CN2687950Y - 注塑机安全门电子监控组合开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了注塑机安全门电子监控组合开关，包括甲、乙感应磁块，及甲、乙监控开关，甲监控开关输出的触发信号作为乙监控开关的负电源，甲、乙监控开关为霍尔磁感应开关电路，该霍尔磁感应开关电路包含有A、B、C三个电路；A与C两个电路皆为磁启动电路，而B电路则为磁抑制电路；乙监控开关与受控设备之间跨接有终端控制盒；该终端控制盒安检、误触发保护信号输入端与甲、乙监控开关中的误触发保护信号输出端相连接，其触发信号输入端则连接乙监控开关的触发信号输出端，其触发信号输出端则连接受控设备，且控制电路包含有至少1个继电器、可与继电器个数相匹配的转换开关、可调电阻、安检指示灯、信号输出灯、信号输入灯和声光发生器。

Description

注塑机安全门电子监控组合开关

技术领域

本实用新型涉及电子报警开关，尤其涉及注塑机安全门电子监控组合开关。

技术背景

注塑机的工作原理是借助螺杆(或柱塞)的推力，将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内，经冷却定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料-熔融塑化-施压注射-充模冷却-启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。

而注塑机安全门是注塑机安全生产的关键器件之一，当注塑机运行到启模取件程序后，需要用人手或者机械手去处理制品或模具，如果此时有合模的误动作出现，就威胁到人、机的安全，为了安全，在模具前面挡着一扇左右移动式安全门。此种安全门的结构，包括机械的和电控的两部分；当安全门闭合，门压着前一只行程开关，使行程开关的常开触点闭合，同时脱开了后一只行程开关，使其常闭触点闭合，从而输出电流，使控制电路得电，注塑机得以正常运行；当安全门打开，前行程开关的常开触点断开，后行程开关因被压，常闭断开使控制电路失电，注塑机不能运行，保证在人、机处理制品和模具时的安全。

因此一台注塑机的两扇安全门应有4只行程开关串联运作。塑料注射成型机虽已经发展到使用电脑控制的技术水平，但塑料注射成型机的安全门开关却还停留在选用机械行程开关的现状。任何一种普通电子感应开关都具有上述机械行程开关的功能，而且寿命比机械行程开关要长。

但对于安全门来说，这种普通电子感应开关一方面在自身出现故障而不能输出电流时，安全门实际上还是安全的，另一方面还有可能发生输出电流不能截止的故障，且比机械行程开关更不易发觉，影响到安全门的正常使用，甚至导致事故的发生。机械行程开关失灵的状态也可能处于触点粘连时，2只开关其中一只开关已处于触头粘连时，就有潜在危险，而注塑机的运作正常，操作人员却无从知晓。当第二只开关发生相同故障时输出就不能截止，从而导致事故的发生。但是，2只机械行程开关失灵并处于触点粘连状态的概率比较小。所以一直以来，机械行程开关几乎是注塑机安全门开关的唯一选择，从而影响塑料注射成型机安全门开关的智能化发展。

为此，本申请人在2003年08月12日提出的，申请号为03142173.3，公开日为2004年02月11日《用于注塑机安全门的电子报警开关》发明专利申请，公开了包括设置在注塑机安全门体上的感应源，及设置在注塑机安全门门框上并与所述感应源相对配合的甲受感器，该甲受感器输出端经甲放大器放大输出连接受控设备，与甲受感器相并列还间距设置有乙受感器，该乙受感器位于甲受感器后也与感应源相对配合，并且其输出端经乙放大器输出连接有声光报警、安检器；甲放大器输出还连接乙放大器的负电源。其通过感应源先后感应相关甲、乙受感器，并经过所对应设置的在感应后所产生两种相反反应的甲、乙放大器作用，使得在安全门开启关闭时，无需触碰即可用报警安检的方式即时监测注塑机安全门是否处于安全状态，但在实践中认识到仅仅报警是不够的，必需具有预警和应急处置等功能，因此对原设计作了较大改进。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术现状，提供注塑机安全门电子监控组合开关，其利用磁感应原理及常规电子电路进行组合、排列，使其相互间具有制约、检测、预警、对误触发信号截止等功能，实时监测注塑机安全门开启关闭情况，以实现智能化安全门安全运作。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：注塑机安全门电子监控组合开关，包括安装在注塑机安全门门体上的甲、乙感应磁块，及安装在对应门框上并与所述感应磁块相感应配合的甲、乙监控开关，甲监控开关的电源由注塑机总电源供给，甲监控开关输出的触发信号作为乙监控开关的负电源，使甲、乙两只监控开关实施串联，甲监控开关的误触发保护信号输入端连接乙监控开关的误触发保护信号输入端和触发信号输出端，采取的技术措施包括：

a.所述的甲、乙监控开关为霍尔磁感应开关电路，该霍尔磁感应开关电路包含有间距、平行排列设置的A、B、C三个霍尔集成块，并可在安全门闭拢方向，感应磁块依次感应监控开关内的A、B、C三个霍尔集成块，而在安全门开启方向，感应磁块依次移离监控开关内的C、B、A三个霍尔集成块，且A与C两个霍尔集成块之间间距小于所述的感应磁块的长度；所述的A与C两个霍尔集成块组成的电路皆为磁启动电路，而与该A、C磁启动电路相配合的B霍尔集成块组成的电路则为磁抑制电路；

b.所述的乙监控开关与受控设备之间跨接有终端控制盒，该终端控制盒为具有安检、误触发保护信号输入端、触发信号输入端、触发信号输出端、以及接地端的控制电路；其安检、误触发保护信号输入端与甲、乙监控开关中的安检、误触发保护信号输出端相连接，其触发信号输入端则连接乙监控开关的触发信号输出端，而其触发信号输出端则连接受控设备，并且，所述的控制电路包含有至少1个继电器、可与继电器个数相匹配的转换开关、可调电阻、安检指示灯、信号输出灯、信号输入灯和声光发生器。

为优化上述方案，采取的技术措施还包括：

为确保终端控制盒工作可靠性和连续性，最好上述的控制电路包含有2个继电器，其中的1个作为备用继电器，继电器额定电压与分压电阻和声光发生器之间接点处的电压相匹配；所述的转换开关为双掷双刀型开关，一掷把安检、误触发保护输入信号连接继电器线圈，分成两路，一路经分压电阻接地，另一路串接声光发生器再连接到另一掷上；另一掷用于把输入的触发信号连接到该继电器的公共触头，而该继电器的常闭触头接通到触发信号输出端，该继电器的常开触头则串接限流电阻后接地，所述的声光发生器发声电路中的蜂鸣器串联可调电阻与发光电路中的发光二极管串联电阻并联成一路，连接到触发信号输入端。

为便于安装和操作，上述的甲、乙感应磁块安装在注塑机两侧安全门轨道侧边的门体上，甲、乙监控开关安装在注塑机两侧安全门轨道侧边，而终端控制盒则安装在控制面板上，甲、乙监控开关外表面对称部位各包含有由A霍尔集成块组成的电路控制的两只发光管。

上述的A及C霍尔集成块组成的电路各包含有2只三极管，而B霍尔集成块组成的电路包含有1只三极管且所述的A霍尔集成块组成的电路的输出功率分别给B、C霍尔集成块组成的电路提供负电源。

上述的A、B、C霍尔集成块的正电源由同一稳压管提供，为避免电路之间有干扰，在B、C霍尔集成块组成的电路与A霍尔集成块组成的电路之间跨接有隔离二极管。

与现有技术相比，本实用新型由两只磁感应块及对应的监控开关和壹只终端控制盒组成，甲、乙两只监控开关实施串联，乙监控开关与受控设备之间跨接有终端控制盒。通过磁感应块先后感应具有一定间距、平行排列设置的A、B、C三个霍尔集成块组成的A、B、C三个电路；且A与C两个电路皆为磁启动电路，而与该A、C电路相配合的B电路则为磁抑制电路；从而实现在安全门闭拢方向，感应磁块依次感应监控开关内的A、B、C三个霍尔集成块，A电路被感应后启动，输出的-24v同时供应给B、C电路的负电源；B电路因得负电而立即启动，具有实施安检、误触发保护功能的B电路被磁力感应后启动，实施安检、误触发保护功能，B电路被感应后电路被抑制，安检回应止，继电器复位，C电路被磁感应后启动，输出触发信号经继电器的常闭触头直达受控设备，保证在安全门闭合时输出触发信号，确保注塑机运转；而在安全门开启方向，感应磁块依次移离监控开关内的C、B、A三个霍尔集成块。C电路失去磁感应后停止输出，B电路失去感应，再作一次安检、误触发保护，继而A电路失去感应，安检回应止，继电器复位，安全门大开，此时误触发保护待命，因此具有全方位保障安全的功能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的接线图；

图2为图1中甲(乙)监控开关电路原理图；

图3为图1中终端控制盒电路原理图。

具体实施例

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1所示，注塑机安全门电子监控组合开关，包括安装在注塑机安全门门体上的甲、乙感应磁块，及安装在对应门框上并与所述感应磁块相感应配合的甲、乙监控开关；为便于安装和操作，甲、乙感应磁块安装在注塑机两侧安全门轨道侧边的门体上，甲、乙监控开关安装在注塑机两侧安全门轨道侧边，而终端控制盒则安装在控制面板上，甲、乙监控开关外表面对称部位各包含有由A霍尔集成块组成的电路控制的两只发光管；

本实用新型实施例的安全门为两扇，分别为安全门1和安全门2。安全门1(以下简称门1)甲监控开关与安全门2(以下简称门2)乙监控开关电路组成相同，如图1、2所示；所不同的是门1甲监控开关的正、负电源由注塑机的总电源供给，门2乙监控开关⑤端的负电源输入就是门1甲监控开关③端输出的触发信号，从而使两只监控开关串联。操作任何一扇门其效果基本相同；所不同的是使用门1时，门2乙监控开关跟着开、停，而用门2时，门1甲监控开关不间断地给门2乙监控开关供电。触发信号输出端由门2乙监控开关③端直接输送到终端控制盒③端；

甲监控开关的误触发保护信号输入端②连接乙监控开关的误触发保护信号输入端②和触发信号输出端③。

如图2所示，甲、乙监控开关为霍尔磁感应开关电路，该霍尔磁感应开关电路包含有间距、平行排列设置的A、B、C三个霍尔集成块，并可在安全门闭拢方向，感应磁块依次感应监控开关内的A、B、C三个霍尔集成块，而在安全门开启方向，感应磁块依次移离监控开关内的C、B、A三个霍尔集成块，且A与C两个霍尔集成块之间间距小于所述的感应磁块的长度；所述的A与C两个霍尔集成块组成的电路皆为磁启动电路，而与该A、C磁启动电路相配合的B霍尔集成块组成的电路则为磁抑制电路；

为叙述方便，A、B、C霍尔集成块组成的电路分别简称A、B、C电路；

A电路包含有2只三极管N1、N2，C电路包含有2只三极管N4、N5，而B电路包含有1只三极管N3，且所述的A电路的输出功率分别给B、C电路提供负电源；上述的A、B、C霍尔集成块的正电源由同一稳压管提供，但B、C霍尔集成块与A霍尔集成块之间跨接有隔离二极管D3，并且A电路中末级三极管N2集电极的输出功率分别为B、C电路中的三极管提供负电源。D5二极管是使误触发保护信号输入时直通B电路，避免干扰A电路和C电路，D7是阻隔A电路的输出外泄。

如图1、3所示，乙监控开关与受控设备之间跨接有终端控制盒，该终端控制盒为具有安检、误触发保护信号输入端④、触发信号输入端③、触发信号输出端②、以及接地端①的控制电路；其安检、误触发保护信号输入端④与甲、乙监控开关中的误触发保护信号输出端④相连接，其触发信号输入端③则连接乙监控开关的触发信号输出端③，而其触发信号输出端②则连接受控设备，并且，所述的控制电路包含有至少1个继电器、可与继电器个数相匹配的转换开关、可调电阻、安检指示灯、信号输出灯、信号输入灯和声光发生器。

为确保终端控制盒工作可靠性和连续性，本实用新型的控制电路包含有2个继电器J1、J2，其中的J2作为备用继电器，继电器J1、J2额定电压与分压电阻R1和声光发生器之间接点处的电压相匹配；所述的转换开关S1为双掷双刀型开关，一掷把安检、误触发保护输入端④信号连接继电器J1线圈后又分成两路，一路经分压电阻R1接地，另一路串接声光发生器再连接到另一掷上；另一掷用于把输入的触发信号连接到该继电器的公共触头，而该继电器的常闭触头接通到触发信号输出端②，该继电器的常开触头则串接限流电阻R6后接地；所述的声光发生器发声电路中的蜂鸣器B1串联可调电阻R2与发光电路中的发光二极管L2串联电阻R4并联成一路，经二极管D3连接到触发信号输入端③。

在甲、乙监控开关中，A、C两组为磁启动电路，磁力感应使电路启动；B电路为磁抑制电路，磁力感应把正在运作的电路抑制。参见图1至图3所示，详述闭合和开启安全门过程中电路的运作原理：

a、当安全门自左向右移到监控开关上，首先A电路被感应后启动，输出的-24v同时供应给B、C电路的负电源，也就是说在A电路启动前，B、C电路处于无负电源状态，此时B电路虽然未被磁感抑制，因无负电源不能启动，而C电路即使有磁力去感应也不能启动。所以在A电路启动后，B电路得负电后立即启动。B电路输出安检、误触发保护信号，由监控开关的误触发保护信号输出端④输出到终端控制盒的安检、误触发保护信号输出端④，再经转换开关到达继电器的线圈，其中的继电器有两只J1、J2，继电器J2为备件，由转换开关S1转换，继电器J1吸合使常闭开路，使原来借助继电器J1的常闭触点把触发信号输入端③信号送到受控设备去的线路因此而切断，同时常开触点的闭合使声光发生器(蜂鸣器和绿发光管电路)接通地线而发声(音量可调)、发光，因此B电路输出的误触发信号同时又是安检信号；安全门继续右移，随即B电路受到磁感应块的感应而被抑制。B电路输出截止，继电器复位；声光发生器声、光停熄；在实际操作中，A、B之间距离很短，感应先后的时间差很小，声极为短促，光仅一闪。正常的声、光显示是“系统”处于安全状态的安检回应；

b、安全门继续向右移，直到C电路被感应而启动，输出触发信号经继电器的常闭触头直达受控设备，注塑机进行合模，开始下一个工作循环。注塑机工作一个循环后回到开门程序。安全门向左移使C电路失去磁感应后停止输出，B电路失去感应，再作一次声、光安检，继而A电路失去感应，声、光安检停、熄，继电器复位，安全门大开，注塑机作完开模程序后失电停止。在注塑机的下一个工作循环(闭合安全门)之前，终端控制盒可能输出的信号就是误触发信号，就可能引发安全事故。参阅图1本实用新型实施例的接线图，门1甲、门2乙监控开关的误触发保护信号输入端②相连又与门2乙监控开关的触发信号输出端③连接到终端控制盒的触发信号输入端③的这根线直通门1甲、门2乙监控开关的B电路，这是监控开关的关键功能之一。此时，不管是监控开关电路本身生成的或是在监控开关到终端控制盒的继电器之前的线路范围内串线进入的任何误触发信号将使B电路紧急启动，继电器吸合，切断通往受控设备的通路，确保安全生产；

c、监控开关内A、B、C三个电路的相互制约，只要其中任何一个电路处于完好状态，就不可能输出误触发信号，特别是只要B电路不死，继电器不坏，即使监控开关内生成的或者是外部串入的误触发信号均可拦截。其它部件发生点什么情况，仍可确保安全门安全，所以每次开、关安全门时终端控制盒所发出的声、光信号就十分重要，是“安检回应”。用户只要遵循听不到“安检回应”立即检查的原则，监控组合开关就可确保注塑机安全门的操作安全。

d、注塑机的两只监控开关，假如其中一只的B电路(或者A或B电路输出不能截止)坏死了，也并不能说就危险了。把这一只开关与另一只不常用的开关相互调换一下，照样正常工作，但在购到新开关之前，此门一定要锁起来，防止不知情者误用此门操作。在A、B、C三电路中只要有一路正常，就不会输出误触发信号，只要有一个电路发生故障，监控开关就给操作人员发出预警信号，并对意外的误触发信号有监控功能。

e、电路的损坏有两种情况：不能输出或者输出不能截止。对安全门来说，A、C两组电路没有输出是安全的，不能截止时才有潜在危险。反之，B电路不能截止对安全门是安全的，没有输出，监控组合开关就失去可靠保障。

f、监控组合开关上的声、光、安检回应，使用户在使用过程中能方便地随时了解系统的技术状态。如：安全门每开、关一次，终端控制盒上蜂鸣器B1各响一声、绿发光管L2各闪一次，信号输入指示灯L3、信号输出指示灯L1(各)同时亮或灭一次，表明监控开关系统正常。几种情况：①当安全门大开时监控开关上的两只发光管亮，同时声、光长鸣、亮，说明A电路截止失控(如果安全门停在正好感应A电路的位置，也会声、光长鸣、亮，)；②当A电路感应后，无声、光回应，但门闭合到位后注塑机工作正常，把此门关后用另一扇门试开、关，若声、光回应正常，则说明此监控开关的B电路坏死，若另一扇门也无声、光回应，就不能认为是B电路坏死，此时拨动继电器转换开关S1，断开继电器J1，接通继电器J2，若有安检回应，就说明是继电器J1故障，若仍无安检回应，说明继电器J1正常，应作下一步检查；  ③当A电路感应后，无声、光回应，终端控制盒上信号输入指示灯L3比L1的红发光管先亮，说明C电路已发生不能截止的故障，发声、光的电路被C电路的输出电压抑制；④安全门大开时，终端控制盒上信号输入指示灯L3的红发光管亮表示有输入，而信号输出指示灯L1的发光管不亮表示无输出，也无声、光回应。说明误触发保护在起作用，信号已被拦截了，究竟是系统内生成误触发信号，还是外界串入的误触发信号？把门1、门2都打开，查看监控开关的指示灯，有亮的说明该开关故障，都不亮，则是外部串入，应着手检查接线端子的线头是否有脱落串线。

安全保障的分析：

a、电路的故障有两类，一类是无输出，另一类是输出不能截止。而保障注塑机安全的关键是不能有误触发，所以A、C两组电路无输出对安全开关来说是安全的，不能截止就意味着有潜在危险。对B电路(包括继电器)来说则相反，没有输出(死机)就有潜在危险。B电路是监控开关的主要安全保障，只要它不死，监控开关系统有安全保障。注塑机每一个工作循环对B电路进行两次检测，有回应就意味着B电路完好。

b、A、C两组电路同时被磁块感应才能输出触发信号，按A、B、C先后程序排列，A和C之间的间距拉大，直径小于A和C之间距的强磁块无法同时对A和B实施感应，减少了非故意行为的误触发的发生。

c、只有当监控开关的三组电路按C、B、A、的顺序依次(发生故障)而且必须在同一个工作循环中发生故障，故障的性质必须是A、C电路为输出不能截止、B电路为无输出死机，又必须在安全门打开时、声、光最后一次显示后、操作人员正在处理塑料制品或模具这一时段发生，而出现这种情况的概率几乎是0。除此之外，监控开关可保证万无一失。A电路发生不能截止的故障，在安全门打开后就蜂鸣不止，B电路死机、C电路不能截止的故障，安检就没有回应，这些都是不会疏漏的，因此，只要用户严格遵循没有“安检回应”立即检查的规定，安全就有保障。

监控开关的寿命分析：

监控开关是感应式无触点开关，其电路是最基本的成熟电路。触发电脑只需8mA，推动常规机的小继电器功率也不过40mA，对中功率三极管来说是功率的几十分之一(或十几分之一)，并对输出功率限流(短路保护)，因此其寿命至少超过亿次。继电器是有寿命限制的，注塑机每出一模，即一个工作循环，继电器跳两次，几乎不带电工作(声、光电路耗电仅4mA，对J1、J2超小型大功率继电器来说，可忽略不计)，继电器生产厂对机械寿命的厂标是＞壹千万次(实际上可达到五千万次)。即使按壹千万次计算，加上一只备用继电器，寿命可达五年(平均每年出贰佰万模)，使用寿命是机械开关无法比的。终端控制盒即使作为易损件，对用户来说，其维护费则大大小于机械开关。磁块与感应件之间几乎没有机械力，所以可用具有弹性的薄钢片固定磁块，从而可以排除在安全门机件松动后撞击损坏的可能。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的多种等同变化。

Claims (5)

1、注塑机安全门电子监控组合开关，包括安装在注塑机安全门门体上的甲、乙感应磁块，及安装在对应门框上并与所述感应磁块相感应配合的甲、乙监控开关，甲监控开关的电源由注塑机总电源供给，甲监控开关输出的触发信号作为乙监控开关的负电源，使甲、乙两只监控开关实施串联，甲监控开关的误触发保护信号输入端连接乙监控开关的误触发保护信号输入端和触发信号输出端，其特征是：

a.所述的甲、乙监控开关为霍尔磁感应开关电路，该霍尔磁感应开关电路包含有间距、平行排列设置的A、B、C三个霍尔集成块，并可在安全门闭拢方向，感应磁块依次感应监控开关内的A、B、C三个霍尔集成块，而在安全门开启方向，感应磁块依次移离监控开关内的C、B、A三个霍尔集成块，且A与C两个霍尔集成块之间间距小于所述的感应磁块的长度；所述的A与C两个霍尔集成块组成的电路皆为磁启动电路，而与该A、C磁启动电路相配合的B霍尔集成块组成的电路则为磁抑制电路；

b.所述的乙监控开关与受控设备之间跨接有终端控制盒，该终端控制盒为具有安检、误触发保护信号输入端、触发信号输入端、触发信号输出端、以及接地端的控制电路；其安检、误触发保护信号输入端与甲、乙监控开关中的安检、误触发保护信号输出端相连接，其触发信号输入端则连接乙监控开关的触发信号输出端，而其触发信号输出端则连接受控设备，并且，所述的控制电路包含有至少1个继电器、可与继电器个数相匹配的转换开关、可调电阻、安检指示灯、信号输出灯、信号输入灯和声光发生器。

2、根据权利要求1所述的注塑机安全门电子监控组合开关，其特征是：所述的控制电路包含有2个继电器，其中的1个作为备用继电器，继电器额定电压与分压电阻和声光发生器之间接点处的电压相匹配；所述的转换开关为双掷双刀型开关，一掷把安检、误触发保护输入信号连接继电器线圈，分成两路，一路经分压电阻接地，另一路串接声光发生器再连接到另一掷上；另一掷用于把输入的触发信号连接到该继电器的公共触头，而该继电器的常闭触头接通到触发信号输出端，该继电器的常开触头则串接限流电阻后接地，所述的声光发生器发声电路中的蜂鸣器串联可调电阻与发光电路中的发光二极管串联电阻并联成一路，连接到触发信号输入端。

3、根据权利要求1或2所述的注塑机安全门电子监控组合开关，其特征是：所述的甲、乙感应磁块安装在注塑机两侧安全门轨道侧边的门体上，甲、乙监控开关安装在注塑机两侧安全门轨道侧边，而终端控制盒则安装在控制面板上，甲、乙监控开关外表面对称部位各包含有由A霍尔集成块组成的电路控制的两只发光管。

4、根据权利要求3所述的注塑机安全门电子监控组合开关，其特征是：所述的A及C霍尔集成块组成的电路各包含有2只三极管，而B霍尔集成块组成的电路包含有1只三极管且所述的A霍尔集成块组成的电路的输出功率分别给B、C霍尔集成块组成的电路提供负电源。

5、根据权利要求4所述的注塑机安全门电子监控组合开关，其特征是：所述的A、B、C霍尔集成块的正电源由同一稳压管提供，但B、C霍尔集成块组成的电路与A霍尔集成块组成的电路之间跨接有隔离二极管。