专利名称：注塑机安全门电磁监控组合开关的制作方法
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磁监控组合开关。
技术背景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。
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2003年08月12日申请的，申请号为03142173.3《用于注塑机安全门的电子报警开关》，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。
本申请人又于2004年4月4日申请了申请号为200410017571.2《注塑机安全门电子监控组合开关》发明专利，在实施该发明专利的过程中，认识到原来的设计对组合开关的部件两只监控开关和一只终端控制盒，其寿命的一致性没有考虑好，监控开关内主要是三个成熟的常规磁感应电子放大电路，其元件都是过关的成熟产品，故监控开关的寿命理论上是无限的，至少在亿次级，而终端控制盒内的小继电器的机械寿命仅1千万次，虽然实际上小型继电器的机械寿命可达3至5千万次，但制造厂只认可1千万次，注塑机每开一模，继电器工作2次，因此实际上是500万模，当初曾有考虑，故配有备用继电器，但作为一个组合开关，两个主要部件之间寿命差如此悬殊、采用设置备用继电器，用户是不能接受的，因此进行了新的设计，用两个磁抑制电路替代继电器实施对误触发信号的拦截功能。经这样改进的终端控制盒的寿命与监控开关同步。
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，提供寿命长、可靠性好的注塑机安全门电磁监控组合开关，其利用磁感应原理及常规电子电路进行组合、排列，用两个磁抑制电路实施对误触发信号的拦截功能，实时监控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磁监控组合开关，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并由霍尔磁感应开关电路组成的甲、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，所述的霍尔磁感应开关电路包含有间距、感应面与底面平行、直线排列设置的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；采取的技术措施包括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接地①端、触发信号输出②端、触发信号输入③端、安检及误触发保护信号输入④端、以及负电源⑤端的控制电路；其安检及误触发保护信号输入④端与甲和乙监控开关中的安检及误触发保护信号输出④端相连接，其触发信号输入③端则连接乙监控开关的触发信号输出③端，而其触发信号输出②端则连接受控设备，负电源⑤端则连接乙监控开关的负电源，并且所述的控制电路包括均为磁抑制电路的D、E两个霍尔磁感应开关电路，以及音量可调电阻R9、安检指示发光管L2、输入信号指示发光管L1、E电路输出指示发光管L3、D电路输出指示发光管L4、蜂鸣器B1、拦截功能检测按纽S1。
具体的技术措施还包括终端控制盒接地①端正电源经防接反二极管D2连接稳压管零位点的1脚，稳压管的3脚接所述的D、E两个霍尔磁感应开关电路，D、E两个电路的霍尔集成块的感应面并排面对励磁电磁铁的磁力方向；触发信号输入③端第一路经发光二极管L1、减压电阻R10接零，另一路给E电路提供负电源并延伸连接稳压管的2脚；安检及误触发保护信号输入④端经励磁电磁铁线圈后分三路，第一路经发光二极管L2、减压电阻R11接零，第二路经可变电阻R9、蜂鸣器B1接零，第三路经泄放电阻R8接零；负电源⑤端经二极管D5接E电路中三极管N7的发射极，三极管N7的集电极的输出为三极管N6发射极提供负电源，同时经发光二极管L3、减压电阻R12接零；另有触发信号输出②端与D电路的三极管N6的集电极之间串接隔离二极管D3和短路保护电阻R4，N6三极管的集电极经L4发光二极管、减压电阻R13接零；触发信号输入③端与安检及误触发信号输入④端之间串接二极管D6和拦截功能检测按纽S1；触发信号输出②端与触发信号输入③端之间跨接二极管D4，把受控设备上产生的误触发信号由D4倒输到触发信号输入③端，并触发声光报警。
与现有技术相比，本实用新型的控制电路采用均为磁抑制电路的D、E两个霍尔磁感应开关电路，Inductor Iron是励磁电磁铁，以及音量可调电阻R9、安检指示发光管L2、输入信号指示发光管L1、E电路输出指示发光管L3、D电路输出指示发光管L4、蜂鸣器B1、拦截功能检测按纽S1。两只监控开关和一只终端控制盒，使用均为常规磁感应电子放大电路，其元件都是过关的成熟产品，故注塑机安全门电磁监控组合开关的寿命理论上是无限的，至少在亿次级。其利用磁感应原理及常规电子电路进行组合、排列，用两个磁抑制电路替代继电器实施对误触发信号的拦截功能，实时监控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。
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，注塑机安全门电磁监控组合开关，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、感应面与底面平行、直线排列设置的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，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接地①端、触发信号输出②端、触发信号输入③端、安检及误触发保护信号输入④端、以及负电源⑤端的控制电路；其安检及误触发保护信号输入④端与甲和乙监控开关中的安检及误触发保护信号输出④端相连接，其触发信号输入③端则连接乙监控开关的触发信号输出③端，而其触发信号输出②端则连接受控设备，负电源⑤端则连接乙监控开关的负电源，图3是终端控制盒的电路图，并且所述的控制电路包括均为磁抑制电路的D、E两个霍尔磁感应开关电路(分别简称D、E电路)，Inductor Iron是励磁电磁铁，以及音量可调电阻R9、安检指示发光管L2、输入信号指示发光管L1、E电路输出指示发光管L3、D电路输出指示发光管L4、蜂鸣器B1、拦截功能检测按纽S1。
具体地说，终端控制盒接地①端正电源经防接反二极管D2连接稳压管零位点的1脚，稳压管的3脚接所述的D、E两个霍尔磁感应开关电路，D、E两个电路的霍尔集成块的感应面并排面对励磁电磁铁的磁力方向；触发信号输入③端第一路经发光二极管L1、减压电阻R10接零，另一路给E电路提供负电源并延伸连接稳压管的2脚；安检及误触发保护信号输入④端经励磁电磁铁线圈后分三路，第一路经发光二极管L2、减压电阻R11接零，第二路经可变电阻R9、蜂鸣器B1接零，第三路经泄放电阻R8接零；负电源⑤端经二极管D5接E电路中三极管N7的发射极，三极管N7的集电极的输出为三极管N6发射极提供负电源，同时经发光二极管L3、减压电阻R12接零；另有触发信号输出②端与D电路的三极管N6的集电极之间串接隔离二极管D3和短路保护电阻R4，N6三极管的集电极经L4发光二极管、减压电阻R13接零；触发信号输入③端与安检及误触发信号输入④端之间串接二极管D6和拦截功能检测按纽S1；触发信号输出②端与触发信号输入③端之间跨接二极管D4，把受控设备上产生的误触发信号由D4倒输到触发信号输入③端，并触发声光报警。
本实用新型的工作原理a、当B电路有输出信号，D、E电路被Inductor Iron励磁电磁铁产生的磁抑制，任何信号都不能经D、E电路输到受控设备，当B电路被抑制、无输出信号时，D、E电路才开通，受控设备才能接受到信号，这就保证在安全门开的情况下(B电路未受抑制时)即使有误触发信号，这个误触发信号同时就会立刻触发B电路输出误触发保护信号，D、E电路被抑制，误触发信号被拦截。
b、B电路的输出信号对励磁铁Inductor Iron励磁后串联蜂鸣器，保证声光的安检回应与励磁功能同步。
c、D、E电路的负电源未接，还要等监控开关的触发信号提供负电源，这也是一重保护。
d、发光管L1指示监控开关的触发信号，发光管L2指示安检、误触发保护信号，L3发光管指示E电路有输出，L4发光管指示D电路有输出。
e、设置S1拦截功能检测按纽，有触发信号时按下按纽，这相当于在安全门开的状态下窜入了误触发信号，该信号即时对Inducto Iron励磁铁励磁，磁力抑制D、E电路实施拦截，应该无输出，所以一按按纽，终端控制盒上的发光管L1照常亮，L2由灭转亮，L3、L4由亮转灭，这样的结果说明拦截功能处于正常状态，检测只需1秒钟。若L3、L4都还亮说明拦截功能故障。若L3还亮说明E电路故障。
安全保障分析监控组合开关在卧式注塑机上使用时，实际工作的仅为其中的一只监控开关内和终端控制盒内的A、B、C、D、E五个电路。安全保证取决于五个电路之间严谨的安全逻辑关系。电路损坏的状态大抵就是不能输出电能(死机)或者输出不能截止(击穿)两种情况，对安全门来说，A、C、D、E电路发生死机、B电路发生击穿、对安全门来说还是安全的，相反的故障都是不安全的，所以以下安全保障分析中所称“故障”，对A、C、D、E电路均指击穿，对B电路指死机。
a、安全门处在开的状态，没有误触发信号，当然是安全的；即便串线窜入了误触发信号，或是监控组合开关系统自身生成了误触发信号，该误触发信号就会使B电路输出误触发保护信号，该信号随即给电磁铁Inductor Iron励磁，D、E两电路被电磁铁Inductor Iron产生的磁场所抑制，误触发信号就被D、E电路拦截，同时以长鸣报警，安全。
b、拦截功能是监控组合开关安全的可靠保证，但必须B、D、E仨电路不同时故障，否则还存在拦截无效的安全隐患，故在终端控制盒面板上设置一只误触发拦截功能检测按纽，在安全门闭合状态下，按下按纽后，发光管L1保持亮，L2(安检)指示灯由灭转亮，L3、L4(D、E电路输出)由亮转灭，证明拦截功能完好，检测时间只须1秒，进一步的安全保证。若L3、L4都还亮说明拦截功能故障。若L3还亮说明E电路故障。
c、声、光的安检回应保证了B电路死机立即就可发觉，因为蜂鸣器电路串在电磁铁后面，所以，有安检回应基本上就有误触发保护，在A、C两个电路中，若A电路故障，安全门一打开就会报警，C电路的故障，虽然没有A电路故障那样显而易见，还是可查的和感觉到的，当A电路被感应，而尚未感应到C电路，终端控制盒上的L1发光管亮就表明C电路故障。三个电路其中两个电路的故障显而易见，另一个电路又是容易查验的，所以这三个电路同时发生故障而又未被发现的可能性几乎是零，安全。
智能化的进步a、误触发信号的识别误触发信号是由B电路借助安全门所处状态进行识别，并实施放行或拦截。安全门关时，正是需要触发信号去驱动注塑机继续工作程序，B电路处于抑制的“休息”状态，触发信号放行；安全门开时，正是人手或机械手处理模具、制品，B电路处于待命状态，确认任何信号都是误触发信号并实施拦截。
b、建议注塑机工程师从终端控制盒的④号端子(误触发保护信号)连线到注塑机电脑的故障报警点(设置延时2至5秒)，触发报警器报警，这样，在安全门打开的状态下，一旦出现误触发信号，监控组合开关报警后，注塑机的警报器将在2至5秒后也报警，更具双层的安全保障。甚至可以延伸到电脑控制的某个液压的输入点，从油路上进一步保证安全。
c、从终端控制盒②号端子到受控设备这一段已是监控组合开关系统以外的的线路，但如果在这一线路上出现误触发信号，虽然不能控制却还能报警，此时借助电脑的报警系统，报警并仃机。
新终端控制盒的电路图3所示的E电路的N7三极管集电极从端子⑤获取负电源，按接线图图1的接法，负电源来自安全门1监控开关的-24V输出。但是，如果受控设备载荷较大，假如载荷为100mA，那么D、E电路的载荷为100mA，而安全门1监控开关的A、C电路就要负担大约200mA的电流，在这种形况下，E电路的N7三极管集电极可以改从总电源获取负电源，这样，A、C电路的载荷与D、E电路的载荷基本持平，有利于整体电路的长寿命。
权利要求1.注塑机安全门电磁监控组合开关，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并由霍尔磁感应开关电路组成的甲、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，所述的霍尔磁感应开关电路包含有间距、感应面与底面平行、直线排列设置的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；其特征是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接地①端、触发信号输出②端、触发信号输入③端、安检及误触发保护信号输入④端、以及负电源⑤端的控制电路；其安检及误触发保护信号输入④端与甲和乙监控开关中的安检及误触发保护信号输出④端相连接，其触发信号输入③端则连接乙监控开关的触发信号输出③端，而其触发信号输出②端则连接受控设备，负电源⑤端则连接乙监控开关的负电源，并且所述的控制电路包括均为磁抑制电路的D、E两个霍尔磁感应开关电路，以及音量可调电阻R9、安检指示发光管L2、输入信号指示发光管L1、E电路输出指示发光管L3、D电路输出指示发光管L4、蜂鸣器B1、拦截功能检测按纽S1。
2.根据权利要求1所述的注塑机安全门电磁监控组合开关，其特征是所述的终端控制盒接地①端正电源经防接反二极管D2连接稳压管零位点的1脚，稳压管的3脚接所述的D、E两个霍尔磁感应开关电路，D、E两个电路的霍尔集成块的感应面并排面对励磁电磁铁的磁力方向；触发信号输入③端第一路经发光二极管L1、减压电阻R10接零，另一路给E电路提供负电源并延伸连接稳压管的2脚；安检及误触发保护信号输入④端经励磁电磁铁线圈后分三路，第一路经发光二极管L2、减压电阻R11接零，第二路经可变电阻R9、蜂鸣器B1接零，第三路经泄放电阻R8接零；负电源⑤端经二极管D5接E电路中三极管N7的发射极，三极管N7的集电极的输出为三极管N6发射极提供负电源，同时经发光二极管L3、减压电阻R12接零；另有触发信号输出②端与D电路的三极管N6的集电极之间串接隔离二极管D3和短路保护电阻R4，N6三极管的集电极经L4发光二极管、减压电阻R13接零；触发信号输入③端与安检及误触发信号输入④端之间串接二极管D6和拦截功能检测按纽S1；触发信号输出②端与触发信号输入③端之间跨接二极管D4，把受控设备上产生的误触发信号由D4倒输到触发信号输入③端，并触发声光报警。
专利摘要本实用新型公开了注塑机安全门电磁监控组合开关，包括甲、乙感应磁块，及甲、乙监控开关，甲、乙监控开关为霍尔磁感应开关电路，乙监控开关与受控设备之间跨接有终端控制盒；其具有接地①端、触发信号输出②端、触发信号输入③端、安检及误触发保护信号输入④端、以及负电源⑤端的控制电路；该控制电路包括均为磁抑制电路的D、E两个霍尔磁感应开关电路，以及音量可调电阻R9、安检指示发光管L2、输入信号指示发光管L1、E电路输出指示发光管L3、D电路输出指示发光管L4、蜂鸣器B1、拦截功能检测按钮S1。两只监控开关和一只终端控制盒，均使用常规磁感应电子放大电路，其元件都是成熟产品，故组合开关的寿命长、安全可靠性好。
文档编号H03K17/972GK2788454SQ20052010215
公开日2006年6月14日 申请日期2005年5月12日 优先权日2005年5月12日
发明者梅南雄 申请人:梅南雄