CN100422557C

CN100422557C - 用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法

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Publication number: CN100422557C
Application number: CNB2006100348941A
Authority: CN
Inventors: 陆孝庭; 陆纬庭
Original assignee: Union Plastic Hangzhou Machinery Co Ltd
Current assignee: Union Plastic Hangzhou Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2026-04-04
Also published as: CN1834459A

Abstract

本发明公开了一种用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，包含以下步骤：用于控制液压机械的压力或流量以获得节能或生产效率提升的控制方案；输入液压机械的工作条件设定；检测液压机械的工作条件及进程；而且，根据检测液压机械的工作条件及进程与适当的控制方案，以因应控制方案的需求，以控制液压机械。

Description

用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于液压机械的控制方法，系涉及液压机械运作时的节能或增速控制。

背景技术

液压机械系现代工业中最常使用的生产机器，如射出成型机、工作机械、锻压机械、压铸机、各式专用机...等，而且各类液压机在工作中耗电量相当大，各种不同的液压机在其本身不同的工作或操作或操控条件与工作或操作或操控流程过程中，所需的流量、压力也不相同，因此所耗费的能源也完全不同且相差甚远，其差距可达10倍以上，所以以固定的方式工作会造成能源极大浪费，因此如何减少能源消耗已是众生产厂家所关心的话题。原先已有多家厂家已利用各种液压原理来节约能源。如高低压、油泵液压系统、变量泵液压系统、多连泵液压系统、大小面积差液压系统...等。而现各生产厂家也将变频器加装在机器上直接控制电机马达的转速来达到节省能源的目的。

然而前述方式仍存在以下问题：

1.所有变频器都直接在液压机台上外装，当操作人员在不同的液压机台上对各个不同工作「或操作或操控」条件与工作「或操作或操控」流程「过程」，作数据变更时，该数据即直接对变频器作指令来改变电动机的转速以达到节能的需求。但因该指令的下达会造成变频器频率输出过低或过高，因此会直接影响电动机及油泵的转速与流量的大小，而此数据的不确定性对电机及个别的液压控制元件会造成性能的降低使用寿命的减少、故障率的提高及产品品质不稳定性的增加。

2.当变频器控制造成电机马达及油泵转速过慢时，除直接影响各个电器、液压元件的性能外，在管路内流速过低时，压力脉动会随着流量变化而变化，因此而造成压力不稳定而影响产品品质。

3.液压机械的工作条件在流量及压力因工作「或操作或操控」条件与工作「或操作或操控」流程「过程」中差距过大时，变频器很难与电动机匹配由极低速度提升到极高速度或极高速度降低至极低速度，且难以保证各个电器、液压元的正常动作及产品的稳定性。

以射出成型机为例：

(1)当射出成型机在冷却条件下其流量可以为0。若其成型条件为先冷却后启动油压马达挠料时，油压马达所需流量可以达到50％以上(大部分时间)，此时由0→50％(或90％)，会产生瞬间的升速升压问题。

(2)在射出慢速时射出速度可能为10％，当到快速时可能为80％。在射出快速时射出速度可能为80％当到慢速时可能为1 5％。

(3)在关模快速时可能为90％在关模慢速时可能为20％。在开模慢速时可能为20％在开模快速时可能为90％。

而前述瞬间速度升降状态将造成变频器难以与电动机匹配并造成影响机器动作及产品稳定性情形。

4.无论液压机械在任何动作的过程中，压力产生变化时无法提供变频器输出频率对应各种不同液压机的不同压力流量需求作不同增加流量切换(即低压动作期间在流速可加快时无法提高电动机转速以减少成型周期时间)。

5.在现有的液压机械动作过程中，在电动机功率已达上限时当油压压力固定时亦无法再提升流量以满足产品所需的工作「或操作或操控」条件与工作「或操作或操控」流程「过程」而必须另外加大电动机及油泵才能满足条件。

6.液压机械中因工作「或操作或操控」条件与工作「或操作或操控」流程「过程」的需要，同时会有二个或二个以上的液压系统来对应机器的配置及动作需求。此时液压机的控制器只有一个，同时来控制液压系统，在使用变频器时，而因为产生的动作延迟所造作的反应速度慢，更容易使此类型液压机的产品产生缺陷及延长生产周期。

7.因工作「或操作或操控」条件与工作「或操作或操控」流程「过程」的需要，同时会有二个或二个以上的液压系统来对应机器的配置及动作需求。此时液压机械的控制器可以分别来控制各液压系统的动作，但此动作则要求需同步进行。在此状态下使用变频节能时则因为产生的动作延迟则不能保证该液压机械各动作间的同步准确动作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，其可配合液压运用个别元件特性控制以具节能、生产效率提升，提升液压机械动作稳定性、产品品质。

为实现上述目的，本发明的控制方法主要包含以下步骤：

至少一个用于控制液压机械的压力或流量以获得液压机械的节能或生产效率提升的液压机械控制方案；而该控制方案可包含：节能的控制方案，以提供液压机械相对可用的节能控制要求；增速的控制方案，以提供液压机械生产效率提升；节能为主的增速控制方案，以提供液压机械在适当的节能控制下的生产效率提升；增速为主的节能控制方案，以提供液压机械在生产效率提升下的适当的节能控制，并前述方案可储存于液压机械控制器或其它储存设备，并可由控制器判定或由使用者输入命令选择适当方案。

输入液压机械的工作条件设定；指在液压机械每一操作循环前或操作过程中可先行输入液压机操作过程中不同阶段的压力或流量预定以及其它控制所需条件。

检测液压机械的工作条件及进程；指液压机械于操作过程中由液压机械控制器自行执行检测液压机械的工作条件及进程。

根据检测液压机械的工作条件及进程与适当的控制方案，以因应控制方案的需求，以控制液压机械；前述方案可配合个别元件特性预先储存在液压机械的控制器中，并可于出厂时即依据该元件特性输入至控制器(亦可于出厂后变更元件时对应更改)，再依据液压机械在工作「或操作或操控」条件与「或操作或操控」流程「过程」要求以事先在液压机械控制器中设定适当的压力或流量或相关数据，并可与前述元件所需数据相对应，当使用者在操控过程中只要输入要求的数据及条件(如压力、流量、工作条件)即可由控制器研判(亦可由使用者)选择适当方案以达到工作条件需求。

该液压机械的个别元件可包含提供动力的原动机、原动机的能源提供装置元件、控制动作的工作阀、压力的控制阀、流量的控制阀、液压机械之管路、滤油网、冷却器、逆止阀、温度控制元件，或其它用于液压机械上与液压机械的压力、流量相关的元件。

其中各种方案简述如下：

一种用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，它包含有以下步骤：用于控制液压机械的压力或流量以获得节能或生产效率提升的控制方案；输入液压机械的工作条件设定；检测液压机械的工作条件及进程；根据检测液压机械的工作条件及进程与适当的控制方案，以因应控制方案的需求；而且，依据液压机械个别元件的各自元件特性以在液压机械操作进程中配合控制方案控制液压机械。

一种用于液压机械的节能方法，它包含以下步骤：用于控制液压机械的压力或流量的控制方案；输入液压机械的工作条件设定；检测液压机械的工作条件及进程；其中，根据检测液压机械的工作条件及进程与适当的控制方案，以因应控制方案的需求；而且，依据液压机械个别元件的各自元件特性以在液压机械操作进程中配合控制方案控制液压机械；所述的控制方案可为复数个并可包含：节能的控制方案，以提供液压机械适当的节能控制要求；节能为主的增速控制方案，以提供液压机械在适当的节能控制下的生产效率提升。

一种用于液压机械的增速方法，它包含以下步骤：至少一个用于控制液压机械的系统压力或流量以获得液压机械的增速的液压机械控制方案；输入液压机械的工作条件设定；检测液压机械的工作条件及进程；根据检测液压机械的工作条件及进程与适当的控制方案，以因应控制方案的需求；而且，依据液压机械个别元件的各自元件特性以在液压机械操作进程中配合控制方案控制液压机械；所述的控制方案可为复数个并可包含：增速的控制方案，以提供液压机械的生产效率提升；增速为主的节能控制方案，以提供液压机械在生产效率提升下的适当的节能控制。

采用上述方案后，本发明可配合适当控制方案提供液压机械的节能或生产效率提升功效，且可提升制程稳定性及个别的液压元件使用寿命。

附图说明

图1系本发明液压机械的节能或生产效率提升的控制方法步骤流程图；

图2系本发明配合控制方案控制变频器的电动机转矩与变频器输出频率关系图；

图3系本发明实施于射出机的节能或生产效率提升的控制系统示意图；

图4系本发明实施于射出机-输入工作条件设定的系统压力与流量条件及配合个别元件动作示意图；

图5系本发明实施于射出机-不同工作阶段对应个别元件转速示意图；

图6系本发明实施于射出机不同工作阶段对应电动机功率示意图；

图7系本发明实施于压出吹瓶机-输入工作条件设定的系统压力与流量条件及配合个别元件动作示意图；

图8系本发明实施于压出吹瓶机-不同工作阶段对应个别元件转速示意图；

图9系本发明实施于橡胶机-输入工作条件设定的系统压力与流量条件及配合个别元件动作示意图；

图10系本发明实施于橡胶机-不同工作阶段对应个别元件转速示意图；

图11系本发明实施于保丽龙机-输入工作条件设定的系统压力与流量条件及配合个别元件动作示意图；

图12系本发明实施于保丽龙机-不同工作阶段对应个别元件转速示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的控制方法主要包含以下步骤：

至少一个用于控制液压机械的系统压力与流量以获得液压机的节能或生产效率提升的液压机械控制方案；而该控制方案包含：节能的控制方案，以提供液压机械适当的节能控制要求；增速的控制方案，以提供液压机械生产效率提升；节能为主的增速控制方案，以提供液压机械在适当的节能控制下的生产效率提升；增速为主的节能控制方案，以提供液压机械生产效率提升下适当的节能控制，并前述控制方案可储存于液压机械控制器，或其它储存设备中。

输入液压机械工作条件设定；指在液压机械操作循环前可由使用者先输入液压机械操作过程中不同阶段的系统压力或流量预定及其它控制所需条件，且在液压机械操件过程中执行。

检测液压机械的工作条件及进程；指液压机械于操作过程中由在液压机械控制器自动执行检测液压机械的工作条件及进程。

根据检测液压机械的工作条件及进程与适当的控制方案，以因应控制方案的需求，以控制液压机械；指液压机械控制器自动判定(亦可由使用者输入命令)选择对应液压机械不同阶段的条件并配合个别元件特性的适当控制方案以操控液压机械，在此个别元件可以是特定的一个或是数个特定个别元件相互的关联，而个别的控制元件可包含有动力的原动机、原动机的能源提供装置元件、控制动作的工作阀、压力的控制阀、流量的控制阀、液压机械的管路、滤油网、冷却器、逆止阀、温度控制元件...等。

又前述提供动力的原动机与原动机的能源提供装置元件可为直流电动机配合直流电源供应装置元件或交流电动机配合交流电源供应装置元件，并该交流电源供应装置元件可为AC/AC变频器，或DC/AC换流器及其它如交流同步发电机，且若以变频器为例，则使变频器的控制特性与液压机械控制器配合，以在液压机械操作进程中配合控制方案控制液压机械，使得液压机械与变频器的动作斜率一致。又压力与流量的控制阀可为压力控制阀或压力比例控制阀、流量控制阀或流量比例控制阀、变量泵，并可控制液压机械的压力、流量；又该管路系可配合节能或增速需求预先制造适合于系统流速所需的规格尺寸以提供本发明的液压机械使用。

前述液压机械的个别元件的各自元件特性分别依据个别元件的各自元件特性于出厂前预先安置于液压机械控制器或其它储存设备，且亦可于出厂后个别元件更新时作数据更改，并前述的各个控制方案在液压机械的工作进程中，分别依据液压机械的个别元件的各自元件特性，以及配合输入液压机械的工作条件设定与检测液压机械的工作条件及进程由控制器控制液压机械的动作与相配合的合宜的压力或流量；所选择的控制方案取决于控制器自动判定或输入命令；而输入命令表示使用者的要求而且可以改变。

更进一步的说明本发明的控制方案，请参阅图2，其系本发明配合前述控制方案控制变频器的电动机转矩与变频器输出频率关系图，其中W1表示电动机额定频率，W2表示变频器输出最大交流电压时频率，在此图2仅为例示以说明本发明，并非作为限制。

前述节能控制要求在流量的适当减少且液压机械的压力或流量需视需要以适当的配合个别元件各自的元件特性，如图式中于电动机额定最高值转矩与额定频率W1在范围内(如斜线范围内)可配合个别元件的特性控制以适当减少流量达成节能需求。

而生产效率提升在保证最高转矩时适当额外增加液压机械的流量的最高值，如图中可于变频器极大值电流不变的状况下提升变频器输出交流电压及频率，并同时提升电动机功率及转速(在最高值转矩以下电动机电流值安全范围内，并且电动机的线圈绝缘耐压容许下)，使得可于W1～W2的范围内(如斜线范围内)提高液压机械的流量以达增速功效。

前述增加电动机功率方式系如以下说明：

(1)电动机输出功率＝转矩×转速

当变频器频率增加时电动机转速增加，此时则输出功率可增加。

(2)功率＝电压×电流×功率因数

当变频器输出的电压随着频率增加而增加(在变频器极大值电流不变的状况下)，此时电动机的最高值输出功率随之增加。

则可以在不增大电动机的情形下得到较大的最高值输出功率，从而增加流量的输出进而提升运行效率。

当产品条件需求不同而要增加速度时则可以提高变频器的电压输出，借此来提升电动机的功率，在提高转速时可以承受更大负荷，可加大流量增加运行速度。

节能控制下的生产效率提升在节能控制要求下对液压机械的流量的最高值适当增加，但在流量的最高值适当增加时也可适当减少压力，如图式中令电动机转矩对应于转矩超过额定频率W1时降低转矩以减少压力以具安全增速与节能效果，且前述变频器输出频率提升以提高电动机转速以使流量提升以同时达增速功能，并如斜线部分即可具节能下生产效率提升功能。

生产效率提升下的节能控制在配合节能控制要求与保证最高转矩时适当额外增加液压机械的流量的最高值，并且进一步地依据节能控制要求对适当额外增加液压机械的流量的最高值更进一步地额外适当增加流量，但在更进一步地额外适当增加流量时也可适当减少压力，如图式中提升变频器的频率至W2以上(须于变频器可输出最大频率范围内)，以具提升电动机转速及流量以具增速功能，且前述变频器频率提升超过W2时变频器最大输出电压不变，使电动机转矩对应于超过频率W2时降低以减少压力以具进一步的安全增速与节能功效，如图式斜线部分即可具生产效率提升下节能功能。

以下即针对本发明的实施状态说明，并以射出成型机为例，而其它使用液压的机械亦可配合其工作特性使用本发明的控制方法：

请参阅图3，系本发明实施例使用于射出机的节能及生产效率提升的控制系统示意图，并如3-1所示为中小型射出机，并由一射出机控制器控制压力比例控制阀、流量比例控制阀、变频器、电动机、液压油泵动作，并该变频器可与射出机控制器配合，使得射出机与变频器的动作斜率可一致，避免因延迟而造成反应速度慢、生产周期长、产品缺陷情形，又射出机控制器可于内部或外部设置输入元件以供使用者输入命令以选择前述方案，且亦可由射出机控制器自动判定适当方案以配合本发明方法动作，在此图3仅为例示以说明射出机的实施例而非作为限制。

又3-2为双色射出机，其由一射出机主控制器控制二个射出机分控制器，且每一射出机分控制器分别控制一组压力比例控制阀、流量比例控制阀、变频器、电动机、液压油泵，且该变频器可与射出机主控制器配合，使得双色射出机与变频器的动作斜率一致；又于射出机分控制器内部或外部设置输入元件以供使用者输入命令以选择前述方案，且亦可由射出机令控制器自动判定；又若为三色射出机时系对应前述方式由一射出机主控制器控制三个射出机分控制器(图中未标示)，并可分别控制一组液压控制元件。

又3-3为大型射出机，并因大型射出机流量较大，不能由一个流量阀通过，其由一射出机控制器控制二组压力比例控制阀、流量比例控制阀、变频器、电动机、液压油泵动作，并该二变频器可与射出机主控制器配合，使得射出机与变频器的动作斜率一致，又于射出机控制器内部或外部设置输入元件以供使用者输入命令以选择前述方案，且亦可由射出机控制器自动判定。

又3-4另一大型射出机，其于射出机控制器控制一组压力比例控制阀、流量比例控制阀及另一组压力阀、换向阀，并该压力阀、换向阀的油路连设压力比例控制阀、流量比例控制阀，使得可借由压力阀、换向阀配合储油系统以提供大流量需求，又压力比例控制阀、流量比例控制阀及另一压力阀、换向阀分别配合一组变频器、电动机、液压油泵，且该二变频器可与射出机主控制器配合，并于射出机控制器内部或外部设置输入元件以供使用者输入命令以选择前述方案，且亦可由射出机控制器自动判定。

前述3-2在双色机或多色机上，由于其射出系统有二个或二个以上，且其是分别运转，但在其它工作系统工作时也可是同步受到指令来运行及切换。此时其电动机则分别独立来对应射出系统，因此此种机型最少会有二个或二个以上电动机及油泵，因此也必须由变频器单独一组一组配合。此种机器的主控制器只有一个，但在做射出动作或油压马达挠料动作或座进退动作时则主控制器内会有二个或二个以上的分控制器在同时间内分别控制此部分的动作。

前述3-3在大型射出成型机上由于流量控制阀受到通过流量的限制，因此多组油泵所产生的流量往往无法由一个流量比例阀通过，因此就要借用二个或二个以上的比例阀同时控制其流量，并在同一时间同时操作流量比例阀并将二个或二个以上的流量一起排出经过换向阀或逻辑阀来达到操控油压缸或油压元件的目的。

此时变频器将会随着电动机与油泵组数的增加而增加，通常为求操作的稳定性一个变频器会单独控制一个电动机，为求得所有电动机在同时间能同步带动油泵及平稳快速的运转，因此使用机器控制器来预先设定必须的工作条件与工作流程，以求得同步的流量吐出是解决问题的最佳途径。

前述3-4在大型射出成型机上由于需要二个或二个以上的电动机及油泵来分别动作提供流并经过同一个流量比例阀，而各电动机必须在同时间精准快速同步排放流量到指定的流量比例阀工作，而此时变频器将随着电动机与油泵组数的增加而增加，通常为求得操作的稳定性一个变频器会单独控制一电动机为求所有电动机在同一时间能同步带动油泵及平稳快速的运转，因此使用机器控制器来预先设定必须的工作条件与工作流程以求的油泵的同步吐出，各油泵的吐出经由压力阀来控制吐出压力并由换向阀将所需转速的流量经由液压系统经由指定的流量比例阀到指定的工作元件中。

此外，类同前述例示亦可由射出机控制器控制压力、流量的比例控制阀，由比例控制阀控制压力、流量，射出机控制器控制变频器，变频器控制电动机，而变频器本身有控制器，由外界输入电信号来控制变频器。

本发明实施例的节能或生产效率提升的控制方案系配合节能、增速、个别元件特性、工件阶段的压力、流量...等储存于射出机控制器，并又于射出机动作前依各电气、液压...等个别元件的特性及工作条件的数据并对应射出机在工作「或操作或操控」条件与工作「或操作或操控」流程的「过程」要求输入射出机不同阶段工作时的系统压力与流量条件至射出机控制器，例如关模、座进、射出、开模、托模...等不同阶段时的压力、流量，并由使用者(用户)输入操作射出机压力、流量等相关命令；并再由使用者输入命令或射出机控制器自动判定选择适当控制方案产生信号控制变频器动作以具节能、增速功能，且可以使得变频器与电动机特性适当匹配以由极低速度提升到极高速度或由极高速度至极低速度的不稳定问题得到解决，如后述的实施例所例示。

而本发明射出机动作时射出机控制器可控制射出机及变频器动作，并于变频器连设电动机及液压油泵；又该射出机控制器系将不同机型及对应每个动作需求的变频器适当输出频率及适当上、下限流量设定；又射出机控制器设定电动机、液压油泵的适当上、下限转速限制，并当所需流量低于任何一工作元件或液压油泵要求的适当的低转速或流量时，射出机控制器令变频器输出设定下限频率控制电动机、液压油泵于适当的低转速动作，又同时射出机控器控制流量比例控制阀控制动作过程所需流量；又当所需流量高于液压油泵要求的适当的低转速时，动作过程实际流量由变频器控制电动机、液压油泵动作，亦可由流量比例控制阀来控制动作过程所需流量；又当所需动作压力低时，依控制器内预先设定的动作条件可自动依实际需要时，于液压油泵转速上限内由射出机控制器令变频器提升频率，并控制电动机、液压油泵提升转速及加大液压油泵吐出量以提升速度。

本发明针对射出机设计的控制方案配合前述控制系统的实施例说明：

(一)节能的控制方案

以射出成型机为例，当频率在60HZ，电动机转速在1200RPM时，假设油泵吐量出为80L/分钟，而此时射出机动作的流量只需40L/分钟，则可由控制器判定或由使用者输入命令使射出机控制器直接将变频器频率调整为600RPM，则油泵吐出量降为40L/分钟，此时即可达到节能效果，而本发明可采用变频器控制电动机转速进而控制流量。

(二)增速的控制方案

以射出成型机为例，当频率在60HZ，电动机转速在1200RPM时，假设油泵吐出为80L/分钟，此时射出机动作的流量需90L/分钟，而此时产品最大的系统压力仍需要保持140公斤(即该机器原本设定的最大压力)，则此时机器控制器直接将变频器输入电压220V转升为输出电压247.5V，并将转速由原来1200RPM提升为1350RPM，则此时油泵吐出量提升为90L/分钟，压力则仍保持在140公斤。

(三)节能为主的增速控制方案

以射出成型机为例，当频率在60HZ，电动机转速在1200RPM时，假设油泵吐出为80L/分钟，此时射出机动作的流量需100L/分钟，而此时生产该产品的最大系统压力只要80公斤，则可由控制器判定或由使用者输入命令使射出机控制器直接先将系统压力上限自动限制最高为80公斤(80公斤以下数据则可用人来控制调整)，并将变频器频率调整为1500RPM时，则油泵吐出量提升为100L/分钟，压力则限制在80公斤以下，因而可于设置压力下节能，并可借由变频器控制增加电动机转运及油泵吐出量以达增速目的。

(四)以增速为主的节能控制方案

以射出成型机为例，当频率在60HZ，电动机转速在1200RPM时，假设油泵吐出为80L/分钟，此时射出机系统最大压力为140公斤，变频器最大安全输出交流电压为247.5V，电动机假设最大转速为1500RPM，此时射出机的动作流量需要100L，压力为140公斤，则此时控制器将变频器原输出压220V仍只能转升为输出电压247.5V，并将转速由原来1200RPM提升至1500RPM，以提升流量速度，且同时降低系统压力于126公斤(系统原来压力/频率提升比×电压提升比＝实际压力)以具节能功能。

此外，本发明可配合预先安置个别元件特性决定是否要以液压机系统内设更替以防止使用者不当输入。

以射出成型机为例，当在做射出时射出压力设定为100公斤，射出速度设定为7.8L/分钟，而此时当频率在60HZ，电动机转速在1200RPM时，油泵吐出量为78L/分钟，而在射出流量速度只需7.8L/分钟条件下，则电动机转速只需120RPM时，且油泵r转速也只需120RPM，而此时经过使用的油泵最低转速为600RPM，而使用电动机的最低转速要求为400RPM，此时即使操作人员将机器的控制器射出速度设定在7.8L/分钟即120RPM(不管设定情形)，而机器控制器仍然会自动侦测将转速自动提升到600RPM即油泵吐出量在39L/分钟，多余的流量则由系统的流量阀自动排出，机器可以自动侦测系统中转速或流量或压力因各液压元件的需求来自动提供安全保证范围内最节省能源的数据来控制变频器的转数，以达到节省能源的目的。

请参阅图4～6，其中图4为本发明实施于射出机的输入工作条件设定的系统压力与流量条件及配合个别元件特性动作示意图，又图5为射出机不同工作阶段对应液压元件转速示意图，其中设定该射出机系统最大压力140公斤，当频率60HZ、电动机转速1200RPM、功率18.5KW，使用油泵吐出量为78L/分钟，可获得变频器最大交流电压为240V。

前述射出机不同工作阶段的条件输入射出机控制器，并具①关模慢②关模快③关模低压④关模高压⑤关模完⑥座进⑦射出(一)⑧射出(二)⑨射出(三)⑩射出(四)保压(一)

保压(二)

冷却

挠料

开模慢

开模快

开模慢

开模完

托模进

托模退

托模完等阶段，并由图4中可见当①关模慢时使用者输入命令设定压力为30kg，设定流量为30L，但油泵的最低吐出量为39L，因而射出机控制器即由节能控制方案并配合油泵特性由射出机控制器内设值将电动机转速设定为600RPM，使油泵的吐出量为其最低安全值39L，因而可具节能及使油泵可正常动作功效，又该多余的9L油量再由射出机控制器控制流量比例控制阀排出。而图中③关模低压④关模高压⑤关模完⑥座进

保压(二)

冷却

开模慢

开模慢

开模完托模进

托模完阶段皆可对应前述由射出机控制器控制节能方案以具节能功效，而当设定流量大于油泵最低流量39L时即不需使用流量比例控制阀(亦可由控制器控制流量比例控制阀排出)。

图4所示⑦射出(一)阶段设定压力140kg、设定流量100L时，经换算电动机所需功率为20.18kw，大于电动机功率18.5kw，此时可由射出机控制器配合前述的增速方案提升变频器输出电压至最大电压240V以提升电动机功率，由控制器内部设定为保证射出压力由使用者输入命令不能变更条件下，射出流量降为85L，并可于不另外加大电动机情形下即可达成增速为主的效率，又图4所示⑧射出(二)亦为类同情形，但受到使用元件限制使输出流量限制为117L，而若前述变频器输出电压过大会损及电动机时则射出机控制器只会提升变频器电压至允许最大输出电压，并产生警示通知操作者。

图4所示⑨射出(三)阶段设定流量100L，大于正常油泵流量78L，压力为140公斤，此时射出机控制器或由使用者输入命令可于保证流量情形下依增速为主的节能方案控制变频器将变频器输出电压提升至240V，并流量可提升至100L/分钟以具保证流量增速功能，且可降低压力以具节能功能。

图4所示⑩射出(四)阶段设定流量80L，大于正常油泵流量78L，设定压力为80公斤，此时射出机控制器或由使用者输入命令可配合节能为主的增速方案提升变频器的频率，但不提升变频器输出电压，使得可借由变频器频率提升以提升电动机转速，并使油泵输出提升至80L以具增速为主的节能功效。

此外前述射出(一)～(四)因需求流量大，因而操作人员也可直接选择增速方案输入命令至射出机控制器，并由射出机控制器作相应的增速控制。

请参阅图5，本发明实施对应图4射出机不同工作阶段对应液压元件转速示意图，其中标示A为底流量、B电动机适当的低转速、C油泵适当的低转速、D正常转速、E电动机、油泵适当的高转速，其中：

1、在C至E范围内射出机控制器可配合节能、增速方案运作；又在C以下则对应液压元件特性及内设值自动调整下限仅能至C；又在E以上时则自动降低上限至E。

2、在C至E范围内可由操作者自行操作。

3、当操作者的操控条件在A至C或超过E时(不当操作)，则直接由射出机控制器自动发出侦测及操控并将超过的数据去除并发出错误警示。

此外，若于⑧射出(二)阶段当电动机、油泵转速过高时，射出机控制器即自动去除并下调修正同时发出错误警示提醒操作者。

请参阅图6，其为射出机不同工作阶段对应电动机功率示意图，本发明当需求功率超过电动机功率18.5kw时，射出机控制器对变频器输出指令，并于保证电动机可承受范围下提升变频器电压以提升电动机功率。

又当变频器输出电压过大会损及电动机时，则射出机控制器只会达到设定最大输出电压，并发出警示通知操作者。

前述的射出机及其数据为本发明方法实施例示之一，其数据可相同亦可不同以符合设计所需的要求，并非用以限制本发明申请专利范围，而本发明可适用于其它液压机械中，并可达成本发明节能或增速功效。

请参阅图7，其系本发明实施于压出吹瓶机输入工作条件设置的系统压力与流量条件及配合个别元件动作示意图，图8为本发明实施于压出吹瓶机不同工作阶段对应个别元件转速示意图，其中可对应前述本方法及类似射出机方式令压出吹瓶机控制器自动判定或由使用者输入命令，并可于设定流量低于油泵正常转速流量78L/分钟时，设定节能方案(如标号1、3、6、7、11、12阶段)控制变频器降低转速以减低油泵输出流量，并可具节能功能，而其中标号2关模快的工作阶段因设置流量大于正常流量78L/分钟，可选择增速方案，并提升变频器频率以提升电动机转速使油泵的输出流量可达85L/分钟以具增速功能，又标号4、5、8、9、10阶段系配合个别元件(油泵最低转速流量)限制强制提升流量以便机械可安全及正常动作。

请参阅图9，其系本发明实施于橡胶机输入工作条件设置的系统压力与流量条件及配合个别元件动作示意图，图10为本发明实施于橡胶机不同工作阶段对应个别元件转速示意图，其中可对应前述本方法及类似射出机方式令橡胶机控制器自动判定或由使用者输入命令，并可于设定流量低于油泵正常转速流量78L/分钟时设定节能方案(如标号1～3及7、10、12、16阶段)控制变频器降低转速以减低油泵输出流量，并可具节能功能，而其中标号6射出(一)的工作阶段因设置流量大于正常流量78L/分钟，可选择增速方案，并提升变频器频率以提升电动机转速使油泵的输出流量可达85L/分钟以具增速功能，又标号4、5、8、9、11、13、14、15、17阶段的设定流量低于个别元件(油泵最低转速流量39L)，因而控制器强制提升流量至39L以使机器可安全及正常动作。

请参阅图11，其系本发明实施于保丽龙机输入工作条件设置的系统压力与流量条件及配合个别元件动作示意图，图12为本发明实施于保丽龙机不同工作阶段对应个别元件转速示意图，其中可对应前述本方法及类似射出机方式令保丽龙机控制器自动判定或由使用者输入命令，并可于设定流量低于油泵正常转速流量78L/分钟时，设定节能方案如标号2、4、11阶段控制变频器降低转速以减低油泵输出流量，并可具节能功能，又标号1、3、5～10、12阶段的设定流量低于个别元件(油泵最低转速流量39L)，因而控制器强制提升流量至39L以使机器可安全及正常动作。

此外，本发明并非必须同时设置节能、增速方案，亦可仅设置节能或仅设置增速方案以因应使用需求，而前述方式亦应属于本发明设计精神及范围内。

前述的各种实施形态，系作为例示来阐明本发明，但本发明并不受到改变实施形态的限制，在本次公开中，仅只显示具描述本发明少量的各式各样的例示，本发明能够应用各式各样的其它组合及环境中，而且能够在不超过类似于上述说明的本发明概念的范围内改变或修正。

Claims

1. 一种用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，其特征在于它包含有以下步骤：

用于控制液压机械的压力或流量以获得节能或生产效率提升的控制方案；

输入液压机械的工作条件设定；

检测液压机械的工作条件及进程；

根据检测液压机械的工作条件及进程与适当的控制方案，以因应控制方案的需求；而且，

依据液压机械个别元件的各自元件特性以在液压机械操作进程中配合控制方案控制液压机械。

2. 如权利要求1所述用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，其特征在于：所述控制方案可为复数个并可储存于液压机械的控制器，可包含：节能的控制方案，以提供液压机械适当的节能控制要求；增速的控制方案，以提供液压机械的生产效率提升；节能为主的增速控制方案，以提供液压机械在适当的节能控制下的生产效率提升；增速为主的节能控制方案，以提供液压机械在生产效率提升下的适当的节能控制。

3. 如权利要求2所述用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，其特征在于：所述输入液压机械的工作条件设定为液压机械操作进程中的不同阶段的压力或流量预定以及其它控制需要条件，而输入液压机械的工作条件设定在液压机械每一个操作循环之前可先行输入；检测液压机械的工作条件及进程在液压机械操作进程中执行。

4. 如权利要求3所述用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，其特征在于：所述节能控制要求在流量的适当减少且液压机械的压力或流量需视需要以适当的配合个别元件各自的元件特性；而生产效率提升在适当额外增加液压机械的流量的最高值；且节能控制下的生产效率提升在节能控制要求下对液压机械的流量的最高值适当增加，但在流量的最高值适当增加时也可适当减少压力；而且生产效率提升下的节能控制在配合节能控制要求时可适当额外增加液压机械的流量的最高值，并且进一步地依据节能控制要求对适当额外增加液压机械的流量的最高值更进一步地额外适当增加流量但在更进一步地额外适当增加流量时也可适当减少压力。

5. 如权利要求3所述用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，其特征在于：所述液压机械个别元件的各自元件特性分别依据个别元件的各自元件特性预先安置，并所述各个控制方案在液压机械的工作进程中，分别依据液压机械个别元件的各自元件特性，以及配合输入液压机械的工作条件设定与检测液压机械的工作条件及进程由控制器控制液压机械的动作与相配合的合宜的压力或流量；所选择的控制方案取决于控制器或输入命令；而输入命令表示使用者的要求而且可以改变。

6. 如权利要求5所述用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，其特征在于：所述液压机械个别的元件可包含：提供动力的原动机、原动机的能源提供装置元件、控制动作的工作阀、压力的控制阀、流量的控制阀、液压机械的管路、滤油网、冷却器、逆止阀、温度控制元件。

7. 如权利要求6所述用于液压机械的节能或生产效率提升的控制方法，其特征在于：所述提供动力的原动机与原动机的能源提供装置元件可以使用交流电动机与相配合的交流电源供应装置元件，而交流电源供应装置元件可以是变频器。

8. 一种用于液压机械的节能方法，其特征在于它包含以下步骤：

用于控制液压机械的压力或流量的控制方案；

输入液压机械的工作条件设定；

检测液压机械的工作条件及进程；其中，

依据液压机械个别元件的各自元件特性以在液压机械操作进程中配合控制方案控制液压机械；

所述的控制方案可为复数个并可包含：节能的控制方案，以提供液压机械适当的节能控制要求；节能为主的增速控制方案，以提供液压机械在适当的节能控制下的生产效率提升。

9. 如权利要求8所述用于液压机械的节能方法，其特征在于：所述输入液压机械的工作条件设定为液压机械操作进程中的不同阶段的压力或流量预定以及其它控制需要条件，而输入液压机械的工作条件设定在液压机械每一个操作循环之前可先行输入；检测液压机械的工作条件及进程在液压机械操作进程中执行。

10. 如权利要求9所述用于液压机械的节能方法，其特征在于：所述节能控制要求在流量的适当减少且液压机械的压力或流量需视需要以适当的配合个别元件各自的元件特性；且节能控制下的生产效率提升在节能控制要求下对液压机械的流量的最高值适当增加但在流量的最高值适当增加时也可适当减少压力。

11. 如权利要求9所述用于液压机械的节能方法，其特征在于：所述液压机械个别元件的各自元件特性分别依据个别元件的各自元件特性预先安置，并前述的各个控制方案在液压机械的工作进程中，分别依据液压机械个别元件的各自元件特性，以及配合输入液压机械的工作条件设定与检测液压机械的工作条件及进程由控制器控制液压机械的动作与相配合的合宜的压力或流量；所选择的控制方案取决于控制器或输入命令；而输入命令表示使用者的要求而且可以改变。

12. 如权利要求11所述用于液压机械的节能方法，其特征在于：所述液压机械的个别元件可包含：提供动力的原动机、原动机的能源提供装置元件、控制动作的工作阀、压力的控制阀、流量的控制阀、液压机械之管路、滤油网、冷却器、逆止阀、温度控制元件。

13. 如权利要求12所述用于液压机械的节能方法，其特征在于：所述提供动力的原动机与原动机的能源提供装置元件可以使用交流电动机与相配合的交流电源供应装置元件，而交流电源供应装置元件可以是变频器。

14. 一种用于液压机械的增速方法，其特征在于它包含以下步骤：

至少一个用于控制液压机械的系统压力或流量以获得液压机械的增速的液压机械控制方案；

输入液压机械的工作条件设定；

检测液压机械的工作条件及进程；

所述的控制方案可为复数个并可包含：增速的控制方案，以提供液压机械的生产效率提升；增速为主的节能控制方案，以提供液压机械在生产效率提升下的适当的节能控制。

15. 如权利要求14所述用于液压机械的增速方法，其特征在于：所述输入液压机械的工作条件设定为液压机械操作进程中的不同阶段的压力或流量预定以及其它控制需要条件，而输入液压机械的工作条件设定在液压机械每一个操作循环之前可先行输入；检测液压机械的工作条件及进程在液压机械操作进程中执行。

16. 如权利要求15所述用于液压机械的增速方法，其特征在于：所述生产效率提升在适当额外增加液压机械的流量的最高值；而且生产效率提升下的节能控制在配合节能控制要求时可适当额外增加液压机械的流量的最高值，并且进一步地依据节能控制要求对适当额外增加液压机械的流量的最高值更进一步地额外适当增加流量但在更进一步地额外适当增加流量时也可适当减少压力。

17. 如权利要求15所述用于液压机械的增速方法，其特征在于：所述液压机械的个别元件的各自元件特性分别依据个别元件的各自元件特性预先安置，并前述的各个控制方案在液压机械的工作进程中，分别依据液压机械个别元件的各自元件特性，以及配合输入液压机械的工作条件设定与检测液压机械的工作条件及进程由控制器控制液压机械的动作与相配合的合宜的压力或流量；所选择的控制方案取决于控制器或输入命令；而输入命令表示使用者的要求而且可以改变。

18. 如权利要求17所述用于液压机械的增速方法，其特征在于：所述液压机械的个别的元件可包含：提供动力的原动机、原动机的能源提供装置元件、控制动作的工作阀、压力的控制阀、流量的控制阀、液压机械之管路、滤油网、冷却器、逆止阀、温度控制元件。

19. 如权利要求18所述用于液压机械的增速方法，其特征在于：所述提供动力的原动机与原动机的能源提供装置元件可以使用交流电动机与相配合的交流电源供应装置元件，而交流电源供应装置元件可以是变频器。