加热装置及其加热治具的制作方法

本发明涉及治具的技术领域，特别是涉及一种加热装置及其加热治具。

背景技术：

在金属胚件的加工过程中，有时需要通过加热治具对金属胚件进行加热。在加热过程中，一般采用人工方式先将金属胚件放置于加热治具上，再打开加热开关，控制金属胚件的加热时间，加热完成后再关闭加热开关。对多个金属胚件的加热需要不断重复该过程，人工控制不方便、操作效率低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对加热治具人工控制不方便、操作效率低的问题，提供一种加热装置及其加热治具。

一种加热治具，用于加热金属胚件，所述加热治具包括：

治具本体；

发热体，所述发热体位于所述治具本体内，且所述发热体的热量能够传导至所述治具本体上；

控制器，所述控制器与所述发热体电连接；

温度传感器，所述温度传感器位于所述治具本体上，并与所述控制器通信连接；及

光纤传感器，所述光纤传感器位于所述治具本体上，并与所述控制器通信连接。

在其中一个实施例中，所述治具本体包括：

基板，及

传热部，所述传热部具有导热性，所述传热部与所述基板连接，且所述传热部位于所述基板的顶部；所述发热体和所述温度传感器均位于所述传热部内，且所述温度传感器位于所述传热部的中央位置，所述光纤传感器位于所述传热部的一端。

在其中一个实施例中，所述传热部为青铜传热板，所述青铜传热板可拆卸地连接于所述基板上。

在其中一个实施例中，所述治具本体还包括支撑部，所述支撑部分别与所述基板和所述传热部连接，且所述支撑部位于所述基板与所述传热部之间。

在其中一个实施例中，所述传热部为多个，多个所述传热部均与所述基板连接。

在其中一个实施例中，所述的加热治具还包括第一定位部，所述第一定位部与所述传热部连接，且所述第一定位部位于所述传热部的顶部，所述第一定位部用于所述金属胚件在所述传热部上的定位。

在其中一个实施例中，所述第一定位部为定位销钉，所述定位销钉用于与所述金属胚件上的定位孔相配合。

在其中一个实施例中，所述发热体为筒式发热管，所述筒式发热管为多个，多个所述筒式发热管间隔分布在所述治具本体内。

一种加热装置，用于对金属胚件加热，所述加热装置包括机械手和以上所述的加热治具，所述机械手与所述加热治具固定连接，所述机械手用于将所述金属胚件放置于所述加热治具上；及/或所述机械手用于将所述金属胚件从所述加热治具上取下。

在其中一个实施例中，所述的加热装置还包括第二定位部，所述第二定位部位于所述治具本体上，所述机械手通过所述第二定位部定位。

上述的加热装置及其加热治具，加热治具的光纤传感器先检测金属胚件是否放置在治具本体上，当检测到金属胚件放置在治具本体上时，光纤传感器将检测结果反馈给控制器，控制器控制发热体发热，发热体进而通过治具本体对金属胚件进行加热；温度传感器检测治具本体的加热温度并将加热温度反馈给控制器，当加热温度达到预设的温度值后，控制器控制发热体停止加热。当采用机械手取放金属胚件时，能够进一步提高加热操作的效率。上述的加热治具能够自动控制金属胚件的加热时间与加热温度，避免了采用人工方式打开或关闭加热开关、控制加热时间，控制方便、操作效率高。

附图说明

图1为一实施例中加热装置的立体图；

图2为图1所示加热装置的A处放大示意图；

图3为图1所示加热装置的加热治具的立体图；

图4为图3所示加热装置的加热治具的俯视图；

图5为图3所示加热装置的加热治具的主视图；

图6为图3所示加热装置的加热治具的右视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1和图2，一实施例中的加热装置40能够用于加热金属胚件200。该加热装置40包括加热治具10、机械手20和固定部30，机械手20和加热治具10均固定连接于固定部30上，固定部30对加热治具10和机械手20起到支撑作用。在一实施例中，机械手20用于将金属胚件200放置于加热治具10上，加热治具10能够进一步对金属胚件200进行加热。在一实施例中，机械手20则用于将加热完成的金属胚件200从加热治具10上取下。

同时参考图3，加热治具10包括治具本体100、发热体130、控制器(未图示)、温度传感器140和光纤传感器150。发热体130位于治具本体100内，且发热体130通电后能够发热，其发出的热量能够传导至治具本体100上，当金属胚件200放置于治具本体100上并使发热体130通电后，发热体130就能够通过治具本体100对金属胚件200进行加热。

控制器作为加热治具10的一部分，与发热体130电连接，控制器能够控制发热体130所在电路的接通与断开。

温度传感器140设置于治具本体100上，并与控制器通信连接，温度传感器140能够检测治具本体100的加热温度，并将温度信号反馈至控制器。控制器能够根据检测到的温度信号实时控制治具本体100内的发热体130所在电路的通断，从而实现加热温度的实时调整，并能够进一步以检测的温度信号作为控制参数，控制加热的时间，以实现加热温度的精确控制，并防止加热时间过长或过短。

治具本体100上还设有光纤传感器150，光纤传感器150与控制器通信连接。在一实施例中，光纤传感器150通过放大器输出光线，光线照射至金属胚件200的表面上，光纤传感器150检测金属胚件200表面的反光量，即可判断金属胚件200是否放已经放置到治具本体100上。当光纤传感器150检测到治具本体100上已经放置了金属胚件200后，将检测结果反馈至控制器，控制器使得发热体130所在电路接通，发热体130就能够对金属胚件200进行加热。

上述的加热装置40及其加热治具10，加热治具10的光纤传感器150先检测金属胚件200是否放置在治具本体100上，当检测到金属胚件200放置在治具本体100上时，光纤传感器150将检测结果反馈给控制器，控制器控制发热体130发热，发热体130进而通过治具本体100对金属胚件200进行加热。温度传感器140检测治具本体100的加热温度并将加热温度反馈给控制器，当加热温度达到预设的温度值后，控制器控制发热体130停止加热。当采用机械手20取放金属胚件200时，能够进一步提高加热操作的效率。上述的加热治具10能够自动控制金属胚件200的加热时间与加热温度，避免了采用人工方式打开或关闭加热开关、控制加热时间，控制方便、操作效率高。

参考图3至图5，治具本体100包括基板110和传热部120。传热部120与基板110连接，且传热部120位于基板110的顶部，发热体130和温度传感器140均位于传热部120内，传热部120具有导热性。参考图3，基板110面积比传热部120面积大得多，基板110能够支撑设置于其上的传热部120，而且基板110面积较大的时候有利于保证整个加热治具10安装后的稳定性。在一实施例中，基板110上还设有多个连接孔，连接孔用于与加热装置40的其他零部件连接。在一实施例中，温度传感器140位于传热部120的中央位置，距离传热部120两端的距离相等，光纤传感器150则位于传热部120的一端。由于温度传感器140位于传热部120的中央位置，其检测到的温度值能够作为加热温度的平均值，既能够较好地反映实时的加热温度值，又能够减少温度传感器140的数量，避免在传热部120内设置多个温度传感器140。参考图6，在一实施例中，光纤传感器150外还设有保护罩160，保护罩160用于保护罩内的光纤传感器150。

在一实施例中，传热部120为板状，采用青铜材料制成，其上表面为平面，该上表面与金属胚件200接触，并将发热体130的热量传导至金属胚件200上。传热部120也可以采用铁板和铝板，但相比于铁板和铝板，青铜板的传热更快，作为传热部120时，一方面有利于发热体130的温度更快地传导至金属胚件200，另一方面也有利于发热体130发出的热量尽快均匀地传导至传热部120的各个位置，以使金属胚件200上与传热部120接触的各个部位都能够接收热量，提高加热的速度。

可以理解的是，传热部120对金属胚件200的加热主要依靠传热部120上与金属胚件200接触的上表面，传热部120的其他表面(下表面、四周表面)未用于对金属胚件200进行加热。为提高热能的利用率，在一实施例中，传热部120的其他未用于加热金属胚件200的表面设有隔热层。例如，可以在传热部120上未用于加热金属胚件200的表面涂覆隔热材料，从而能够防止热量的散失，提高能量的利用率。为了使热量更好地由传热部120传导至金属胚件200上，金属胚件200与传热部120的接触表面可以加工成与传热部120的上表面相适配，以使传热部120的上表面与金属胚件200的接触表面更好的贴合。

在一实施例中，传热部120采用青铜传热板，基板110采用其他材料例如铁或铝制成。为了防止传热部120内部的发热体130散发的热量传导至基板110，导致热量不必要的浪费，治具本体100上还设置了支撑部170，支撑部170分别与基板110和传热部120连接，且支撑部170位于基板110与传热部120之间。支撑部170采用导热性能较差的材料制成，从而可以有效防止传热部120的热量传导至基板110上。

在一实施例中，基板110面积较大，基板上设有多个传热部120，多个传热部120均通过支撑部170与基板110固定连接。多个传热部120的形状、构造基本相同，内部都设有发热体130和温度传感器140，端部均设有光纤传感器150。各个传热部120既可以各自独立地完成加热工作，也可以将其中的两个或多个通过电路连接为一体，采用控制器同时对多个传热部120进行加热控制。

参考图4和图5，在一实施例中，传热部120上还设有第一定位部180，第一定位部180与传热部120固定连接，且第一定位部180位于传热部120的顶部。在一实施例中，第一定位部180为定位销钉，定位销钉的数量为多个，金属胚件200上加工出了能够与销钉相配合的定位孔。通过定位销钉与定位孔的配合，使得金属胚件200在传热部120上的位置固定。在图4所示实施例中，定位销钉位于青铜传热板的三个角上，能够方便地对金属胚件200进行定位。

在一实施例中，被加热的金属胚件200用于制造、加工成手机外壳，金属胚件200加热完成后，被移放至模具型腔内，进行后续的纳米模内注塑加工。在其他实施方式中，金属胚件200也可以是用于加工成其他零件的坯料，为与待加热的金属胚件200的形状相适应，传热部120、第一定位部180的结构可以作适应性调整。为使加热治具10能够对多种金属胚件200进行加热，可以将传热部120与基板110可拆卸的连接为一体，当需要加热其他形状或构造的金属胚件200时，只需将传热部120拆卸下来，并替换成其他结构、外形的传热部120即可。

参考图4，在一实施例中，发热体130为筒式发热管，筒式发热管横贯于传热部120的内部，筒式发热管为多个，多个筒式发热管间隔分布在治具本体100内。在一实施例中，为使传热部120的各部分加热温度较为均匀，多个筒式发热管间隔均匀地分布在传热部120内。筒式发热管的加热功率可以依据金属胚件200的加工要求进行设置。在一实施例中，金属胚件200加热后被用于纳米模内注塑加工，筒式发热管的加热功率范围为200w～300w。如图4所示的实施例中，筒式发热管的功率为250w，加热效率较高，发热较为均匀。

在一实施例中，加热治具10还包括第二定位部190，第二定位部190位于治具本体100上，第二定位部190在机械手20抓取金属胚件200时能够用于机械手20的定位。图4所示的实施例中，第二定位部190为圆孔，圆孔有多个，多个圆孔均位于基板110上。在其他实施例中，第二定位部190也可以根据机械手20的定位需求采用其他结构形式，例如，第二定位部190可以采用定位销钉或定位块。

同时参考图1，在一实施例中，加热装置40的固定部30上设有滑轨，滑轨位于加热治具10的顶部，机械手20可滑动地连接在固定部30上，并能够在滑轨上来回移动。机械手20用于抓取金属胚件200的执行末端悬空设置在加热治具10上方。在一实施例中，机械手20的执行末端采用了真空吸盘的结构，能够通过真空吸盘方便地吸取或放置金属胚件200。在其他实施方式中，机械手20也可以采用其他结构、形状，并可以针对需加热的金属胚件200的结构和形状作适应性调整。机械手20在取放金属胚件200的过程中，可以通过第二定位部190进行定位，以使机械手20能够准确地取放金属胚件200。

在一实施例中，金属胚件200在加热之前，被放置于左侧的料盘中，料盘上设置有多个盛料位，盛料位上可以放置多个金属胚件200。通过机械手20可以方便地将金属胚件200移放到加热装置40上进行加热。在一实施例中，固定座30上设有旋转轴，旋转轴可以通过电机驱动。料盘呈圆盘状，圆盘的中心与旋转轴固定连接，料盘能够在旋转轴的带动下旋转。在一实施例中，圆形的料盘上设有四个盛料位，四个盛料位均连接在料盘的边缘部位，且四个盛料位在圆盘的周向均匀分布。机械手20上安装有两个真空吸盘，两个真空吸盘能够同时工作，一次性吸取两个盛料位上的金属胚件200，并对应放置于加热治具10上。工作过程中，机械手20吸取其中两个盛料位上的金属胚件200后，圆形料盘可以在电机的驱动下旋转90度，机械手20就能够吸附另两个盛料位上的金属胚件200。通过上述的机械手20和料盘，可以方便地对多个金属胚件200进行加热，且上述过程易于实现自动化，从而可以极大地提高金属胚件200加工的效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。