本实用新型所涉及的原理。

两个通电(加电压)的电极板在彼此靠近且在两电极板之间设有绝缘体的状态下，两电极板上会聚集一定量的电荷并反映为两电极板形成的容值，为C₀＝ε·A/d，其中，ε为两电极板之间绝缘体的介电常数，A为两电极板相对作用面积，d为两电极板之间的相对距离。改变三个参数中任意一个，都会改变容值。本实用新型正是利用其参数变化对应容值变化的原理。

参见图1，本实用新型的注塑模具传感器1包括分别设在型芯中和型芯外的第一传感部件11和第二传感部件12，第一传感部件11包括用于设置在型芯上，且用于与供电电路的一极电连接的第一极板。第二传感部件12包括用于设置在型芯外与第一极板位置相对设置的第二极板，且第二极板用于与供电电路的另一极电连接。与此同时，在第一极板和第二极板之间设有供塑料熔体穿流的通道23。结构简单，降低注塑模具传感器的制造成本。此处，第二极板常设置在型腔上，当然也可设置在塑料填充容纳腔中。第一传感部件11与第二传感部件12的形状可相同，但必须具有与供电电路连接的第一极板和第二极板。以下实施例中，采用的第一传感部件11和第二传感部件12的结构相同，只是所设置的位置有所不同(第一传感部件设在型芯中，第二传感部件设在与第一传感部件位置相对的型腔上，位置可对换)，因此仅介绍第一传感部件11及其制作方法作为本实用新型的注塑模具传感器的优选结构和制造方法。

第一极板与第二极板相对设置，在供电电路供电时，第一极板与第二极板形成电容结构，此时，第一极板与第二极板之间的介质为空气；当有塑料熔体流经二者间的通道23时，第一极板与第二极板之间的介质为塑料熔体。由于介质空气与介质塑料熔体的介电常数不同，且塑料的介电常数远大于空气的介电常数，在通道23中的介质发生变化过程中，其变化导致容值的显著地改变，通过采集容值的变化量来表征当前塑料填充容纳腔中塑料熔体填充的速度、填充压力、填充温度、填充时间以及填充流速控制/压力控制切换(V/P切换)等以实现多种感应功能，进而可实现注塑工艺的在线监测。

进一步地，此处，为使第一极板与第二极板采集的容值更接近理论值，将第一极板与第二极板平行设置。

参见图2，塑料熔体在塑料填充容纳腔中流通，其对应不同流通阶段，且在不同的流通阶段下，本实用新型的注塑模具传感器能够采集容值的变化。

图2a中，塑料熔体待注射入塑料填充容纳腔中，此时，第一极板与第二极板之间的介质为空气，无容值变化。

图2b中，塑料熔体被注射入塑料填充容纳腔中，此时，第一极板与第二极板之间的通道中并无塑料熔体穿流，无容值变化。

图2c中，塑料熔体流入第一极板与第二极板之间的通道中，此时，容值发生变化，并随着塑料熔体的穿流速度大小对应容值变化的速率；塑料熔体的温度(不同温度的塑料熔体对应不同的介电常数)对应容值的变化；塑料熔体对第一极板和第二极板的压力对应容值的变化。

图2d中，塑料熔体流过第一极板与第二极之间的通道，此时，同样地，容值的变化及其变化速率同样能够反映当前塑料熔体的在通道中的穿流速度、温度以及对第一极板和第二极板的压力。

参见图3，本实用新型的第一传感部件11进一步包括用于安装在型芯中的导电主体111，且第一极板设于导电主体111的顶部，第一极板与导电主体111电连接。在导电主体111的侧部上设有绝缘层112，绝缘层112的设置使得导电主体111、第一极板均与型芯绝缘。导电主体111用于支撑并固定该第一极板，且为第一极板提供与外界导通的电流流通路径。

其中，导电主体111的底部进一步包括呈圆柱状的连接部113，且在导电主体111的底部设有贯穿连接部113的螺孔和与螺孔的螺纹配合的螺栓114，在螺栓114内部设有供导线115穿过并与导电主体111电连接的线孔。此处，导电主体111与连接部1113同样呈圆柱状，其中连接部113的柱状体半径大于导电111的柱状体半径，以使得便于将导电主体111安装在型芯中，并经连接部113安装固定。

为了便于传感部件的制作，导电主体111与第一极板一体成型设置，以提高生产效率。

参见图4，为对应图3中结构的剖面结构。绝缘层112包覆在导电主体111的侧部和底部，在导电主体111的底部上设置用于与螺栓114螺纹配合连接的螺孔；与此同时，在螺栓114上设有供导线115穿入的线孔，将导线115穿入线孔中后，导线115与螺栓114焊接固定；将相互固定后的导线115与螺栓114置入螺孔中固定并保证导线115与导电主体111形成电连接。

此处，导电主体111的材质可为P20模具钢、S136模具钢、718模具钢、718H模具钢等导电模具。

绝缘层112的材质可为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等绝缘体。

参见图5，塑料熔体3从进浇口位置41处被注入塑料填充容纳腔(此处，视塑料填充容纳腔为通道)中，对应地，一方面，常在型芯21的进胶口位置42处设置第一传感部件，在对应该进胶口位置42处的型腔22上设置相对应的第二传感部件。设在进胶口位置42出的传感器能够实时地感应塑料熔体3的流通速度、当前温度及其压力值等参数，从而使得用户能够实时得知当前注塑模具的运行状态等信息。另一方面，还常在远离进浇口41位置处的塑料填充末端43位置处设置第一传感部件，以通过感应的末端位置处的塑料的温度和压力大小判断塑料在塑料填充容纳腔中是否填充完成，保证填充的完整性并确定塑料熔体3的冷却时间等。此外，第一传感部件和第二传感部件设置的位置还可根据用户的需要放置在模具强度薄弱位置及其温度控制精密等位置处。

一般地，在一个注塑周期内，传感器感应的感应信号在不同时间段的变化有所不同，且能分别反映不同注塑过程及其注塑的质量信息。如在注塑工艺的塑料熔体注入阶段、保压阶段以及冷却阶段，塑料熔体的穿流速率、塑料熔体的实时状态对应容值的变化量，由此可计算出塑料熔体填充的速度、重量检测以及注塑产品的固化速率、收缩率等。

参见图6，本实用新型的传感器的第一传感部件11的具体应用例结构。在动模24上设有型芯21，将第一传感部件11设置在型芯21中，为防止第一传感部件11从型芯21中脱落，加设垫块26与型芯21螺栓固定连接，并与动模24形成固定连接。同时在垫块26上设置安装孔或是槽，以布置传感器接线。采用垫块26固定的装配方式加工简单、装配安全易于维修保养。当然，此处的加垫块26的装配方式也可更换螺丝自收紧的装配方式。

定模25固定设置，且在其中部设有型腔22，在型腔22中设有与第一传感部件11位置对应的第二传感部件(图未示出)。其中，将第一传感部件11竖向设置在型芯21中，第一传感部件11的非绝缘面顶面与第二传感部件相对设置。在动模24与定模25合模后，第一传感部件11与第二传感部件形成电容结构，在供电电路向第一传感部件11和第二传感部件供电后，便能检测出当前电容的容值；在向塑料填充容纳腔27注入塑料后，由于空气与塑料的介电常数不同，塑料熔体在进入、穿流第一传感部件11与第二传感部件之间的通道(图未示出，为型芯21与型腔22之间的缝隙位置处)过程中导致检测的容值变化，从而得到相应的感应信号。

本实用新型的电容容值检测原理为，利用传感器的容值对应不同电压信号，通过信号处理器对电压信号进行处理，将处理后的信号发至控制系统或分析程序中进行进一步处理、控制或数据呈现。

本实用新型的注塑模具传感部件的制造方法，其包括步骤：

S11、提供导电材料作为传感部件的主体的备料。可选用P20、S136、718、718H等钢材

S12、对导电材料进行加工形成导电主体。对选用的钢材进行加工，可根据用户需求将钢材加工形成呈柱状体的导电主体，本实用新型中的一个具体应用例中的导电主体呈圆柱体。

S13、将绝缘材料喷涂至导电主体的侧部表面、底部表面上形成绝缘层，并在导电主体的底部表面上预留有用于电接触的预留接触面，以得到位于导电主体顶部表面的第一极板、用于连接导线的导电主体底部。对导电主体进行喷涂作业，将绝缘材料喷涂在导电主体的侧部和底部的表面上，留顶部以作第一极板用。在导电主体的底部表面上预留的预留接触面用于与导线形成电接触。此处的绝缘材料可为耐高温耐摩擦的高度绝缘材料，如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等。

由此，制作出第一传感部件。一般地，传感部件的尺寸可根据客户的需求或是结合具体条件来制作。

上述的S13步骤进一步包括：

S131、制作一带有线孔的螺栓，根据螺栓的尺寸对导电主体的底部进行钻孔并攻螺纹形成与螺栓螺纹匹配的螺纹孔。采用与导电主体相同的材质制作螺栓，并根据螺栓的尺寸在导电主体的底部上钻孔并利用丝锥攻螺纹，以形成与螺栓螺纹匹配的螺纹孔。

S132、将导线穿入线孔中并使导线与导电主体形成电连接。此处，可将导线与螺栓焊接固定，以防止导线与螺栓的松脱。

用户根据需要将连接有导线的螺栓通过螺纹旋转紧固在第一传感部件的导电主体上。

上述的S13步骤进一步包括：

S133、对绝缘层进行磨削加工，使绝缘层形成包覆于导电主体上的绝缘套层。通过磨削加工得到预定光洁度的表面。

综上所述，本实用新型的传感器采用两个传感部件，即第一传感部件和第二传感部件，将第一传感部件和第二传感部件分别设置在对应地动模和定模上上，更具体地，第一传感部件设置在动模或定模上的型芯中，第二传感部件设置在定模或动模上的型腔中。第一传感部件和第二传感部件均具有对应地第一极板和第二极板，在第一极板与第二极板位置相对且第一极板与第二极板之间设有供塑料熔体穿流的通道的情况下，动模与定模合模，供电电路对第一传感器部件和第二传感部件供电，第一极板与第二极板形成电容，塑料熔体被注入并从通道中穿流，引起电容容值的变化，进而实现感应。利用此原理，简化传统应用在注塑模具中的传感器的结构，降低传感器的制造成本，且其通过检测电容容值的变化实现塑料熔体的填充速度、压力、温度、时间、填充速率与压力切换快速、有效地在线检测。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种注塑模具传感器，其特征在于，包括：

第一传感部件和第二传感部件；

所述第一传感部件包括用于设置在型芯上的、与供电电路的一极电连接的第一极板；

所述第二传感部件包括用于设置在型腔上的、与所述供电电路的另一极电连接的第二极板；

所述第一极板与所述第二极板位置相对设置，且在所述第一极板与所述第二极板之间设有供塑料熔体穿流的通道。

2.根据权利要求1所述的注塑模具传感器，其特征在于，所述第一极板与所述第二极板平行设置。

3.根据权利要求1所述的注塑模具传感器，其特征在于，所述第一传感部件进一步包括用于安装在所述型芯中的导电主体，所述第一极板设于所述导电主体的顶部，所述第一极板与所述导电主体电连接；在所述导电主体的侧部上设有用于形成所述导电主体、所述第一极板分别与所述型芯绝缘的绝缘层。

4.根据权利要求3所述的注塑模具传感器，其特征在于，所述导电主体与所述第一极板一体成型。

5.根据权利要求3所述的注塑模具传感器，其特征在于，所述导电主体的底部进一步包括呈圆柱状的连接部，且在所述导电主体的底部设有贯穿所述连接部的螺孔、与所述螺孔的螺纹配合的螺栓，在所述螺栓内部设有供导线穿过并与所述导电主体电连接的线孔。