專利名稱：活塊失位欠位鎖定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
活塊失位欠位鎖定裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于材料加工設(shè)備自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別涉及各種帶活塊的模具使用過程中當(dāng)活塊處于失位狀態(tài)時(shí)對(duì)合模開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)鎖定的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中常設(shè)計(jì)帶有活塊的模具來加工復(fù)雜的零件，活塊的使用體現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)的靈活性。這種模具被廣泛應(yīng)用于金屬成形、塑料成形等材料加工領(lǐng)域。模具一般工作在高溫、高壓環(huán)境下，如消失模鑄造白模加工、壓鑄金屬加工等工藝條件。生產(chǎn)中，活塊需要單獨(dú)安裝，隨后完成合模動(dòng)作，如此往復(fù)工作。[0003]在半自動(dòng)的設(shè)備中，活塊的準(zhǔn)確安裝主要依賴操作工人進(jìn)行確認(rèn)。成形加工過程的模具開合基本工作流程如圖5所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于長時(shí)間的重復(fù)工作或者操作人員疏忽，如圖5示★工序的確認(rèn)操作經(jīng)常被遺漏，因此人工確保活塊安裝會(huì)發(fā)生活塊的欠位安裝或者失位安裝，導(dǎo)致零件不合格，甚至活塊和模具被擠壓損壞的生產(chǎn)事故，并且未見到有效的解決途徑。[0004]基于傳感技術(shù)的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)手段在不斷發(fā)展，常用的傳感器可以對(duì)聲、光、電、磁、 溫度、壓力等多種物理量進(jìn)行測(cè)控，通過將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該物理量的監(jiān)測(cè)或控制，該技術(shù)在自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。多數(shù)傳感裝置只能測(cè)量一種或有限幾種物理量，而且對(duì)使用環(huán)境都有一定限制，從而給在特殊環(huán)境設(shè)計(jì)使用傳感測(cè)控技術(shù)帶來困難，如高溫、高壓、高腐蝕環(huán)境等。[0005]基于以上技術(shù)，可以通過提高操作人員管理和培訓(xùn)，來提高合格率和保證模具的安全可靠，但是無法杜絕活塊失位欠位安裝的現(xiàn)象發(fā)生；另一方面，模具使用在特殊的環(huán)境下，包括高溫(壓鑄IOOOk以上，消失模鑄造37 以上)，高壓(金屬壓鑄20 50MPa)，部分模具還設(shè)計(jì)具有水路、氣路等通道，給活塊的檢測(cè)帶來困難。綜合分析，采用先進(jìn)的傳感系統(tǒng)檢測(cè)模具活塊的失位安裝面臨如下困難1)保證在高溫高壓特殊環(huán)境中，傳感系統(tǒng)能夠穩(wěn)定快速反應(yīng)活塊的安裝位置；2)傳感系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)顗K的微欠位安裝給出準(zhǔn)確反應(yīng)， 保證零件質(zhì)量；幻考慮模具的預(yù)熱和模腔前期的真空環(huán)境，以及應(yīng)對(duì)不同模具的水路氣路設(shè)計(jì)。發(fā)明內(nèi)容[0006]本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一套適合通用模具的活塊失位欠位鎖定裝置，該裝置針對(duì)鑄造成形設(shè)備的高溫、高壓環(huán)境設(shè)計(jì)，考慮了模具的特殊結(jié)構(gòu)和密封要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有鑄造用帶有活塊的模具進(jìn)行活塊失位欠位檢測(cè)并對(duì)合模開關(guān)進(jìn)行鎖定的監(jiān)測(cè)功能，避免工人誤操作，確保模具安全及零件尺寸精度，提高生產(chǎn)效率，適合大規(guī)模推廣使用。[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下[0008]活塊失位欠位鎖定裝置，其特征在于，所述活塊失位欠位鎖定裝置含有模具基板 1、正位頂針2、復(fù)位彈簧3、壓力傳感器4、密封墊圈5、模擬信號(hào)傳導(dǎo)線6、活塊7、控制電路48、合模主電路9、繼電器10以及支撐件11，其中[0009]模具基板1開有一個(gè)截面為倒T字形的安裝孔；[0010]支撐件11，含有安裝所述密封墊圈5的安裝架111以及連接件112，其中[0011]安裝架111，上端面開有一個(gè)用于安裝所述密封墊圈5的同心環(huán)形槽，位于所述安裝孔下部凹形孔內(nèi)，[0012]連接件112，含有支撐所述安裝架11的T字形支撐件1121以及連接螺母1122， 其中，[0013]T字形支撐件1121，頂部位于所述安裝孔內(nèi)用于頂住所述安裝架111，而該T字形支撐件1121的尾端帶有模擬信號(hào)傳導(dǎo)線6并一起伸出所述模具基板1外，被所述連接螺母 1122螺紋連接后用螺釘固定在所述模具基板1上，[0014]壓力傳感器4，采用耐高溫高壓防腐蝕的薄膜片式壓力傳感器，安裝于所述安裝孔內(nèi)所述密封墊圈5上端的中孔處，[0015]正位頂針2，滑動(dòng)地安裝在所述安裝孔的尾部小孔內(nèi)，所述正位頂針2有一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)，其上端面與所述安裝孔的內(nèi)臺(tái)階面接觸，[0016]復(fù)位彈簧3，位于所述正位頂針2下端面與所述壓力傳感器4上端面之間，所述正位頂針2受活塊的壓力時(shí)，通過該復(fù)位彈簧3向所述的壓力傳感器傳遞不小于5牛頓的壓力，在所述活塊7失位時(shí)，所述復(fù)位彈簧3使所述正位頂針2的頂端復(fù)位，[0017]所述模具基板1、正位頂針2、復(fù)位彈簧3、壓力傳感器4、密封墊圈5、模擬信號(hào)傳導(dǎo)線6和支撐件11共同組成了活塊失位欠位檢測(cè)部分，[0018]控制電路8，依次由放大和濾波電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、邏輯加法電路及數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)而成，其中，[0019]放大和濾波電路，輸入端與傳遞壓力信號(hào)的模擬信號(hào)傳導(dǎo)線6相連，輸出端經(jīng)所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后與所述的邏輯加法電路輸入端相連，當(dāng)輸出的所述輸入信號(hào)為1時(shí)，表示所述正位頂針2受壓，所述活塊7正位，當(dāng)輸出的信號(hào)為0時(shí)，表示所述的正位頂針2不受壓，所述活塊7失位，[0020]邏輯加法電路，判斷由所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入的信號(hào)，是為1，還是為0，并對(duì)所有輸入結(jié)果進(jìn)行邏輯加，當(dāng)和為ι時(shí)，表示所述活塊7正位，當(dāng)和為0時(shí)表示所述活塊7失位，然后把得到的和經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸出，[0021]當(dāng)所述的活塊7安裝欠位時(shí)，安裝欠位是指活塊未完全安裝正位的一種安裝狀態(tài)，壓力傳感器有壓力顯示，但是未達(dá)到預(yù)定的壓力值，此時(shí)所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出為 0，[0022]繼電器10，從所述控制電路8中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸入控制信號(hào)，當(dāng)控制信號(hào)為0 時(shí)，所述繼電器10不動(dòng)作，使所述合模主電路9鎖定，當(dāng)輸入的控制信號(hào)為1時(shí)，使所述合模主電路9解鎖，允許合模，[0023]所述控制電路8、繼電器10和合模主電路9共同組成活塊失位欠位鎖定部分，[0024]所述活塊失位欠位檢測(cè)部分和活塊失位欠位控制部分共同組成活塊失位欠位鎖定裝置。[0025]根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塊失位欠位鎖定裝置，其特征在于，當(dāng)需要對(duì)活塊進(jìn)行二維或三維進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需采用相同維數(shù)的壓力傳感器，以及相同維數(shù)的活塊失位欠位鎖定裝置。[0026]本發(fā)明所述的活塊失位鎖定裝置，具有高密封性設(shè)計(jì)。根據(jù)成形工藝的不同，模具工作可能需要?dú)v經(jīng)真空-高溫預(yù)熱-高壓填充的過程，保證設(shè)備的高密封性是成形加工工藝穩(wěn)定的前提條件。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出性效果本裝置設(shè)計(jì)活塊失位欠位檢測(cè)部分和活塊失位欠位控制部分，采用自動(dòng)傳感控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)加工過程合模動(dòng)作安全準(zhǔn)確的檢測(cè)鎖定；裝置設(shè)計(jì)考慮在滿足密封性要求情況下，克服了高溫高壓加工環(huán)境中對(duì)活塊檢測(cè)手段的欠缺，采用了壓力信號(hào)-電信號(hào)-控制信號(hào)的傳感控制信息流，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塊失位安裝狀態(tài)的檢測(cè)以及對(duì)合模開關(guān)的鎖定功能；裝置搭建及運(yùn)行成本低廉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行、獨(dú)立控制；裝置適用面廣泛，可以推廣應(yīng)用在帶有活塊的復(fù)雜模具的材料加工設(shè)備上，尤其適合消失模成形、壓鑄成形、注塑成形材料加工領(lǐng)域。


[0027]圖1為本發(fā)明提供的活塊失位欠位鎖定裝置的主控電路結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]圖中主控電路包括信號(hào)放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、邏輯分析單元、控制輸出以及數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。[0029]圖2傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意圖。[0030]圖3 活塊一維安裝圖[0031]3.1—維正位安裝圖，[0032]3. 2—維欠位安裝圖，[0033]3. 3—維失位安裝圖。[0034]圖4 活塊二維安裝圖[0035]4.1 二維正位安裝圖，[0036]4. 2 二維欠位安裝圖，[0037]4. 3 二維失位安裝圖。[0038]圖5模具開合基本工作流程圖。[0039]附件說明[0040]1-模具基板；[0041]2-正位頂針；[0042]3-復(fù)位彈簧；[0043]4-壓力傳感器；[0044]5-密封墊圈；[0045]6-模擬信號(hào)傳導(dǎo)線；[0046]7-活塊；[0047]8-控制電路；[0048]9-合模主電路；[0049]10-繼電器；[0050]11-支撐件[0051]111-安裝架；[0052]112-連接件[0053]1121-T字形支撐件；[0054]1122-連接螺母。
具體實(shí)施方式
[0055]本發(fā)明所述的活塊失位欠位鎖定裝置，包括活塊失位欠位檢測(cè)部分和活塊失位欠位控制部分，具體包括所述的模具基板1、正位頂針2、復(fù)位彈簧3、壓力傳感器4、密封墊圈 5、模擬信號(hào)傳導(dǎo)線6、活塊7、控制電路8、合模主電路9、繼電器10以及支撐件11。[0056]活塊失位欠位檢測(cè)部分由位于模具基板內(nèi)的正位頂針2、復(fù)位彈簧3、壓力傳感器 4和支撐件11組成。其中，在正位頂針2和復(fù)位彈簧3安裝時(shí)考慮密封要求和壓力傳導(dǎo)的安全和可靠。通過正位頂針2和復(fù)位彈簧3配合，將活塊安裝狀態(tài)轉(zhuǎn)化為壓力信號(hào)傳輸給壓力傳感器4。壓力傳感器4數(shù)目應(yīng)等于或大于模具活塊7的數(shù)目，根據(jù)活塊定位檢測(cè)要求，采用一個(gè)活塊至少對(duì)應(yīng)一套壓力傳感器，如果活塊需要二維或者是三維定位檢測(cè)，則需要相應(yīng)維數(shù)壓力傳感器與之對(duì)應(yīng)。當(dāng)活塊正位安裝時(shí)，正位頂針2被壓下，復(fù)位彈簧3被壓縮產(chǎn)生不小于5牛頓的壓力，并將壓力信息傳遞給壓力傳感器4 ；壓力傳感器4接收到壓力信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出給后續(xù)的活塊失位欠位控制控制部分，信號(hào)由模擬信號(hào)傳導(dǎo)線6輸出。[0057]活塊失位欠位控制部分由控制電路和繼電器組成，依次由放大和濾波電路、模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換電路、邏輯加法電路及數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)而成。模擬信號(hào)傳導(dǎo)線6輸出的信號(hào)首先傳入放大和濾波電路，經(jīng)歷模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，再由邏輯加法電路對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換，最終輸出并控制繼電器10。其中由邏輯加法電路輸出的信號(hào)有兩種0表示活塊失位或者欠位安裝，此時(shí)對(duì)繼電器不動(dòng)作，合模開關(guān)鎖定，拒絕合模；1表示活塊正位安裝，此時(shí)對(duì)繼電器打開，合模開關(guān)解鎖，允許合模。當(dāng)存在多個(gè)輸入壓力信號(hào)時(shí)，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行邏輯加和，從而實(shí)現(xiàn)多維檢測(cè)。
權(quán)利要求1.活塊失位欠位鎖定裝置，其特征在于，所述活塊失位欠位鎖定裝置含有模具基板 (1)、正位頂針( 、復(fù)位彈簧C3)、壓力傳感器(4)、密封墊圈( 、模擬信號(hào)傳導(dǎo)線(6)、活塊 (7)、控制電路(8)、合模主電路(9)、繼電器(10)以及支撐件(11)，其中模具基板(1)開有一個(gè)截面為倒T字形的安裝孔；支撐件(11)，含有安裝所述密封墊圈(5)的安裝架(111)以及連接件(112)，其中 安裝架(111)，上端面開有一個(gè)用于安裝所述密封墊圈(5)的同心環(huán)形槽，位于所述安裝孔下部凹形孔內(nèi)，連接件(11 ，含有支撐所述安裝架(11)的T字形支撐件(1121)以及連接螺母 (1122)，其中，T字形支撐件(1121)，頂部位于所述安裝孔內(nèi)用于頂住所述安裝架(111)，而該T字形支撐件(1121)的尾端帶有模擬信號(hào)傳導(dǎo)線(6)并一起伸出所述模具基板(1)外，被所述連接螺母(1122)螺紋連接后用螺釘固定在所述模具基板(1)上，壓力傳感器，采用耐高溫高壓防腐蝕的薄膜片式壓力傳感器，安裝于所述安裝孔內(nèi)所述密封墊圈( 上端的中孔處，正位頂針O)，滑動(dòng)地安裝在所述安裝孔的尾部小孔內(nèi)，所述正位頂針(2)有一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)，其上端面與所述安裝孔的內(nèi)臺(tái)階面接觸，復(fù)位彈簧(3)，位于所述正位頂針( 下端面與所述壓力傳感器(4)上端面之間，所述正位頂針(2)受活塊的壓力時(shí)，通過該復(fù)位彈簧(3)向所述的壓力傳感器傳遞不小于5牛頓的壓力，在所述活塊(7)失位時(shí)，所述復(fù)位彈簧C3)使所述正位頂針O)的頂端復(fù)位，所述模具基板(1)、正位頂針( 、復(fù)位彈簧C3)、壓力傳感器(4)、密封墊圈( 、模擬信號(hào)傳導(dǎo)線(6)和支撐件(11)共同組成了活塊失位欠位檢測(cè)部分，控制電路(8)，依次由放大和濾波電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、邏輯加法電路及數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)而成，其中，放大和濾波電路，輸入端與傳遞壓力信號(hào)的模擬信號(hào)傳導(dǎo)線(6)相連，輸出端經(jīng)所述的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后與所述的邏輯加法電路輸入端相連，當(dāng)輸出的所述輸入信號(hào)為1時(shí)，表示所述正位頂針(2)受壓，所述活塊(7)正位，當(dāng)輸出的信號(hào)為0時(shí)，表示所述的正位頂針( 不受壓，所述活塊(7)失位，邏輯加法電路，判斷由所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入的信號(hào)，是為1，還是為0，并對(duì)所有輸入結(jié)果進(jìn)行邏輯加，當(dāng)和為1時(shí)，表示所述活塊(7)正位，當(dāng)和為0時(shí)表示所述活塊(7)失位，然后把得到的和經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸出，當(dāng)所述的活塊(7)安裝欠位時(shí)，安裝欠位是指活塊未完全安裝正位的一種安裝狀態(tài)， 壓力傳感器有壓力顯示，但是未達(dá)到預(yù)定的壓力值，此時(shí)所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出為0，繼電器(10)，從所述控制電路(8)中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸入控制信號(hào)，當(dāng)控制信號(hào)為0 時(shí)，所述繼電器(10)不動(dòng)作，使所述合模主電路(9)鎖定，當(dāng)輸入的控制信號(hào)為1時(shí)，使所述合模主電路(9)解鎖，允許合模，所述控制電路(8)、繼電器(10)和合模主電路(9)共同組成活塊失位欠位鎖定部分， 所述活塊失位欠位檢測(cè)部分和活塊失位欠位控制部分共同組成活塊失位欠位鎖定裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塊失位欠位鎖定裝置，其特征在于，當(dāng)需要對(duì)活塊進(jìn)行二維或三維進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需采用相同維數(shù)的壓力傳感器，以及相同維數(shù)的活塊失位欠位鎖定直ο
專利摘要活塊失位欠位鎖定裝置，用于壓鑄及消失模成型工藝，屬于材料加工設(shè)備自動(dòng)控制領(lǐng)域，其特征在于，由活塊失位欠位檢測(cè)部分和活塊失位欠位控制部分組成，活塊失位欠位檢測(cè)部分由位于模具基板內(nèi)的正位頂針、復(fù)位彈簧、壓力傳感器和和連接件組成，活塊失位欠位控制部分由控制電路和繼電器組成，用控制電路來判斷至少一個(gè)壓力傳感器輸出的壓力信號(hào)，當(dāng)活塊處于失位狀態(tài)時(shí)，控制信號(hào)為0，正位狀態(tài)時(shí)信號(hào)為1。在對(duì)活塊進(jìn)行二維以上的定位檢測(cè)時(shí)，采用相同維數(shù)的活塊失位欠位檢測(cè)裝置。在模具工作過程中，當(dāng)被檢測(cè)活塊處于失位狀態(tài)時(shí)，裝置自動(dòng)鎖定設(shè)備合模主電路，使設(shè)備無法合模。該裝置自動(dòng)運(yùn)行，能夠確保設(shè)備的安全性和可靠性，適合大規(guī)模推廣使用。
文檔編號(hào)B22D17/24GK202278172SQ20112034875
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者張航, 柳百成, 許慶彥 申請(qǐng)人:清華大學(xué)