專利名稱：活塊失位欠位鎖定裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于材料加工設備自動控制領域，特別涉及各種帶活塊的模具使用過程中當活塊處于失位狀態(tài)時對合模開關進行自動鎖定的裝置。
背景技術：
工業(yè)生產中常設計帶有活塊的模具來加工復雜的零件，活塊的使用體現了模具設計的靈活性。這種模具被廣泛應用于金屬成形、塑料成形等材料加工領域。模具一般工作在高溫、高壓環(huán)境下，如消失模鑄造白模加工、壓鑄金屬加工等工藝條件。生產中，活塊需要單獨安裝，隨后完成合模動作，如此往復工作。在半自動的設備中，活塊的準確安裝主要依賴操作工人進行確認。成形加工過程的模具開合基本工作流程如圖5所示。在實際生產中，由于長時間的重復工作或者操作人員疏忽，如圖5示★工序的確認操作經常被遺漏，因此人工確?；顗K安裝會發(fā)生活塊的欠位安裝或者失位安裝，導致零件不合格，甚至活塊和模具被擠壓損壞的生產事故，并且未見到有效的解決途徑?；趥鞲屑夹g的檢測和監(jiān)測手段在不斷發(fā)展，常用的傳感器可以對聲、光、電、磁、 溫度、壓力等多種物理量進行測控，通過將被測物理量轉化為電信號從而實現對該物理量的監(jiān)測或控制，該技術在自動控制領域得到廣泛應用。多數傳感裝置只能測量一種或有限幾種物理量，而且對使用環(huán)境都有一定限制，從而給在特殊環(huán)境設計使用傳感測控技術帶來困難，如高溫、高壓、高腐蝕環(huán)境等。基于以上技術，可以通過提高操作人員管理和培訓，來提高合格率和保證模具的安全可靠，但是無法杜絕活塊失位欠位安裝的現象發(fā)生；另一方面，模具使用在特殊的環(huán)境下，包括高溫(壓鑄IOOOk以上，消失模鑄造37 以上)，高壓(金屬壓鑄20 50MPa)，部分模具還設計具有水路、氣路等通道，給活塊的檢測帶來困難。綜合分析，采用先進的傳感系統(tǒng)檢測模具活塊的失位安裝面臨如下困難1)保證在高溫高壓特殊環(huán)境中，傳感系統(tǒng)能夠穩(wěn)定快速反應活塊的安裝位置；2)傳感系統(tǒng)應能夠對活塊的微欠位安裝給出準確反應， 保證零件質量；3)考慮模具的預熱和模腔前期的真空環(huán)境，以及應對不同模具的水路氣路設計。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于設計一套適合通用模具的活塊失位欠位鎖定裝置，該裝置針對鑄造成形設備的高溫、高壓環(huán)境設計，考慮了模具的特殊結構和密封要求，能夠實現對所有鑄造用帶有活塊的模具進行活塊失位欠位檢測并對合模開關進行鎖定的監(jiān)測功能，避免工人誤操作，確保模具安全及零件尺寸精度，提高生產效率，適合大規(guī)模推廣使用。本發(fā)明的技術方案如下活塊失位欠位鎖定裝置，其特征在于，所述活塊失位欠位鎖定裝置含有模具基板 1、正位頂針2、復位彈簧3、壓力傳感器4、密封墊圈5、模擬信號傳導線6、活塊7、控制電路
48、合模主電路9、繼電器10以及支撐件11，其中模具基板1開有一個截面為倒T字形的安裝孔；支撐件11，含有安裝所述密封墊圈5的安裝架111以及連接件112，其中安裝架111，上端面開有一個用于安裝所述密封墊圈5的同心環(huán)形槽，位于所述安裝孔下部凹形孔內，連接件112，含有支撐所述安裝架11的T字形支撐件1121以及連接螺母1122， 其中，T字形支撐件1121，頂部位于所述安裝孔內用于頂住所述安裝架111，而該T字形支撐件1121的尾端帶有模擬信號傳導線6并一起伸出所述模具基板1外，被所述連接螺母 1122螺紋連接后用螺釘固定在所述模具基板1上，壓力傳感器4，采用耐高溫高壓防腐蝕的薄膜片式壓力傳感器，安裝于所述安裝孔內所述密封墊圈5上端的中孔處，正位頂針2，滑動地安裝在所述安裝孔的尾部小孔內，所述正位頂針2有一個環(huán)形凸臺，其上端面與所述安裝孔的內臺階面接觸，復位彈簧3，位于所述正位頂針2下端面與所述壓力傳感器4上端面之間，所述正位頂針2受活塊的壓力時，通過該復位彈簧3向所述的壓力傳感器傳遞不小于5牛頓的壓力，在所述活塊7失位時，所述復位彈簧3使所述正位頂針2的頂端復位，所述模具基板1、正位頂針2、復位彈簧3、壓力傳感器4、密封墊圈5、模擬信號傳導線6和支撐件11共同組成了活塊失位欠位檢測部分，控制電路8，依次由放大和濾波電路、模/數轉換電路、邏輯加法電路及數/模轉換電路串聯而成，其中，放大和濾波電路，輸入端與傳遞壓力信號的模擬信號傳導線6相連，輸出端經所述的模/數轉換電路轉換成數字信號后與所述的邏輯加法電路輸入端相連，當輸出的所述輸入信號為1時，表示所述正位頂針2受壓，所述活塊7正位，當輸出的信號為0時，表示所述的正位頂針2不受壓，所述活塊7失位，邏輯加法電路，判斷由所述模/數轉換電路輸入的信號，是為1，還是為0，并對所有輸入結果進行邏輯加，當和為ι時，表示所述活塊7正位，當和為0時表示所述活塊7失位，然后把得到的和經數/模轉換電路輸出，當所述的活塊7安裝欠位時，安裝欠位是指活塊未完全安裝正位的一種安裝狀態(tài)，壓力傳感器有壓力顯示，但是未達到預定的壓力值，此時所述模/數轉換電路的輸出為 0，繼電器10，從所述控制電路8中的數/模轉換電路輸入控制信號，當控制信號為0 時，所述繼電器10不動作，使所述合模主電路9鎖定，當輸入的控制信號為1時，使所述合模主電路9解鎖，允許合模，所述控制電路8、繼電器10和合模主電路9共同組成活塊失位欠位鎖定部分，所述活塊失位欠位檢測部分和活塊失位欠位控制部分共同組成活塊失位欠位鎖
定裝置。根據權利要求1所述的活塊失位欠位鎖定裝置，其特征在于，當需要對活塊進行二維或三維進行檢測時，需采用相同維數的壓力傳感器，以及相同維數的活塊失位欠位鎖定裝置。本發(fā)明所述的活塊失位鎖定裝置，具有高密封性設計。根據成形工藝的不同，模具工作可能需要歷經真空-高溫預熱-高壓填充的過程，保證設備的高密封性是成形加工工藝穩(wěn)定的前提條件。本發(fā)明與現有技術相比，具有以下優(yōu)點和突出性效果本裝置設計活塊失位欠位檢測部分和活塊失位欠位控制部分，采用自動傳感控制技術實現了對加工過程合模動作安全準確的檢測鎖定；裝置設計考慮在滿足密封性要求情況下，克服了高溫高壓加工環(huán)境中對活塊檢測手段的欠缺，采用了壓力信號-電信號-控制信號的傳感控制信息流，實現對活塊失位安裝狀態(tài)的檢測以及對合模開關的鎖定功能；裝置搭建及運行成本低廉，實現自動運行、獨立控制；裝置適用面廣泛，可以推廣應用在帶有活塊的復雜模具的材料加工設備上，尤其適合消失模成形、壓鑄成形、注塑成形材料加工領域。


圖1為本發(fā)明提供的活塊失位欠位鎖定裝置的主控電路結構示意圖。圖中主控電路包括信號放大器、模數轉換單元、邏輯分析單元、控制輸出以及數模轉換單元。圖2傳感器安裝結構示意圖。圖3 活塊一維安裝圖3.1—維正位安裝圖，3. 2—維欠位安裝圖，3. 3—維失位安裝圖。圖4 活塊二維安裝圖4.1 二維正位安裝圖，4. 2 二維欠位安裝圖，4. 3 二維失位安裝圖。圖5模具開合基本工作流程圖。附件說明1-模具基板；2-正位頂針；3-復位彈簧；4-壓力傳感器；5-密封墊圈；6-模擬信號傳導線；7-活塊；8-控制電路；9-合模主電路；10-繼電器；11-支撐件111-安裝架；112-連接件
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1121-T字形支撐件；1122-連接螺母。
具體實施例方式本發(fā)明所述的活塊失位欠位鎖定裝置，包括活塊失位欠位檢測部分和活塊失位欠位控制部分，具體包括所述的模具基板1、正位頂針2、復位彈簧3、壓力傳感器4、密封墊圈 5、模擬信號傳導線6、活塊7、控制電路8、合模主電路9、繼電器10以及支撐件11。活塊失位欠位檢測部分由位于模具基板內的正位頂針2、復位彈簧3、壓力傳感器 4和支撐件11組成。其中，在正位頂針2和復位彈簧3安裝時考慮密封要求和壓力傳導的安全和可靠。通過正位頂針2和復位彈簧3配合，將活塊安裝狀態(tài)轉化為壓力信號傳輸給壓力傳感器4。壓力傳感器4數目應等于或大于模具活塊7的數目，根據活塊定位檢測要求，采用一個活塊至少對應一套壓力傳感器，如果活塊需要二維或者是三維定位檢測，則需要相應維數壓力傳感器與之對應。當活塊正位安裝時，正位頂針2被壓下，復位彈簧3被壓縮產生不小于5牛頓的壓力，并將壓力信息傳遞給壓力傳感器4 ；壓力傳感器4接收到壓力信號，將其轉化為電信號輸出給后續(xù)的活塊失位欠位控制控制部分，信號由模擬信號傳導線6輸出?；顗K失位欠位控制部分由控制電路和繼電器組成，依次由放大和濾波電路、模/ 數轉換電路、邏輯加法電路及數/模轉換電路串聯而成。模擬信號傳導線6輸出的信號首先傳入放大和濾波電路，經歷模/數轉換電路進行模/數轉換，再由邏輯加法電路對輸入的信號進行加法運算，經數/模轉換電路轉換，最終輸出并控制繼電器10。其中由邏輯加法電路輸出的信號有兩種0表示活塊失位或者欠位安裝，此時對繼電器不動作，合模開關鎖定，拒絕合模；1表示活塊正位安裝，此時對繼電器打開，合模開關解鎖，允許合模。當存在多個輸入壓力信號時，可以對信號進行邏輯加和，從而實現多維檢測。
權利要求
1.活塊失位欠位鎖定裝置，其特征在于，所述活塊失位欠位鎖定裝置含有模具基板 (1)、正位頂針( 、復位彈簧C3)、壓力傳感器(4)、密封墊圈( 、模擬信號傳導線(6)、活塊 (7)、控制電路(8)、合模主電路(9)、繼電器(10)以及支撐件(11)，其中模具基板(1)開有一個截面為倒T字形的安裝孔；支撐件(11)，含有安裝所述密封墊圈(5)的安裝架(111)以及連接件(112)，其中 安裝架(111)，上端面開有一個用于安裝所述密封墊圈(5)的同心環(huán)形槽，位于所述安裝孔下部凹形孔內，連接件(11 ，含有支撐所述安裝架(11)的T字形支撐件(1121)以及連接螺母 (1122)，其中，T字形支撐件(1121)，頂部位于所述安裝孔內用于頂住所述安裝架(111)，而該T字形支撐件(1121)的尾端帶有模擬信號傳導線(6)并一起伸出所述模具基板(1)外，被所述連接螺母(112 螺紋連接后用螺釘固定在所述模具基板(1)上，壓力傳感器，采用耐高溫高壓防腐蝕的薄膜片式壓力傳感器，安裝于所述安裝孔內所述密封墊圈( 上端的中孔處，正位頂針O)，滑動地安裝在所述安裝孔的尾部小孔內，所述正位頂針(2)有一個環(huán)形凸臺，其上端面與所述安裝孔的內臺階面接觸，復位彈簧(3)，位于所述正位頂針( 下端面與所述壓力傳感器(4)上端面之間，所述正位頂針(2)受活塊的壓力時，通過該復位彈簧(3)向所述的壓力傳感器傳遞不小于5牛頓的壓力，在所述活塊(7)失位時，所述復位彈簧C3)使所述正位頂針O)的頂端復位，所述模具基板(1)、正位頂針( 、復位彈簧C3)、壓力傳感器(4)、密封墊圈( 、模擬信號傳導線(6)和支撐件(11)共同組成了活塊失位欠位檢測部分，控制電路(8)，依次由放大和濾波電路、模/數轉換電路、邏輯加法電路及數/模轉換電路串聯而成，其中，放大和濾波電路，輸入端與傳遞壓力信號的模擬信號傳導線(6)相連，輸出端經所述的模/數轉換電路轉換成數字信號后與所述的邏輯加法電路輸入端相連，當輸出的所述輸入信號為1時，表示所述正位頂針(2)受壓，所述活塊(7)正位，當輸出的信號為0時，表示所述的正位頂針( 不受壓，所述活塊(7)失位，邏輯加法電路，判斷由所述模/數轉換電路輸入的信號，是為1，還是為0，并對所有輸入結果進行邏輯加，當和為1時，表示所述活塊(7)正位，當和為0時表示所述活塊(7)失位，然后把得到的和經數/模轉換電路輸出，當所述的活塊(7)安裝欠位時，安裝欠位是指活塊未完全安裝正位的一種安裝狀態(tài)， 壓力傳感器有壓力顯示，但是未達到預定的壓力值，此時所述模/數轉換電路的輸出為0，繼電器(10)，從所述控制電路(8)中的數/模轉換電路輸入控制信號，當控制信號為0 時，所述繼電器(10)不動作，使所述合模主電路(9)鎖定，當輸入的控制信號為1時，使所述合模主電路(9)解鎖，允許合模，所述控制電路(8)、繼電器(10)和合模主電路(9)共同組成活塊失位欠位鎖定部分， 所述活塊失位欠位檢測部分和活塊失位欠位控制部分共同組成活塊失位欠位鎖定裝置。
2.根據權利要求1所述的活塊失位欠位鎖定裝置，其特征在于，當需要對活塊進行二維或三維進行檢測時，需采用相同維數的壓力傳感器，以及相同維數的活塊失位欠位鎖定直ο
全文摘要
活塊失位欠位鎖定裝置，用于壓鑄及消失模成型工藝，屬于材料加工設備自動控制領域，其特征在于，由活塊失位欠位檢測部分和活塊失位欠位控制部分組成，活塊失位欠位檢測部分由位于模具基板內的正位頂針、復位彈簧、壓力傳感器和和連接件組成，活塊失位欠位控制部分由控制電路和繼電器組成，用控制電路來判斷至少一個壓力傳感器輸出的壓力信號，當活塊處于失位狀態(tài)時，控制信號為0，正位狀態(tài)時信號為1。在對活塊進行二維以上的定位檢測時，采用相同維數的活塊失位欠位檢測裝置。在模具工作過程中，當被檢測活塊處于失位狀態(tài)時，裝置自動鎖定設備合模主電路，使設備無法合模。該裝置自動運行，能夠確保設備的安全性和可靠性，適合大規(guī)模推廣使用。
文檔編號B22D17/24GK102303110SQ20111027622
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權日2011年9月16日
發(fā)明者張航, 柳百成, 許慶彥 申請人:清華大學