CN100467249C - 混合电力供应式注射成型机系统 - Google Patents

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Abstract

一种混合电力供应式注射成型机系统，具有电机驱动的注射成型机本体，它包括由伺服电机驱动的注射机构和模具夹紧机构；发出指令给所述伺服电机的控制装置，用于驱动所述注射机构和模具夹紧机构，该指令与预定的程序指令相一致；以及电力供应装置，它通过所述控制装置为所述电机驱动的注射成型机本体提供需要的电力，来驱动所述所述电机驱动的注射成型机本体，所述电力供应装置包括：第一电力供应装置，用于从商用电源提供电力；具有蓄电装置的第二电力供应装置，用于所述电机驱动的注射成型机；电力比较器，用于比较所述第一和第二电力供应装置的输出；以及切换装置，用于通过所述控制装置发出的电力供应从所述第一电力供应装置切换到第二电力供应装置，以响应使用电力比较器在预定条件下的比较结果。

Description

混合电力供应式注射成型机系统
技术领域
有关申请的相互参考：
本申请基于在先的日本专利申请No.2002-153354(2002年5与28日申请)和No.2003-112936(2003年4月17日申请)，并要求上述在先申请优先权的利益；在此引入上述在先申请的全部内容作为参考。
本发明总体上涉及一种混合电源型注射成型机系统，尤其是一种用于注射成型机的电力供应系统。
背景技术
图3是显示了一个方框图，在成型厂中操作电机驱动的注射成型机时传统的供电是如何进行的。参考图3，布置在厂房PLNT中的变电站1由外界供给商用高压电，在这里电力被降低到实际的使用电压。降压后的电力通过电力供应线PSLY供给，该线路从厂房中的电力供应线路网络2延伸到注射成型机本体52的注射机、用于驱动模具夹紧机构的伺服电机并通过每个电机驱动的注射成型装置5的控制装置51到达外围设备53的驱动装置。此外，还向其它相关的成型装置例如模具承载装置4提供电力。
在相对大规模的厂房PLNT中提供备用的发电装置3，其中当由于某种事故而不能利用外部电源时发出一个发电指令，从而提供一段时间的电力而防止生产停止。
在图3中示出的电机驱动的注射成型装置5包括多个伺服电机以及一个注射机构和一个模具夹紧机构，其中在循环周期中驱动所有的伺服电机，该循环周期持续数十秒钟至几分钟。尤其是在注射操作和模具开/合操作中，在每个循环内进行快速起动和突然停止，因此电力消耗增加到很大的程度。而且，不能忽略用于加热圆筒的加热器的电力消耗。因此需要有足够必需数量的总电能。
在图3中示出的常规厂房布置中，如果由于某种事故切断从外部提供的商用电源，那么从电力供应线PSLY提供的电力同样会被切断。在这种情况下，当控制装置处于进行信息处理和存储数据的情形，可以马上通过使用备用电源来应对电力切断的情况。
然而，产生这样一个问题，即相对于要消耗大量的电力并进行机械操作的加热器和伺服电机来说立刻应付是不可能的。这是因为发电装置3并不总是运行在正常状态。因此，发电装置3不能够在事故突发之后立即提供电力来替代商用电源。因此，与机械操作相关的伺服电机的驱动以及由加热器的放热在该时间点会处于不受控状态。
结果，制造中的成型产品在其处于模具组件中时会变硬，或者熔化的树脂在其处于电极和喷嘴构件中时会变硬，或者当模具组件的夹紧状态松弛时，熔化的树脂会从模具组件的邻接表面分散开，从而导致这样一个问题，即甚至当正常地恢复了电能供给时也不能迅速地重新启动正常的操作。
此外，如果在某种状态下供电电压因为厂内一个小的短路故障和相应的装置同时启动而暂时下降，这种状态是电能需求达到了供电的极限，如在夏季以及如上面所描述的商用电源供给由于某种事故而被暂时切断了，用于电机驱动的注射成型机的伺服电机的驱动不会像程序指示的那样进行。这会导致这样一个问题，即不能获得具有预定质量的成型产品。
注射成型机是通过控制机械部件例如模具组件、注射螺杆等等和控制温度来进行成型熔融树脂的加工控制的，因此即使电力供应降低到不稳定的状态的时间很短，也会造成严重的损坏。
到目前为止已经讨论了在工厂中包括发电装置的例子。在小规模的成型工厂中包括一个或几个注射成型机，但是几乎没有提供备用的发电装置的情形。这种工厂仅仅依靠商用电源，并会产生如前面所提到的同样的问题。
此外，在液压驱动系统的注射成型机中，由于电力供应的中断，会产生同样的问题，其中电力被供给到可变容量的泵、多个开关阀、用于驱动该泵等的电机。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合电力供应式注射成型机系统，它能防止由于商用电源和厂房中发电装置的电力供应的的中断和不稳定对注射成型机的损坏。
根据本发明的一个实施方案，提供一种混合电力供应式注射成型机系统，包括：
电机驱动的注射成型机本体，它包括由伺服电机驱动的注射机构和模具夹紧机构；
控制装置，它根据预定的程序指令发出一指令给所述伺服电机以驱动所述注射机构和所述模具夹紧机构；以及
电力供应装置，用来通过所述控制装置为所述电机驱动的注射成型机本体提供需要的电能，以操作所述电机驱动的注射成型机本体，
所述电力供应装置包括：
第一电力供应装置，用于从商用电源提供电力；
具有蓄电装置的第二电力供应装置，用于所述电机驱动的注射成型机；
电力比较器，用于比较所述第一和第二电力供应装置的输出；以及
切换装置，用于在预定条件下响应使用电力比较器的比较结果将通过所述控制装置提供的电力供应从所述第一电力供应装置切换到第二电力供应装置，
所述电力供应装置还包括电力附加单元，其用于当所述第一电力供应装置为所述控制装置供电时将来自第二电力供应装置的电力叠加在所述控制装置上。
根据本发明的另一实施方案，提供一种混合电力供应式注射成型机系统，包括：
注射成型机本体，它包括注射机构和模具夹紧机构；
控制装置，它根据预定的程序指令发出一指令给所述注射机构和所述模具夹紧机构；以及
电力供应装置，用来通过所述控制装置提供操作所述注射成型机需要的电能，
所述电力供应装置包括：
第一电力供应装置，用于从商用电源提供电力；
具有蓄电装置的第二电力供应装置，用于所述注射成型机；
电力比较装置，用于比较所述第一和第二电力供应装置的输出；以及
切换装置，用于在预定条件下响应电力比较装置将通过所述控制装置发出的电力供应从所述第一电力供应装置切换到第二电力供应装置。
附图说明
图1是显示了本发明第一实施方案结构的控制方框图；
图2是显示了本发明第二实施方案结构的控制方框图，其中在示于图1的结构中增加了电压偏置电路；
图3是显示了在成型厂中操作电机驱动的注射成型机时如何提供电力的说明图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述基于本发明实施方案的例子。
本发明是基于发明者对问题解决方案的了解，这些问题是由于商用电源和厂内发电装置的中断和不稳定而产生，解决方案可以是这样的，即除了采用商用电源和厂内发电装置，还为注射成型机提供专用于注射成型机的蓄电装置作为备用电源。
图1是示意性地显示了在本发明第一实施方案中注射成型机系统10的结构的方框图。
注射成型机本体/控制装置30与图3中的电机驱动的注射成型装置5相同，并具有包括外围设备的结构构思。该注射成型机本体/控制装置30配备有两个电力供应系统。也就是说，一个电力供应系统经由商用电源供给线PSLY(包括厂内发电装置的电力供应)通过切换器21提供电力。此外，另一个电力供应系统通过切换器21从蓄电装置40提供电力。
此外，电力比较器20总是比较供给的商用电源和蓄电装置PSV的输出。切换的一个比较判断原则是根据使用商用电源的前提，判断商用电源和蓄电装置PSV的输出这两个量的幅值，如果蓄电装置PSV的输出满足预定的值，并且如果差值超过了允许的范围，该差值是由于商用电源的中断或其不稳定变化而发生，通过从电力比较器20给切换器21一个切换指令，蓄电装置40就为注射成型机本体和其控制装置30供电。
这个开关切换可以极迅速地瞬时进行，从而能够继续正常的操作，而不会引起在现有技术中发生的伺服电机驱动的停止和加热器加热的停止，即使是像在现有技术中一样发生了商用电源的中断和不稳定。
另一个比较判断原则是当蓄电装置还有充足的电力盈余时，即使在允许的范围内没有中断商用电源的供给，为了降低高价商用电源的消耗，也使用蓄电装置供电。
发电装置12与商用电源分开布置，该发电装置用于给蓄电装置40通电。应该注意该蓄电装置40基本上专用于注射成型机本体和其控制装置30。但是，此处的专用供给不是一定只限于一个注射成型机，然而，优选地考虑到不受其它注射成型机的运行状态的影响，蓄电装置40用于一个指定的注射成型机。
优选地就全球环境和运行成本来说，发电装置12被设计成利用清洁的自然能源例如太阳能发电、风力发电等的发电系统。还可以利用燃料电池，现在它的性能已经极大地得到提高。
再参考图1，单个发电装置与单个蓄电装置40对接，但是并不需要一套这样的设备。单个发电装置如果其容量足够，就能够构造成给多个蓄电装置40通电。
应该注意还可以通过商业电力供应线PSLY为蓄电装置40通电，正如虚线所画的那样。这样的例子例如为利用午夜时电力需求较小的电力低消耗时间区段中的电能。从而，降低了运行成本。
此外，从注射成型机本体/控制装置30延伸到蓄电装置PSV的虚线显示了这样一种结构示例，即电力再生装置31和用于注射成型机的伺服电机设置在一起，该电力再生装置用于使在注射机构和模具夹紧机构的每个成型循环中突然停止运行而释放的电力再生，并将再生的电力供应到蓄电装置40。在这种情况下，不论是否利用了从商用电源供给线PSLY和蓄电装置40中的任何一个提供的电力进行驱动，电力的再生都不会受到限制。
而且在这种结构中，可以有效地利用能源，从而降低运行成本。
图2是显示了本发明第二实施方案的方框图。第二实施方案将说明一种注射成型机系统10A，在这里将电力附加回路22加在图1中示出的注射成型机系统10的结构中。
参考图2，电力附加回路22被设置在蓄电装置40和切换器21之间，并被用作切换器，以相对蓄电装置40的电力是否被加在商用电源上而进行切换。
下面重点讨论第二实施方案中的操作。如果处于由商用电源供电的状态时出现了电压波动，当其间的差值超过了允许的范围并进行比较判断时，电力比较器20就发出一电力附加指令给电力附加回路22，从而通过将蓄电装置PSV的电力叠加在商用电源供给线上，防止注射成型机因供给电力波动而受到影响。
另一方面，如果商用电源变化不稳定，并且其间的差值超过了允许的范围，电力比较器20就发出一条切换指令给电力附加回路22，以切换切换器21，然后再发出一切换指令给切换器21以切换到电力附加回路22。结果，蓄电装置40为注射成型机本体/控制装置30供电。
到目前为止已经描述了本发明的优选实施方案，但是，很明显对于本领域技术人员来说，可以依据本发明的精神对本发明进行多种形式的变化。
例如，参考图1和2，切换器21和电力附加回路22作为一个单元，与注射成型机本体/控制装置30的控制装置分开布置。但是，能够很容易地将切换器21和电力附加回路22设置为控制装置的一部分，以及设计软件通过由控制装置不断监测对供给的电量进行软件方式的比较判断，其中制定了多个判断标准，并且根据时间和时间区段考虑提供电力的状态，选择性地指定判断标准。
此外，如果从外界切断了电力的供给，当判断注射成型机的操作不可能再继续下去，由于储蓄电力的少部分盈余，注射成型机能够在一个安全的状态停止。
根据本发明，提供商用电源作为第一电力供应装置，蓄电装置用于注射成型机作为第二电力供应装置，对它们的输出进行比较判断，从而根据判断原则选择这些电力供应装置之中的一个。因此，它具有这样一种效果，即能够避免由于商用电源供给的中断和其暂时的不稳定而对注射成型机的损坏，以及如果蓄电装置能够提供充足的电力，即使是在商用电源正常的供给状态，通过使用蓄电装置供给的电力来降低电力成本等等。这时，如果为蓄电装置通电的电能由发电装置使用自然能源来提供，考虑到整体环境就能够操作注射成型机。
此外，电力附加回路被设置在蓄电装置和切换器之间，如果商用电源的供给不稳定，蓄电装置的电力就与商用电源重叠，从而得到稳定的电力供应。

Claims (10)

1.一种混合电力供应式注射成型机系统，包括:
电机驱动的注射成型机本体，它包括由伺服电机驱动的注射机构和模具夹紧机构；
控制装置，它根据预定的程序指令发出一指令给所述伺服电机以驱动所述注射机构和所述模具夹紧机构；以及
电力供应装置，用来通过所述控制装置为所述电机驱动的注射成型机本体提供需要的电能，以操作所述电机驱动的注射成型机本体，
所述电力供应装置包括:
第一电力供应装置，用于从商用电源提供电力；
具有蓄电装置的第二电力供应装置，用于所述电机驱动的注射成型机；
电力比较器，用于比较所述第一和第二电力供应装置的输出；以及
切换装置，用于在预定条件下响应使用电力比较器的比较结果将通过所述控制装置提供的电力供应从所述第一电力供应装置切换到第二电力供应装置，
所述电力供应装置还包括电力附加单元，其用于当所述第一电力供应装置为所述控制装置供电时将来自第二电力供应装置的电力叠加在所述控制装置上。
2.根据权利要求1的混合电力供应式注射成型机系统，其中所述第二电力供应装置包括与商用电源分开的发电装置，并从所述发电装置向所述蓄电装置供电。
3.根据权利要求2的混合电力供应式注射成型机系统，其中所述发电装置是基于自然能源的发电装置。
4.根据权利要求3的混合电力供应式注射成型机系统，其中所述基于自然能源的发电装置是太阳能发电装置。
5.根据权利要求3的混合电力供应式注射成型机系统，其中所述基于自然能源的发电装置是风能发电装置。
6.根据权利要求3的混合电力供应式注射成型机系统，其中所述发电装置是使用燃料电池的发电装置。
7.根据权利要求2的混合电力供应式注射成型机系统，从商用电源供给的电力被存储在所述第二电力供应装置的所述蓄电装置中。
8.根据权利要求1的混合电力供应式注射成型机系统，其中所述伺服电机包括电力再生装置，并且来自电力再生装置的再生能源被存储在所述蓄电装置中。
9.一种混合电力供应式注射成型机系统，包括:
注射成型机本体，它包括注射机构和模具夹紧机构；
控制装置，它根据预定的程序指令发出一指令给所述注射机构和所述模具夹紧机构；以及
电力供应装置，用来通过所述控制装置提供操作所述注射成型机需要的电能，
所述电力供应装置包括:
第一电力供应装置，用于从商用电源提供电力；
具有蓄电装置的第二电力供应装置，用于所述注射成型机；
电力比较装置，用于比较所述第一和第二电力供应装置的输出；以及
切换装置，用于在预定条件下响应电力比较装置将通过所述控制装置发出的电力供应从所述第一电力供应装置切换到第二电力供应装置。
10.根据权利要求9的混合电力供应式注射成型机系统，其中所述电力供应装置还包括电力附加单元，用于当所述第一电力供应装置为所述控制装置供电时将来自第二电力供应装置的电力叠加在所述控制装置上。
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