用于检测致动器活塞位置的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及注射成型系统中用于驱动阀销的致动器活塞，更特别地，涉及利用磁场检测器检测活塞位置的系统和方法。
【背景技术】
[0002]注射成型系统已发展为具有流量控制机构(例如控制器)，该流量控制机构用于在注射周期的过程中控制阀销的移动和/或移动速率，使阀销移动至某个或选定的位置，和/或在注射周期的过程中控制阀销的移动速率。在一个实施例中，阀销运动受到控制，以提高或降低流体材料的流量，从而对应注射周期的流体流量的预定配置。传感器通常用于检测流体材料或装置的情况(例如阀销位置)，并将检测到的情况的指示信号发送至包含于控制器中的程序，控制器将信号作为变量输入，以根据预定配置控制阀销的运动。
【发明内容】
[0003]本发明涉及一种用于检测注射成型系统中设置于致动器内的活塞的位置的装置和方法。现有技术中是采用线性差动变压器(LVDT)检测磁场，其中，从活塞一端延伸出的杆具有铁磁芯，铁磁芯在一管内滑动，所述管具有变压器线圈，与此不同，本发明是利用检测磁场的元件新的结构和组成设置，并提供更稳定可靠的测量，以及元件更紧凑的设置。
[0004]根据本发明，致动器外壳包括主体部分，其基本由非磁性和/或透磁材料制成。主体部分能够使嵌于活塞中的磁性构件所产生的磁场进行传输，以便非磁性或透磁主体部分的孔内的活塞轴向运动能够被连接于主体部分的外表面上的磁场检测器检测到。在一个实施例中，磁场检测器为霍尔效应传感器。传感器可包括霍尔效应电路的一部分，安装于致动器外壳外部，用于检测设置于活塞中的磁性构件所产生的磁通密度的变化。当活塞移动时，检测器测量磁通密度的变化，并产生变化的输出电压。输出电压可通过例如霍尔效应电路进行处理，例如放大和/或转换成输出电流。磁通密度可在活塞行程的底部、中部或顶部处最高，取决于检测器相对于活塞行程放置于何处和活塞中嵌入的磁性构件(磁体)的位置。霍尔效应传感器的输出信号然后可用于，例如，闭环控制应用或开环状态报告(监控)应用。
[0005]根据本发明的一个实施例，提供有一种用于检测注射成型系统中驱动阀销的致动器活塞的位置的装置，所述装置包括:
[0006]致动器外壳,具有主体部分,包围一轴向孔，由非磁性和/或透磁材料制成；
[0007]活塞，能够在轴向孔内移动以用于驱动阀销，活塞包括磁性构件，磁性构件产生磁场，这样，活塞在孔中的轴向运动根据活塞相对于检测位置的位置改变磁场；
[0008]磁场检测器，在检测位置处连接到主体部分的外表面上，用于检测与活塞位置相关的磁场和产生由活塞位置决定的输出信号。
[0009]在另一个实施例中，所述装置包括电子控制器，所述电子控制器用于处理表示输出信号的值，以产生控制信号控制活塞位置。
[0010]在另一个实施例中，电子控制器包括用户界面，所述用户界面用于接收调整控制信号的用户输入，控制活塞位置。
[0011]在另一个实施例中，用户界面包括用于一个或多个运行模式的操作员命令，包括自校准、阀销位置的连续监控、打开或关闭时阀销位置的离散确定。
[0012]在另一个实施例中，在自校准模式中，活塞通过外部控制致动，电子控制器将输出信号转换成位置单元。
[0013]在另一个实施例中，电子控制器从检测器接收模拟信号，用于连续监控阀销位置。
[0014]在另一个实施例中，电子控制器包括采样器组件，用于以选定的采样率对输出信号进行采样。
[0015]在另一个实施例中，电子监控器处理表示用于监控活塞位置的输出信号的值。
[0016]在另一个实施例中，阀销由活塞相对于浇口驱动至多个位置。
[0017]在另一个实施例中，阀销可相对于浇口在打开位置和关闭位置之间定位。
[0018]在另一个实施例中，检测器包括霍尔效应传感器。
[0019]在另一个实施例中，检测器包括霍尔效应电路，所述霍尔效应电路包括霍尔效应传感器，以及，功率调节器、信号放大器、电流转换器和信号驱动器中的一个或多个。
[0020]在另一个实施例中，霍尔效应传感器产生电压输出，所述电压输出与磁性构件相对于传感器的位移成比例。
[0021]在另一个实施例中，电压输出被霍尔效应电路放大并转换为电流信号。
[0022]在另一个实施例中，电流信号从霍尔效应电路的输出端口传输至电子控制器的输入端口，电子控制器基于电流信号产生控制信号，以控制活塞位置。
[0023]在另一个实施例中，所述装置包括显示屏，用于查看阀销位置的指示器。
[0024]在另一个实施例中，显示屏包括一个或多个灯；LED ;阀销位置-时间图象；和阀销打开和阀销关闭的指示器。
[0025]在另一个实施例中，致动器外壳具有与轴向孔对齐的侧壁，检测器安装在侧壁上。
[0026]在另一个实施例中，轴向孔在致动器外壳的两端之间延伸，检测器安装在其中一个端部上。
[0027]在另一个实施例中，磁性构件位于活塞中的孔中。
[0028]在另一个实施例中，活塞具有加大的活塞头，磁性构件位于活塞头中。
[0029]在另一个实施例中，致动器外壳位于歧管板上。
[0030]在另一个实施例中，致动器外壳位于顶夹板上。
[0031]根据本发明的另一个实施例，在注射成型系统中，提供有一种用于检测设置于致动器汽缸内的活塞的位置的装置，所述致动器汽缸包括具有内表面的壁，所述内表面包围并限定了一孔，在所述孔内，活塞适于移动至包含于所述孔内在上游位置和下游位置之间延伸的多个行程位置，致动器汽缸的壁具有外表面和在内表面和外表面之间延伸的主体，所述装置包括:
[0032]磁性构件，具有磁场，磁性构件安装至活塞上，与活塞一起在上游位置和下游位置之间运动，
[0033]其中，活塞运动将磁场修改至改进的程度或质量，所述改进的程度或质量取决于活塞相对于检测位置的行程位置；
[0034]汽缸的主体基本为非磁性的和/或透磁的；
[0035]磁场检测器，在检测位置处安装至汽缸的外表面，其中，汽缸的主体设置于检测位置和磁性构件之间，
[0036]检测位置设置于一位置处，在该位置处，磁性构件的磁场在活塞的上游位置和下游位置之间的所有行程位置处都能够被磁场检测器检测到，
[0037]磁场检测器检测磁场修改的程度或质量，并基于所检测到的磁场的修改程度和质量，产生每个行程位置所特有的信号，
[0038]接收磁场检测器产生的信号的处理器，所述处理器利用接收的信号确定活塞的行程位置。
[0039]在另一个实施例中，处理器包括触发信号，所述触发信号可用于提供控制驱动机构的指令，所述驱动机构驱动活塞，所述指令包括一算法，所述算法利用已确定的活塞行程位置指示驱动机构在注射周期期间以预定的方式驱动活塞。
[0040]在另一个实施例中，处理器包括触发信号，所述触发信号可用于提供命令驱动机构驱动活塞的指令，这样，活塞就以第一行进速度从浇口关闭的位置至中间上游行进位置连续地向上游行进，并且活塞以大于第一行进速度的第二行进速度从中间行进位置至预定的上游位置连续地向上游行进。
[0041]根据本发明的另一个实施例，提供有一种确定设置于致动器汽缸内的活塞的位置的方法，所述致动器汽缸包括具有内表面的壁，所述内表面包围并限定了一孔，在所述孔内，活塞适于移动至包含于所述孔内在上游位置和下游位置之间延伸的多个行程位置，致动器汽缸的壁具有外表面和在内表面和外表面之间延伸的主体，所述方法包括:
[0042]采用基本为非磁性和/或透磁材料形成汽缸的主体；
[0043]将产生磁场的构件安装至活塞上；
[0044]将活塞与磁场产生构件一起在孔内驱动至一个或多个行程位置；
[0045]在选定的检测位置处将磁场检测器安装至汽缸的外表面上，以