注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，包括有電源模塊、整流濾波模塊、IGBT豐吳塊、輸出回路、PLC控制器、王控制t吳塊以及操作面板，所述整流濾波模塊與IGBT模塊連接，IGBT模塊通過輸出回路與注塑機(jī)動模板和定模板上的吸盤連接，輸出回路上連接有霍爾傳感器，吸盤上連接有位置傳感器，霍爾傳感器、位置傳感器、IGBT模塊、PLC控制器以及操作面板分別與主控制模塊連接。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r監(jiān)測輸出電壓或電流的變化并進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到吸盤磁力的變化從而控制注塑機(jī)吸盤，有效地防止吸盤磁力不足而導(dǎo)致脫落的危險；同時具有吸盤工件位置檢測保護(hù)功能并實(shí)現(xiàn)了注塑機(jī)與控制器的有效通訊。
【專利說明】注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種充退磁控制器，尤其涉及一種注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]注塑機(jī)在注塑過程中，需要經(jīng)常維護(hù)和更換模具，這涉及到模具的安裝和拆卸?，F(xiàn)有的注塑機(jī)模具大多采用機(jī)械方式進(jìn)行拆裝，機(jī)械式拆裝需要耗費(fèi)大量的人力和時間。而近幾年，隨著電永磁吸盤技術(shù)的推廣和普及，將電永磁磁盤應(yīng)用到注塑機(jī)上成為替代機(jī)械式拆裝的有效途徑。該方式是分別在注塑機(jī)的上模板和下模板上安裝電永磁吸盤，利用電永磁吸盤來夾緊和松開模具，從而解決注塑機(jī)模具在裝夾取卸時繁重的人力操作，節(jié)約了操作時間，節(jié)省了勞動力，提高了工作效率。電永磁吸盤的正常工作需要充退磁控制器進(jìn)行控制，現(xiàn)有的注塑機(jī)吸盤控制器沒有相應(yīng)的吸盤磁力檢測裝置和位置檢測裝置，控制器充磁后，無法檢測吸盤磁力是否達(dá)到要求以及在合模過程中，模具是否發(fā)移動，如果發(fā)生位移，在合模過程中可能損壞模具；磁力不足可能導(dǎo)致模具脫落，發(fā)生傷人事件；同時現(xiàn)有的注塑機(jī)和控制器之間沒有相應(yīng)的通訊設(shè)備，從而使控制器無法將故障信號及時傳送給注塑機(jī)將其立即停止，極易引發(fā)事故。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的主要目的是提供一種注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，解決現(xiàn)有的注塑機(jī)充退磁控制器無法實(shí)時監(jiān)測吸盤磁力變化和模具的位置變化并及時響應(yīng)以及無法與注塑機(jī)之間進(jìn)行實(shí)時通訊的缺陷。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，包括有電源模塊、整流濾波模塊、IGBT模塊、輸出回路、PLC控制器、主控制模塊以及操作面板，所述整流濾波模塊與IGBT模塊連接，IGBT模塊通過輸出回路與注塑機(jī)動模板和定模板上的吸盤連接，輸出回路上連接有霍爾傳感器，吸盤上連接有位置傳感器，霍爾傳感器、位置傳感器、IGBT模塊、PLC控制器以及操作面板分別與主控制模塊連接。
[0005]本實(shí)用新型的特征還在于，IGBT模塊采用H橋電路布置，所述H橋電路由四組IGBT驅(qū)動芯片組成，所述主控制模塊采用MCU芯片。
[0006]整流濾波模塊包括有三相整流橋電路和濾波電容電路，整流濾波電路兩端分別與H橋電路的高壓端和低壓端連接；
[0007]H橋電路的兩個輸出端U端和W端分別連接有一個霍爾傳感器，其中一個霍爾傳感器與輸出回路繼電器連接，另一個霍爾傳感器與公共端繼電器連接，兩個霍爾傳感器上的電流反饋端子V1UT分別與MCU芯片的電流信號接收端1UTl和10UT2連接；
[0008]MCU芯片的PWM信號輸出端和極性轉(zhuǎn)換信號輸出端通過“與”門后送入IGBT驅(qū)動芯片的PWM信號接收端，IGBT驅(qū)動芯片通過內(nèi)部高低壓隔離器件與IGBT驅(qū)動端連接。
[0009]IGBT芯片與MCU芯片之間設(shè)置有“與”門芯片組成的低壓保護(hù)和電流保護(hù)電路；霍爾傳感器通過比較電路以及RS觸發(fā)器電路與MCU芯片連接實(shí)現(xiàn)低壓保護(hù)和電流保護(hù)。
[0010]輸出回路采用獨(dú)立的四組繼電器通道分別對注塑機(jī)動模板和定模扳的四塊吸盤進(jìn)行控制。
[0011]注塑機(jī)的動模板和定模扳上分別設(shè)置有一個位置傳感器，兩個位置傳感器分別通過一組光耦電路與MCU芯片連接傳送位置變化信號。
[0012]操作面板上操作手柄,操作手柄上設(shè)置有充退磁鑰匙開關(guān)。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]I)本實(shí)用新型采用參數(shù)設(shè)置以及霍爾傳感器對輸出量進(jìn)行采集并采用IGBT模塊通過控制PWM值的方向和大小，實(shí)現(xiàn)輸出電壓或電流的變化從而控制注塑機(jī)吸盤，以達(dá)到吸盤磁力的變化，有效地防止吸盤磁力不足而導(dǎo)致脫落的危險；
[0015]2)本實(shí)用新型采用具有吸盤工件位置檢測保護(hù)功能，實(shí)時監(jiān)測模具的位置變化并發(fā)送故障信號，有效防止模具移動造成的損壞；
[0016]3)本實(shí)用新型的控制器與注塑機(jī)之間設(shè)置有PLC控制器用于將故障狀態(tài)信號向注塑機(jī)傳送，實(shí)現(xiàn)控制器與注塑機(jī)之間的有效通訊，在發(fā)生故障時使注塑機(jī)及時停止，防止發(fā)生意外事故；
[0017]4)本實(shí)用新型具有完整的低壓保護(hù)以及電流保護(hù)電路，并能在出現(xiàn)故障時發(fā)出警?艮十言號;
[0018]5)本實(shí)用新型設(shè)置有充退磁鑰匙開關(guān)，能夠防止操作人員誤操作；
[0019]6)本實(shí)用新型操作面板采用按鍵開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)密碼、功能設(shè)定以及充磁電壓、退磁時間以及連鎖保護(hù)點(diǎn)等參數(shù)設(shè)置。同時設(shè)置的數(shù)碼管和三極管能夠顯示故障代碼和動態(tài)位碼。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的功能實(shí)現(xiàn)框圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型的總體電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型控制器內(nèi)部供電電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型的保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本實(shí)用新型的操作面板電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]本實(shí)用新型提供一種注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，如圖1所示，包括有電源模塊、整流濾波模塊、IGBT模塊、輸出回路、PLC控制器、主控制模塊以及操作面板，所述整流濾波模塊與IGBT模塊連接，IGBT模塊通過輸出回路與吸盤連接，所述輸出回路上連接有霍爾傳感器，所述吸盤上連接有位置傳感器，所述霍爾傳感器、位置傳感器、IGBT模塊、PLC控制器以及操作面板分別與主控制模塊連接。
[0027]本實(shí)用新型的基本工作原理是:輸入電源經(jīng)整流濾波模塊進(jìn)行整流和濾波后形成高壓直流，經(jīng)IGBT模塊中的H橋回路輸出可變的PWM波，通過改變H橋的輸出方向和PWM值的大小，實(shí)現(xiàn)輸出電壓或電流的變化從而控制注塑機(jī)吸盤，以達(dá)到吸盤磁力的變化。主控制回路采用MCU芯片控制，采用參數(shù)設(shè)置以及霍爾傳感器對輸出量進(jìn)行采集，形成閉環(huán)伺服系統(tǒng)，可靠穩(wěn)定的輸出電流或電壓，實(shí)現(xiàn)對吸盤的可靠控制，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁力。注塑機(jī)的模板分為動模板和定模板，其中動模板分為兩塊吸盤，定模板分為兩塊吸盤，分別由輸出的四個通道控制，每個通道可以獨(dú)立進(jìn)行充退磁操作，并且每路能夠獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有參數(shù)自動記憶、故障自動保護(hù)以及故障代碼顯示等先進(jìn)功能。同時在吸盤上設(shè)置相應(yīng)的位置傳感器對模具位置進(jìn)行檢測防止模具發(fā)生移動損壞模具。
[0028]具體實(shí)施時，如圖2所示，本電路的主電源供電回路部分，輸入電源R、S、T經(jīng)三相整流橋D0、濾波電容C01、C02以及分壓電阻R52、R53后形成+500V高壓直流，輸入到兩個IGBT模塊Tl和T2組成的H橋的+500V高壓端(正極)和GND低壓端(負(fù)極)，控制兩相H橋回路，使U、W端輸出大小和方向變化的直流PWM波，MCU芯片U2通過芯片U19分別發(fā)出CHl'、CH2'、CH3'、CH4'、CHCOM'信號對繼電器 JDQ5、JDQ6、JDQ7、JDQ8 以及 JDQ9 進(jìn)行控制，JDQ9為公共端子，通過繼電器JDQ5-8的選擇接通控制外接的四路電永磁吸盤。H橋由四組隔離性IGBT驅(qū)動芯片進(jìn)行控制，其中H橋的U相上臂由驅(qū)動芯片U5控制，下臂由U6控制，W相上橋臂由U8控制，下臂由U7控制。該芯片具有低壓保護(hù)，高壓UCE保護(hù)。
[0029]工作過程中，H橋工作原理如下:當(dāng)充磁時，PWMl輸入高電平，PWM2輸入低電平，PWM3輸入低電平，PWM4輸入高電平，U端輸出高電平，W端輸出低電平，形成從U到V的正向電壓；當(dāng)退磁時，U端到V端先形成負(fù)向電壓(PWM1輸入低電平，PWM2輸入高電平，PWM3輸入高電平，PWM4輸入低電平)。通過調(diào)節(jié)PWM占空比，可以改變輸出電壓的大小。
[0030]控制信號是由MCU芯片U2輸出PWM信號和極性轉(zhuǎn)換信號C1、C2、C3、C4通過“與”門IC3加到IGBT驅(qū)動芯片U5，U6，U7以及U8實(shí)現(xiàn)高低壓隔離后共同輸出到T1、T2的驅(qū)動端。當(dāng)極性轉(zhuǎn)換信號為低電平時，IC3與門輸出為低電平，禁止IGBT芯片輸出。
[0031 ] 如圖3所示，控制器內(nèi)部供電部分，輸入電源R、T經(jīng)過變壓器TRl后，產(chǎn)生多組電壓，其中繞組TR1-4產(chǎn)生的電壓經(jīng)過整流管D24、D25、D26以及D27整流以及濾波電容E3濾波后通過U13穩(wěn)壓產(chǎn)生12V電壓給輸出回路吸繼電器控制端子供電；通過U18穩(wěn)壓后產(chǎn)生的5V電壓給MCU芯片U2供電；經(jīng)電阻R45和VRl分壓后產(chǎn)生VOL電壓供MCU芯片采樣用(反應(yīng)輸入電壓大小)。繞組TRl-1經(jīng)過整流濾波以及穩(wěn)壓后產(chǎn)生+15V2、GND2、-5V2電壓給H橋U相上臂驅(qū)動芯片U5提供正負(fù)電源；繞組TR1-2產(chǎn)生+15V3、GND3、-5V2電壓給H橋W相上臂驅(qū)動芯片U8提供正負(fù)電源；繞組T1-3產(chǎn)生+15V1、GND1、-5V1電壓給H橋下臂驅(qū)動芯片U6、U7提供正負(fù)電源；繞組T1-5產(chǎn)生+24V、GND0給外部端子和操作面板提供24V電源。
[0032]PWM的調(diào)節(jié)是通過對VOL電壓進(jìn)行AD采樣以及對霍爾傳感器U16、U17檢測到的10U2、1Ul進(jìn)行AD采樣，通過內(nèi)部PID算法控制PWM輸出，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。PID控制過程可分為電壓環(huán)和電流環(huán)。電壓環(huán)是根據(jù)設(shè)定的輸出電壓值，輸出PWM，通過將采樣的電壓值VOL和設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，利用差值來修正PWM的輸出值，達(dá)到輸出電壓恒定的目的。電流環(huán)是霍爾傳感器U16、U17檢測IGBT模塊U、W相輸出的電流得到檢測信號10UT2、1UTl進(jìn)入MCU芯片進(jìn)行AD采樣，根據(jù)采樣值與設(shè)定的電流值進(jìn)行比較，當(dāng)采樣值大于設(shè)定值時，輸出PWM值減小，輸出電流值也隨著減小，從而達(dá)到實(shí)際輸出值和設(shè)定值一致；當(dāng)采樣到的電流值小于設(shè)定的電流值時，輸出PWM值增大，輸出電流值也隨著增大，以達(dá)到設(shè)定值和輸出值相等，從而實(shí)現(xiàn)恒流輸出的目的。在實(shí)際電路中可根據(jù)負(fù)載的特性采用電流環(huán)或電壓環(huán)。
[0033]本實(shí)用新型的控制器具有完整的低壓保護(hù)以及電流保護(hù)電路，如圖4所示，IGBT芯片的6腳連接有“與”門U1，H橋四個橋臂的故障信號輸入到“與”門U1，當(dāng)IGBT驅(qū)動芯片U5、U6、U7以及U8任何一端檢測到故障信號時出腳置低)，會在Ul的8腳產(chǎn)生低電平F0, FO信號在MCU芯片U2的16腳產(chǎn)生中斷信號，MCU芯片立刻終止IGBT驅(qū)動芯片輸出信號，同時發(fā)出報警信號，起到保護(hù)作用。
[0034]霍爾傳感器U16，U17對輸出電流進(jìn)行檢測，輸出電流1UTl和10UT2，分別經(jīng)過IC4A和IC4B分壓后進(jìn)入ICl組成的比較器，當(dāng)輸出電流大時，IC1B、IClD翻轉(zhuǎn)輸出低電平觸發(fā)IC2組成的RS觸發(fā)器，其中IC2B輸出低電平使H)變?yōu)榈碗娖?，H)信號在MCU芯片U2的16腳產(chǎn)生中斷信號，MCU芯片立刻終止IGBT芯片輸出信號，起到保護(hù)作用。
[0035]本實(shí)用新型具有吸盤工件位置檢測保護(hù)功能，吸盤CPl和CP2正中心開有小孔，中間裝有位置傳感器JXl和JX2，位置傳感器通過光耦U15和U23與MCU芯片連接，模具M(jìn)Jl和MJ2內(nèi)兩側(cè)有凹槽Al，中心為凸起結(jié)構(gòu)A，正常狀態(tài)下傳感器JXl正對MJl的A處，JX2正對MJ2的A處，此時JXl的輸出信號FSIN'電平，光耦U15導(dǎo)通FSIN為低電平，輸入到MCU芯片的76腳。當(dāng)MJl發(fā)生移位時JXl正對到Al處，光耦U15導(dǎo)通FSIN為高電平送至MCU芯片的76腳，MCU芯片的42腳發(fā)出FWOK'高電平，通過芯片U3使JDQ4觸點(diǎn)閉合，0UT4和OUTCOM導(dǎo)通，將信號傳遞給注塑機(jī)。
[0036]PLC控制器與注塑機(jī)相連接，利用繼電器觸點(diǎn)將控制器的故障狀態(tài)信號向注塑機(jī)傳送，其中繼電器JDQl、JDQ2用于傳送充退磁成功失敗信號，繼電器JDQ3、JDQ4用于傳送吸盤位置信號，繼電器JDQlO用于傳送控制器內(nèi)部的故障信號。
[0037]本實(shí)用新型的操作面板上配套設(shè)置有操作手柄，手柄上設(shè)置有鑰匙開關(guān)，鑰匙開關(guān)用于操作人員的誤操作保護(hù)，當(dāng)鑰匙開關(guān)置于充磁允許位置時，只能進(jìn)行充磁操作；當(dāng)鑰匙開關(guān)置于退磁允許位置時，只能進(jìn)行退磁操作。在設(shè)備正常運(yùn)行時吸盤只能進(jìn)行充磁操作，設(shè)備管理人員通過鑰匙開關(guān)選擇到充磁狀態(tài)，此時只能充磁操作，不能退磁，防止了操作人員誤操作，提高了安全性。
[0038]操作面板采用按鍵開關(guān)，完成參數(shù)設(shè)置和調(diào)節(jié)，如圖5所示，U18是數(shù)碼管用于顯示參數(shù)和故障代碼，U17驅(qū)動數(shù)碼管段碼顯示，例如E06，表示負(fù)載方面故障，可能是負(fù)載短路或漏電等故障。Q8-Q11用于動態(tài)位碼顯示；按鍵K1、K2、K3、K4用于密碼、功能設(shè)定以及參數(shù)調(diào)節(jié)。參數(shù)方面具體可以設(shè)定充磁電壓、退磁時間以及聯(lián)鎖保護(hù)點(diǎn)等多個參數(shù)。
[0039]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)，上述實(shí)施方式和說明書只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，其特征在于，包括有電源模塊、整流濾波模塊、IGBT模塊、輸出回路、PLC控制器、主控制模塊以及操作面板，所述整流濾波模塊與IGBT模塊連接，IGBT模塊通過輸出回路與注塑機(jī)動模板和定模板上的吸盤連接，所述輸出回路上連接有霍爾傳感器，所述吸盤上連接有位置傳感器，所述霍爾傳感器、位置傳感器、IGBT模塊、PLC控制器以及操作面板分別與主控制模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，其特征在于，所述IGBT模塊采用H橋電路布置，所述H橋電路由四組IGBT驅(qū)動芯片組成，所述主控制模塊采用MCU芯片。
3.如權(quán)利要求2所述的注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，其特征在于，所述整流濾波模塊包括有三相整流橋電路和濾波電容電路，整流濾波電路兩端分別與H橋電路的高壓端和低壓端連接； 所述H橋電路的兩個輸出端U端和W端分別連接有一個霍爾傳感器,其中一個霍爾傳感器與輸出回路繼電器連接，另一個霍爾傳感器與公共端繼電器連接，兩個霍爾傳感器上的電流反饋端子V1UT分別與MCU芯片的電流信號接收端1UTl和10UT2連接； 所述MCU芯片的PWM信號輸出端和極性轉(zhuǎn)換信號輸出端通過“與”門后送入IGBT驅(qū)動芯片的PWM信號接收端，IGBT驅(qū)動芯片通過高低壓隔離器件與IGBT驅(qū)動端連接。
4.如權(quán)利要求3所述的注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，其特征在于，所述IGBT芯片與MCU芯片之間設(shè)置有“與”門芯片組成的低壓保護(hù)和電流保護(hù)電路；霍爾傳感器通過比較電路以及RS觸發(fā)器電路與MCU芯片連接實(shí)現(xiàn)低壓保護(hù)和電流保護(hù)。
5.如權(quán)利要求3所述的注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，其特征在于，所述輸出回路采用獨(dú)立的四組繼電器通道分別對注塑機(jī)動模板和定模扳的四塊吸盤進(jìn)行控制。
6.如權(quán)利要求5所述的注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，其特征在于，所述注塑機(jī)的動模板和定模扳上分別設(shè)置有一個位置傳感器，兩個位置傳感器分別通過一組光耦電路與MCU芯片連接傳送位置變化信號。
7.如權(quán)利要求1所述的注塑機(jī)電永磁吸盤充退磁控制器，其特征在于，所述操作面板上操作手柄，操作手柄上設(shè)置有充退磁鑰匙開關(guān)。
【文檔編號】H01F13/00GK204029517SQ201420320666
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】王云富, 肖強(qiáng), 楊莉 申請人:西安鳴士機(jī)電開發(fā)有限公司