CN110735822A - 注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法 - Google Patents
注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110735822A CN110735822A CN201911119334.XA CN201911119334A CN110735822A CN 110735822 A CN110735822 A CN 110735822A CN 201911119334 A CN201911119334 A CN 201911119334A CN 110735822 A CN110735822 A CN 110735822A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- injection
- glue
- hydraulic
- pressure
- injection molding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/02—Installations or systems with accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/02—Servomotor systems with programme control derived from a store or timing device; Control devices therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2045/7606—Controlling or regulating the display unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76494—Controlled parameter
- B29C2945/76498—Pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法,包括液压缸和单向液压泵,二者经过电磁换向阀连接,伺服电机及伺服驱动器在控制单元的控制下驱动单向液压泵并继而驱动液压缸动作,实现射胶、抽胶、熔胶的背压控制等功能,射胶位移传感器、压力传感器参与位置、压力闭环控制,液压蓄能器用于保证液压油进、出于液压缸有杆腔和无杆腔之间的油量平衡;控制单元在射胶时进行射胶位置控制和保压控制,熔胶时进行背压控制,抽胶时进行抽胶位置控制。本发明可达到全电动注塑机相当的射胶位移精度、保压压力精度、抽胶位移精度和背压控制精度,造价低廉、可靠性高,相比伺服阀控的液压射胶机构,有更好的精度和节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及液压精密传动控制装置,具体为一种注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法。
背景技术
传统的注塑机射胶动作通常是通过电机带动油泵旋转,经过阀组控制以油压驱动液油缸实现射胶动作,注塑机电脑读取安装在射台上的电子尺或其它位置反馈元件,根据工艺要求控制阀块的动作,从而控制射胶的位移行程和压力等。传统方案由于阀组动作的延时长(通常达到几十至上百毫秒)、重复性差(受实际油压和流速影响),因而难以保证射胶位置、速度、压力的控制精度,使得制品精度波动大、合格率不高。
全电动注塑机或电液混合型注塑机的射胶动作有两种主流方案:
1、采用蓄能器+伺服阀控制油缸的动作,实现高精度、高响应性的射胶动作。
2、采用电机带动精密滚珠丝杆或精密齿轮-齿条传动机构,继而推动射胶螺杆实现高精度、高响应性的射胶动作。
所述“蓄能器+伺服阀”方案存在以下几点不足:
1、驱动液压泵的电机必须连续不间断运行而给蓄能器输入高压油,能量浪费大。
2、伺服阀动作时采用高压溢流方法控制出口流量和压力,能量浪费。
3、伺服阀机构复杂、价格昂贵且维修困难,导致***设备的购置和使用维护成本大幅增加。
4、受限于伺服阀的工作原理,当射胶行程超程时,***并没有瞬间换向反向控制回程的能力,导致过程中的位置控制精度不理想。
所述“精密滚珠丝杆或精密齿轮-齿条”方案存在以下几点不足:
1、精密滚珠丝杆或精密齿轮-齿条造价昂贵,其相关结构件如推力轴承、用于测量射胶推力的力传感器等造价都十分昂贵。
2、由于射胶动作属于长期重复动作,丝杆或齿轮-齿条的磨损严重,导致机构寿命受限,且由于射胶动作终点过于集中,机械结构的磨损会集中在一点,更加缩短了寿命周期。
3、该机构与电机连接的传动机构中采用的同步带、同步轮需要很高强度,因而造价不菲、寿命不长,而采用电机直驱方案也会导致电机造价大大上升。
专利ZL201710138308.6《一种单电机双泵的伺服泵控液压直线驱动***及控制方法》及专利201521053147.3《一种伺服泵控液压直线驱动***》分别描述了采用电机驱动液压泵,并进而驱动液压缸实现高精密、高频响直线往复运动控制的方案。
这些方案虽然解决了传统液压直线运动机构的上述问题,但未结合注塑机射胶动作进行合理的结构规划和运动控制算法规划,难以直接应用于注塑机领域。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出了一种注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法,在射胶或抽胶时以液压缸的推杆带动注塑机射胶机构完成射胶动作、抽胶动作和在熔胶时通过液压缸实现熔胶背压控制。
本发明注塑机用液压伺服泵控射胶装置,其技术方案包括通过推杆带动射胶机构完成射胶动作、抽胶动作和熔胶背压控制的液压缸,所述液压缸进、出油口的管路通过电磁换向阀连接单向液压泵的出、回油口;
所述单向液压泵由伺服电机驱动,所述伺服电机通过线路连接并受控于伺服驱动器,所述伺服驱动器通过线路连接并受控于控制单元,所述控制单元以有线或无线方式接收注塑机电脑发出的各种指令信号;所述液压缸的推杆设有检测其射胶位置信号并向控制单元反馈的射胶位移传感器;所述单向液压泵出油口的管路上设有向控制单元反馈压力信号的压力传感器。
上述结构中,注塑机电脑将所有与运动控制相关的参数下传到控制单元。当需要射胶时,注塑机电脑向控制单元发送射胶启动指令,控制单元启动射胶动作,当射胶动作完成后,控制单元向注塑机电脑返回射胶完成信号。当需要抽胶时,注塑机电脑向控制单元发送抽胶启动指令,控制单元启动抽胶动作,当抽胶动作完成后,控制单元向塑机电脑返回抽胶完成信号。当需要熔胶时,注塑机电脑向控制单元发送熔胶启动指令,控制单元启动熔胶背压控制动作(熔胶动作本身是由其他机构完成,本发明仅提供熔胶过程的背压控制),当熔胶背压控制完成后,控制单元向塑机电脑返回熔胶完成信号。
为了防止管路泄油以及在做各种动作时,液压油在液压缸的有杆腔和无杆腔之间流动带来的油量变化,所述单向液压泵回油口的管路上设有液压蓄能器。
为避免液压缸油压超载,所述液压缸进、出油口的管路上分别正向和反向跨接有安全阀Ⅰ和安全阀Ⅱ。
采用本发明注塑机用液压伺服泵控射胶装置完成射胶动作、抽胶动作和熔胶背压控制的方法为
1、射胶动作:控制单元接收到由注塑机电脑发来的射胶动作启动指令后,控制电磁换向阀换向至正向射胶位,单向液压泵输出的液压油进入到液压缸的无杆腔,液压缸有杆腔的回油经管路流至油泵回油口,油量不足部分由液压蓄能器提供,控制单元根据注塑机电脑预先发送过来的射胶多段速曲线,结合液压缸直径和单向液压泵排量参数,按照位置控制算法规划出每一个控制周期内的电机目标位置设定θn、目标角速度设定ωn、目标角加速度设定αn、目标角加加速度设定αn’以及目标角加加速度微分量设定αn”后发送给伺服驱动器,伺服驱动器控制伺服电机带动单向液压泵,单向液压泵驱动液压缸推进注塑机的注塑机构,所述射胶位移传感器将注射位置信号反馈到控制单元而实现射胶闭环控制。
当射胶动作进入到射胶转保压阶段时,控制单元根据压力传感器反馈的实际压力以及预先设定的保压压力进行闭环控制运算,向伺服驱动器送出速度设定值或扭矩设定值,控制伺服电机进而控制单向液压泵的转速,达到保压目的。
在完成射胶、保压动作后,控制单元向注塑机电脑发送射胶完成信号。
2、抽胶动作:控制单元接收到由注塑机电脑发来的抽胶动作启动指令后,控制电磁换向阀换向至反向抽胶位,单向液压泵输出的液压油进入到液压缸的有杆腔,液压缸无杆腔的回油一部分进入单向液压泵的回油口,一部分进入到液压蓄能器,控制单元根据注塑机电脑预先发送过来的抽胶位移指令,结合液压缸直径和单向液压泵排量参数,按照位置控制算法规划出每一个控制周期内的电机目标位置设定θn、目标角速度设定ωn、目标角加速度设定αn、目标角加加速度设定αn’以及目标角加加速度微分量设定αn”后发送给伺服驱动器,伺服驱动器控制伺服电机带动单向液压泵,单向液压泵驱动液压缸推动注塑机的注塑机构后退抽胶,射胶位移传感器将抽胶位置反馈到控制单元而实现抽胶闭环控制。
在完成抽胶工况后,控制单元向注塑机电脑发送抽胶完成信号。
3、熔胶背压控制:控制单元接收到由注塑机电脑发出的熔胶动作启动指令后,控制电磁换向阀至正向熔胶位,单向液压泵输出的液压油进入到液压缸的无杆腔,液压缸有杆腔有杆腔的回油进入到液压蓄能器,控制单元根据熔胶背压设定值与压力传感器的反馈值进行压力闭环运算,向伺服驱动器发出速度设定,从而决定伺服电机的转速,当熔胶机构驱动注塑机的螺杆进行熔胶时,螺杆会推动熔融的胶料前进,从而反作用力推动射胶机构并继而推动液压缸的推杆向无杆腔方向移动,这会导致无杆腔内的压力即熔胶的背压增大,当控制单元通过压力传感器检测到无杆腔的压力增大后,根据闭环控制算法向伺服驱动器送出转速设定,驱动伺服电机和单向液压泵正转或反转,从而通过泵的内泄或反向转动释放压力,并在熔胶过程中,使得背压大小一直等于设定背压值。
熔胶背压控制中,如背压压力设定值比较大,或泵内泄量比较大,伺服电机带动单向液压泵处于低速正转状态;如背压压力设定值较小,或者泵的内泄量较小,伺服电机带动单向液压泵运行于正向出力但是反向转动的状态。
为了弥补不同压力下液压管路内泄带来的油泵排量误差,伺服驱动器控制伺服电机加入液压油内泄补偿,当压力传感器反馈压力为Pn时,伺服驱动器自动在速度环增加一个角速度增量δωn=K×Pn,其中K是与***管路状况相关的内泄补偿系数。
为了测量内泄补偿系数K,可在控制单元中编写一自动测量程序,将射胶机构推送至机械极限位置,启动保压控制,设定不同的保压压力,测量对应的保压压力下伺服电机的保压转速,构建一个表格,当正常控制时测得实际压力后,将上述表格进行简单查表和插补运算即可获得实时的伺服电机补偿转速。
所述液压蓄能器预先施加有内部压力P0,当液压油在单向液压泵的驱动下,自有杆腔侧向无杆腔侧输送时,液压蓄能器内部的液压油流向油路用于弥补有杆腔排出油量与无杆腔流入油量相比之不足部分;当液压油在单向液压泵的驱动下,自无杆腔侧向有杆腔侧输送时,无杆腔排出油量除一部分流入有杆腔外,多余部分油量流入液压蓄能器。
当熔胶时,注塑机的螺杆机构会推动射胶机构后移,为保证熔胶量的一致性,控制单元一方面要根据压力设定和压力反馈控制单向液压泵的转动,另一方面要参与熔胶速度控制从而实现熔胶时射胶机构后退终点的位置控制,当射胶位移传感器测量到熔胶位移到达目标位置时,控制单元控制外部熔胶速度为零,并向注塑机电脑发送熔胶完成信号。
本发明的有益效果:
1、实施本发明时,射胶位置和压力控制精度可以达到全电动注塑机同等级的精度,抽胶动作位置控制精度可以达到全电动注塑机同等级的精度,熔胶背压控制精度可以达到全电动注塑机同等级乃至更高的精度。
2、本发明与外部熔胶机构相结合,可以精确控制熔胶终点,从而能够达到全电动注塑机的熔胶控制精度。
3、本发明结构中,不存在滚珠丝杆或精密齿轮传动机构的局部磨损问题,可靠性大大加强。
4、本发明结构中,取消了同步带、重载滚珠丝杆、精密传感器、重载推力轴承等昂贵部件,成本大为降低。
5、本发明与现有伺服阀控的射熔胶技术相比,除了各种动作精度提高以外,还有较高的节能效果。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
图号标识:1、液压缸;1-1、推杆;2、电磁换向阀;3、单向液压泵;4、压力传感器;5、伺服电机;6、伺服驱动器;7、控制单元;8、射胶位移传感器;9、液压蓄能器;10、安全阀Ⅰ;11、安全阀Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明注塑机用液压伺服泵控射胶装置,包括液压缸1、电磁换向阀2、单向液压泵3、伺服电机5和液压蓄能器9。
所述液压缸1的推杆1-1处于缸体的左侧的有杆腔内,缸体的右侧为无杆腔,对应于推杆1-1设有检测其射胶位移信号的射胶位移传感器8;液压缸1无杆腔的进油口通过管路Ⅰ连接在电磁换向阀2(通过线路连接至控制换向动作的继电器)中位的常闭A端口,液压缸1有杆腔的出油口通过管路Ⅱ连接在电磁换向阀2中位的常闭B端口,所述单向液压泵3的出油口通过管路Ⅲ连接在电磁换向阀2中位的常闭P端口,所述液压蓄能器9的进出油口通过管路Ⅳ连接在电磁换向阀2中间断通位的常闭T端口,单向液压泵3的回油口通过管路Ⅴ连通管路Ⅳ,所述管路Ⅲ上设有压力传感器4,如图1所示。
所述液压蓄能器9的作用是为了防止管路泄油以及完成各种动作时,液压油在液压缸1的有杆腔和无杆腔之间流动带来的油量变化,液压蓄能器9预先施加一定的内部压力P0,当液压油在单向液压泵3的驱动下自有杆腔侧向无杆腔侧输送时,液压蓄能器9内部的液压油流向油路用于弥补有杆腔排出油量与无杆腔流入油量相比之不足部分,当液压油在单向液压泵3的驱动下自无杆腔侧向有杆腔侧输送时,无杆腔排出油量除一部分流入有杆腔外,多余部分油量流入液压蓄能器9。
所述单向液压泵3的驱动为伺服电机5,所述伺服电机5的输出轴通过联轴器连接单向液压泵3的转轴,伺服电机5的运行由伺服驱动器6控制,所述伺服驱动器6接收控制单元7发出的指令,而控制单元7通过有线或无线方式(通讯方式或I/O端口)接收注塑机电脑发出的各种指令信号,如图1所示。
所述射胶位移传感器8向控制单元7反馈射胶位移信号,所述压力传感器4向控制单元7反馈压力信号,如图1所示。
所述管路Ⅰ和管路Ⅱ之间正向跨接有安全阀Ⅰ、反向跨接有安全阀Ⅱ,如图1所示。
当注塑机上电时,注塑机电脑将内存的射胶相关指令,如多段射胶速度、射胶各段位移\时间\压力、射胶终点、射胶转保压时间或位移、保压压力、保压时间等客户设定数据发送至控制单元7,注塑机电脑还将内存的抽胶相关指令(如前抽胶位移、后抽胶位移)以及熔胶相关指令(如背压压力设定、背压速度设定、背压时间\位移设定等)发送至控制单元7;当用户修改注塑机电脑参数时,注塑机电脑在用户确认修改的同时,也将修改内容下传至控制单元7存储。
当注塑机具备射胶、抽胶或熔胶运行条件后,注塑机电脑可通过发送端口电平信号或通讯信号通知控制单元7启动射胶动作、抽胶动作和熔胶背压控制;同样地,控制单元7在完成所述动作后,可通过发送端口电平信号或通讯信号告知注塑机电脑相应动作已完成。
本发明的射胶控制方法为:
一、射胶动作
控制单元7接收到由注塑机电脑发来的射胶动作启动指令后,首先控制电磁换向阀2由中间断通位转换至左侧的正向射胶位,即将单向液压泵3输出的液压油输送到液压缸1的无杆腔,同时将液压缸1有杆腔的回油输送到单向液压泵3的回油口,油量不足部分由液压蓄能器9提供;然后控制单元7根据注塑机电脑预先发送过来的射胶多段速曲线,结合液压缸1直径、单向液压泵3排量参数,按照位置控制算法规划出每一个控制周期内的电机目标位置设定θn、目标角速度设定ωn、目标角加速度设定αn、目标角加加速度设定αn’以及目标角加加速度微分量设定αn”(视控制算法的不同,可求得上述五个变量中的全部或部分变量参与控制)发送给伺服驱动器6,伺服驱动器6控制伺服电机5带动单向液压泵3,单向液压泵3驱动液压缸1推进注塑机的注塑机构,射胶位移传感器8将注射位置反馈到控制单元7实现射胶闭环控制。
当射胶动作进入到射胶转保压阶段时,控制单元7根据压力传感器4反馈的实际压力以及预先设定的保压压力进行闭环控制运算,向伺服驱动器6送出速度设定值或扭矩设定值,控制伺服电机5控制单向液压泵3的转速,达到保压目的。
为了弥补不同压力下液压管路内泄带来的油泵排量误差,伺服驱动器6控制伺服电机5加入液压油内泄补偿,当压力传感器4反馈压力为Pn时,伺服驱动器6自动在速度环增加一个角速度增量δωn=K×Pn,其中K为与***油路状况相关的内泄补偿系数。
为了测量出内泄补偿系数K,可以在控制单元7中编写一自动测量程序,即:将射胶机构推送至机械极限位置,启动保压控制,设定不同的保压压力,测量对应的保压压力下伺服电机的保压转速,构建一个表格。当正常控制时测得实际压力后,将上述表格进行简单查表和插补运算即可获得实时的伺服电机补偿转速。
当完成射胶、保压动作后,控制单元7向注塑机电脑发送射胶完成信号。
二、抽胶动作
控制单元7接收到由注塑机电脑发来的抽胶动作启动指令后,首先控制电磁换向阀2由正向射胶位转换至右侧的反向抽胶位,即将单向液压泵3输出的液压油输送到液压缸1的有杆腔,同时将液压缸1无杆腔的回油一部分输送到液压蓄能器9,一部分进入单向液压泵3的回油口;然后控制单元7按照注塑机电脑预先发送过来的抽胶位移指令,结合液压缸1直径和单向液压泵3排量参数,按照位置控制算法规划出每一个控制周期内的电机目标位置设定θn、目标角速度设定ωn、目标角加速度设定αn、目标角加加速度设定αn’以及目标角加加速度微分量设定αn”(视控制算法的不同,可求得上述五个变量中的全部或部分变量参与控制)后发送给伺服驱动器6,伺服驱动器6控制伺服电机5带动单向液压泵3,单向液压泵3驱动液压缸1推动注塑机的注塑机构后退抽胶,射胶位移传感器8将抽胶位置反馈到控制单元7而实现抽胶闭环控制。
当完成抽胶动作后,控制单元7向注塑机电脑发送抽胶完成信号。
三、熔胶及背压控制
控制单元7接收到由注塑机电脑发出的熔胶动作启动指令后,控制电磁换向阀2由反向抽胶位转换至正向熔胶位(亦即正向射胶位),即将单向液压泵3输出的液压油输送到液压缸1的无杆腔,同时将液压缸1有杆腔的回油输送到液压蓄能器9中。控制单元7根据熔胶背压设定值与压力传感器4的反馈值进行压力闭环运算,向伺服驱动器6发出速度设定,从而决定伺服电机5的转速。当熔胶装置(外部机构)驱动注塑机的螺杆进行熔胶时,螺杆会推动熔融的胶料前进,从而反作用力推动射胶机构并继而推动液压缸1的推杆1-1向无杆腔方向移动,这会导致无杆腔内的压力(即熔胶的背压)增大。当控制单元7通过压力传感器4检测到无杆腔的压力增大后,根据闭环控制算法向伺服驱动器6输出转速设定,驱动伺服电机5和单向液压泵3反转(如背压压力设定值比较大,或油泵内泄量比较大也可能是低速正传状态),从而释放压力,并在熔胶过程中,使得背压大小一直等于设定背压值。
当熔胶时,注塑机的螺杆机构会推动射胶机构后移,为保证熔胶量的一致性,控制单元7一方面要根据压力设定和压力反馈控制单向液压泵3的转动,另一方面要参与熔胶速度控制从而实现熔胶时射胶机构后退终点的位置控制(具体方案可随外部熔胶控制机构而异),当射胶位移传感器8测量到熔胶位移到达目标位置时,控制单元7控制外部熔胶速度为零,并向注塑机电脑发送熔胶完成信号。
Claims (8)
1.注塑机用液压伺服泵控射胶装置,其特征在于:包括通过推杆(1-1)带动射胶机构完成射胶动作、抽胶动作和熔胶背压控制的液压缸(1),所述液压缸(1)进、出油口的管路通过电磁换向阀(2)连接单向液压泵(3)的出、回油口;所述单向液压泵(3)由伺服电机(5)驱动,所述伺服电机(5)通过线路连接并受控于伺服驱动器(6),所述伺服驱动器(6)通过线路连接并受控于控制单元(7),所述控制单元(7)以有线或无线方式接收注塑机电脑发出的各种指令信号;所述液压缸(1)的推杆(1-1)设有检测其射胶位置信号并向控制单元(7)反馈的射胶位移传感器(8);所述单向液压泵(3)出油口的管路上设有向控制单元(7)反馈压力信号的压力传感器(4)。
2.根据权利要求1所述的注塑机用液压伺服泵控射胶装置,其特征在于:所述单向液压泵(3)回油口的管路上设有液压蓄能器(9)。
3.根据权利要求1或2所述的注塑机用液压伺服泵控射胶装置,其特征在于:所述液压缸(1)进、出油口的管路上分别正向和反向跨接有安全阀Ⅰ(10)和安全阀Ⅱ(11)。
4.注塑机用液压伺服泵控射胶控制方法,其特征在于采用了如权利要求2所述的注塑机用液压伺服泵控射胶装置,其完成射胶动作、抽胶动作和熔胶背压控制的方案分别为:
①、射胶动作
控制单元(7)接收到由注塑机电脑发来的射胶动作启动指令后,控制电磁换向阀(2)至正向射胶位,单向液压泵(3)输出的液压油进入到液压缸(1)的无杆腔,液压缸(1)有杆腔的回油经管路流至单向液压泵(3)回油口,油量不足部分由液压蓄能器(9)提供,控制单元(7)根据注塑机电脑预先发送过来的射胶多段速曲线,结合液压缸(1)直径和单向液压泵(3)排量参数,按照位置控制算法规划出每一个控制周期内的电机目标位置设定θn、目标角速度设定ωn、目标角加速度设定αn、目标角加加速度设定αn’以及目标角加加速度微分量设定αn”后发送给伺服驱动器(6),伺服驱动器(6)控制伺服电机(5)带动单向液压泵(3),单向液压泵(3)驱动液压缸(1)推进注塑机的注塑机构,所述射胶位移传感器(8)将注射位置信号反馈到控制单元(7)而实现射胶闭环控制;
当射胶动作进入到射胶转保压阶段时,控制单元(7)根据压力传感器(4)反馈的实际压力以及预先设定的保压压力进行闭环控制运算,向伺服驱动器(6)送出速度设定值或扭矩设定值,控制伺服电机(5)进而控制单向液压泵(3)的转速,达到保压目的;
在完成射胶、保压动作后,控制单元(7)向注塑机电脑发送射胶完成信号;
②、抽胶动作
控制单元(7)接收到由注塑机电脑发来的抽胶动作启动指令后,控制电磁换向阀(2)至反向抽胶位,单向液压泵(3)输出的液压油进入到液压缸(1)的有杆腔,液压缸(1)无杆腔的回油一部分进入单向液压泵(3)的回油口,一部分进入到液压蓄能器(9),控制单元(7)根据注塑机电脑预先发送过来的抽胶位移指令,结合液压缸(1)直径和单向液压泵(3)排量参数,按照位置控制算法规划出每一个控制周期内的电机目标位置设定θn、目标角速度设定ωn、目标角加速度设定αn、目标角加加速度设定αn’以及目标角加加速度微分量设定αn”后发送给伺服驱动器(6),伺服驱动器(6)控制伺服电机(5)带动单向液压泵(3),单向液压泵(3)驱动液压缸(1)推动注塑机的注塑机构后退抽胶,射胶位移传感器(8)将抽胶位置反馈到控制单元(7)而实现抽胶闭环控制;
在完成抽胶工况后,控制单元(7)向注塑机电脑发送抽胶完成信号;
③、熔胶背压控制
控制单元(7)接收到由注塑机电脑发出的熔胶动作启动指令后,控制电磁换向阀(2)至正向熔胶位,单向液压泵(3)输出的液压油进入到液压缸(1)的无杆腔,液压缸(1)有杆腔有杆腔的回油进入到液压蓄能器(9),控制单元(7)根据熔胶背压设定值与压力传感器(4)的反馈值进行压力闭环运算,向伺服驱动器(6)发出速度设定,从而决定伺服电机(5)的转速,当熔胶机构驱动注塑机的螺杆进行熔胶时,螺杆会推动熔融的胶料前进,从而反作用力推动射胶机构并继而推动液压缸(1)的推杆(1-1)向无杆腔方向移动,这会导致无杆腔内的压力即熔胶的背压增大,当控制单元(7)通过压力传感器(4)检测到无杆腔的压力增大后,根据闭环控制算法向伺服驱动器(6)送出转速设定,驱动伺服电机(5)和单向液压泵(3)正转或反转,从而通过泵的内泄或反向转动释放压力,并在熔胶过程中,使得背压大小一直等于设定背压值;
如背压压力设定值比较大,或泵内泄量比较大,伺服电机(5)带动单向液压泵(3)处于低速正转状态;如背压压力设定值较小,或者泵的内泄量较小,伺服电机(5)带动单向液压泵(3)运行于正向出力但是反向转动的状态。
5.根据权利要求4所述的注塑机用液压伺服泵控射胶控制方法,其特征在于:为了弥补不同压力下液压管路内泄带来的油泵排量误差,伺服驱动器(6)控制伺服电机(5)加入液压油内泄补偿,当压力传感器(4)反馈压力为Pn时,伺服驱动器(6)自动在速度环增加一个角速度增量δωn=K×Pn,其中K是与***管路状况相关的内泄补偿系数。
6.根据权利要求5所述的注塑机用液压伺服泵控射胶控制方法,其特征在于:为了测量内泄补偿系数K,在控制单元(7)中编写一自动测量程序,将射胶机构推送至机械极限位置,启动保压控制,设定不同的保压压力,测量对应的保压压力下伺服电机(5)的保压转速,构建一个表格,当正常控制时测得实际压力后,将上述表格进行简单查表和插补运算即可获得实时的伺服电机补偿转速。
7.根据权利要求4所述的注塑机用液压伺服泵控射胶控制方法,其特征在于:所述液压蓄能器(9)预先施加有内部压力P0,其作用是当液压油在单向液压泵(3)的驱动下,自有杆腔侧向无杆腔侧输送时,液压蓄能器(10)内部的液压油流向油路用于弥补有杆腔排出油量与无杆腔流入油量相比之不足部分,当液压油在单向液压泵(3)的驱动下,自无杆腔侧向有杆腔侧输送时,无杆腔排出油量除一部分流入有杆腔外,多余部分油量流入液压蓄能器(9)。
8.根据权利要求4所述的注塑机用液压伺服泵控射胶控制方法,其特征在于:当熔胶时,螺杆机构会推动射胶机构后移,为保证熔胶量的一致性,控制单元(7)一方面要根据压力设定和压力反馈控制单向液压泵(3)的转动,另一方面要参与熔胶速度控制从而实现熔胶时射胶机构后退终点的位置控制,当射胶位移传感器(8)测量到熔胶位移到达目标位置时,控制单元(7)控制外部熔胶速度为零,并向注塑机电脑发送熔胶完成信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911119334.XA CN110735822A (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911119334.XA CN110735822A (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110735822A true CN110735822A (zh) | 2020-01-31 |
Family
ID=69272991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911119334.XA Pending CN110735822A (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110735822A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111810495A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-23 | 宁波埃科思注塑科技有限公司 | 一种闭式油路的注塑机锁模液压*** |
CN111852996A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 宁波埃科思注塑科技有限公司 | 一种闭式油路的驱动控制*** |
CN114103042A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-01 | 广东拓斯达科技股份有限公司 | 注塑机的控制方法、注塑机以及可读存储介质 |
WO2024060770A1 (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-28 | 苏州锦珂塑胶科技有限公司 | 一种注塑机 |
-
2019
- 2019-11-15 CN CN201911119334.XA patent/CN110735822A/zh active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111810495A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-23 | 宁波埃科思注塑科技有限公司 | 一种闭式油路的注塑机锁模液压*** |
CN111852996A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 宁波埃科思注塑科技有限公司 | 一种闭式油路的驱动控制*** |
CN114103042A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-03-01 | 广东拓斯达科技股份有限公司 | 注塑机的控制方法、注塑机以及可读存储介质 |
CN114103042B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-02-06 | 广东拓斯达科技股份有限公司 | 注塑机的控制方法、注塑机以及可读存储介质 |
WO2024060770A1 (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-28 | 苏州锦珂塑胶科技有限公司 | 一种注塑机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110735822A (zh) | 注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法 | |
CN203548373U (zh) | 伺服液压*** | |
CA2561067C (en) | Apparatus and method for injection molding | |
CN103921418B (zh) | 注射成型机 | |
CN100553934C (zh) | 机电液复合控制的注塑机*** | |
CN101691877B (zh) | 基于伺服电机控制的多泵组合控制液压动力*** | |
CN102734277B (zh) | 一种高精度高效率智能闭环伺服泵控*** | |
CN210889517U (zh) | 注塑机用液压伺服泵控射胶装置 | |
CN101503998A (zh) | 电液融合双容积变动力控制*** | |
CN111720375A (zh) | 精密闭式油路油电复合注塑机 | |
CN210100622U (zh) | 一种塑料成型机变频调速液压控制*** | |
CN201288657Y (zh) | 电液融合双容积变动力控制装置 | |
CN219356744U (zh) | 一种定量点胶机 | |
CN114754292B (zh) | 一种智能控制的液料连续精准定量输出***及其运行方法 | |
CN205927045U (zh) | 摆动杠杆式液压推钢机驱动装置 | |
CN202895632U (zh) | 挤注式大注射量注塑成型装置 | |
CN104708786B (zh) | 成形装置及成形装置的控制方法 | |
CN101856862A (zh) | 能够控制背压的注射装置 | |
CN210033997U (zh) | 双泵液压加载*** | |
CN106762871A (zh) | 一种单电机双泵的伺服泵控液压直线驱动***及控制方法 | |
CN216767911U (zh) | 一种磁性材料液压机三泵联动供油*** | |
CN201900713U (zh) | 基于液压油温度反馈的pid液压动力伺服控制*** | |
CN217414798U (zh) | 一种注塑机注射控制用液压*** | |
CN111608967A (zh) | 一种旋压机模具液压压下控制*** | |
CN203430879U (zh) | 一种用于制芯机的液压控制装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |