專利名稱：用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及注塑模具，更特別地是涉及一種用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝 置和方法。
背景技術：
注塑成型是指將樹脂加熱達到熔融狀態(tài)后高速、高壓注入到具有所需形 狀的模具當中，冷卻后打開模具得到成型品的方法。隨著塑料原材料的性能 不斷提高，各行業(yè)的零件將以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，使用塑
料模具的比例日趨增大，尤其是模內(nèi)鑲件注塑(IMD)工藝已越來越廣泛地 用于電子通信業(yè)、家電業(yè)等產(chǎn)業(yè)中，模內(nèi)鑲件注塑工藝在操作過程中，必須 對鑲件的位置進行監(jiān)測，如放置是否到位、成型過程中是否移位或脫落等， 以防止鑲件放置位置不正確或掉落產(chǎn)生壓模現(xiàn)象等，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證注 塑過程的正常進行。
現(xiàn)有技術中實現(xiàn)用于對模內(nèi)鑲件注塑進行監(jiān)測與保護的裝置有紅外檢 測儀、模內(nèi)感應器及攝像頭檢測儀等。
紅外檢測儀串接頂針回位信號，當植入鑲件后，鑲件反射紅外檢測儀發(fā) 出的紅外光，紅外檢測儀接收該反射光，當該反射光的光強足夠時，紅外檢 測儀給出信號，與頂針回位信號通路，可以閉模，當檢測不到信號，頂針保 護信號報警，這樣便可以感應鑲件安裝是否到位。該裝置雖安裝方便，成本 較低，但精度低，監(jiān)測位置有限，且只適合鑲件放在定模上的情況，穩(wěn)定性 差。另一種方式是采用模內(nèi)感應器與頂針回位信號串接，模內(nèi)感應器安裝在 模仁上，當機械手植入鑲件后，模內(nèi)感應器檢測鑲件與模仁表面的距離，如 果在設定的距離范圍內(nèi)，則模內(nèi)感應器給出信號，與頂針回位信號通路，可
4以閉模，否則，發(fā)出報警信號，該裝置在模具全閉狀態(tài)下可以實現(xiàn)監(jiān)測，但 精度太高，機臺報警頻率太高，且安裝位置有限制(需在模仁有安裝感應器 空間，鑲件上需有空間來接收感應)。再一種方式是使用攝像頭檢測儀，其 實現(xiàn)的原理為攝像，采點對照前一模以及標準圖面，來檢測產(chǎn)品是否放置 到位以及產(chǎn)品來料是否正常。該裝置可以監(jiān)測到鑲件來料不良(有鑲件邊緣 多料，如直接合模將直接損害模具)，精度高，但成本也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的用于對模內(nèi)鑲件注塑過程的監(jiān)測及保護的裝 置穩(wěn)定性差、成本高的缺點，提供了一種用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置，該 保護裝置具有成本低、可靠性高且穩(wěn)定性高的優(yōu)點。
本發(fā)明提供的--種用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置，其中，該裝置包括吸 盤、真空度調(diào)節(jié)裝置、壓力開關和控制電路，吸盤和壓力開關通過氣路并接 到真空度調(diào)節(jié)裝置，壓力開關的信號輸出端電連接到控制電路的輸入端，控 制電路的輸出端與真空度調(diào)節(jié)裝置電連接；所述吸盤用于吸附鑲件，真空度 調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)吸盤與鑲件之間的真空度，壓力開關用于實時檢測吸盤與 鑲件之間的真空度，并根據(jù)該真空度通過壓力開關的信號輸出端輸出鑲件到 位信號到控制電路，控制電路用于接收頂針頂出確認信號、閉模信號和鑲件 到位信號，并根據(jù)頂針頂出確認信號來通過控制真空度調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)吸盤 與鑲件之間的真空度，以及根據(jù)鑲件到位信號來控制閉模信號是否從該控制 電路中輸出。
本發(fā)明還提供一種注塑模具的安全保護方法，其中，所述方法使用本發(fā) 明提供的用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置，該方法包括根據(jù)頂針是否完全頂 出，調(diào)節(jié)用于吸附鑲件的吸盤與鑲件之間的真空度；實時檢測鑲件與吸盤之
間的真空度；根據(jù)該真空度判斷鑲件是否到位；根據(jù)鑲件是否到位，控制閉
5模信號是否輸出。
本發(fā)明提供的用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置和方法，由于根據(jù)來自注塑 機的信號來控制降低吸盤和鑲件之間的真空度從而使吸盤吸附鑲件，這樣就 對鑲件起到了固定和保護的作用，并且根據(jù)吸盤吸附鑲件所達到的真空度來 判斷鑲件是否到位，且在鑲件到位時才通知注塑機可以執(zhí)行閉模過程，否則 注塑機不能執(zhí)行閉模過程，該保護裝置和方法相比于現(xiàn)有技術中的使用紅外 檢測儀、感應器和攝像頭執(zhí)行檢測和保護的過程，具有成本低、受干擾小、 穩(wěn)定性高的優(yōu)點。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置的組成框圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置的控制電路的示意
圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于模內(nèi)鑲件注塑的保護方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供的一種用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置，其中， 該裝置包括吸盤5、真空度調(diào)節(jié)裝置IO、壓力幵關6和控制電路2，吸盤5 和壓力開關6通過氣路并接到真空度調(diào)節(jié)裝置10，壓力開關6的信號輸出端 電連接到控制電路2的輸入端，控制電路2的輸出端與真空度調(diào)節(jié)裝置10 的控制端電連接；所述吸盤5用于吸附鑲件，真空度調(diào)節(jié)裝置IO用于調(diào)節(jié) 吸盤5與鑲件之間的真空度，壓力開關6用于實時檢測吸盤5與鑲件之間的 真空度并根據(jù)該真空度通過壓力開關6的信號輸出端輸出鑲件到位信號到控 制電路2，控制電路2用于接收頂針頂出確認信號、閉模信號和鑲件到位信號，并根據(jù)頂針頂出確認信號來通過控制真空度調(diào)節(jié)裝置10來調(diào)節(jié)吸盤5
與鑲件之間的真空度，以及根據(jù)鑲件到位信號來控制閉模信號是否從該控制 電路中輸出。
所述真空度調(diào)節(jié)裝置10可以包括真空發(fā)生器4和閥門3，所述閥門3 的控制端與控制電路2的輸出端電連接，壓力開關6和吸盤5通過氣路并接 到真空發(fā)生器4的真空口，閥門3安裝在真空發(fā)生器4的進氣口，且真空發(fā) 生器4通過閥門3連接到氣源8，氣源8可以是本領域技術人員所公知的壓 縮空氣源，閥門3開啟則真空發(fā)生器4工作使吸盤5吸附鑲件，閥門3關閉 則真空發(fā)生器不工作則吸盤5和鑲件之間慢慢恢復常壓，吸盤5不再吸附鑲 件，控制電路2通過控制閥門3控制真空發(fā)生器4的開啟或關閉，從而調(diào)節(jié) 吸盤5與鑲件之間的真空度。
如圖1所示，所述用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置還可以包括真空發(fā)生器 4，壓力開關6和吸盤5通過氣路并接到真空發(fā)生器4的真空口，閥門3安 裝在真空發(fā)生器4的近氣口 ，且真空發(fā)生器4的進氣口通過閥門3連接到氣 源8，該氣源8為本領域技術人員所公知的壓縮空氣源；閥門3用于控制真 空發(fā)生器4的開啟或關閉，真空發(fā)生器4用于抽取真空而使吸盤5吸附鑲件， 控制電路2通過控制閥門3控制真空發(fā)生器4的開啟或關閉，從而控制吸盤 5與鑲件之間的真空度。
當接收到頂針頂出確認信號時，控制電路2控制閥門開啟以提高吸盤與 鑲件之間的真空度，即使真空發(fā)生器4開啟來使吸盤5吸附鑲件，壓力開關 6的氣路與吸盤5的氣路相同，可以實時檢測吸盤5吸附鑲件所達到的真空 度，當真空度達到設定值時，發(fā)出鑲件到位信號到控制電路2。當接收到鑲 件到位信號時，控制電路2允許閉模信號輸出到注塑機7的CPU，此時注塑 機7開始執(zhí)行閉模過程，若鑲件在閉模過程中脫落或移位，吸盤5都會漏氣， 壓力開關6檢測的真空度達不到設定值，壓力開關6不能發(fā)出鑲件到位信號，則控制電路2不能繼續(xù)接收到鑲件到位信號而禁止接收到的閉模信號輸出到
注塑機7的CPU，則注塑機7停止閉模過程。
控制電路2還用于在接收到模全閉確認信號時，控制閥門3關斷從而關 閉真空發(fā)生器4，真空發(fā)生器4不工作，吸盤5不再吸附鑲件，而此時模已 完全閉合，吸盤5正好并不需要再繼續(xù)吸附鑲件，可以節(jié)約氣源。
吸盤5安置在注塑模具模仁上，用于吸附鑲件，在鑲件上需要有吸盤5 可以吸附的位置，可以根據(jù)鑲件大小選擇不同大小的吸盤5，通常吸盤5直 徑小于鑲件非封膠位置的最小寬度。同時，要求注塑模具有氣路和吸盤5安 裝的位置，在注塑模具上要加工工藝孔， 一般工藝孔直徑=吸盤5直徑+5~6 毫米，該工藝孔用于安裝吸盤5，另外，吸盤5的長度=工藝孔深度+0.1~0.4 毫米，以便于吸盤5吸抓鑲件。需要說明的是，要使用本發(fā)明提供的用于模 內(nèi)鑲件注塑的保護裝置1要求在鑲件上有可吸附位置且注塑模具上有可加工 工藝孔的位置。
真空發(fā)生器4可以采用本領域技術人員所公知的任何真空發(fā)生器，如型 號為ZU05S的直管型真空發(fā)生器；閥門3可以采用任何電磁閥，如型號為 SY313-5LZD-C6的3通先導式電磁閥。閥門3打開可以使氣源8和真空發(fā) 生器4氣路相通，真空發(fā)生器4吸氣，閥門3關閉則真空發(fā)生器4不工作。 壓力開關6可以使用高精度數(shù)字式壓力開關，如型號為ZSE40F-01-22L的壓 力開關，其氣路和吸盤5的氣路并接于真空發(fā)生器4，壓力開關6檢測到的 真空度與吸盤5吸附鑲件所形成的真空度相同，在本發(fā)明中所提及的真空度 可以采用相對真空度來衡量以方便儀器測量，即用被測氣體的壓力與當?shù)卮?氣壓的差值來表示，吸盤5未吸附時，吸盤5與鑲件之間的氣體的壓力與當 地大氣壓力相同，則此時相對真空度為0，吸附時吸盤5與鑲件之間的相對 真空度提高，其值為負值，通常壓力開關的壓力分辨率為0.1Kpa，故可設定 當檢測到的相對真空度達到-0.2Kpa時，認為鑲件到位，但為了使吸盤5對
8鑲件的吸附達到一定的吸附力來保護鑲件，通?？梢栽跈z測到相對真空度達
到-5Kpa時，壓力開關6發(fā)出鑲件到位信號到控制電路2。吸盤5與真空發(fā)生器4之間、壓力開關6與真空發(fā)生器4之間通過氣管和氣管快速接頭相連接。
控制電路2接收的頂針頂出確認信號、閉模信號、模全閉確認信號均來自注塑機7的CPU，如本領域技術人員所公知，頂針頂出確認信號表征頂針已完全頂出，上一注塑過程結束，可以開始下一周期的注塑過程。模全閉確認信號表征模己完全閉合。注塑機7根據(jù)閉模信號是否通路，即注塑機7的CPU發(fā)出的閉模信號能否再傳輸?shù)阶⑺軝C7的CPU，來執(zhí)行或不執(zhí)行閉模過程，如本領域技術人員所公知，在現(xiàn)有技術中閉模信號由頂針保護開關Sl來控制該閉模信號是否通路，即控制注塑機7的CPU發(fā)出的閉模信號能否再傳輸?shù)阶⑺軝C7的CPU，頂針保護開關S1起到保護頂針的作用，當頂針頂出時，頂針頂出開關斷開，不能閉模，當頂針退回位時，頂針保護開關Sl閉合。在本發(fā)明中，閉模信號也經(jīng)由頂針保護開關S1通過控制電路2再到達注塑機7的CPU，除了頂針保護開關Sl夕卜，控制電路2控制閉模信號是否通路，即控制其接收到的來自注塑機7的CPU的閉模信號能否再到達注塑機7的CPU，閉模信號到達注塑機7的CPU時，則注塑機7可以執(zhí)行閉模過程，若閉模信號不能到達注塑機7的CPU，則注塑機7不執(zhí)行閉模過程。
可以使用本領域技術人員所公知的方式來實現(xiàn)控制電路2，其一種實施方式如圖2所示，該控制電路2包括NPN型晶體管Q3，其基極通過一電阻接收模全閉確認信號，其射極通過一電阻連接道晶閘管T1的陽極；PNP型晶體管Ql，其基極通過電阻接收頂針頂出確認信號，其射極通過二極管連接電源，集電極通過電阻連接到晶閘管Tl的柵極；NPN型晶體管Q4，其基極通過穩(wěn)壓二極管連接到晶閘管T1的陰極，射極接地，集電極通過閥門
93的線圈Rl連接到電源；PNP型晶體管Q2，其基極通過電阻連接壓力開關6信號，其射極通過二極管連接電源，其集電極經(jīng)電阻、穩(wěn)壓二極管后與晶體管Q4的集電極經(jīng)電阻、穩(wěn)壓管后并接到晶體管Q5的基極；晶體管Q5，射極接地，其集電極通過繼電器K1的線圈連接到電源；注塑機7的CPU通過繼電器Kl的開關來接收閉模信號；繼電器Kl可以選擇D型常閉繼電器，在不得電時，繼電器開關是常閉的，得電時，繼電器開關斷開。
在描述本實施方式的控制電路2的工作原理前，首先需要說明的是，注塑機7的CPU給出的模全閉確認信號和頂針頂出確認信號根據(jù)不同的注塑機而有所不同，本實施方式中模全閉確認信號和頂針頂出確認信號均為低電平有效，而壓力開關6在壓力達到設定值時，發(fā)出的壓力開關6信號為高電平有效。
下面說明本實施方式的控制電路2的工作原理(1)從開模時到接收到模全閉確認信號前，控制電路2的Q3基極輸入為高電平，Q3導通，24V電壓經(jīng)晶體管Q3和電阻到達T1的陽極；當注塑機7發(fā)出頂針確認信號時，Ql導通，24V電壓經(jīng)由Q1和電阻到達T1的柵極，則T1導通，Q4的基極輸入為高電平，則Q4導通，電磁閥線圈R1得電而打開電磁閥控制真空發(fā)生器4開始吸氣；
(a) 當吸盤5吸到鑲件時，壓力開關6感應到的壓力增大，當達到設定值(如-5Kpa)時，壓力開關6發(fā)出鑲件到位信號(高電平)到Q2的基極，而使Q2截止，Q2集電極提供給Q5基極的電平為低電平，同時由于Q4導通，其集電極提供給Q5基極的電平為低電平，兩路并接于Q5基極的電路均提供低電平，故Q5截止，繼電器K1的線圈不得電，繼電器K1的開關保持閉合，故閉模信號經(jīng)頂針保護開關Sl和繼電器Kl的開關到達注塑機7的CPU，注塑機7開始執(zhí)行閉模過程；
(b) 若鑲件未放到位、閉模過程中脫落或移位，吸盤5都會漏氣，壓力開關6感應的壓力達不到設定值(如-5Kpa)，壓力開關6不發(fā)出鑲件到位信號，則Q2的基極為低電平，Q2截止，Q2集電極提供到Q5基極的電平為高電平，則Q5導通，繼電器K1的線圈得電，繼電器K1的開關斷開，注塑機7的CPU得不到閉模信號而使注塑機7停止閉模。
(2)若控制電路2接收到模全閉確認信號(低電平)，Q3截止，Tl截止，Q4也截止，閥門3的線圈R1不得電而關閉真空發(fā)生器4，節(jié)約氣源8，由于Q4截止，24V電壓經(jīng)由閥門3的線圈R1、電阻、二極管道道Q5的基極，使Q5導通，繼電器K1的線圈得電，繼電器K1的開關斷開，注塑機7的CPU得不到閉模信號。到開模時再從(1)開始重復上述過程。
本發(fā)明還提供一種用于模內(nèi)鑲件注塑的保護方法，該方法包括根據(jù)頂針是否完全頂出，調(diào)節(jié)吸附鑲件的吸盤5與鑲件之間的真空度；實時檢測鑲件與吸盤5之間的真空度；根據(jù)該真空度判斷鑲件是否到位；根據(jù)鑲件是否到位，控制閉模信號是否輸出，即若鑲件到位，則注塑機執(zhí)行閉模過程，若鑲件不到位，則注塑機不執(zhí)行閉模過程。
當頂針完全頂出時，抽取吸盤5與鑲件之間的空氣，提高吸盤5與鑲件之間的真空度，即使吸盤吸附鑲件，當吸盤5吸附鑲件所形成的相對真空度達到設定值，如-5Kpa時，判斷鑲件到位，注塑機7可以執(zhí)行閉模過程，若在閉模過程中，鑲件脫落或移位，吸盤5都會漏氣，真空度達不到設定值，判斷鑲件不到位，而使注塑機7停止閉模過程。
本發(fā)明提供的用于模內(nèi)鑲件注塑的保護方法還包括當模完全閉合時，降低吸盤與鑲件之間的真空度，如使用真空發(fā)生器4來提高吸盤5與鑲件之間的真空度時，當模完全閉合時可以使真空發(fā)生器4不工作，而使吸盤5與鑲件之間的氣壓與當?shù)貧鈮合嗤?，吸盤與鑲件之間的相對真空度為0Kpa，此時模己完全閉合，吸盤不必再繼續(xù)吸附鑲件，可以節(jié)約氣源。到注塑完成執(zhí)行開模及頂針完全頂出后，可以重復上述方法執(zhí)行下一注塑周期。
ii
權利要求
1、一種用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置，其中，該裝置包括吸盤(5)、真空度調(diào)節(jié)裝置(10)、壓力開關(6)和控制電路(2)，吸盤(5)和壓力開關(6)通過氣路并接到真空度調(diào)節(jié)裝置(10)，壓力開關(6)的信號輸出端電連接到控制電路(2)的輸入端，控制電路(2)的輸出端與真空度調(diào)節(jié)裝置(10)的控制端電連接；所述吸盤(5)用于吸附鑲件，真空度調(diào)節(jié)裝置(10)用于調(diào)節(jié)吸盤(5)與鑲件之間的真空度，壓力開關(6)用于實時檢測吸盤(5)與鑲件之間的真空度，并根據(jù)該真空度，通過壓力開關(6)的信號輸出端輸出鑲件到位信號到控制電路(2)，控制電路(2)用于接收頂針頂出確認信號、閉模信號和鑲件到位信號，并根據(jù)頂針頂出確認信號來通過控制真空度調(diào)節(jié)裝置(10)調(diào)節(jié)吸盤(5)與鑲件之間的真空度，以及根據(jù)鑲件到位信號來控制閉模信號是否從該控制電路(2)中輸出。
2、 根據(jù)權利要求l所述的保護裝置，其中，所述真空度調(diào)節(jié)裝置(10) 包括真空發(fā)生器(4)和閥門(3)，所述閥門(3)的控制端與控制電路(2) 的輸出端電連接，壓力開關(6)和吸盤(5)通過氣路并接到真空發(fā)生器(4) 的真空口，閥門(3)安裝在真空發(fā)生器(4)的進氣口，控制電路(2)通 過控制閥門(3)控制真空發(fā)生器(4)的開啟或關閉，從而調(diào)節(jié)吸盤(5) 與鑲件之間的真空度。
3、 根據(jù)權利要求2所述的保護裝置，其中，當接收到頂針頂出確認信 號時，控制電路(2)控制閥門(3)開啟，以提高吸盤(5)與鑲件之間的 真空度。
4、 根據(jù)權利要求2或3所述的保護裝置，其中，控制電路(2)還用于接收模全閉確認信號，當接收到模全閉確認信號時，控制閥門(3)關閉。
5、 根據(jù)權利要求1-3中任一項權利要求所述的保護裝置，其中，當壓 力開關(6)檢測到的相對真空度達到-5Kpa時，所述壓力開關(6)輸出鑲 件到位信號。
6、 一種用于模內(nèi)鑲件注塑的保護方法，其中，該方法包括 根據(jù)頂針是否完全頂出，控制用于吸附鑲件的吸盤(5)與鑲件之間的真空度；實時檢測鑲件與吸盤之間的真空度； 根據(jù)該真空度判斷鑲件是否到位； 根據(jù)鑲件是否到位，控制閉模信號是否輸出。
7、 根據(jù)權利要求6所述的保護方法，其中，當頂針完全頂出時，提高 吸盤(5)與鑲件之間的真空度。
8、 根據(jù)權利要求6或7所述的保護方法，其中，該方法還包括當模 完全閉合時，降低吸盤(5)與鑲件之間的真空度。
9、 根據(jù)權利要求8所述的保護方法，其中，當吸盤與鑲件之間的相對 真空度達到-5Kpa時，則判斷鑲件到位，否則判斷鑲件不到位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置和方法，其中，該裝置包括吸盤、真空度調(diào)節(jié)裝置、壓力開關和控制電路，吸盤用于吸附鑲件，真空度調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)吸盤與鑲件之間的真空度，壓力開關用于檢測吸盤與鑲件之間的真空度，并根據(jù)該真空度輸出鑲件到位信號到控制電路，控制電路用于接收頂針頂出確認信號、閉模信號和鑲件到位信號，并根據(jù)頂針頂出確認信號來通過控制真空度調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)吸盤與鑲件之間的真空度，并根據(jù)鑲件到位信號來控制閉模信號是否輸出。本發(fā)明提供的用于模內(nèi)鑲件注塑的保護裝置和方法，由于根據(jù)從注塑機接收的信號來使吸盤吸附鑲件，并在判斷鑲件到位時才使注塑機執(zhí)行閉模過程，該方法和裝置具有成本低、受干擾小、穩(wěn)定性高的優(yōu)點。
文檔編號B29C45/84GK101468514SQ20071030148
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權日2007年12月27日
發(fā)明者張潤彬, 楊澤良, 王俊魁 申請人:比亞迪股份有限公司