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具有总线的注模系统.pdf

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具有 总线 系统
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摘要
申请专利号:

CN200710300396.1

申请日:

2007.12.24

公开号:

CN101221434A

公开日:

2008.07.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效|||公开
IPC分类号: G05B19/418; B29C45/76; B22D17/32 主分类号: G05B19/418
申请人: 标准模具(2007)有限公司
发明人: M·费克
地址: 加拿大安大略省
优?#28909;ǎ?/td> 2006.12.22 US 60/871672
专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 卢 江;张志醒
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法律状态
申请(专利)号:

CN200710300396.1

授权公告号:

101221434B||||||

法律状态公告日:

2012.07.04|||2008.09.10|||2008.07.16

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及具有总线的注模系统,所述注模系统包括具有热半模和冷半模的模具,所述热半模具有热流道。总线收发器位于模具内。与模具的操作相关的至少一个电气设备位于模具内并电耦?#31995;?#24635;线收发器上。用于控制模具的控制器位于模具外。总线线路将控制器电耦?#31995;?#30005;气设备的总线收发器上,装置包括具有入口和熔化通道的注射歧管。

权利要求书

权利要求书
1.  一种注模系统(100),包括:
具有热半模(402)和冷半模的模具(400),热半模(402)具有热流道;
位于模具(400)之外的用于控制模具(400)的控制器(104);和
位于模具(400)内并电耦?#31995;?#25511;制器(104)上的电气设备,所述电气设备与模具(400)的操作相关联;
其特征在于,还包括位于模具(400)内的总线收发器(202),其中电气设备与总线收发器(202)电耦合;和
总线线路(108)将控制器(104)电耦?#31995;?#19982;电气设备相耦合的总线收发器(202)上。

2.  如权利要求1所述的注模系统(100),包括耦?#31995;?#22810;个总线收发器(202)的多个电气设备,总线线路(108)将控制器(104)电耦?#31995;?#22810;个总线收发器(202)上。

3.  如权利要求1所述的注模系统(100),包括多于一个的总线线路(108)。

4.  如权利要求1所述的注模系统(100),其中总线收发器(202)和总线线路(108)位于模具(400)的热半模(402)内。

5.  如权利要求1所述的注模系统(100),其中电气设备包括传感器。

6.  如权利要求5所述的注模系统(100),其中传感器选自由温度传感器(126)、压力传感器、应变计和测压元件组成的组。

7.  如权利要求5所述的注模系统(100),其中传感器位于歧管板(110)、喷嘴(112)、或模板(402)或腔板内。

8.  如权利要求1所述的注模系统(100),其中电气设备包括加热器(116,124)。

9.  如权利要求8所述的注模系统(100),其中加热器(116,124)位于歧管(110)或喷嘴(112)内。

10.  如权利要求1所述的注模系统(100),其中电气设备包括执行机构。

11.  如权利要求1所述的注模系统(100),还包括电力线路(106)和电源,电力线路(126)将电气设备连接到电源(102)上。

12.  如权利要求1所述的注模系统(100),还包括电源(102),其中总线线路(108)是将电气设备连接到电源(102)上的电力线路(108)。

13.  如权利要求1所述的注模系统(100),还包括另外的电气设备,所述另外的电气设备位于模具(400)内并且电耦?#31995;?#21478;一总线收发器(202)上,另外的电气设备与模具(400)的操作相关联。

14.  如权利要求1所述的注模系统(100),还包括具有电导管(406)的模板(402),其中总线线路(108)位于所述电导管中。

15.  如权利要求1所述的注模系统(100),其中控制器(104)包括另一总线收发器(202)。

16.  如权利要求1所述的注模系统(100),还包括另一总线收发器,所述另一总线收发器被连接到控制器(104)上并被包含在附属到热半模(402)外部的接线盒(810)内。

17.  如权利要求1所述的注模系统(100),还包括连接到总线线路(108)上的转发器(608)。

18.  如权利要求1所述的注模系统(100),还包括节点(114),所述节点包括总线收发器(202)。

19.  如权利要求18所述的注模系统(100),其中节点(114)还包括连接到总线收发器(202)上的微处理器(204)。

20.  如权利要求19所述的注模系统(100),其中节点(114)还包括功率调节模块(208),所述功率调节模块被连接到微处理器(204)上并被连接在电力线路(106)和电气设备之间。

21.  如权利要求19所述的注模系统(100),其中节点(114)还包括连接到微处理器(204)上的模拟数字转换器(206)和连接在模拟数字转换器(206)和电气设备之间的放大器(210)。

22.  如权利要求18所述的注模系统(100),其中节点包括罩(912,914),所述?#22336;?#38381;包括总线收发器(202)的集成电路芯片(904)。

23.  如权利要求22所述的注模系统(100),其中罩(912,914)由热稳健材料制成。

24.  如权利要求1所述的注模系统(100),其中控制器(104)是总线线路(108)的主控。

25.  如权利要求1所述的注模系统(100),其中控制器(104)、总线线路(108)和总线收发器(202)形成具有优先级判优的多主控总线系统。

26.  如权利要求1所述的注模系统(100),其中在模具(400)内连续?#30001;?#30340;总线线路的一部分是一件非中断式布线。

27.  如权利要求1到26之一所述的注模系统(100),其中热半模(402)包括歧管、喷嘴(112)、加热器(116,124)和温度传感器;
节点(114)位于热半模(402)内,节点(114)包括连接到加热器(116,124)和温度传感器上的总线收发器(202);其中总线线路(108)将节点(114)的总线收发器(202)连接到控制器(104)上。

说明书

说明书具有总线的注模系统
技术领域
本发明通常涉及注模,并且尤其涉及对注模的控制。
背景技术
注模系统用于由诸如塑料和一些金属之类的可塑材料来制造物品。
注模系统典型地包括模具(mold),所述模具可被限定为具有热半模和冷半模。热半模通常具有热流道,该热流道由歧管和一个或多个喷嘴组成。冷半模通常具有腔。由于对模具来说,通常具有传感器和执行机构、如热电偶和加热器,因此通常提供控制器。
典型的控制器是运行软件来控制模具的计算机。也可以使用更简单的控制电路,包括那些不使用软件的控制电路在内。控制器和模具通常由一大组独立传导导线连接。
发明内容
根据本发明的一个实施例,注模系统包括模具,该模具具有热半模和冷半模,热半模包括热流道。总线收发器位于模具内。与模具操作相关的至少一个电气设备位于模具内,并与总线收发器电耦合。用于控制模具的控制器位于模具外。总线线路将控制器电耦?#31995;?#30005;气设备的总线收发器上。
附图说明
现在将参照附图更完全地描述本发明的实施例,其中相同的参考数?#31181;?#20195;类似的结构。
图1是根据本发明实施例的总线示意图,该总线将喷嘴和歧管连接到控制器上。
图2是根据本发明实施例的节点的框图。
图3是根据本发明实施例的控制器的框图。
图4a说明了根据本发明实施例的布线布局。
图4b表示图4a的模具装配的A-A剖面。
图5是根据本发明实施例的总线布局的示意图。
图6是根据本发明实施例的另一总线布局的示意图。
图7是本发明实施例的具有热半模和控制器的总线连接的(bussed)注模系统的示意图。
图8是具有热半模和控制器的总线连接的注模系统的另一实施例的示意图。
图9是根据本发明实施例的节点的物理实施例的分解透视图。
图10是根据本发明另一实施例的电力线路总线的示意图,该电力线路总线将喷嘴连接到控制器和电源上。
图11是根据本发明另一实施例的单线路总线的示意图,该单线路总线将喷嘴连接到控制器上。
图12是根据本发明另一实施例的将喷嘴连接到控制器上的总线线路和温度传感器线路的示意图。
图13a是根据本发明另一实施例的将多个喷嘴连接到控制器上的单节点的示意图。
图13b是根据本发明实施例的能控制多于一个的喷嘴的节点的框图。
图14是根据本发明另一实施例的将喷嘴和其他设备连接到控制器上的总线的示意图。
图15是根据本发明实施例的用于控制热流道的CAN总线系统的示意图。
具体实施方式
图1表示根据本发明的注模系统100的部件的示意图。系统100包括电源102、控制器104、电力线路106、总线线路108、歧管(manifold)板110、喷嘴112和节点114。为易于理解本发明,图1被简化。注模机、热半模和冷半模板、执行机构、熔化通道、冷却通道、加热器和其他公知特征及部件未示出。歧管板110和喷嘴112一般公知为热流道或热流道设备。
电源102为系统100提供电功?#30465;?#22312;此实施例中,电源102提供220VAC。在其他实施例中,电源能提供其他等级的AC或DC功率(如24VDC)。系统100中的电功率通过电力线路106和将电源102与节点114连接到电力线路106的线路来传送。
控制器104可以是计算机或设计用来控制系统100的处理电路。在此实施例中,控制器104测量喷嘴112和歧管板110的温度并因此控制加热器。控制器104和节点114之间的信号通过总线线路108和将控制器104和节点114连接到总线线路108的线路进行传递。控制器104和电源102可以是相同设备的一部分。控制器104将在下面予以更详细的描述。
为简化仅示出一部分的歧管板110包括加热器116(如电阻丝加热元件)和温度传感器118(如热电偶)。加热器116和温度传感器118被连接到节点114a上。在其他实施例中,歧管板110可以是模块式或管式歧管。
每个喷嘴112?#21450;?#25324;喷嘴体120和喷嘴尖122。每个喷嘴112还包括加热器124(如电阻丝加热元件)和温度传感器126(如热电偶)。加热器124和温度传感器126通过导线被连接到节点114b上。
节点114a、114b用来将功率从电力线路106传送到加热器116、124。节点114a、114b还用来将信号从温度传感器118、126通过总线线路108传送到控制器104。进一步地,节点114a、114b能经由总线线路108接收来自控制器104的控制信号。节点114a、114b将在下面更为详?#35813;?#36848;。
总线线路108和电力线路106可以是导线、一组导线或具有传导迹线(conductive trace)的印刷电路板。
通过使用总线线路108和电力线路106,整体布线复?#26377;?#34987;?#26723;汀?#30001;于总线线路108上的信号必须至少部分地被中断用以确定施加到哪个设备上,因而提供节点114。为这个以及其他目的,节点114具有逻辑,所述逻辑能监控总线线路108、,从总线线路108上提取信息并将信息放置到总线线路108上。
图2表述根据本发明实施例的节点的框图。节点114包括总线收发器202、微处理器204、模拟数字转换器206、功率调节模块208和放大器210。
总线收发器202与总线线路108耦合,从而使其通过这些线路传送。总线收发器202可监控总线线路108,从总线线路108提取信息,并将信息输放置到总线线路108上。总线收发器202还被连接到微处理器204上,并与微处理器204通信。总线收发器202的主要功能是管理在微处理器204和总线线路108之间的数据传输。
微处理器204是节点114的中央部件。微处理器204连接到总线收发器202、模拟数字转换器206和功率调节模块208。微处理器204执行指令并管理在总线收发器202、模拟数字转换器206和功率调节模块208之间的数据通信。
模拟数字转换器206被连接在微处理器204和放大器210之间。模拟数字转换器206将接收自放大器210的模拟信号变换成用于微处理器204的数?#20013;?#21495;。如果温度传感器118或126(如图1)输出数?#20013;?#21495;,则模拟数字转换器206可被省略。
功率调节模块208与电力线路106相耦合并被连接在微处理器204与加热器(如喷嘴加热器124或歧管加热器116)之间。功率调节模块208接收来自微处理器204的数据并基于所接收到的数据为加热器供应功?#30465;?#22312;此实施例中,功率调节模块208所能供应给加热器的最大功率可以是线路106上的功?#21097;?#32780;最小功率为无(none)。
放大器210被连接在模拟数字转换器206和温度传感器(如歧管传感器118或喷嘴传感器126)之间。放大器210用于放大自温度传感器所接收的信号。如果传感器输出被预计是足够的,则放大器210可被省略。
在此实施例中,节点114的操作如下。来自温度传感器的输出被放大器210放大。放大的信号通过模拟数字转换器206被转换成数?#20013;?#21495;,所述模拟数字转换器输出数?#20013;?#21495;给微处理器204。微处理器204执行任何需要的对数据的处理、组织或排列。总线接收器202然后将从微处理器204所输出的信号处理成适用于经由总线线路108传递的形式、例如数据包,这可能意味着,总线接收器202?#21364;?#26356;多的温度数据用以组装经济的包。微处理器204然后将打包的信息转发给总线接收器202,总线接收器202将数据放置到总线线路108上作为差分(平衡)信号。随后,总线接收器202读取由控制器104放置在总线线路108上的数据,并将该数据转发给微处理器204。微处理器整理数据,并且必要时,发送信号给功率调节模块208,所述功率调节模块208相应增加、?#26723;?#25110;保持从电力线路106传递给加热器的功?#30465;?#20197;这种方式,节点114可经由公共总线线路108实现温度传感器数据收集和加热器控制。
很多种总线方案都适用于本发明。控制器104可以是总线线路108的主控(master),并且因此控制节点114对总线线路108的访?#30465;?#25110;,同样地,能够使用用于总线的判优(arbitration),其中节点114和控制器104协商用于控制总线线路108。在这种系统中,对于控制器通常是,简单包含很像节点的所述总线收发器的总线收发器,在?#25345;?#24847;义上,控制器与节点处于相等的地位(尽管它可能具有更高优先级)。这种系统有时?#36824;?#30693;为具有优先级判优的多主控总线系统(multi-master bus system),该多主控总线系统的例子是由BOSCH开发的控制器局域网(CAN)总线系统。来自控制器104的数据可被用于一个、多个或所有节点114,如在数据包的标识符字段中所示的那样。在以上实施例中,用于总线线路的协商可通过总线收发器202、微处理器204或二者组合来管理。另外,多种总线线路布置和数量以及多种总线收发器和信号方案都适用于本发明。
上述部件都是标准的。而且,部件可被合并或减少成更离散的部件。例如,总线收发器202和微处理器可被设置在同一集成电路(芯片)中。在另一个例子中,节点114的所有部件都可以被实施在单个集成电路上。
在图2中,为易于理解本发明,省略的是内部工作电源、地线和连接、以及辅助部件,如滤波器、缓冲器、信号处理器、调整器。在许多实施例中,这些辅助部件可集成到上述的主要部件中。误差校验或纠正功能性和硬件也从中被省略,但这是本领域中是公知的。
图3是根据本发明一个实施例的控制器104的框图。控制器104包括总线收发器302、微处理器304、显示设备306和输入设备308。除总线收发器302和微处理器304的相关编程外,控制器104通常在本领域中是熟知的。
总线收发器302与总线线路108相耦合从而使其通过这些线路通信。总线收发器能监控总线线路108、从总线线路108提取信息,并将信息放置到总线线路108上。总线收发器也连接到微处理器304,并与微处理器304通信。总线收发器302的主要功能是管理在微处理器304与总线线路108之间的数据传输。总线收发器302可与节点114的总线收发器202相同。
微处理器304是控制器104的中央部件。微处理器被连接到总线收发器302、显示设备306以及输入设备308上。微处理器304执行指令并管理在总线收发器302、显示设备306和输入设备308之间的数据通信。微处理器304的一个功能是执行对来自总线的传感器测量的计算。在此实施例中,微处理器304被编程用以以相应的温度测量和相关操作者输入为基础来计算用于加热器的功?#30465;?#20363;如,如果操作者设定喷嘴温度为190℃,微处理器304从总线接收180℃的所述喷嘴的温度测量,则微处理器304为该喷嘴的节点114b生成指令用以使加热器功?#35797;?#21152;80瓦特。这种指令通过总线被发送至节点114b的微处理器204。微处理器304的复?#26377;?#21487;以在计算机与简单控制电路之间变化。
尽管其他设备也可被使用,但在此实施例中,显示设备306是监控器。显示设备306向操作者显示有关操作模塑系统100的信息。这?#20013;?#24687;可以包括喷嘴和歧管温度以及功率级。
尽管其他设备也可被使用,但在此实施例中,输入设备308是键盘。操作者可使用键盘308对微处理器304输入控制指令。这些控制指令可以包括设定温度、设定功率级、最大和最小功率级。
图4a表示根据本发明实施例的布线布局。模具组件400包括具有多个用于容纳喷嘴112的开口404的模板402、主电导管406、用于每个喷嘴112的分支电导管408。在装配中,歧管可被置于模板402的顶部。电导管406、408是在模板402中被加工的开放式导管。节点114b位于分支导管408之内,并通过喷嘴112的终端410被连接到喷嘴上。导线412将节点114b连接到模板402之外。导线412包括总线线路(如图1的线路108)和电力线路(如图1的线路106)。由于使用总线,主电导管406的宽度可以是恒定的。也就是,当每一个分支电导管408结?#31995;?#20027;电导管406时,电导管不需要被加宽来容纳更多的导线,如在现有技术中所需的那样。
图4b表示图4a的模具组件400的A-A剖面。与图1中的歧管110一起,另外的部件表示在图4b中,如浇口(sprue)414、歧管熔化通道416、喷嘴熔化通道418、模板402的冷却通道420和腔422。
图5表示本发明实施例的总线布局500的示意图。总线布局500是在物理上实施此处描述的总线的一种方式。节点502被连接到之?#20013;?#30340;总线线路504上,所述总线线路还包括电力线路。总线线路504的一端被连接到控制器506上,尽管控制器506可被同样地连接到总线线路504的其他地方。在总线布局500中,?#25105;?#25968;量的节点502可被设置用以服务于?#25105;?#25968;量的模具部件,如喷嘴和歧管。总线布局500的形状不需要是所示的栅格状;节点502的?#25105;?#20960;何布置都是可能的,其中布局500主要表示节点502和总线线路504的连接关系。
图6表示根据本发明另一实施例的总线布局600的示意图。总线布局600是在物理上实施此处描述的总线的另一种方式。节点602被连接到几个总线线路604a-c。总线线路604a被连接到控制器606上。总线线路604b和604c通过转发器608被连接到总线线路604a上,所述转发器允许经由总线布局600正确地发信号。正如所看到的,节点602的布置可类似于总线布局500的设置;然而,转发器的使用?#31245;?#21152;总线的布局可能性的量。
图7是根据本发明实施例的具有热半模702和控制器704的总线连接的注模系统700的示意图。冷半模和模塑机未示出。热半模702包括板706a-c、歧管(未示出)和喷嘴708。节点(未示出)被提供用于喷嘴和歧管(例如见图1)。附属到热半模702之外的是接线盒710。控制器704包括显示器712、控制电路714和输入设备716。控制电路714包括总线收发电路718和所连接的线路720,所连接的线路通过热半模702的接线盒710从控制器704中伸出并连接到热半模702内的节点上。总线收发器电路718用来管理在线路720和控制电路714之间的信号,并且在这方面可类似于图3的总线收发器302。线路720包括总线线路并且也可以包括电力线路。连接器(未示出)被提供给接线盒710内的线路720用以允许分离热半模702和控制器704。正如所见,包含在线路720内的总线线路可减少从控制器704到节点所使用的导线量。
图8表示具有热半模802和控制器804的总线连接的注模系统800的另一实施例的示意图。冷半模和模塑机未示出。热半模802包括板806a-c、歧管(未示出)和喷嘴808。节点(未示出)被提供用于喷嘴和歧管(例如见图1)。附属到热半模802之外的是接线盒810。控制器804包括显示器812、控制电路814和输入设备816。接线盒810包括总线收发器卡818和连接器(未示出),所述连接器用于分离?#30001;?#20837;热半模802的线路820的导线和?#30001;?#21040;控制器804的控制电路814的线路822的导线。总线收发器卡818包括总线收发电路,用于管理在线路820和大量线路822之间的信号;并?#19968;?#21253;括连接器,用于物理连接这些线路820、822。线路820包括总线线路,并?#19968;?#21487;以包括电力线路。线路822没有被总线连接,并如传统那样被提供。正如所见,包含在线路820中的总线线路能减少从接线盒810到节点所使用的导线的量。在系统800中所使用的导线的量多于在系统700中所使用的,但仍少于在传统系统中所使用的。另外,由于总线开始于接线盒820,所以控制器804和线路822可以是?#21482;?#20379;应的部件,需要很少或不需要改变。
图9表示根据本发明实施例的节点900的物理实施例。900节点包括电路板902,在所述电路板上布置集成电路(IC)芯片904和两个连接器906a、906b。连接器906a用于喷嘴或歧管侧,而连接器906b用于总线/电源侧。芯片904包括节点所需的所有电路(例如见图2),并通过传导迹线908被连接到连接器906a、906b。附加部件、如电阻器910,可根据需要被提供。电路板被密封在罩内,该罩由可被搭扣、旋紧或其以他方式方式安装在一起的罩顶半部912和罩底半部914制成。罩顶半部912包括开口916(只显示一个),所述开口允许连接器906a、906b被连接到相配合的外部连接器(未示出)上。必要时,罩也可是单片电路。当节点900位于模具(mold)的热区中时,罩优选地由热稳健材料制成,如高温聚合物或陶瓷。
图10表示根据本发明另一实施例的注模系统1000的部件的示意图。系统1000包括电源1002、控制器1004、电力线路1006、喷嘴1012和节点1014。图10被简化以便容易理解本发明。注模机、热半模和冷半模板、歧管、执行机构、熔化通道、冷却通道、加热器以及其他公知的特征和部件未示出。歧管和喷嘴1012普通公知为热流道或热流道设备。
电源1002提供电功率给系统1000。在此实施例中,电源1002提供220VAC。在其他实施例中,电源可提供其他等级的AC或DC功率(如24VDC)。系统1000中的电功率通过电力线路1006和将电源1002与节点1014连接到电力线路1006上的线路来传递。
控制器1004可以是计算机或设计用来控制系统1000的处理电路。在此实施例中,控制器1004测量喷嘴1012的温度,并因此控制加热器。在控制器1004与节点1014之间的信号通过电力线路1006和将控制器1004与节点1014连接到电力线路1006上的线路来传送。控制器1004和电源1002可以是相同设备的一部分。控制器1004可与在图3中所示的控制器类似。
正如提到的,在控制器1004与节点1014之间的信号通过电力线路1006传递,同时功率经由电力线路1006被传递。这公知为电力线路通信,并因?#21496;?#19981;详?#35813;?#36848;了。为电力线路通信可能需要的任何附加部件都是已知的。以这种方式,电力线路1006用作总线。
每个喷嘴1012?#21450;?#25324;喷嘴体1020和喷嘴尖1022。每个喷嘴1012还包括加热器1024(如电阻丝加热元件)和温度传感器1026(如热电偶)。加热器1024和温度传感器1026通过导线被连接到节点1014上。
节点1014用来从电力线路1006向加热器1024传送功?#30465;?#33410;点1014也用来通过电力线路1006将温度传感器1026的信号传?#36879;?#25511;制器1004。另外,节点1014可通过电力线路1006接收来自控制器1004的控制信号。节点1014类似于在图2中所示的节点,一个区别在于总线和功率输出是公共的。
电力线路1006可以是导线、一组导线或具有传导迹线的印刷电路板。
通过为功率和总线连接的信号两者使用电力线路1006,整个布线复?#26377;?#34987;?#26723;汀?#33410;点1014被提供,因为电力线路1006上的信号必须至少部分地被中断,用以确定所述信号施加到哪个设备上。为了这个以及其他目的,节点1014具有逻辑,所述逻辑可监控电力线路1006,从电力线路1006提取信息并且将信息放置到电力线路1006上。
图11表示根据本发明另一实施例的注模系统1100的部件的示意图。系统1100包括电源1102、控制器1104、电力线路1106、单总线线路1108、喷嘴1112和节点1114。为易于理解本发明,图11被简化。注模机、热半模和冷半模板、歧管、执行机构、熔化通道、冷却通道、加热器以及其他公知的特征和部件未示出。歧管和喷嘴1112通常?#36824;?#30693;为热流道或热流道设备。
电源1102提供电功率给系统1100。在此实施例中,电源1102提供220VAC。在其他实施例中,电源可提供其他等级的AC或DC功率(如24VDC)。系统1100中的电功率通过电力线路1106和将电源1102与节点1114连接到电力线路11006上的线路来传递。
控制器1104可以是计算机或设计用来控制系统1100的处理电路。在此实施例中,控制器1104测量喷嘴1112的温度,并因此控制加热器。在控制器1104与节点1114之间的信号通过总线线路1108和将控制器1104与节点1114连接到总线线路1108上的线路来传送。控制器1104和电源1102可以是相同设备的一部分。控制器1104可与在图3中所示的控制器类似。
每个喷嘴1112?#21450;?#25324;喷嘴体1120和喷嘴尖1122。每个喷嘴1112还包括加热器1124(如电阻丝加热元件)和温度传感器1126(如热电偶)。加热器1124和温度传感器1126通过导线被连接到节点1114上。
节点1114用来从电力线路1106向加热器1124传送功?#30465;?#33410;点1114也用来通过总线线路1108将来自温度传感器1126的信号传?#36879;?#25511;制器1104。另外,节点1114可通过总线线路1108接收来自控制器1104的控制信号。节点1114类似于在图2中所示的节点。
总线线路1108和电力线路1106可以是导线、一组导线或具有传导迹线的印刷电路板。
通过使用单总线线路1108和电力线路1106,整个布线复?#26377;?#34987;?#26723;汀?#33410;点1114被提供,因为总线1108上的信号必须至少部分被中断,用以确定定所述信号施加到哪个设备上。为了这个以及其他目的,节点1114具有逻辑,所述逻辑可监控总线线路1108,从总线线路1108提取信息并且将信息放置到总线线路1108上。
图12表示根据本发明另一实施例的注模系统1200的部件的示意图。系统1200包括电源1202、控制器1204、电力线路1206、总线线路1208、温度传感器线路1209、喷嘴1212和节点1214。为易于理解本发明,图12被简化。注模机、热半模和冷半模板、歧管、执行机构、熔化通道、冷却通道、加热器以及其他公知的特征和部件未示出。歧管和喷嘴1212通常公知为热流道或热流道设备。
电源1202提供电功率给系统1200。在此实施例中,电源1202提供220VAC。在其他实施例中,电源可提供其他等级的AC或DC功率(如24VDC)。系统1200中的电功率通过电力线路1206和将电源1202与节点1214连接到电力线路1206上的线路来传递。
控制器1204可以是计算机或设计用来控制系统1200的处理电路。在此实施例中,控制器1204测量喷嘴1212的温度,并因此控制加热器。在控制器1204与节点1214之间的信号通过总线线路1208来传送。从节点1214到控制器1204的温度信号通过温度传感线路1209来传送。控制器1204和电源1202可以是相同设备的一部分。控制器1204可与在图3所示的控制器类似,除?#23435;?#24230;传感器输入端可为微处理器之外。
每个喷嘴1212?#21450;?#25324;喷嘴体1220和喷嘴尖1222。每个喷嘴1212还包括加热器1224(如电阻丝加热元件)和温度传感器1226(如热电偶)。加热器1224和温度传感器1226通过导线被连接到节点1214上。
节点1214用来从电力线路1206向加热器1224传送功?#30465;?#33410;点1214也用来通过温度传感器线路1209将来自温度传感器1226的信号转发给控制器1204。可代替地,来自温度传感器1226的导线能完全地绕过(bypass)节点1214,直接连接到温度传感器线1209。另外,节点1214可通过总线线路1208接收来自控制器1204的控制信号。节点1214类似于在图2中所示的节点。
总线线路1208、电力线路1206以及温度传感器线1209可以是导线、一组导线或具有传导迹线的印刷电路板。
尽管分离的温度传感器线路1209,通过使用总线线路1208和电力线路1206,整个布线复?#26377;?#34987;?#26723;汀?#33410;点1214被提供,因为总线线路1208上的信号必须至少部分被中断,用以确定所述信号施加到哪个设备上。为了这个以及其他目的,节点1214具有逻辑,所述逻辑可监控总线线路1208并且从总线线路1208提取信息。
图13a表示根据本发明另一实施例的注模系统1300的部件的示意图。系统1300包括电源1302、控制器1304、电力线路1306、总线线路1308、喷嘴1312和节点1314。为易于理解本发明,图13a被简化。注模机、热半模和冷半模板、歧管、执行机构、熔化通道、冷却通道、加热器以及其他公知的特征和部件未示出。歧管和喷嘴1312通常公知为热流道或热流道设备。
电源1302提供电功率给系统1300。在此实施例中,电源1302提供220VAC。在其他实施例中,电源可提供其他等级的AC或DC功率(如24VDC)。系统1300中的电功率通过电力线路1306和将电源1302与节点1314连接到电力线路1306上的导线来传递。
控制器1304可以是计算机或设计用来控制系统1300的处理电路。在此实施例中,控制器1304测量喷嘴1312的温度,因此控制加热器。在控制器1304与节点1314之间的信号通过总线线路1308和将控制器1304与节点1314到电力线路1308上的线路来传送。控制器1304和电源1302可以是相同设备的一部分。控制器1304可与在图3所示的控制器类似。
每个喷嘴1312?#21450;?#25324;喷嘴体1320和喷嘴尖1322。每个喷嘴1312还包括加热器1324(如电阻丝加热元件)和温度传感器1326(如热电偶)。加热器1324和温度传感器1326通过导线被连接到节点1314上。
节点1314a、1314b用来从电力线路1306向加热器1324传送功?#30465;?#33410;点1314a、1314b也用来通过总线线路1308将来自温度传感器1326的信号传?#36879;?#25511;制器1304。另外,节点1314a、1314b可通过总线线路1308接收来自控制器1304的控制信号。节点1314a连接到两个喷嘴1312上,这减少了系统1300中节点的总数量。节点1314b与在图2中所示的节点相同,并且节点1314a是类似的并在以下讨论。
总线线路1308和电力线路1306可以是导线、一组导线或具有传导迹线的印刷电路板。
通过使用总线线路1308和电力线路1306,整个布线复?#26377;?#34987;?#26723;汀?#33410;点1314被提供,因为总线线路1308上的信号必须至少部分被中断,用以确定所述信号施加到哪个设备上。为了这个以及其他目的,节点1314具有逻辑,所述逻辑可监控总线线路1308,从总线线路1308提取信息并将信息放置到总线线路1308上。
图13b是根据本发明实施例的可控制多于一个的喷嘴的节点1314a的框图。节点1314a可以如图13a所示的那样被使用。节点1314a包括用来连接总线线路的总线收发器202、和连接到总线收发器202上的微处理器1360。对于每个所连接的喷嘴,节点1314a还包括功率调节模块208、放大器210、和模拟数字转换器206。在节点1314a与图2的节点200之间的主要区别在于,微处理器1360应当被编程用以管理针对两个不同喷嘴的温度和加热器信号。这种布置意味着用于两个喷嘴的独立测量和控制。当然,两个以上的喷嘴可使用一个节点,对每一个附加喷嘴,这?#32440;?#28857;简单地需要附加的功率调节模块、模拟数字转换器和放大器。
加热器和温度传感器是可通过这里所描述的总线和节点控制和监控的电气设备的例?#21360;?#30005;气设备的其他例子包括液压的、气动的和电气的执行机构;压力传感器;应变计。事实上,任何用在模具中的电气设备、即传感器、执行机构或两者,都可以被使用。
关于可被使用的不同电气设备,图14表示根据本发明另一实施例的注模系统1400的部件的示意图。系统1400包括电源1402、控制器1404、电力线路1406、总线线路1408、喷嘴1412和节点1414。进一步示出模板1432以及限定腔1436的腔板1434。电力线路1406、总线线路1408和多个节点1414安装在模板1432内。为易于理解本发明,图14被简化。注模机、附加的热半模和冷半模板、歧管、执行机构、熔化通道、冷却通道、加热器以及其他公知的特征和元部件未示出。歧管板1400和喷嘴1412通常公知为热流道或热流道设备。
电源1402提供电功率给系统1400。在此实施例中,电源1402提供220VAC。在其他实施例中,电源可提供其他等级的AC或DC功率(如24VDC)。系统1400中的电功率通过电力线路1406和将电源1402与节点1414连接到电力线路1406上的线路来传递。
控制器1404可以是计算机或设计用来控制系统1400的处理电路。在此实施例中,控制器1404测量喷嘴1412的温度,并因此控制加热器。控制器1404还测量并控制其他设备,如将要描述的。在控制器1404与节点1414之间的信号通过总线线路1408和将控制器1404与节点1414连接到总线线路1408上的线路来传送。控制器1404和电源1402可以是相同设备的一部分。控制器1404与在图3中所示的控制器类似。
每个喷嘴1412?#21450;?#25324;喷嘴体1420和喷嘴尖1422。每个喷嘴1412还包括加热器1424,如电阻丝加热元件,所述加热器被导线连接到节点1414上。喷嘴1412a还包括熔化压力传感器1430,其位于喷嘴1412a的熔化通道1428内。熔化压力传感器1430测量熔化通道1428内的熔化压力,并经由导线发送相应信号给节点1414a。喷嘴1412b包括温度传感器1426,如热电偶。温度传感器1426通过导线被连接到节点1414b上。当然,任何喷嘴都可以具有温度传感器或熔化压力传感器或二者。
节点1414一般用来将来功率从电力线路1406向所连接的电气设备传送。节点1414也用来通过总线线路1408将来自所连接的传感器的信号传?#36879;?#25511;制器1404。另外,节点1414可通过总线线路1408接收来自控制器1404的用于电气设备的控制信号。节点1414类似于在图2和13b中所示的节点。
节点1414c被连接到位于腔1436中的压力传感器1440和位于腔板1434之一中的温度传感器1438。节点1414c测量腔的压力和腔附近的温度。节点1414c因此是仅有传感器的(sensor-only)节点,并?#20063;?#38656;要连接到电力线路1406上。在这点上,节点1414c也不需要具有功率调节模块。
节点1414d被连接到测压元件1442和应变计1444上,并且因此测量模板1432上的载荷以及模板1432中的应变。节点1414d与节点1414c相类似,因为它也是仅有传感器的节点。
节点1414e被连接到执行机构1448上,所述执行机构控制最?#20918;?#30340;喷嘴1412b的阀销1446的位置。根据所使用的执行机构的类型(如液压的、气压的或电气的),来自节点1414e的功率控制液压或气压阀、或电机的位置/速度/转矩。节点1414e还通过相应的传感器(未示出)来测量执行机构位置/速度。如果不需要位置/速度传感器,则这个节点会是仅有执行机构的节点。并因此不需要模拟数字转换器和放大器。当然,执行机构可以是多用的,并且为用于本发明,不需要约束为移动阀销。
总线线路1408和电力线路1406可以是导线、一组导线或具有传导迹线的印刷电路板。
通过使用总线线路1408和电力线路1406,整个布线复?#26377;?#34987;?#26723;汀?#33410;点1414被提供,因为总线线路1408上的信号必须至少部分被中断,用以确定所述信号施加到哪个设备上。为了这个以及其他目的,节点1414具有逻辑,所述逻辑可监控总线线路1408,从总线线路1408提取信息并且将信息放置到总线线路1408上。当然,如果节点仅仅是传感器节点,如节点1414c、1414d,则不需要具有硬件来从总线线路1408提取信息,因为所述硬件不控制任何部件。同样地,如果节点仅仅是执行机构节点,则也不需要具有硬件来将信息放置到总线线路1408上。
图15表示根据本发明用于控制热流道的CAN总线系统1500的示意图。系统1500包括具有热电偶和加热器的多个喷嘴1502和具有热电偶和加热器的歧管1504。主机控制器(host controller)1506连接到喷嘴1502和歧管1504上,所述主机控制器控制加热器并?#20063;?#37327;传感器数据。总线控制器1508连接到主机控制器1506上,所述总线控制器管理加热器和传感器信号。总线收发器1510连接到总线控制器1508上,所述总线收发器与总线线路1516a、1516b交流数据。总线线路1516a、1516b是双绞线并在每一端都具有120?#32442;?#30340;端子1518。喷嘴1502、歧管1504、和相关的主机控制器1506、总线控制器1508和总线收发器1510位于模具内。关于之前的实施例,主机控制器1506和总线控制器1508大致对应于微处理器204、模拟数字转换器206、功率调节模块208和放大器210(见图2)。总线收发器1510对应于总线收发器202。
在系统的操作者端,热流道?#31169;?#38754;1514被提供用于操作者控制。热流道?#31169;?#38754;可包括显示设备和输入设备。主机控制器1512连接到热流道?#31169;?#38754;1514上,所述主机控制器提供热流道?#31169;?#38754;的功能性(如喷嘴/歧管温度控制)。总线控制器1509连接到主机控制器1512上,所述总线控制器管理与喷嘴和歧管通信的数据。总线收发器1510连接到总线控制器1509上,所述总线收发器与总线线路1516a、1516b交流数据。关于以前的实施例,主机控制器1512和总线控制器1509大致对应于微处理器304(见图2)。总线收发器1510对应于总线收发器302。
使用系统1500,在热流道中所使用的布线的量和复?#26377;?#21487;以被?#26723;汀?#29992;于所有喷嘴和歧管的仅两个总线线路需要用于传感器数据和控制,其中以前分离的导线需要被提供给每个喷嘴和歧管。
当然,本发明的一个优点是减少布线,由于现有技术需要从控制器至每个喷嘴、歧管、或其他模具部件的分离的功率和传感器导线,而上述总线允许共享导线,并因?#31169;档?#20102;布线路径尺寸,这可能意味着始终如一地对模板内的总线通道设计尺寸。另一优点是数?#36136;?#25454;比模拟数据不?#36164;?#24178;扰,并更利于误差校验和纠正。
根据详?#35813;?#36848;,本发明的许多特征和优点是明显的,并且因此,由所附的权利要求意欲覆盖落在本发明的实质精神和范畴内的本发明所有这些特征和优点。此外,因为许多修改和改变对于本领域技术人员是容易发生的,因此不期望将本发明局限于图示和描述的精确的解释和操作,并因此所有合适的改变和等效都可以被分类到落在本发明的范畴内。

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