传感器在冰箱门封磁条生产中应用研究

2017-09-13李乐金

山东工业技术 2017年17期

摘要：随着家用电冰箱的普及，磁性门封的质量也越来越被社会重视，而磁性门封内的磁条作为整体门封的重要组成部分，通常被门封制造商和使用者忽略，介绍冰箱用磁条在制造过程中的质量控制，传感器在磁条成型中的应用及研究。

关键词：磁条；翘曲；传感器；切割装置；控制系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.230

冰箱门封条是用在冰箱门体和箱体之间用来密封的一种可拆卸冰箱配件，由软质聚氯乙烯胶条和磁条通过装配焊接而成，是电冰箱的一个主要部件。针对冰箱主要零部件冰箱门封的生产工艺中存在的诸多问题，应加大电冰箱密封胶条的材质、断面设计、模具开发、自动化生产的研发力度，提高生产流水线的自动化水平，这对提升我国冰箱生产能力的整体水平具有重要意义。

冰箱门封用磁条主要是磁粉加入一定比例的助剂（如：稳定剂、增塑剂、润滑剂等）经混合、压练、挤出、充磁而成。是穿于胶套腔内，连接冰箱门体和箱体的磁性材料，是冰箱门体吸合不可或缺的部件，是由磁性材料通过挤塑成型而成，根据冰箱的型号和胶套截面加工成不同的形状、高度、长度、磁力大小。磁条的吸力和尺寸精度影响冰箱的吸合效果、密封质量。

冰箱用磁条也可用于消毒柜、展示柜、饮水机、恒温箱、洗浴室等，起密封和保险作用。

1 磁条缠绕变形原因分析

（1）翘曲是塑件未按照设计的形状成形，却发生表面的扭曲，塑件翘曲导因于成形塑件的不均匀收缩。由于支承条件或外力作用方式使构件扭转时截面的翘曲受到约束，称为约束扭转。约束扭转时，构件产生弯曲变形，截面上将产生纵向正应力，称为翘曲正应力。同时还必然产生与翘曲正应力保持平衡的翘曲剪应力。

根据力学相关理论，由于冰箱门封磁条为非圆形截面，因此在扭转弯曲时会产生翘曲现象生。

（2）产出的磁条为了方便存放、运输，缠绕于圆柱形工件上（如图1）。由于磁条本身硬度不高，且截面为矩形而非常见的圆形，导致缠绕的磁条在接触工件边壁时会出现挤压变形，造成部分磁条在储存运输过程中出现变形磨损，甚至报废。

2 增加磁条变形监测传感器消除翘曲

（1）整体结构设计。由于多层缠绕时，磁条只在需要变换缠绕方向的位置产生形变，因此在一段磁条中，变形部分仅为其中的一小段。在磁条传送过程中，增加一个用来监测磁条变形情况的传感器，并在传感器后设置一个切割装置。当传感器检查到变形磁条时，便切除这部分磁条。在磁条流水线上设置1-2处，彻底避免变形磁条的出现。该流水线的工艺流程初定如下所示（图2）：

（2）检测工位包含一个光电传感器与一个切割装置，该方案采用PLC控制程序步骤，传感器采用光电传感器，切割装置采用专门针对磁条切割而设计的刀具。

1）磁条通过检测工位时，光电传感器检测磁条宽度，若磁条出现变形，则其宽度与标准磁条宽度会有较大误差；

2）當检测到磁条变形时，通过PLC接受信号，启动切割装置对磁条进行第一次切割；

3）随着磁条传送，当传感器检测到磁条宽度重新恢复正常时，切割装置再次启动，进行第二次切割；

4）两次切割所得的一小段磁条落入下方的废料收集处；

5）磁条通过复查工位，再次检测磁条是否还存在变形；

6）磁条变形部位成功切除，进入下一步工序。

（3）刀具控制系统设计。

1）控制系统的组成结构。控制系统的硬件一般包括3个部分：感知部分，用来收集外部的信息，如位置、速度、加速度传感器；控制装置，用来处理各种信息，完成控制过程，产生必要的控制指令；驱动部分，为了使刀具完成移动功能，可选用气动、液动、电气等方式驱动。

2）控制系统功能要求。

a）检测与控制功能。系统通过传感器自动检测磁条的宽度，由PLC根据所测的信号来控制切割装置的启动、运行和停机。系统实时检测供电电源情况，由PLC控制在电源严重过压或欠压时停机。

b）显示报警功能。当系统出现下列情况之一时，同时进行声、光报警：各种传感器的供电电源掉电；刀具未回归原点位置时进行启动；刀具回归上限位置时进行启动；系统供电电源严重过压或欠压等等。