CN100526045C - 生产机床的驱动方法 - Google Patents

Abstract

用动力驱动源驱动致动器，同时从许多不同的驱动输出中选择动力驱动源的驱动输出。检测出与致动器的运转状态有关的物理量和与此运转状态相应的能耗有关的物理量的数值。根据所检测的数值和预定的选择方法选择一个驱动输出，并用所选择的驱动输出驱动所述致动器。

Description

生产机床的驱动方法

技术领域

本发明涉及一种诸如注模机之类的生产机床的驱动方法，该方法优选用于如下情形：即生产机床内装配的致动器由动力驱动源驱动。

背景技术

在日本专利No.3455479中公开的注模机的液压驱动装置是传统驱动装置的实例，该传统驱动装置通过液压驱动源驱动装配在注模机内的液压致动器。

在所述专利中公开的液压驱动装置包括固定排液的液压泵和用于驱动液压泵的伺服马达，其中通过控制伺服马达的旋转速度来控制液压泵的排放流速和排放压力。而且，连接到注模机主体的液压致动器上的控制阀的辅助端口经过一个止回阀和一个与止回阀串联连接的转换阀而连接到从液压驱动源排出的工作流体的供应管线上，其中止回阀用于防止来自辅助端口的逆流。

顺便说一句，在所述专利中公开的注模机包括注射装置和合模装置。在合模装置中，合模气缸(液压致动器)由液压驱动装置驱动和控制，从而进行合模。具体地说，在合模步骤中，对处在敞开状态的模具进行高速闭模，然后，当模具的可动半模(可动压盘)到达低速位置时，进行低速闭模。随后，模具一闭合就进行高压合模。在该情况下，高速闭模时的驱动输出可以设定为液压驱动源(液压泵)的额定输出(最大输出；100％)的比率(百分率)。例如，在正常情况下，一般设定大约90％的百分率。然而，当用户希望进一步降低闭模速度时，用户可以通过设定更小百分比(例如80％或70％)来降低驱动输出。

然而，即使用户通过设定更小百分比(例如80％或70％)来降低驱动输出，但举例来说，由于受到从液压驱动源延伸到合模气缸的液压回路内产生的管道损失(热损失)的影响，因此由被驱动的合模气缸产生的实际闭模速度(闭模时间)的下降与液压驱动源的驱动输出的下降不成比例。一般来说，根据液压回路的构造和特征，闭模速度(闭模时间)的下降率(变化率)小于液压驱动源的驱动输出的下降率。换句话说，即使当液压驱动源的驱动输出降低得更多，闭模速度(闭模时间)也不会下降这么多。

图4示出如下实验的结果：在合模步骤中，随着注模周期(注模过程)的进行，实际测量供给伺服马达、用于驱动液压驱动源的液压泵的马达电流I。在图4中，Io代表驱动输出设定为90％时的马达电流，而Is代表驱动输出设定为70％时的马达电流。此外，To代表当驱动输出为90％时、高速闭模部分的闭模时间，而Ts代表当驱动输出为70％时、高速闭模部分的闭模时间。从图4中明显看到，当驱动输出从90％降低到70％时，尽管马达电流I下降很多，但是闭模时间Y增加得不多。

图5以可比较的方式示出马达电流I和闭合时间T之间的关系。当驱动输出从90％降低到70％时，尽管马达电流I从4.45A下降到2.65A，但是闭合时间T仅仅从0.16秒稍微增加到0.18秒。也就是说，尽管马达电流I的下降率大约是40％，但闭模时间的增加率大约是10％。

如上所述，在液压驱动装置的例子下，在许多情况下，某些控制参数的实际值的变化与控制参数的设定值的变化不成比例，并且根据液压回路的构造和特征以及其他因素会变化极大。另外，用户无法明确知道该状态。如果用户能够从表示状态的精确信息中知道高速闭模的上述状态，用户就能够比较输出为90％时的状态和输出为70％时的状态。通过比较，用户可以确定输出为70％时电耗降低的效果优于输出为90％时闭模时间缩短的效果，并相应选择70％的输出。从节能的角度(减少二氧化碳排放的因素)考虑，该选择是期望的。如上所述，从节能的角度考虑，传统的液压驱动装置没有以合适的方式进行驱动，并且存在进一步改进的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产机床的驱动装置，它能让用户知道有关生产机床运转状态的精确信息，并且能优化设定(选择)动力驱动源的驱动输出的大小。

本发明的另一目的在于提供一种生产机床的驱动装置，它能够提高节能性能，具体地说，它能够避免在液压系统回路中会出现的能量浪费。

为了实现上述目的，本发明提供了一种生产机床的驱动方法，该方法适于用动力驱动源来驱动生产机床的致动器生产机床，它包括如下步骤：用动力驱动源驱动致动器，同时，从许多不同的驱动输出中选择动力驱动源的驱动输出；检测与致动器的运转状态有关的物理量和与运转状态对应的能耗有关的物理量中的至少一个的数值；根据检测的数值和预定的选择方法选择其中一个驱动输出中的一个；然后用所选择的驱动输出来驱动致动器。

附图说明

图1是如本发明的实施例所述的在生产机床的驱动方法中使用的输出选择屏的示意图；

图2是在所述驱动方法中使用的闭模屏幕的示意图；

图3展示了可以实施所述驱动方法的注模机(生产机床)的结构；

图4是用于描述传统技术的曲线图，展示了马达电流随时间(注模循环过程)的变化；

图5是用于描述传统技术的曲线图，展示了马达电流和闭模时间随驱动输出的变化。

具体实施方式

下面，参照附图详细描述本发明的优选实施例。而且，通过与本发明特定相关的附图，能够容易地理解本发明。附图是说明该实施例的并且不意味着限定本发明的范围。为了清楚地描述本发明，省略了对公知部分的详细描述。

首先，将参照图3描述注模机M(生产机床Mo)的构造，如本发明的实施例所述的驱动方法可以在该注模机中实施。

如图3所示，注模机M包括注射单元Mi和合模单元(clamping unit)Mc。该合模单元Mc包括彼此分离并且固定到未示出的机器底座上的固定压盘11和压力接收压盘12。四个系杆13在固定压盘11和压力接收压盘12之间延伸。可动压盘14由系杆13滑动支撑。可动半模Cm连接到可动压盘14上，并且固定半模Cc连接到固定压盘11上。该可动半模Cm和固定半模Cc构成模具C。构成液压致动器3s(致动器3)的合模气缸15连接到压力接收压盘12上，并且容纳在合模气缸15内的合模活塞的活塞杆15r向前突出并且连接到可动压盘14的背面。

同时，附图标记21指示液压驱动装置，它包括液压系统回路22和控制系统回路(电气系统回路)23。该液压系统回路22包括构成动力驱动源2的液压驱动源2s。该液压驱动源2s包括固定排液的液压泵24和驱动该液压泵24的伺服马达(泵马达)25。液压泵24的吸入口与油箱26相连。液压泵24的排放端口与液压面板27的输入端口相连。液压面板27包括一个液压回路网，后者包括各种控制阀等，其输出端口连接到注模机M的上述合模气缸15、注射单元Mi的注射气缸3i、以及其他各种的液压致动器上。

同时，控制系统回路23包括控制器主体31和与该控制器主体31相连接的设定面板32以及显示器4。设定面板32由与显示器4整体形成的触摸面板形成。而且伺服马达25与控制器主体31相连。而且，旋转编码器34、线性标尺35和检测器组36都连接到控制器主体31上。旋转编码器34连接在伺服马达25上，以便检测伺服马达25的旋转数。线性标尺35检测可动压盘14的位置。检测器组36包括各种传感器，例如液压传感器(压力传感器)和位置传感器，用于检测与注模机M各部分的运转状态相关的物理量。在当前实施例中，控制器主体31包括伺服回路，并且能根据旋转编码器34输出的编码脉冲伺服控制伺服马达25，由此控制液压泵24的排放流速和压力。

下面，参照图1到图3描述如当前实施例所述的注模机M(生产机床Mo)的驱动方法。

如当前实施例所述的驱动方法举例说明了通过合模单元Mc来进行高速闭模的情况。首先，合模气缸15受到液压驱动源2s的驱动，同时，液压驱动源2s的驱动输出在许多不同的驱动输出P1、P2、等中变化。对于每个驱动输出，要检测与合模气缸15的运转状态相关的至少一个物理量(即，高速闭模的闭模时间T1、T2、T3等)和与运转状态对应的能耗相关的物理量(即，液压驱动源2s的伺服马达25的马达电流I1、I2、I3等)。在合模气缸15正常运转的条件下，设定不同的驱动输出P1、P2等，或检测各物理量的数值。

在当前实施例中，提供了用于检测物理量(T1等、I1等)的数值的检测模式。必要时，用户选择该检测模式进行检测处理。在一个备选方法中，在注模机M出厂前，在正常条件下就模具的重量等进行检测处理，以便在发货时准备和存储如图1所示的输出选择屏幕。前一过程的益处在于当模具C变化或者在其它任何情况下，用户能够知道精确的运转状态。后一过程的益处在于用户不需要进行检测处理。在每种情况下，在检测结果(检测数值)的基础上产生如图1所示的输出选择屏幕Vs，并且显示在屏幕4上。

一旦用户选择了检测模式，就进行检测处理，下面对这种情况描述具体的处理步骤。

在例示的实例中，在设置成形条件时就设定与合模步骤中的闭模(moldclosing)相关的成形条件。在该情况下，由于如图2所示的闭模屏幕Vc显示在显示器4上，因此用户可以用该闭模屏幕Vc进行与闭模相关的各种设定。特别的是，闭模屏幕Vc包括各种设定部分，例如用于高速闭模的驱动输出设定部分41、用于低速闭模的驱动输出设定部分42、低速切换位置设定部分43、高压合模位置设定部分44、低压闭模的驱动输出设定部分45、以及用于高压闭模的驱动输出设定部分46。闭模屏幕Vc也包括各种显示部分，例如项目显示部分47、马达当前检测值显示部分48、项目当前检测值显示部分49、模具当前位置显示部分50、以及模具厚度显示部分51。

这里，假定要设定高速闭模的驱动输出。在该情况下，用户触摸如图2所示的闭模屏幕Vc的高速闭模驱动输出设定部分41。由于显示器4具有触摸面板，用户能够通过触摸屏幕的对应部分而选择高速闭模的驱动输出的设定操作。结果，如图1所示的输出选择屏幕Vs就以窗口的形式显示在闭模屏幕Vc上。该输出选择屏幕Vs包括致动器显示部分61、步骤显示部分62、设定项目显示部分63，以及检测结果选择显示部分65和更新键66。检测结果选择显示部分65包括显示选择序号的选择栏71、用于显示液压驱动源2s驱动输出的显示栏72、用于显示马达电流的检测值的显示栏73、用于显示马达电流减小率(节电率)的显示栏74、用于显示闭模时间的显示栏75、以及用于显示闭模时间变化率的显示栏76。在这些显示栏72-76中，显示了与选择栏71中的选择序号对应的各个值。在例示的实例中，用户能够从三个选择数字1、2和3中选择一个，并且从与选择数字1、2和3对应的三个驱动输出P1、P2、P3中设定(选择)一个。因此，在驱动输出显示栏72中，显示了驱动输出P1、P2和P3分别为95％、90％和85％。更新键66用作选择检测模式的选择键。

当用户通过触摸更新键66选择检测模式时，自动地进行检测模式。首先，液压驱动源2s的驱动输出设定为95％的额定输出，并且从模珍敞开状态开始自动进行闭模步骤。此时，控制器主体31检测出伺服马达25的马达电流I1，并且在马达电流检测值显示栏73的对应行中显示马达电流。而且，控制器主体31检测出闭模时间T1(通过高速闭模部分的所需时间)，并且在闭模时间显示栏75的对应行中显示闭模时间T1。在该情况下，可以检测和显示马达电流I1的最大电流或者马达电流I1的多个抽样数值的平均值。可选择地，可以找出并显示为驱动输出P1预先设定的指令值(目标值)。因此，本发明中使用的“检测”一词包含找出该指令值(目标值)。另外，通过线性标尺35检测出可动压盘14的位置和控制器主体31的定时功能，能够检测出闭模时间T1。

而且，输出为95％时，在第一次合模步骤完成之后，液压驱动源2s的驱动输出设定为额定输出的90％，并从模具敞开状态再次自动进行闭模步骤，由此检测出马达电流I2和闭模时间T2。此后，液压驱动源2s的驱动输出设定为额定输出的85％，并从模具敞开状态再次自动进行闭模步骤，由此检测出马达电流I3和闭模时间T3。

在该检测处理完成之后，如图1中所示，各个检测结果就被显示在输出选择屏幕Vs的检测结果选择显示部分65上。另外，在节电率显示栏74和闭模时间变化率显示栏76中，以百分比分别显示在最大输出P1(I1、T1)的情况下马达电流I2、I3的减少率(节电率)以及闭模时间T3、T3的变化率。特别的是，节电率代表从马达电流的减少率转换而来的相应的电能减少率。

同时，通过该输出选择屏幕Vs用户能够选择(设定)驱动输出P1等中的一个。例如，在产品的传送不紧迫，并且用户考虑省电(节省能量)比生产速度更重要的情况下，用户可以选择选择数字3以便选择或设定输出P3。相反，在产品的传送紧迫，并且用户希望尽可能快的完成生产的情况下，用户可以选择选择数字1以便选择或设定驱动输出P1。特定地，通过触模在选择栏71内的选择数字1等中的一个而进行上述选择。从而，所选择的驱动输出P1等在图2所示的闭模屏幕Vc的高速闭模驱动输出设定部分41的显示窗口中显示。

如上所述，在如当前实施例所述的用于注模机M的驱动方法中，闭模时间T1等(与合模气缸15的运转状态有关的物理量)和液压驱动源2s的伺服马达25的马达电流I1等(与操作状态对应的能耗有关的物理量)的检测结果被显示在显示器4的输出选择屏幕Vs上，并且用户通过使用输出选择屏幕Vs能够任意地设定(选择)液压驱动源2s的驱动输出P1等。因此，用户能够精确地知道有关运转状态的信息，并从而能够进行优选的设定。另外，当前发明的驱动方法有助于节能。在设定时，检测结果以输出选择屏幕Vs的形式显示在显示器4上，并且通过使用选择栏71而选择驱动输出P1、P2等中的一个。因此，通过自我判断，用户能够选择驱动输出P1等中的任意一个。而且，能够避免通过合模单元Mc打开和闭合模具C的操作而可能导致的无用的能耗。而且，液压驱动源2s用作动力驱动源2，并且由液压驱动源2s驱动的合模气缸15(液压致动器3s)用作致动器3。因此，能够避免可能在液压系统回路中产生的无用的能耗。

虽然本发明已经参照优选实施例进行了描述，但本发明不限定于此。在不脱离本发明范围的情况下，根据需要可以对方法和结构、数量及其它的相关细节进行修改和省略或添加。

在上述实施例中，本发明的驱动方法应用于在注模机M的合模步骤中的高速闭模。然而，本发明的驱动方法也能够应用于其它步骤。注模机M示出为生产机床Mo的实例。然而，本发明能够应用到各种其它生产机床，不仅仅包括其它类型的注模机，也包括压床和NC机具。在上述实施例中，液压驱动源2s和液压致动器3s作为动力驱动源2和致动器3的实例示出。然而，本发明的驱动方法能够应用到其它类型的机械和电气动力驱动源和致动器。闭模时间T1等例示为关于致动器3的运转状态的物理量，并且马达电流I1等例示为关于能耗的物理量。然而，可以使用其它的物理量。上述实施例例示了如下的选择方法：其中检测结果显示在选择屏幕Vs上，并且通过使用选择屏幕Vs选择驱动输出P1等中任一个。然而，在检测结果和预先设定的预定选择条件的基础上可以自动选择驱动输出P1等中的一个。在该情况下，例如，以如下方式进行自动选择：当用户选择预先设定的动力节省模式时，自动选择能够节省最大能量的驱动输出P1等。

Claims (7)

1.一种生产机床的驱动方法，它适于使用动力驱动源驱动生产机床的致动器，该方法包括如下步骤：

用所述动力驱动源驱动致动器，同时在多个不同的驱动输出中切换动力驱动源的驱动输出；

检测出与致动器的运转状态有关的至少一个物理量和与此运转状态对应的能耗有关的物理量的数值；

基于所检测的数值和根据预定的选择方法从这些驱动输出中选择一个；以及

用所选择的驱动输出驱动所述致动器；

其中所述致动器在其正常运转的条件下受到驱动，

其中所述动力驱动源是液压驱动源，所述致动器是由所述液压驱动源驱动的液压致动器，

其中检测物理量的数值的步骤包括响应检测模式的选择而进行检测处理，

其中用显示器上显示的输出选择屏幕来选择检测模式，

其中至少一个在驱动输出最大时相对于电耗的节电率被显示在输出选择屏幕上。

2.如权利要求1所述的生产机床的驱动方法，其中检测物理量的数值的步骤包括恢复物理量的数值，该数值已在生产机床出厂之前在标准条件下通过进行检测处理而预先设定。

3.如权利要求1所述的生产机床的驱动方法，其中预定的选择方法包括使用选择屏幕在显示器上显示检测数值，以及用选择屏幕选择其中一个驱动输出。

4.如权利要求1所述的生产机床的驱动方法，其中预定的选择方法包括根据检测的数值和预先设定的预定选择条件来自动选择一个驱动输出。

5.如权利要求1所述的生产机床的驱动方法，其中与运转状态有关的物理量是时间。

6.如权利要求1所述的生产机床的驱动方法，其中与能耗有关的物理量是马达电流。

7.如权利要求1所述的生产机床的驱动方法，其中生产机床是注模机。

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