专利名称：外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于注塑产品制造技术的感应加热系统，尤其涉及一种应用于注塑模的外置式组合感应加热线圈及其时序控制加热系统及其应用。
背景技术：
为了解决注塑生产中常出现的表面光洁度差、短射及熔接痕等质量问题以及生产具有高流长比、超薄壁和微结构的塑料制品，目前通常采用模腔加热系统。感应加热是模腔快速加热的一种技术。感应加热应用于模腔加热具有很多优点，如加热、冷却时间短，通用性强，可获得较为均匀的模温等。根据感应加热装置不同，应用于模腔加热的感应加热分为外置式和内置式两种。对于内置式感应加热，模具结构比较复杂，设计制造难度大、适应性差。而对于外置式感应加热，目前应用于外置式感应加热的线圈都是根据模具型腔量身定做，线圈通用性不强，也不具备对线圈加热范围的局部温度可控。这些都造成了生产上的诸 多不便，限制了感应加热的使用。根据对现有技术的检索，发现一种分布式感应加热系统，执行一加热方法以快速加热成形模具的温度至工作温度。此系统通过电力供应装置产生总工作电流，使若干个感应加热线圈平均地接收总工作电流，于成形模具上产生涡电流以加热成形模具。各感应加热线圈被一断路控制装置切换，而可个别地切断或导通与电力供应装置的连接。因此，于成形模具的局部区域温度到达工作温度之后，对应的感应加热线圈可先被关闭，且其消耗的电流平均地被分配至其它感应加热线圈，进而缩短成形模具完全加热至工作温度所需要的时间。见中国专利文献号CN 200810235017. X。这种感应加热系统的是各个线圈同时加热，只有到达设定温度之后才被单独关闭，单元线圈之间磁场相互干扰，热效率损耗较大。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统。本发明采用如下技术方案一种外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，主要用于模腔快速加热和局部加热，其特征在于，由一组外置式组合感应加热线圈相控阵、一组逆变器、继电器及时序控制系统组成，所述时序控制系统与所述继电器相连，所述继电器与所述一组逆变器相连，所述一组逆变器与一组外置式组合感应加热线圈相控阵相连，此外置式组合感应加热线圈的结构参见发明专利申请号CN201110238125. 4，申请公布号CN 102358016A,申请公布日2012. 02. 22。。所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，其特征在于，所述一组逆变器由多个逆变器并联而成，其中每个逆变器的一端连接到所述继电器上，另一端连接到与之对应的所述一组外置式组合感应加热线圈相控阵中单个感应线圈单元上。
所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，其特征在于，所述继电器有多个动合触点。所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，其特征在于，所述时序控制系统由单片机及按键板组成，所述按键板连接到所述单片机上。所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，其特征在于，所述按键板包括7个按键总开启按键、停止按键、线圈循环顺序加热按键、线圈(21)单独开启按键、线圈(22)单独开启按键、线圈(23)单独开启按键、线圈(24)单独开启按键。所述外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，在其时序控制系统的控制下，所述外置式组合感应加热线圈相控阵中线圈单元按照程序及程序设定的功率、频率和时间依次进行或以其它方式进行通电/断电，用于膜腔的整体加热；或者通过程序控制，使所述外置式组合感应加热线圈相控阵中单个或多个感应线圈单元按照程序及程序设定的功率、频率和时间进行通电/断电，以实现模腔的局部加热。
所述组合感应加热线圈相控阵,各个感应线圈单元独立可控,功率、频率、电流、时间可调；各个感应线圈单元在某一时刻可以仅有一个感应线圈单元中存在交变电流或者同时有指定的数个感应线圈存在交变电流；所述时序控制系统，在所述单片机山预置控制各加热模态的程序，由按键盘来实现各加热模态的切换；所述继电器有多个动合触点可控，以实现对应多个感应线圈单元的供电可控。所述加热模态包括感应加热线圈相控阵整体的顺序通电/断电和各个感应线圈的单独通电/断电；通过程序控制继电器各触点的闭合与断开，从而控制各个逆变器的开关以实现各个感应线圈的交替供电或单独供电；通过程序同样可以实现各个感应线圈间通电/断电的间隔时间可控。所述外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，包括如下步骤(I)按下按键板上的总开启按键；(2)如果要使各个线圈循环交替供电以加热整体，则按下线圈循环顺序加热按键；如果要加热模具局部，则根据加热部位确定需要开启的线圈，并按下相应线圈的按键即可；(3)加热完毕后按下停止按键，将设备关闭。所述外置式组合感应加热线圈相控阵采用2X2线圈组时，此处为阐述方便以2X2进行说明，使用中并不限于2X2的线圈矩阵，所述循环顺序加热程序步骤如下I)按下总启动按键；2)按下循环顺序加热按键；3)第一动合触点接通，线圈(21)通电，对模具进行加热；4)延时零点几秒后，第一动合触点断开线圈(21)断电同时闭合第二动合触点以使线圈(22)通电；5)延时零点几秒后，第二动合触点断开线圈(22)断电同时闭合第三动合触点以使线圈(23)通电；6)延时零点几秒后，第三动合触点断开线圈(23)断电同时闭合第四动合触点以使线圈(24)通电；
7)延时零点几秒后，第四动合触点断开线圈(24)断电同时闭合第一动合触点以使线圈(21)通电；8)然后如此循环直至停止按键按下。一种外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统由一种外置式组合感应加热线圈及其时序控制系统组成。所述的外置式组合感应加热线圈由线圈整体框架和若干个通过对应调节螺栓与之活动连接的感应线圈单元组成(此外置式组合感应加热线圈的结构参见发明专利申请号CN201110238125. 4，申请公布号CN 102358016A,申请公布日2012. 02. 22)，通过调节螺栓可以实现线圈与模腔的良好匹配，很好的解决了线圈通用性差的问题。同时在控制系统控制下，该外置式组合线圈单元矩阵中各个线圈可以按照程序及程序设定的功率、频率和时间进行通电/断电。对于小型矩阵线圈，进行整体加热时通过程序使各个感应线圈单元在某一时刻只有且仅有一个线圈单元中存在交变电流，这样在某一时刻只有一个线圈单元产生磁场，消除了单元线圈磁场间的相互干扰，避免了能耗损失。而从整个加热过程来看，通过控制线圈单元之间闭合的间隔时间，可以使线圈单元看起来整体都在工作，这样就可以有效地提高感应加热速率。而对于大型矩阵线圈，各个感应线圈单 元在某一时刻可以仅有一个线圈单元中存在交变电流，也可以同时有指定的数个线圈通入交变电流。因为对于大型矩阵线圈，同时使相距较远的线圈通电也可以避免磁场件的相互干扰。同时也可以通过程序控制，使相控阵单个或多个线圈单元按照程序及程序设定的功率、频率和时间进行闭合/断开，以实现模腔的局部加热，加大了加热的灵活性。特别适用于注塑模复杂模腔的加热和注塑模模腔的局部加热。本发明的有效效果是能够消除用于注塑的外置式组合感应加热线圈通电后产生的磁场之间的相互影响，从而提高感应加热效率又能保证加热的均匀性。同时还可以单独开关线圈以实现模腔的局部加热，极大的提高了加热的灵活性。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的方法效果作进一步说明，以使本领域的技术人员充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图I是本发明的结构示意图；图2是本发明的工作原理图；图3是本发明在线圈循环顺序加热工况下的工作流程图；图4是本发明的工作流程图。
具体实施例方式在本发明的较佳实施方式中，如图I所示，以2X2组合式感应加热线圈为例，本发明所采用的技术方案主要通过8位单片机(C52)、按键板、继电器、逆变器、2X2组合式线圈来完成。如图2所示，本发明是通过时序控制系统3控制开关I实现组合式感应加热线圈2的电路闭合/断开可控。三相交流电经整流、滤波后得到较平滑的直流电，然后通过继电器来控制是否送电给逆变器以及给逆变器送电的顺序，从而控制线圈电路的开关状态及开关顺序。而对继电器的控制则通过单片机控制按键板来实现，以实现系统的可控编程和自动化。如图3所示，通过单片机控制继电器中4个触点的断合顺序从而控制线圈电路的断合。在按下总开启按钮和循环加热按钮情况下，使第一触点闭合从而开启线圈21，然后延时零点几秒，使第一触点断开以关闭线圈21，同时使第二触点闭合以开启线圈22，如此顺序开启和闭合以完成模腔的整体加热。所述循环顺序加热程序步骤如下I)按下总启动按键；2)按下循环顺序加热按键；3)第一动合触点接通，线圈(21)通电，对模具进行加热；4)延时零点几秒后，第一动合触点断开线圈(21)断电同时闭合第二动合触点以使线圈(22)通电； 5)延时零点几秒后，第二动合触点断开线圈(22)断电同时闭合第三动合触点以使线圈(23)通电；6)延时零点几秒后，第三动合触点断开线圈(23)断电同时闭合第四动合触点以使线圈(24)通电；7)延时零点几秒后，第四动合触点断开线圈(24)断电同时闭合第一动合触点以使线圈(21)通电；8)然后如此循环直至停止按键按下。由于延时时间较短使各个线圈看上去在同时工作，但却又消除了相互间的磁场影响，从而提高了加热效率。如图4所示，本发明的工作流程图包括如下步骤I)按下按键板上的总开启按键；2)如果要使各个线圈循环交替供电以加热整体，则按下线圈循环顺序加热按键；如果要加热模具局部，则根据加热部位确定需要开启的线圈，并按下相应线圈的按键即可；3)加热完毕后按下停止按键，将设备关闭。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求求所确定的保护范围内。
权利要求
1.一种外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，主要用于模腔快速加热和局部加热，其特征在于，由一组外置式组合感应加热线圈相控阵、一组逆变器、继电器及时序控制系统组成，所述时序控制系统与所述继电器相连，所述继电器与所述一组逆变器相连，所述一组逆变器与一组外置式组合感应加热线圈相控阵相连。
2.根据权利要求I所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，其特征在于，所述一组逆变器由多个逆变器并联而成，其中每个逆变器的一端连接到所述继电器上，另一端连接到与之对应的所述一组外置式组合感应加热线圈相控阵中单个感应线圈单元上。
3.根据权利要求I所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，其特征在于，所述继电器有多个动合触点。
4.根据权利要求I所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，其特征在于，所述时序控制系统由单片机及按键板组成，所述按键板连接到所述单片机上。
5.根据权利要求4所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，其特征在于，所述按键板包括7个按键总开启按键、停止按键、线圈循环顺序加热按键、线圈(21)单独开启按键、线圈(22)单独开启按键、线圈(23)单独开启按键、线圈(24)单独开启按键。
6.一种如权利要求I所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统的运用，其特征在于，所述外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，在其时序控制系统的控制下，所述外置式组合感应加热线圈相控阵中线圈单元按照程序及程序设定的功率、频率和时间依次进行或以其它方式进行通电/断电，用于膜腔的整体加热；或者通过程序控制，使所述外置式组合感应加热线圈相控阵中单个或多个感应线圈单元按照程序及程序设定的功率、频率和时间进行通电/断电，以实现模腔的局部加热。
7.根据权利要求6所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统的应用，其特征在于，所述组合感应加热线圈相控阵，各个感应线圈单元独立可控，功率、频率、电流、时间可调；各个感应线圈单元在某一时刻可以仅有一个感应线圈单元中存在交变电流或者同时有指定的数个感应线圈存在交变电流； 所述时序控制系统，在所述单片机中预置控制各加热模态的程序，由按键盘来实现各加热模态的切换； 所述继电器有多个动合触点可控，以实现对应多个感应线圈单元的供电可控。
8.根据权利要求7所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统的应用，其特征在于，所述加热模态包括感应加热线圈相控阵整体的顺序通电/断电和各个感应线圈的单独通电/断电；通过程序控制继电器各触点的闭合与断开，从而控制各个逆变器的开关以实现各个感应线圈的交替供电或单独供电；通过程序同样可以实现各个感应线圈间通电/断电的间隔时间可控。
9.根据权利要求6所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统的应用，其特征在于，所述外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统，包括如下步骤 (1)按下按键板上的总开启按键； (2)如果要使各个线圈循环交替供电以加热整体，则按下线圈循环顺序加热按键；如果要加热模具局部，则根据加热部位确定需要开启的线圈，并按下相应线圈的按键即可； (3)加热完毕后按下停止按键，将设备关闭。
10.根据权利要求9所述的外置式组合感应加热线圈相控阵感应加热系统的应用，其特征在于，所述外置式组合感应加热线圈相控阵采用2X2线圈组时，所述循环顺序加热程序步骤如下 1)按下总启动按键； 2)按下循环顺序加热按键； 3)第一动合触点接通，线圈(21)通电，对模具进行加热； 4)延时零点几秒后，第一动合触点断开线圈(21)断电同时闭合第二动合触点以使线圈(22)通电； 5)延时零点几秒后，第二动合触点断开线圈(22)断电同时闭合第三动合触点以使线圈(23)通电； 6)延时零点几秒后，第三动合触点断开线圈(23)断电同时闭合第四动合触点以使线圈(24)通电； 7)延时零点几秒后，第四动合触点断开线圈(24)断电同时闭合第一动合触点以使线圈(21)通电； 8)然后如此循环直至停止按键按下。
全文摘要
本发明公开了一种注塑产品制造方法领域的用于注塑工艺的一种外置式组合感应加热线圈感应加热系统及其应用。本发明所采用的技术方案主要通过单片机、继电器、逆变器、线圈、按键板来完成。在单片机中预置控制各加热模态的程序，由按键盘来实现各加热模态的切换。通过本发明的控制方案可以使感应线圈按照预置程序顺序或者以其它方式通电/断电以消除线圈之间磁场的相互影响，提高加热效率。同时还可以使线圈按照特定顺序单独或者同时通电/断电以实现模腔的局部温度控制，加大了加热灵活性，特别适用于热塑性或热固性复合材料制成的部件进行注塑或者压塑生产中注塑模复杂模腔的加热和注塑模模腔的局部加热。
文档编号H05B6/06GK102740520SQ20121019687
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者于沪平, 夏松颖, 尹红灵, 申昱, 陈少东 申请人:上海交通大学