CN101590687A - 控制注射模塑机的方法 - Google Patents

Abstract

在驱动液压泵(2)的驱动电机(3)的转数可变地受到控制并且因而模塑周期中的每个操作处理受到控制时，作为液压泵(2)，使用至少能设置高固定排出流速(Qm)和低于高流速的低固定排出流速(Qs)的液压泵(2)，预设用于驱动电机(3)的负荷条件的阈值的限制条件并且在模塑操作期间，通过将预定的操作处理设置在高固定排出流速(Qm)，操作处理能受到控制，并且在驱动电机(3)的负荷条件受到监控并且负荷条件达到限制条件时，流速切换至低固定排出流速(Qs)以便控制预定操作处理。

Description

控制注射模塑机的方法

技术领域

本发明涉及控制注射模塑机的方法，其可变地控制驱动液压泵的驱动电机的转数，以便在模塑周期中控制预定的操作处理。

背景技术

常规地，作为控制注射模塑机的方法，其可变地控制液压泵中驱动电机的转数，也就是，以此为基础，驱动和控制液压致动器比如注射缸(液压缸)以及控制模塑周期中的操作处理，在专利文献1中公开的控制注射模塑机的方法是已知的。

在这种控制方法中，在液压泵中的驱动电机的转数可变地受到控制并且因而模塑周期中的操作处理受到控制时，作为液压泵，使用其中能至少设置多个固定排出流速的液压泵，根据预定条件预先设置相应于每个操作处理的固定排出流速，并且在模塑操作期间，液压泵切换至相应于每个操作处理的固定排出流速，因此驱动电机的转数可变地受到控制并且因而操作处理受到控制。通过这种控制方法，对于驱动电机能使用这种液压泵作为小容量液压泵或大容量液压泵的至少一个。有利地，举例来说，这使得能消除用于其中驱动电机的转数降低的不稳定条件的另外措施或降低这种措施的级别，因此能增强能量节约并且能降低运行成本；这也使得能减小驱动电机(伺服电机)的尺寸以降低包括伺服回路等的整个机器的最初成本；并且，此外，这还使得能稳定控制以提高模塑能力和模塑质量。

然而，这个控制模塑机的常规方法经受以下要解决的问题。

第一个问题如下，由于其中需要高流速的模塑周期中的操作处理，具体地，比如注射处理(填充处理和压力保持处理)，在相对较短的时期内完成，在液压泵的固定排出流速设置在高流速(大容量类型)时，驱动电机可设置为只要驱动电机操作较短的时间段就不会遇到问题的高输出(大约额定输出的130％)。在此情况下，当正常地执行操作时，尤其不会遇到问题，但是当由于任何故障或执行压力保持处理较长的时期而产生超负荷时，驱动电机由于超负荷而停止(跳闸)并且模塑周期(模塑操作)中断。因此，这导致生产效率降低，并且导致模塑质量和产量降低。

第二个问题如下。由于多个固定排出流速根据每个操作处理(比如测量处理和注射处理(填充处理和压力保持处理))来单独设置，有可能这种条件对于驱动电机(液压电机)不会一直是最佳的。举例来说，由于在压力保持处理的后面步骤中几乎不需要流量，所以很少需要高流速；由于设置高的固定排出流速用于整个压力保持处理，即使驱动电机没有超负荷，也会出现带来过多和不必要负担，增加消耗能量或引起其它问题的故障。

发明内容

为了克服上面的问题，在根据本发明的控制注射模塑机的方法中，在驱动液压泵2的驱动电机3的转数可变地受到控制并且因而模塑周期中的每个操作处理受到控制时，作为液压泵2，使用至少能设置高固定排出流速Qm和低于高流速的低固定排出流速Qs的液压泵2，预设用于驱动电机3的负荷条件的阈值的限制条件，并且在模塑操作期间，通过将预定的操作处理设置在高固定排出流速Qm，操作处理能受到控制，并且在驱动电机3的负荷条件受到监控并且负荷条件达到限制条件时，流速切换至低固定排出流速Qs以便控制预定操作处理。

在如上所述并且根据本发明的控制注射模塑机的方法中，获得以下显著益处。

(1)即使过多负荷由于任何故障或执行预定操作处理较长的时期而出现，也能防止驱动电机3由于超负荷而停止(跳闸)。因而，由于生产能在模塑周期没有中断之下连续地执行，不仅能增加生产效率，而且有助于提高模塑产品的质量和产量。

(2)不仅能防止驱动电机3超负荷而且能将驱动电机3设置在最佳阈值(限制条件)。这使得能避免给驱动电机3(液压泵2)带来过多和不必要的负担或增加消耗能量的故障，因而能设置最佳操作条件。

(3)在根据优选方面将负荷压力Ps和消逝时间Ts的一个或两个都用作限制条件时，能准确地检测驱动电机3的负荷条件以便有利地容易并且准确地执行本发明的控制方法。

(4)在根据另一个优选方面能通过改变倾斜板角度Rs来设置固定排出流速Qm和Qs的可变排出液压泵2x用作液压泵2时，由于仅一个可变排出液压泵2x允许执行操作，不仅能在固定排出流速Qm和Qs之间平稳地切换，而且能有利地有助于减小整个液压回路的尺寸。

(5)根据另一个优选方面通过使用连接至伺服回路3sa的伺服电机3s作为驱动电机3，能容易并且准确地执行根据本发明的控制方法并且从控制方法中更有效地获得功能益处。

(6)根据另一个优选方面在至少一个包括填充处理Sic和压力保持处理Sip的注射处理Si用作预定操作处理时，在要由本发明解决的问题显著地出现时的注射处理Si能得到改进，因此能获得最有效的性能。

(7)根据另一个优选方面，在达到限制条件时，执行包括显示处理的预定异常性处理。因而，能迅速地检测异常性以便对异常性采取措施。这有利地使得能最小化对整个生产的影响。

附图说明

图1是示出在根据本发明优选实施例的控制注射模塑机的方法中的处理过程的流程图。

图2是示出用来执行这种控制方法的包括其液压驱动部分的注射模塑机的构造的视图。

图3是注射模塑机中的液压驱动部分的回路框图。

图4是示出用来执行该控制方法的模塑周期(操作处理)的视图。

具体实施方式

本发明现在将基于附图使用本发明的优选实施例进行详细描述。附图不是用来限制本发明，而是用来使本发明容易理解。已知部件的详细描述将被省略以便不会使本发明不清楚。

首先将参照图2和3描述能执行根据本实施例的控制方法的注射模塑机的构造。

在图2中，附图标记M表示注射模塑机；注射模塑机M设置有注射设备Mi和模具夹紧设备Mc。作为液压致动器(13a...)，注射模塑机M设置有：前后移动螺杆12的注射缸13a，该螺杆12结合于注射设备Mi中的加热缸11中；旋转螺杆12的测量电机(油电机)13b；打开和闭合模具夹紧设备Mc中的模具15并且夹紧模具15的模具夹紧缸13c；以及将模具15中的模塑产品突出(排出)的突出缸13d(参见图3)。注射模塑机M还设置有前后移动注射设备Mi以便用喷嘴接触模具15或使之远离模具15的注射设备移动缸13e(参见图3)。

附图标记21表示液压驱动部分；液压驱动部分21设置有切换阀回路22和用作液压驱动源的可变排出液压泵2x(液压泵2)。可变排出液压泵2x设置有泵部分25和用来旋转地驱动泵部分25的伺服电机3s(驱动电机3)。在此情况下，作为伺服电机3s，使用连接至伺服回路(伺服放大器)3sa的交流电伺服电机，并且伺服电机3s设置有用来检测伺服电机3s的转数的旋转编码器3e。通过使用连接至伺服回路3sa的伺服电机3s作为驱动电机3，能容易并且准确地执行根据本发明的控制方法并且从该控制方法中更有效地获得功能益处。

泵部分25结合有泵机件26，该泵机件26形成有倾斜板活塞泵。因此，泵部分25设有倾斜板27(参见图3)；在作为倾斜板27的倾斜角度的倾斜板角度Rs增大时，泵机件26中的泵活塞的行程增大并且因而排出流速增大，而在倾斜板角度Rs减小时，泵活塞的行程减小并且因而排出流速降低。因此，通过将倾斜板角度Rs设置在预定的角度，能设置在该处排出流量固定至预定级别的固定排出流速Qm和Qs，即高固定排出流速Qm和低于高固定排出流速Qm的低固定排出流速Qs。因而，倾斜板27设置有倾斜板切换缸28和复位弹簧29；倾斜板切换缸28通过切换阀(电磁阀)被连接至泵部分25(泵机件26)的排出口。这样，能用倾斜板切换缸28切换倾斜板27的角度。用于检测泵部分25的排出压力(负荷压力)的压力传感器进一步被连接至泵部分25的排出口。

顺便提及，由于可变排出液压泵2x可变地控制伺服电机3s的转数以改变排出流速(排出压力)，因此不仅需要固定由倾斜板角度Rs设置的排出流速Qm和Qs以使得它们不会在执行控制时改变，而且还需要在不执行控制时在非常短的时间段期间切换固定排出流速。因而，如上所述，倾斜板切换缸28通过切换阀30连接至泵部分25(泵机件26)的排出口，并且切换阀30的打开和闭合受到控制以改变倾斜板角度Rs；在此情况下，可选择的倾斜板角度Rs是两个角度，也就是，较大角和较小角。通过这个可变排出液压泵2x，由于仅一个可变排出液压泵2x允许执行操作，因此不仅能在固定排出流速Qm和Qs之间平稳地切换，而且有利地帮助减小用来执行根据本发明的控制方法的整个液压回路的尺寸。液压驱动部分21可变地控制伺服电机3s的转数以允许可变排出液压泵2x的排出流速和排出压力改变。因而，不仅能驱动和控制缸13a、13c、13d和13e以及测量电机13b，而且能控制模塑周期中的操作处理。

另一方面，泵部分25的入口连接至油罐32，并且泵部分25的排出口连接至切换阀回路22的初始侧；切换阀回路22的次级侧如图3中所示连接至构成注射模塑机M中的液压致动器的注射缸13a、测量电机13b、模具夹紧缸13c、突出缸13d以及注射设备移动缸13e。因此，切换阀回路22设置有分别连接至至少注射缸13a、测量电机13b、模具夹紧缸13c、突出缸13d和注射设备移动缸13e的切换阀(电磁阀)22a、22b、22c、22d和22e。每个切换阀(22a...)由一个或两个或更多的阀部件、所需的另外液压部件等构成，并且具有将通向和来自至少注射缸13a、测量电机13b、模具夹紧缸13c、突出缸13d以及注射设备移动缸13e的操作油供应、停止和排出的切换作用。

附图标记41表示模塑机控制器。如图3中所示，伺服电机3s通过伺服回路3sa连接至模塑机控制器41；结合于伺服电机3s中的旋转编码器3se连接至伺服回路3sa。而且，形成有电磁阀的切换阀22a、22b、22c、22d和22e以及切换阀30还有压力传感器31连接至模塑机控制器41。模塑机控制器41具有计算功能以控制整个注射模塑机M，并且执行包括各种顺序控制的控制处理和计算处理，并且尤其存储用于执行根据本发明的控制方法的控制程序(处理程序)。

现在将参照图1至4具体描述根据这个实施例的控制注射模塑机的方法。

预设相应于模塑周期中的操作处理的两个不同的固定排出流速Qm和Qs，即高固定排出流速Qm和低于高固定排出流速Qm的低固定排出流速Qs。在两个固定排出流速Qm和Qs之中，低固定排出流速Qs设置标准排出流速。因而，倾斜板角度Rs被设置在相对较小的角度(小容量侧)。相反，高固定排出流速Qm能设置为大于低固定排出流速Qs，具体地，能设置为大约是低固定排出流速Qs两倍以上。因而倾斜板角度Rs被设置在相对较大的角度(大容量侧)。尤其，由于使用高固定排出流速Qm的操作处理可在较短时间段内完成，即使伺服电机3s有可能在操作处理继续相对长的时间段时受到不利的影响，但是只要操作处理继续相对较短的时间段(大约几秒)，排出流速就能被设置为使得伺服电机3s很少地受到影响。具体地，排出流速能设置为使得伺服电机3s(驱动电机3)的输出大于额定输出，举例来说，能设置在大容量侧上使得输出是额定输出的大约130％。因此，低固定排出流速Qs能设置在高固定排出流速Qm的大约二分之一。

设置应用至模塑周期中的操作处理的固定排出流速Qm和Qs。在下面的描述中，当排出流速设置在高固定排出流速Qm时，这种模式称为“高流量模式Fm”，并且当排出流速设置在低固定排出流速Qs时，这种模式称为“低流量模式Fs”。模塑周期中的操作处理如图4中所示包括主要处理，比如测量处理Sm、填充处理Sic、压力保持处理Sip、突出处理Se以及模具夹紧处理Sc。图4示出其中测量处理Sm设置在高流量模式Fm、填充处理Sic设置在高流量模式Fm、压力保持处理Sip设置在高流量模式Fm、突出处理Se设置在低流量模式Fs并且模具夹紧处理Sc设置在高流量模式Fm的模式切换方式的示例。模式切换方式任意地设置；如前面描述的专利文献1中，能将填充处理Sic设置为根据注射速度的大小不同地应用模式Fm和Fs，或将压力保持处理Sip设置为根据保持时间段的长度来不同地应用模式Fm和Fs。

设置用于伺服电机3s的负荷条件的阈值的限制条件。在此情况下，由负荷压力Ps设置限制条件，尤其考虑到能防止伺服电机3s由于超负荷而停止(跳闸)的限制。因而，在已知伺服电机3s由于负载而停止时的负荷压力的情况下，考虑到预定的极限等，作为限制条件，负荷压力Ps能设置在稍微低于已知负荷压力的水平。在以这种方式由负荷压力Ps设置限制条件时，能准确地检测到伺服电机3s的负荷条件，并且这允许容易并且准确地有利执行操作。

根据图1中所示的流程图，现在将参照图2至4具体描述用于执行该控制的处理过程。

假定注射模塑机M现在处于执行模塑的处理中，填充处理Sic尤其是在图4中所示的模塑周期中被完成并且处理进行至作为预定操作处理的压力保持处理Sip(步骤1)。在此情况下，根据预设模式切换方式，由于使用高流量模式Fm，倾斜板角度Rs切换至高流量侧(步骤S2和S3)。具体地，预定的切换信号从模塑机控制器41供给至切换阀30，并且倾斜板角度Rs切换至其中倾斜板27的角度较大的倾斜板角度Rs。可变排出液压泵2x作为以高固定排出流速Qm执行排出的大容量液压泵2进行操作。在图中所示的示例中，由于进行阶段中的填充处理Sic使用高流量模式Fm，所以模式保持相同而不会在压力保持处理Sip中切换。

然后，在压力保持处理Sip中，为了保持压力，压力通过反馈进行控制以使得压力到达预设目标压力。在此情况下，压力通过可变地控制伺服电机3s的转数来控制(步骤S4)。在图4中，符号ts表示用于执行压力保持处理Sip的开始点。在控制期间，从压力传感器31获得的负荷压力供给至模塑机控制器41并且监控负荷压力(步骤S5)。在正常地执行压力保持处理Sip时，不会产生过度的负荷，并且执行压力保持处理Sip期间的时间段相对较短，因此没有达到预设限制条件(负荷压力Ps)，并且，如由虚线箭头所示，整个压力保持处理Sip完成(步骤S6、S7和S8)。

相反，假定压力保持处理Sip中出现故障或其它问题并且因此负荷压力增大达到限制条件(负荷压力Ps)。在此情况下，基于从压力传感器31获得的负荷压力，模式立即切换至低流量模式Fs(步骤S6和S9)。具体地，预定的切换信号从模塑机控制器41供给至切换阀30，并且倾斜板角度Rs切换至其中倾斜板27的角度较小的倾斜板角度Rs，结果可变液压泵2x作为以低固定排出流速Qs执行排出的小容量液压泵2进行操作。这极大减少伺服电机3s的负荷。在低流量模式Fs的情况下，压力基本上通过可变地控制伺服电机3s的转数来控制(步骤S10)。然后，以低流量模式Fs执行控制直到压力保持处理Sip(预定的操作处理)完成(步骤S11)。在此情况下，由于螺杆11在压力保持处理Sip的后阶段中很少移动，如果模式在这里切换至低流量模式Fs，不会出现不能执行控制的可能性。在图4中，符号tc表示从高流量模式Fm至低流量模式Fs的切换点，并且符号te表示压力保持处理Sip的完成点；在这个图中，实线箭头指示在低流量模式Fs中从压力保持处理Sip的切换点tc至完成点te执行操作。

根据这个实施例的控制方法，在执行模塑时，预定的操作处理通过将模式设置在高固定排出流速Qm来控制，并且预定的操作处理还通过监控驱动电机3的负荷条件并且在负荷条件达到限制条件时将模式切换至低固定排出流速Qs来控制。因此，即使过度的负荷由于任何故障而出现或执行预定的操作处理较长的时间段，也能够防止驱动电机3由于超负荷而停止(跳闸)。因而，由于产品能在不中断模塑周期(模塑操作)的情况下连续地执行，不仅能增加生产效率而且有助于提高模塑产品的质量和产量。这不仅能防止驱动电机3超负荷，而且能将驱动电机3设置在最佳阈值(限制条件)。这使得能避免在驱动电机3(液压泵2)上强加过度且不必要的负担或增加消耗能量的故障，因此能设置最佳操作条件。尤其，在这个实施例中，由于包括填充处理Sic和压力保持处理Sip的注射处理Si被用作预定的操作处理，在要由本发明解决的问题显著地出现处的注射处理Si能得到改进，因此能获得最有效的性能。

当负荷压力达到限制条件时，可执行预定的异常性处理。作为异常性处理，能使用各种异常性处理，比如在必要时，由至少一个或两个错误信息和警告灯进行的显示处理，由警报蜂鸣器进行的通知或用于异常性的通信和控制。通过执行这种异常性处理，能迅速检测异常性以便对这种异常性采取措施。这有利地使得能最小化对整个生产的影响。

然后，在上述压力保持处理Sip完成时，模具打开，并且之后执行突出处理Se。在图中所示的模式切换方式的情况下，由于突出处理Se设置在低流量模式Fs，突出处理Se在图1的流程图中的“步骤1”中应用至预定的操作处理，并且应用“步骤S12、S9...”中的低流量模式Fs中的流程。在其它操作处理中，比如测量处理Sm和模具夹紧处理Sc，根据模式切换方式执行类似的控制。如上所述，类似的控制能应用至预定的操作处理，比如包括填充处理Sic和压力保持处理Sip的注射处理Si、测量处理Sm、模具夹紧处理Sc。

虽然在上面详细地描述了优选实施例，但本发明不限于这个实施例，并且详细构造、方式、数量、数值等中的任何变型、增加和移除在不脱离本发明的精神之下都是可能的。

举例来说，尽管上述实施例借助示例讨论了能使用可通过改变倾斜板角度Rs来设置固定排出流速Qm和Qs的可变排出液压泵2x来设置固定排出流速Qm和Qs的液压泵2，也能使用任何其它泵，比如其中至少两个液压泵单元平行地连接的多单元液压泵。在此情况下，这些液压泵单元的容量可以是不同的或相同的。因而，通过这种多单元液压泵，能通过使用组合的简单泵单元来执行操作，并且这有利地帮助降低整体成本并且使控制多样化。

尽管借助示例描述了使用伺服电机3s的驱动电机3，但是可使用具有相同功能的任何其它驱动电机3。尽管描述了设置两个固定排出流速Qm和Qs的情况，但是这个描述不是要避免设置三个或更多固定排出流速Qm...的情况。尽管描述了负荷压力Ps用作限制条件的情况，但是也可使用预定操作处理中的消逝时间Ts，或负荷压力Ps和消逝时间Ts两者都使用。在消逝时间Ts用作限制条件或消逝时间Ts和负荷压力Ps都使用时，能准确地检测驱动电机3的负荷条件以便有利地容易且准确地执行本发明的控制方法。

工业可用性

本发明的控制方法能用于如下各种类型的注射模塑机中，这些注射模塑机具有改变用于驱动液压泵的驱动电机的转数以执行控制的操作处理。

参考标记列表

M：注射模塑机，2：液压泵，2x：可变排出液压泵，3：驱动电机，3s：伺服电机，3sa：伺服回路，Si：注射处理，Sic：填充处理，Sip：压力保持处理

引用列表

专利文献1

(日本)JP2007-69500

Claims (11)

1.一种控制注射模塑机的方法，其可变地控制驱动液压泵的驱动电机的转数以便控制模塑周期中的每个操作处理，

其中，作为液压泵，使用至少能设置高固定排出流速和低于高固定排出流速的低固定排出流速的液压泵，预设用于驱动电机的负荷条件的阈值的限制条件，并且在模塑操作期间，通过将预定的操作处理设置在高固定排出流速，所述操作处理受到控制，并且在驱动电机的负荷条件受到监控并且负荷条件达到限制条件时，液压泵切换至低固定排出流速以便控制所述预定的操作处理。

2.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中所述限制条件设置在其中能防止驱动电机由于超负荷而停止的范围内。

3.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中所述高流速被设置为使得驱动电机的输出高于额定输出。

4.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中所述限制条件由负荷压力设置。

5.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中所述限制条件由消逝时间设置。

6.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中所述限制条件由负荷压力和消逝时间设置。

7.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中，作为驱动电机，使用连接至伺服回路的伺服电机。

8.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中，作为液压泵，使用能通过改变倾斜板角度设置固定排出流速的可变排出液压泵。

9.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中至少将包括填充处理和压力保持处理的注射处理应用于预定的操作处理。

10.根据权利要求1的控制注射模塑机的方法，其中，在达到所述限制条件时，执行异常性处理。

11.根据权利要求10的控制注射模塑机的方法，其中所述异常性处理包括由错误信息和警告灯的至少一个或两个进行的显示处理。

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