电脑底板注塑感应预热设备的制作方法

本实用新型涉及电脑底板注塑领域，具体涉及电脑底板注塑感应预热设备。

背景技术：

电脑底板注塑是将铝板通过注塑与塑料机壳成一体的生产工艺，由于铝板是常温与热的塑料熔料结合温差的关系，熔料冷却时会出现结合的间隙瑕疵，从而影响电脑机壳的质量稳定性。

为提高产品质量，在铝板进入注塑模具前通过感应加热使铝板具有塑料熔料同等温度，从而使注塑后铝板塑料等温冷却，避免塑料与铝板结合处温度不一样而产生间隙瑕疵。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电脑底板注塑感应预热设备。

本实用新型的技术方案具体为：

电脑底板注塑感应预热设备：测温探头和数字温控器进行信号连接，数字温控器与DSP数字化感应加热电源控制连接，DSP数字化感应加热电源和铝板加热输出变压器电性连接，铝板加热输出变压器为感应线圈提供电源。

进一步的：DSP数字化感应加热电源、数字温控器、铝板加热输出变压器安装在机台内部，数字温控器的显示屏和控制键安装在机台表面，DSP数字化感应加热电源的触摸屏和控制按键安装在机台表面，感应线圈安装在机台上。

进一步的：所述机台内部的水、电、气管路都从机台底部开孔穿过，机台下部安装固定轮组和地脚固定板。

进一步的：机台分为控制机台和工作机台，DSP数字化感应加热电源、数字温控器安装在控制机台内部，铝板加热输出变压器安装在工作机台内部，感应线圈安装在工作机台上。

进一步的：控制机台具有上下两层结构，数字温控器安装在上层控制机台内，数字温控器的显示屏和控制键安装在上层控制机台表面，DSP数字化感应加热电源安装在下层机台内，DSP数字化感应加热电源的触摸屏和控制按键安装在电源安装在下层控制机台表面。

进一步的：工作机台上表面为开孔铝平台，开孔位置在感应线圈下部。

进一步的：还包括测温探头运动装置、工件运动装置，测温探头运动装置安装在工作机台上与感应线圈对应位置使测温探头能够检测感应线圈内被加热的工件温度，工件运动装置安装在能够推动工件进入感应线圈内部的位置。

进一步的：测温探头运动装置包括支架、气缸固定板、探头固定板、探头气缸、测温探头，气缸固定板固定在支架上通过支架安装在工作机台上，探头气缸安装在气缸固定板上，探头气缸下部运动部分安装探头固定板，探头固定板四周安装测温探头,。

进一步的：探头固定板上安装红外测温探头，红外测温探头发送温度信号至数字温控器。

进一步的：工件运动装置包括无杆气缸、运动气缸组件、滑轨、托盘，无杆气缸放置在工作机台内部与运动气缸组件连接，为运动气缸组件提供动力，滑轨安装在运动气缸组件两侧，托盘放置在滑轨上并与运动气缸组件连接。

相对于现有技术，本实用新型的技术效果为，本实用新型节能效果好，热损失小，效率高，环保效果好，安装场地占用面积小，可提高产品产量有效的避免塑料与铝板结合处温度不一样而产生间隙。

附图说明

图1是本实用新型示意图。

图2是工作机台主视图。

图3是工作机台侧视图。

图4是工作机台俯视图。

其中数字温控器1、DSP数字化感应加热电源2、铝板加热输出变压器3、感应线圈4、探头气缸5、铝平台6、运动气缸组件7、工作机台8、控制机台9、滑轨10、运动气缸组件11、托盘12、国定轮组13、探头固定板14、地脚固定板15、测温探头16、探头气缸17、支架18、气缸固定板19。

具体实施方式

如图1-4所示：

电脑底板注塑感应预热设备的电气连接关系：

测温探头、红外测温探头分别和数字温控器进行信号连接，数字温控器1与DSP数字化感应加热电源2控制连接，DSP数字化感应加热电源2和铝板加热输出变压器3电性连接，铝板加热输出变压器3电源线穿过铝平台6开孔连接感应线圈4为感应线圈4提供电源。

电脑底板注塑感应预热设备的结构：

包括工作机台8和控制机台9，其中DSP数字化感应加热电源2、数字温控器1安装在控制机台9内部，控制机台9具有上下两层结构。数字温控器1安装在控制机台9上层结构中，数字温控器1的显示屏和控制键安装在上层控制机台表面。DSP数字化感应加热电源2安装在控制机台下层结构中，DSP数字化感应加热电源2的触摸屏和控制按键安装在电源安装在下层控制机台9表面。

工作机台上表面为开孔的铝平台6，感应线圈4安装在铝平台6开孔位置上方，测温探头运动装置安装在工作机台上与感应线圈4对应位置使测温探头能够检测感应线圈内被加热的工件温度，工件运动装置安装在能够推动工件进入感应线圈4内部的位置。

其中测温探头运动装置：包括支架18、气缸固定板19、探头固定板14、探头气缸17、测温探头16，气缸固定板14固定在支架18上通过支架18安装在工作机台上，探头气缸17安装在气缸固定板14上，探头气缸17下部运动部分安装探头固定板14，探头固定板14四周安装测温探头16，探头固定板14上还安装有红外测温探头。

工件运动装置：包括无杆气缸、运动气缸组件11、滑轨10、托盘12，无杆气缸放置在工作机台内部与运动气缸组件11连接，为运动气缸组件11提供动力，滑轨10安装在运动气缸组件11两侧，托盘12放置在滑轨10上并与运动气缸组件11连接。

两种机台的水、电、气管路都从机台底部开孔穿过。两种机台底部都安装固定轮组13和地脚固定板15。

电脑底板注塑感应预热设备的工作原理：

利用法拉第电磁感应定律，当线圈中通过交变电流I1，则线圈周围空间建立起交变磁场。处于该交变磁场中的金属坯料内产生出感应电动势E。

依据法拉第电磁感应定律确定：

E=-ndφ/dt

式中：E---感应电动势；

n---感应线圈匝数；

φ---磁通量；

t---时间；

其中式子中的负号表示感应电动势的方向与磁通量变化率的方向相反。对于φ=φmsinωt，角频率ω=2πf，则感应电动势的有效值为：E=4.44fnφm式中f为电流频率。将坯料视为只有一匝的闭合回路，该回路中产生交变的自成环路的环流—涡流I2。高周波加热就是利用涡流产生的热能加热金属坯料。

由于高周波加热的电磁效应，使线圈导体中的交变电流产生金属坯料中的涡流。由于涡流使被加热物体本身发热，使得高周波加热具有加热速度快，热效率高，可整体加热也可局部加热及表面加热等特性，而且无任何环境污染，易于实现生产自动化。

电脑底板注塑感应预热设备的工作过程：

首先在控制机台上设置电压、电流、温度、时间、输出功率、谐振电流等参数，工件放置在工作机台的托盘上，运动气缸组件推动托盘和工件插入感应线圈开始加热，探头气缸动作推动探头固定板下移，使测温探头接触工件，温度信号通过测温探头接触式和红外测温探头非接触式共同检测后传入数字温控器，数字温控器根据传入的温度信号控制DSP数字化感应加热电源调整加热功率。

电脑底板注塑感应预热设备的技术特点及优势：

一、DSP数字化感应加热电源

1、技术领先。传统电源采用的是上世纪八十年代的技术，而本实用新型的DSP数字化感应加热电源，诸多特点都是模拟电源不具备的（例如：变频变载自适应、能量监控系统、故障自诊断、智能化保护系统、抗电压波动性能好、功率控制精度高(±0.5%)、0.1s快速启动、启动成功率100%等）。

2、全数字化控制系统。传统的模拟电源，采用模拟器件控制，参数由电位器等模拟器件确定，这些器件受环境影响比较明显，如温度变化会造成参数的变化，导致在设备在温度变化时，例如冬天和夏天，白天和晚上等不同的温度环境下，在没有任何调节变动的情况下输出功率出现一些差异。本实用新型的DSP数字化感应加热电源，使用数字化控制技术，系统的控制过程、数据运算、参数存储等全部以数字形式处理，环境变化例如温度变化不会影响系统的内部处理过程和结果，系统的控制和输出特别稳定，并且控制参数以数字的形式固化在程序里，相对于模拟控制系统而言，全数字电源具有更高的稳定性。

3、触摸屏显示。设备的工作状态和工作参数在触摸屏上可以直观的显示出来，显示参数包括：工作频率、振荡电流、直流电压、直流电流、输出功率等参数。工作状态包括负载匹配指示等功能。

4、智能化保护系统。电源在正常工作时如果突然遇到恶劣工况会自动锁存故障报警，此时分别判断各种保护信号并发出故障报警，如：电容器打火、电源柜开门断电、IGBT极速保护、二极管特殊保护、过压、过流、缺相、水流量、水温等各种保护，确保设备可靠耐用。

5、抗电压波动性能好。电网电压在350V—410V范围内任意波动，电源输出功率波动在±0.1%以内，不影响正常生产。功率重复输出精度极高，可使产品质量稳定性和一致性非常好。

6、强大的通讯功能。DSP数字化感应加热电源具有RS485/232接口，可与外部控制器（工业计算机、工控触摸屏、笔记本电脑等）或中控室交换数据。

7、故障自诊断及在线处理。当操作工误操作或特殊工况出现报警时，触摸屏会显示出故障内容，点击对应故障的帮助可以查询到对应故障的解决方法。可使90%以上常见故障由操作人员迅速处理，大大提高生产效率，降低了对操作人员技术水平的依赖。

8、0.1秒快速启动，启动成功率100 %。从开始启动到满功率输出不到0.1秒，专为需要频繁启停的应用场合设计，大大提高了生产效率，同时也降低了电源及附属设备能耗。启动成功率100%。

9、选用优秀元器件。设备上的关键元器件选用优秀元器件，设备运行更稳定。

10、恒功率恒电流输出模式。输出功率不随环境变化而变化，不会受工业现场环境变化影响生产效率，产品质量好。

11、设备控制精度高。传统模拟电源控制精度约为5%，全数字化控制电源具有0.5%控制精度，使得加热功率控制精度大大提高，提高了产品加热质量。

二、铝板加热输出变压器

铝板加热输出变压器由T2铜管经过退火及高绝缘处理后，绕制而成。所用磁芯为铁氧材料，冷却方式为水冷；属于根据铝板尺寸，线圈尺寸匹配后自行设计定制产品。

铝板加热输出变压器特点：

串联谐振方式设计

效率高体积小

全封闭设计

质量稳定可靠。

由于被加热工件为铝板，导磁率较低，故输出变压器采用了次级谐振模式，减小了变压器初次级之间的绝缘要求，提高了变压器输出效率。

三、数字温控器

本实用新型的数字温控器具有优秀的操作性、控制性、外部输入输出、空间效率等所有“温控器必备要素”。在保持产品可靠性的基础上，同时实现了更高的控制性能和使用便捷性。

高速采样周期50ms

支持控制周期0.1s、0.2s

全量程多输入

通过无程序通信功能轻松与PLC相连。符合海外标准(UL、KC、CE)。

温度控制仪表通过测温探头接收来的毫伏信号经放大运算再转换后，由温度控制仪表输出4-20mA电流信号，DSP数字化感应加热电源根据温度控制仪表传送来的4-20mA电流信号适时调节，从而达到精确控温的目的。该温度控制配有测温探头修正功能，功率限制控制功能及超温报警功能，当温度超过报警设定值时，加热主回路自动断开，同时报警器发出超温警报，通知操作人员。温度控制仪表配有485通讯口备用与上位机网络通讯。

智能温度控制装置采用分段控制系统，共分为三段：

第一段130度控制数字高周波加热电源启动和停止，使铝板进入保温状态，同时输出完成信号。

如果铝板温度达到140度时温控系统控制设备停止加热，并且进入高温报警状态，输出高温报警信号。

如果设备出现异常情况，使铝板被加热到160度时温控系统控制设备停止加热，异常报警输出继电器动作，进入异常报警状态，输出异常报警信号。提示必须由技术人员检修设备状态，待故障完全排除后，必须重启测温箱电源，设备才可以复位，继续工作。

正常工作工作过程中温控系统仅重复运行在第一段控温状态，使铝板实现重复加热生产过程。

特点：

1、控制精度高，设置简单

2、具备多种功能：温度自动控制，高温报警停机，故障断电保护功能

3、采用优秀器件，安全可靠，使用寿命长

4、具有工作指示输出继电器，以及异常报警输出继电器。

四、测温探头运动装置

测温探头运动装置由测温探头，测温探头固定板，支架，气缸固定板及气缸等组成

测温探头运动装置特点：

1、可以配合机床进行伸缩运动。可以小范围调节探头位置，使探头能准确的定位在测温点上。

2、具有4路快速测温热电偶做成的测温探头以及1路非接触式铝板红外测温装置。

3、探头固定采用弹簧结构，使探头能够有效的接触到测温点。

4、采用锁紧结构，便于日常维护。

五、测温反馈控制系统

测温反馈控制系统：该系统由远红外非接触式测温探头、测温探头、控制仪表、比较温差控制系统、温度传输反馈系统、温度偏差调功（对高周波加热功率调节）系统组成。通过远红外探头在线检测到的温度信号，经信号电缆传送至控制仪表进行信号处理，经反馈系统反馈至控制仪表，再由控制仪表对温度偏差进行调功处理。

红外测温仪采用铝板专用测温探头，目标与传感头之间不应有阻碍物，包括固体和气体。温度范围：50℃-300℃，响应时间：10ms-50ms。

六、铝板采用高周波加热与红外加热效果对比分析

高周波加热是继木材、液化气、天然气、柴油燃烧产生热能加热及红外电阻热辐射等加热方式的重大变革。近20年来，随着电力半导体功率器件的发展，高周波加热发展十分迅速，工业电阻炉、火焰炉，红外传统加热方式已经逐步被具有节能、环保、安全并被誉为“绿色加热”方式的高周波加热所替代，技术的革命带来生产力的创新是任何传统方式无法替代的。

高周波加热对比传统加热方式具有以下诸多优点：

1、节能效果好，热损失小，效率高。由于感应线圈与被加热金属并不直接接触，能量通过电磁感应进行传递。与电阻丝（红外辐射）加热方式相比减少了热传导和空气热对流的损耗，热效率很高，达90%以上，比电阻丝加热方式提高2-3倍。与电阻丝加热相比，节电在20%以上。

2、升温快。由于高周波加热时在铝板自身上产生涡电流，通过涡流使铝板自身发热，高周波加热设备频率选择合适的情况下，铝板自身发热，均匀性很好，热稳定性高，不会产生较厚的表面氧化层，使用不会影响铝板尺寸精度。高周波加热不需要像红外辐射一样通过由外而内的传导温度传至铝板内部，保证了铝板内部温度快速均匀的上升。同时还由于热量散失少，热效率高，所以加热速度很快，温度易于控制。

3、环保效果好。高周波加热方法可以显著降低环境温度，同时节能本身就是环保。不会像红外辐射加热一样，对车间环境有温度辐射，造成热损失，工作环境变差。高周波加热不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、氧化硫等废气和烟尘，噪声低，工作环境得以净化，空气环境得以保护，操作人员劳动条件得以改善，健康水平得以保证。高周波加热不产生明火，杜绝了火灾、爆炸等危险事件的可能发生，安全性大大提高。

4、使用寿命长。高周波采用特制线圈和半导体器件，线圈连续运行温度只有冷却水温度，节约了运行成本。

5、安装场地占用面积小。DSP数字化高周波加热电源结构紧凑，其构成几乎是一种模块化、标准化的部件组成方式，质量、体积相对于电阻炉和火焰炉小，设备安装所占用地面积和空间小，单位面积的利用率高，节省场地和基建费用。

6、可提高产品产量。由于该加热方式的发热效率高，能显著减少升温时间，因此可提高产品产量。通过对注塑机传统红外加热方式与高周波加热方式的比较，突出显示了高周波加热方式在节能、加热效率和升温速度等方面的优点，再结合高周波加热输出功率控制算法和温度的模糊控制算法，实现对注塑机铝板温度的高精度控制，可以达到智能机械化，体现了将高周波加热技术应用于注塑机等塑料成型加工设备上的巨大经济价值。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。