专利名称：用于模内镶件注塑的保护装置和方法
技术领域：
本发明涉及注塑模具，更特别地是涉及一种用于模内镶件注塑的保护装 置和方法。
背景技术：
注塑成型是指将树脂加热达到熔融状态后高速、高压注入到具有所需形 状的模具当中，冷却后打开模具得到成型品的方法。随着塑料原材料的性能 不断提高，各行业的零件将以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，使用塑
料模具的比例日趋增大，尤其是模内镶件注塑(IMD)工艺已越来越广泛地 用于电子通信业、家电业等产业中，模内镶件注塑工艺在操作过程中，必须 对镶件的位置进行监测，如放置是否到位、成型过程中是否移位或脱落等， 以防止镶件放置位置不正确或掉落产生压模现象等，及时发现问题，保证注 塑过程的正常进行。
现有技术中实现用于对模内镶件注塑进行监测与保护的装置有红外检 测仪、模内感应器及摄像头检测仪等。
红外检测仪串接顶针回位信号，当植入镶件后，镶件反射红外检测仪发 出的红外光，红外检测仪接收该反射光，当该反射光的光强足够时，红外检 测仪给出信号，与顶针回位信号通路，可以闭模，当检测不到信号，顶针保 护信号报警，这样便可以感应镶件安装是否到位。该装置虽安装方便，成本 较低，但精度低，监测位置有限，且只适合镶件放在定模上的情况，稳定性 差。另一种方式是采用模内感应器与顶针回位信号串接，模内感应器安装在 模仁上，当机械手植入镶件后，模内感应器检测镶件与模仁表面的距离，如 果在设定的距离范围内，则模内感应器给出信号，与顶针回位信号通路，可
4以闭模，否则，发出报警信号，该装置在模具全闭状态下可以实现监测，但 精度太高，机台报警频率太高，且安装位置有限制(需在模仁有安装感应器 空间，镶件上需有空间来接收感应)。再一种方式是使用摄像头检测仪，其 实现的原理为摄像，采点对照前一模以及标准图面，来检测产品是否放置 到位以及产品来料是否正常。该装置可以监测到镶件来料不良(有镶件边缘 多料，如直接合模将直接损害模具)，精度高，但成本也高。
发明内容
本发明针对现有技术中的用于对模内镶件注塑过程的监测及保护的装 置稳定性差、成本高的缺点，提供了一种用于模内镶件注塑的保护装置，该 保护装置具有成本低、可靠性高且稳定性高的优点。
本发明提供的--种用于模内镶件注塑的保护装置，其中，该装置包括吸 盘、真空度调节装置、压力开关和控制电路，吸盘和压力开关通过气路并接 到真空度调节装置，压力开关的信号输出端电连接到控制电路的输入端，控 制电路的输出端与真空度调节装置电连接；所述吸盘用于吸附镶件，真空度 调节装置用于调节吸盘与镶件之间的真空度，压力开关用于实时检测吸盘与 镶件之间的真空度，并根据该真空度通过压力开关的信号输出端输出镶件到 位信号到控制电路，控制电路用于接收顶针顶出确认信号、闭模信号和镶件 到位信号，并根据顶针顶出确认信号来通过控制真空度调节装置来调节吸盘 与镶件之间的真空度，以及根据镶件到位信号来控制闭模信号是否从该控制 电路中输出。
本发明还提供一种注塑模具的安全保护方法，其中，所述方法使用本发 明提供的用于模内镶件注塑的保护装置，该方法包括根据顶针是否完全顶 出，调节用于吸附镶件的吸盘与镶件之间的真空度；实时检测镶件与吸盘之
间的真空度；根据该真空度判断镶件是否到位；根据镶件是否到位，控制闭
5模信号是否输出。
本发明提供的用于模内镶件注塑的保护装置和方法，由于根据来自注塑 机的信号来控制降低吸盘和镶件之间的真空度从而使吸盘吸附镶件，这样就 对镶件起到了固定和保护的作用，并且根据吸盘吸附镶件所达到的真空度来 判断镶件是否到位，且在镶件到位时才通知注塑机可以执行闭模过程，否则 注塑机不能执行闭模过程，该保护装置和方法相比于现有技术中的使用红外 检测仪、感应器和摄像头执行检测和保护的过程，具有成本低、受干扰小、 稳定性高的优点。
图1是根据本发明的用于模内镶件注塑的保护装置的组成框图2是根据本发明的用于模内镶件注塑的保护装置的控制电路的示意
图3是根据本发明的用于模内镶件注塑的保护方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的一种用于模内镶件注塑的保护装置，其中， 该装置包括吸盘5、真空度调节装置IO、压力幵关6和控制电路2，吸盘5 和压力开关6通过气路并接到真空度调节装置10，压力开关6的信号输出端 电连接到控制电路2的输入端，控制电路2的输出端与真空度调节装置10 的控制端电连接；所述吸盘5用于吸附镶件，真空度调节装置IO用于调节 吸盘5与镶件之间的真空度，压力开关6用于实时检测吸盘5与镶件之间的 真空度并根据该真空度通过压力开关6的信号输出端输出镶件到位信号到控 制电路2，控制电路2用于接收顶针顶出确认信号、闭模信号和镶件到位信号，并根据顶针顶出确认信号来通过控制真空度调节装置10来调节吸盘5
与镶件之间的真空度，以及根据镶件到位信号来控制闭模信号是否从该控制 电路中输出。
所述真空度调节装置10可以包括真空发生器4和阀门3，所述阀门3 的控制端与控制电路2的输出端电连接，压力开关6和吸盘5通过气路并接 到真空发生器4的真空口，阀门3安装在真空发生器4的进气口，且真空发 生器4通过阀门3连接到气源8，气源8可以是本领域技术人员所公知的压 缩空气源，阀门3开启则真空发生器4工作使吸盘5吸附镶件，阀门3关闭 则真空发生器不工作则吸盘5和镶件之间慢慢恢复常压，吸盘5不再吸附镶 件，控制电路2通过控制阀门3控制真空发生器4的开启或关闭，从而调节 吸盘5与镶件之间的真空度。
如图1所示，所述用于模内镶件注塑的保护装置还可以包括真空发生器 4，压力开关6和吸盘5通过气路并接到真空发生器4的真空口，阀门3安 装在真空发生器4的近气口 ，且真空发生器4的进气口通过阀门3连接到气 源8，该气源8为本领域技术人员所公知的压縮空气源；阀门3用于控制真 空发生器4的开启或关闭，真空发生器4用于抽取真空而使吸盘5吸附镶件， 控制电路2通过控制阀门3控制真空发生器4的开启或关闭，从而控制吸盘 5与镶件之间的真空度。
当接收到顶针顶出确认信号时，控制电路2控制阀门开启以提高吸盘与 镶件之间的真空度，即使真空发生器4开启来使吸盘5吸附镶件，压力开关 6的气路与吸盘5的气路相同，可以实时检测吸盘5吸附镶件所达到的真空 度，当真空度达到设定值时，发出镶件到位信号到控制电路2。当接收到镶 件到位信号时，控制电路2允许闭模信号输出到注塑机7的CPU，此时注塑 机7开始执行闭模过程，若镶件在闭模过程中脱落或移位，吸盘5都会漏气， 压力开关6检测的真空度达不到设定值，压力开关6不能发出镶件到位信号，则控制电路2不能继续接收到镶件到位信号而禁止接收到的闭模信号输出到
注塑机7的CPU，则注塑机7停止闭模过程。
控制电路2还用于在接收到模全闭确认信号时，控制阀门3关断从而关 闭真空发生器4，真空发生器4不工作，吸盘5不再吸附镶件，而此时模已 完全闭合，吸盘5正好并不需要再继续吸附镶件，可以节约气源。
吸盘5安置在注塑模具模仁上，用于吸附镶件，在镶件上需要有吸盘5 可以吸附的位置，可以根据镶件大小选择不同大小的吸盘5，通常吸盘5直 径小于镶件非封胶位置的最小宽度。同时，要求注塑模具有气路和吸盘5安 装的位置，在注塑模具上要加工工艺孔， 一般工艺孔直径=吸盘5直径+5~6 毫米，该工艺孔用于安装吸盘5，另外，吸盘5的长度=工艺孔深度+0.1~0.4 毫米，以便于吸盘5吸抓镶件。需要说明的是，要使用本发明提供的用于模 内镶件注塑的保护装置1要求在镶件上有可吸附位置且注塑模具上有可加工 工艺孔的位置。
真空发生器4可以采用本领域技术人员所公知的任何真空发生器，如型 号为ZU05S的直管型真空发生器；阀门3可以采用任何电磁阀，如型号为 SY313-5LZD-C6的3通先导式电磁阀。阀门3打开可以使气源8和真空发 生器4气路相通，真空发生器4吸气，阀门3关闭则真空发生器4不工作。 压力开关6可以使用高精度数字式压力开关，如型号为ZSE40F-01-22L的压 力开关，其气路和吸盘5的气路并接于真空发生器4，压力开关6检测到的 真空度与吸盘5吸附镶件所形成的真空度相同，在本发明中所提及的真空度 可以采用相对真空度来衡量以方便仪器测量，即用被测气体的压力与当地大 气压的差值来表示，吸盘5未吸附时，吸盘5与镶件之间的气体的压力与当 地大气压力相同，则此时相对真空度为0，吸附时吸盘5与镶件之间的相对 真空度提高，其值为负值，通常压力开关的压力分辨率为0.1Kpa，故可设定 当检测到的相对真空度达到-0.2Kpa时，认为镶件到位，但为了使吸盘5对
8镶件的吸附达到一定的吸附力来保护镶件，通常可以在检测到相对真空度达
到-5Kpa时，压力开关6发出镶件到位信号到控制电路2。吸盘5与真空发生器4之间、压力开关6与真空发生器4之间通过气管和气管快速接头相连接。
控制电路2接收的顶针顶出确认信号、闭模信号、模全闭确认信号均来自注塑机7的CPU，如本领域技术人员所公知，顶针顶出确认信号表征顶针已完全顶出，上一注塑过程结束，可以开始下一周期的注塑过程。模全闭确认信号表征模己完全闭合。注塑机7根据闭模信号是否通路，即注塑机7的CPU发出的闭模信号能否再传输到注塑机7的CPU，来执行或不执行闭模过程，如本领域技术人员所公知，在现有技术中闭模信号由顶针保护开关Sl来控制该闭模信号是否通路，即控制注塑机7的CPU发出的闭模信号能否再传输到注塑机7的CPU，顶针保护开关S1起到保护顶针的作用，当顶针顶出时，顶针顶出开关断开，不能闭模，当顶针退回位时，顶针保护开关Sl闭合。在本发明中，闭模信号也经由顶针保护开关S1通过控制电路2再到达注塑机7的CPU，除了顶针保护开关Sl夕卜，控制电路2控制闭模信号是否通路，即控制其接收到的来自注塑机7的CPU的闭模信号能否再到达注塑机7的CPU，闭模信号到达注塑机7的CPU时，则注塑机7可以执行闭模过程，若闭模信号不能到达注塑机7的CPU，则注塑机7不执行闭模过程。
可以使用本领域技术人员所公知的方式来实现控制电路2，其一种实施方式如图2所示，该控制电路2包括NPN型晶体管Q3，其基极通过一电阻接收模全闭确认信号，其射极通过一电阻连接道晶闸管T1的阳极；PNP型晶体管Ql，其基极通过电阻接收顶针顶出确认信号，其射极通过二极管连接电源，集电极通过电阻连接到晶闸管Tl的栅极；NPN型晶体管Q4，其基极通过稳压二极管连接到晶闸管T1的阴极，射极接地，集电极通过阀门
93的线圈Rl连接到电源；PNP型晶体管Q2，其基极通过电阻连接压力开关6信号，其射极通过二极管连接电源，其集电极经电阻、稳压二极管后与晶体管Q4的集电极经电阻、稳压管后并接到晶体管Q5的基极；晶体管Q5，射极接地，其集电极通过继电器K1的线圈连接到电源；注塑机7的CPU通过继电器Kl的开关来接收闭模信号；继电器Kl可以选择D型常闭继电器，在不得电时，继电器开关是常闭的，得电时，继电器开关断开。
在描述本实施方式的控制电路2的工作原理前，首先需要说明的是，注塑机7的CPU给出的模全闭确认信号和顶针顶出确认信号根据不同的注塑机而有所不同，本实施方式中模全闭确认信号和顶针顶出确认信号均为低电平有效，而压力开关6在压力达到设定值时，发出的压力开关6信号为高电平有效。
下面说明本实施方式的控制电路2的工作原理(1)从开模时到接收到模全闭确认信号前，控制电路2的Q3基极输入为高电平，Q3导通，24V电压经晶体管Q3和电阻到达T1的阳极；当注塑机7发出顶针确认信号时，Ql导通，24V电压经由Q1和电阻到达T1的栅极，则T1导通，Q4的基极输入为高电平，则Q4导通，电磁阀线圈R1得电而打开电磁阀控制真空发生器4开始吸气；
(a) 当吸盘5吸到镶件时，压力开关6感应到的压力增大，当达到设定值(如-5Kpa)时，压力开关6发出镶件到位信号(高电平)到Q2的基极，而使Q2截止，Q2集电极提供给Q5基极的电平为低电平，同时由于Q4导通，其集电极提供给Q5基极的电平为低电平，两路并接于Q5基极的电路均提供低电平，故Q5截止，继电器K1的线圈不得电，继电器K1的开关保持闭合，故闭模信号经顶针保护开关Sl和继电器Kl的开关到达注塑机7的CPU，注塑机7开始执行闭模过程；
(b) 若镶件未放到位、闭模过程中脱落或移位，吸盘5都会漏气，压力开关6感应的压力达不到设定值(如-5Kpa)，压力开关6不发出镶件到位信号，则Q2的基极为低电平，Q2截止，Q2集电极提供到Q5基极的电平为高电平，则Q5导通，继电器K1的线圈得电，继电器K1的开关断开，注塑机7的CPU得不到闭模信号而使注塑机7停止闭模。
(2)若控制电路2接收到模全闭确认信号(低电平)，Q3截止，Tl截止，Q4也截止，阀门3的线圈R1不得电而关闭真空发生器4，节约气源8，由于Q4截止，24V电压经由阀门3的线圈R1、电阻、二极管道道Q5的基极，使Q5导通，继电器K1的线圈得电，继电器K1的开关断开，注塑机7的CPU得不到闭模信号。到开模时再从(1)开始重复上述过程。
本发明还提供一种用于模内镶件注塑的保护方法，该方法包括根据顶针是否完全顶出，调节吸附镶件的吸盘5与镶件之间的真空度；实时检测镶件与吸盘5之间的真空度；根据该真空度判断镶件是否到位；根据镶件是否到位，控制闭模信号是否输出，即若镶件到位，则注塑机执行闭模过程，若镶件不到位，则注塑机不执行闭模过程。
当顶针完全顶出时，抽取吸盘5与镶件之间的空气，提高吸盘5与镶件之间的真空度，即使吸盘吸附镶件，当吸盘5吸附镶件所形成的相对真空度达到设定值，如-5Kpa时，判断镶件到位，注塑机7可以执行闭模过程，若在闭模过程中，镶件脱落或移位，吸盘5都会漏气，真空度达不到设定值，判断镶件不到位，而使注塑机7停止闭模过程。
本发明提供的用于模内镶件注塑的保护方法还包括当模完全闭合时，降低吸盘与镶件之间的真空度，如使用真空发生器4来提高吸盘5与镶件之间的真空度时，当模完全闭合时可以使真空发生器4不工作，而使吸盘5与镶件之间的气压与当地气压相同，吸盘与镶件之间的相对真空度为0Kpa，此时模己完全闭合，吸盘不必再继续吸附镶件，可以节约气源。到注塑完成执行开模及顶针完全顶出后，可以重复上述方法执行下一注塑周期。
ii
权利要求
1、一种用于模内镶件注塑的保护装置，其中，该装置包括吸盘(5)、真空度调节装置(10)、压力开关(6)和控制电路(2)，吸盘(5)和压力开关(6)通过气路并接到真空度调节装置(10)，压力开关(6)的信号输出端电连接到控制电路(2)的输入端，控制电路(2)的输出端与真空度调节装置(10)的控制端电连接；所述吸盘(5)用于吸附镶件，真空度调节装置(10)用于调节吸盘(5)与镶件之间的真空度，压力开关(6)用于实时检测吸盘(5)与镶件之间的真空度，并根据该真空度，通过压力开关(6)的信号输出端输出镶件到位信号到控制电路(2)，控制电路(2)用于接收顶针顶出确认信号、闭模信号和镶件到位信号，并根据顶针顶出确认信号来通过控制真空度调节装置(10)调节吸盘(5)与镶件之间的真空度，以及根据镶件到位信号来控制闭模信号是否从该控制电路(2)中输出。
2、 根据权利要求l所述的保护装置，其中，所述真空度调节装置(10) 包括真空发生器(4)和阀门(3)，所述阀门(3)的控制端与控制电路(2) 的输出端电连接，压力开关(6)和吸盘(5)通过气路并接到真空发生器(4) 的真空口，阀门(3)安装在真空发生器(4)的进气口，控制电路(2)通 过控制阀门(3)控制真空发生器(4)的开启或关闭，从而调节吸盘(5) 与镶件之间的真空度。
3、 根据权利要求2所述的保护装置，其中，当接收到顶针顶出确认信 号时，控制电路(2)控制阀门(3)开启，以提高吸盘(5)与镶件之间的 真空度。
4、 根据权利要求2或3所述的保护装置，其中，控制电路(2)还用于接收模全闭确认信号，当接收到模全闭确认信号时，控制阀门(3)关闭。
5、 根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的保护装置，其中，当压 力开关(6)检测到的相对真空度达到-5Kpa时，所述压力开关(6)输出镶 件到位信号。
6、 一种用于模内镶件注塑的保护方法，其中，该方法包括 根据顶针是否完全顶出，控制用于吸附镶件的吸盘(5)与镶件之间的真空度；实时检测镶件与吸盘之间的真空度； 根据该真空度判断镶件是否到位； 根据镶件是否到位，控制闭模信号是否输出。
7、 根据权利要求6所述的保护方法，其中，当顶针完全顶出时，提高 吸盘(5)与镶件之间的真空度。
8、 根据权利要求6或7所述的保护方法，其中，该方法还包括当模 完全闭合时，降低吸盘(5)与镶件之间的真空度。
9、 根据权利要求8所述的保护方法，其中，当吸盘与镶件之间的相对 真空度达到-5Kpa时，则判断镶件到位，否则判断镶件不到位。
全文摘要
本发明提供一种用于模内镶件注塑的保护装置和方法，其中，该装置包括吸盘、真空度调节装置、压力开关和控制电路，吸盘用于吸附镶件，真空度调节装置用于调节吸盘与镶件之间的真空度，压力开关用于检测吸盘与镶件之间的真空度，并根据该真空度输出镶件到位信号到控制电路，控制电路用于接收顶针顶出确认信号、闭模信号和镶件到位信号，并根据顶针顶出确认信号来通过控制真空度调节装置来调节吸盘与镶件之间的真空度，并根据镶件到位信号来控制闭模信号是否输出。本发明提供的用于模内镶件注塑的保护装置和方法，由于根据从注塑机接收的信号来使吸盘吸附镶件，并在判断镶件到位时才使注塑机执行闭模过程，该方法和装置具有成本低、受干扰小、稳定性高的优点。
文档编号B29C45/84GK101468514SQ20071030148
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者张润彬, 杨泽良, 王俊魁 申请人:比亚迪股份有限公司