CN102133793A - 注塑机节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种注塑机节能控制系统，包括有伺服电机、压力传感器、数模转换器及控制器，压力传感器与所述数模转换器电连接，数模转换器与所述控制器电连接，控制器与所述伺服电机电连接并控制所述伺服电机动作，控制系统还包括有内啮合齿轮泵，压力传感器设在所述内啮合齿轮泵的出油口处，用于检测所述内啮合齿轮泵输出的液体压力，并将检测到的信号传送给所述数模转换器，由所述数模转换器将检测到的模拟信号转换成数字信号并送给所述控制器。由于内啮合齿轮泵具有结构简单紧凑，工作磨损低，脉动和噪声都较小，特别是对油液清洁度要求不高，无需经常性对油液进行检查过滤，大大降低了工人不必要的工时浪费。

Description

注塑机节能控制系统

技术领域

本发明涉及一种注塑机节能控制系统。

背景技术

注塑机行业是一个与国民生产、生活息息相关的行业，大到汽车、模具，小到家用电器、玩具、手机等都离不开注塑加工，注塑机是塑胶行业的主要生产设备。注塑机是一种专用的塑料成型机械，它利用塑料的热塑性，经加热融化后，加以高压力使其快速流入模腔，经一段时间的保压和冷却，成为各种形状的塑料制品。注塑机的工艺过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模、顶出等六个阶段并依次循环，各个阶段需要不同的压力和流量。对于油泵马达而言，注塑过程是处于变化的负载状态，在定量泵的液压系统中，油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程称为高压节流。

注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分：①液压系统油泵的电能消耗 ；②料筒加热器的电能消耗 ；③循环冷却水泵的电能消耗（在注塑车间内，一般多台注塑机共用一台冷却水泵）。其中，液压油泵电机的用电量占整个注塑机用电量的80%以上，所以，注塑机节能的重点即是提高动力驱动系统本身的能耗效率及驱动系统输出功率与执行机构执行功率达到自适应调节匹配，两者之间的能量利用率越高，系统节能率就越高，达到节省能源的功效。据统计，根据现有注塑机设备的工艺要求，由高压节流造成的能量损失高达36%-68%，对电能浪费严重，故如何减少节流损失，提高能量效率，成为液压驱动系统的节能发展方向。

在2009年8月12日公开的中国专利，申请号为200810161450.3《电液融合双容积变动力控制系统》，该发明中的电液融合双容积变动力控制系统包括有伺服电机、压力传感器、数模转换器及控制器，所述压力传感器与所述数模转换器电连接，所述数模转换器与所述控制器电连接，所述控制器与所述伺服电机电连接并控制所述伺服电机动作，所述控制系统还包括有双容积柱塞泵，所述压力传感器设在所述双容积柱塞泵的出油口处，用于检测所述双容积柱塞泵输出的液体压力，并将检测到的信号传送给所述数模转换器，由所述数模转换器将检测到的模拟信号转换成数字信号兵并送给所述控制器。该发明中所选用的泵阀为双容积柱塞泵，双容积柱塞泵的基本工作原理是在一个可调整角度的斜盘上均匀分布9支柱塞，9支柱塞的一端与电机轴相连，电机旋转时，带动9支柱塞轮流往复运动完成排油过程，通过调整斜盘的斜度，可以调整柱塞的形成而形成变量泵。其中，双容积柱塞泵作为注塑机压力动力源，具有反应速度快，能耗低的特点。但是，第一，由于双容积柱塞泵是通过柱塞的往复运动供油，在流量切换的过程中，由于油压不连续而带有压力供给上的断点，则注塑时，当油压产生断点的时刻影响产品质量的精度；第二，由于柱塞制作精密，由此油品质量要求高，不能输送含有固体悬浮物的液体；第三，由于柱塞泵机械结构复杂，运动体多，因而噪声是所有泵中最大的。

另外，如果注塑机系统中的各个机构运动配合不够稳定，尤其是伺服电机和双容积柱塞泵间传动不够稳定流畅的话，将增加伺服电机和双容积柱塞泵间传动机构的磨损并由此带来不必要的能量损耗。若不进行及时的维护，则将增加注塑机系统的能耗；若进行实时维护，则势必增加人工成本。且注塑机系统在工作状态下，由于伺服电机传动会产生振动，该振动如果得不到很好的控制，也会增加磨损，从而增加注塑机系统的能耗和工作成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种具有良好节能效果，且能降低生产成本，并保证持久稳定的工作状态的注塑机节能控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种注塑机节能控制系统，包括有伺服电机、压力传感器、数模转换器及控制器，所述压力传感器与所述数模转换器电连接，所述数模转换器与所述控制器电连接，所述控制器与所述伺服电机电连接并控制所述伺服电机动作，所述控制系统还包括有容积式泵，所述压力传感器设在所述容积式泵的出油口处，用于检测所述容积式泵输出的液体压力，并将检测到的信号传送给所述数模转换器，由所述数模转换器将检测到的模拟信号转换成数字信号兵并送给所述控制器，其特征是：所述容积式泵为内啮合齿轮泵。

采用上述技术方案，内啮合齿轮泵利用齿轮件的空隙进行排油，内部具有进油腔和出油腔体，出油腔体容积小于进油腔体容积，故液压油受到压缩产生压力。相对于双容积变量柱塞泵的结构特点，内啮合齿轮泵具有结构简单紧凑，工作磨损低，脉动和噪声都较小，特别是对油液清洁度要求不高，无需经常性对油液进行检查过滤，大大降低了工人不必要的工时浪费。

本发明的进一步设置为：所述伺服电机输出端和内啮合齿轮泵输入端通过梅花型弹性联轴器构成联动，梅花型弹性联轴器包括有与伺服电机输出端固定的输出端爪盘、与内啮合齿轮泵输入端固定的输入端爪盘、以及位于输出端爪盘和输入端爪盘间的梅花弹性间隔体。

采用上述技术方案，梅花型弹性联轴器无需润滑，维护工作量少，可连续长期运行，并可在最大程度上降低输出端爪盘和输入端爪盘间的振动，具有良好的缓冲效果，工作稳定可靠。其中，梅花弹性间隔体采用高强度的聚氨酯制造，拥有耐磨耐油，承载力大，使用寿命长等特点。

本发明的进一步设置为：还包括有供伺服电机和内啮合齿轮泵架设用的托架，所述托架底部还设有具有减震作用的避震脚。

本发明的进一步设置为：所述避震脚包括有上支撑轴、下支撑轴、以及具有弹性并位于上支撑轴和下支撑轴间的减震体，所述上支撑轴和下支撑轴间设有间隙，减震体位于间隙处并分别与上支撑轴和下支撑轴固定连接。

本发明的再进一步设置为：所述上支撑轴上位于间隙处的端部设有凹槽，下支撑轴上位于间隙处的端部凸设有凸块，上支撑轴和下支撑轴的轴线均位于同一直线上，凸块插设于凹槽内并与凹槽内壁保持距离，由此构成所述的间隙，减震体填设于所述的间隙内并包裹于上支撑轴和下支撑轴的外表面，减震体为橡胶材料制作。

采用上述技术方案，托架起到良好的固定和支持作用，而避震脚由于上支撑轴和下支撑轴间的减震体能对两端的支撑轴起到缓冲减震的作用，从而因自身结构和材料的特点具有良好的缓冲效果，缓冲并吸收伺服电机和内啮合齿轮泵在垂直方向上的振动，在最大程度上保证了注塑机节能控制系统的安全和稳定，减少内部各元件间的磨损。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例梅花型弹性联轴器的示意图。

图3为本发明实施例避震脚的剖视图。

图4为本发明实施例托架的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括有内啮合齿轮泵1、伺服电机2、压力传感器3、数模转换器4及控制器5，压力传感器3与所述数模转换器4电连接，所述数模转换器4与所述控制器5电连接，所述控制器5与所述伺服电机2电连接并控制所述伺服电机2动作，所述压力传感器3设在所述内啮合齿轮泵1的出油口处，用于检测所述内啮合齿轮泵1输出的液体压力，并将检测到的信号传送给所述数模转换器4，由所述数模转换器4将检测到的模拟信号转换成数字信号兵并送给所述控制器5。伺服电机2内部还设有用于检测所述伺服电机2动作信号并能将所述动作信号传送给所述控制器5的脉冲编码器6。本发明中的伺服电机2、压力传感器3、数模转换器4及控制器5均采用市面上成熟产品。如图2-4所示，伺服电机2和内啮合齿轮泵1架设用的托架9，托架9上设有安装腔91，该安装腔91可分别供伺服电机2或内啮合齿轮泵1穿设并固定用。托架9底部还设有具有减震作用的避震脚8。所述避震脚8包括有上支撑轴81、下支撑轴82、以及具有弹性并位于上支撑轴81和下支撑轴82间的减震体83，所述上支撑轴81和下支撑轴82间设有间隙84，减震体83位于间隙84处并分别与上支撑轴81和下支撑轴82固定连接。上支撑轴81上位于间隙84处的端部设有凹槽811，下支撑轴82上位于间隙84处的端部凸设有凸块821，上支撑轴81和下支撑轴82的轴线均位于同一直线上，凸块821插设于凹槽811内并与凹槽811内壁保持距离，由此构成所述的间隙84，减震体83可在制作时填设于所述的间隙84内并包裹于上支撑轴81和下支撑轴82的外表面，形成一个立方体状的连接件，把上支撑轴81和下支撑轴82均连接在一起，减震体83为橡胶材料制作。上支撑轴81和下支撑轴82上靠近间隙84的外壁上均设有突出的凸缘85，减震体83包裹于上支撑轴81和下支撑轴82外壁处时分别覆盖于凸缘85上，由此是的上支撑轴81和下支撑轴82因减震体83的包覆而连接成一体，方便制作和安装。上支撑轴81可与伺服电机2或内啮合齿轮泵1的底座固定连接，下支撑轴82可直接与地面固定，也可与其他垫脚固定连接，从而方便对避震脚8上的伺服电机2或内啮合齿轮泵1的安装和调节。其中，伺服电机2输出端和内啮合齿轮泵1输入端通过梅花型弹性联轴器7构成联动，梅花型弹性联轴器7包括有与伺服电机2输出端固定的输出端爪盘71、与内啮合齿轮泵1输入端固定的输入端爪盘72、以及位于输出端爪盘71和输入端爪盘72间的梅花弹性间隔体73。

本发明中，内啮合齿轮泵1利用齿轮件的空隙进行排油，内部具有进油腔和出油腔体，出油腔体容积小于进油腔体容积，故液压油受到压缩产生压力。相对于双容积变量柱塞泵的结构特点，内啮合齿轮泵1具有结构简单紧凑，工作磨损低，脉动和噪声都较小，特别是对油液清洁度要求不高，无需经常性对油液进行检查过滤，大大降低了工人不必要的工时浪费。梅花型弹性联轴器7无需润滑，维护工作量少，可连续长期运行，并可在最大程度上降低输出端爪盘71和输入端爪盘72间的振动，具有良好的缓冲效果，工作稳定可靠。其中，梅花弹性间隔体73采用高强度的聚氨酯制造，拥有耐磨耐油，承载力大，使用寿命长等特点。托架9起到良好的固定和支持作用，而避震脚8由于上支撑轴81和下支撑轴82间的减震体83能对两端的支撑轴起到缓冲减震的作用，从而因自身结构和材料的特点具有良好的缓冲效果，缓冲并吸收伺服电机2和内啮合齿轮泵1在垂直方向上的振动，在最大程度上保证了注塑机节能控制系统的安全和稳定，减少内部各元件间的磨损。经本公司实际运作后统计，改造后注塑机节能控制系统对油品的要求不再像改造前那般高，故降低了对油的替换和过滤的成本，同时还降低了工人对该系统的维修频率，在一定程度上节约了生产成本，稳定了系统的工作。本发明还可以有其他实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种注塑机节能控制系统，包括有伺服电机、压力传感器、数模转换器及控制器，所述压力传感器与所述数模转换器电连接，所述数模转换器与所述控制器电连接，所述控制器与所述伺服电机电连接并控制所述伺服电机动作，所述控制系统还包括有容积式泵，所述压力传感器设在所述容积式泵的出油口处，用于检测所述容积式泵输出的液体压力，并将检测到的信号传送给所述数模转换器，由所述数模转换器将检测到的模拟信号转换成数字信号兵并送给所述控制器，其特征是：所述容积式泵为内啮合齿轮泵。

2.根据权利要求1所述的注塑机节能控制系统，其特征是：所述伺服电机输出端和内啮合齿轮泵输入端通过梅花型弹性联轴器构成联动，梅花型弹性联轴器包括有与伺服电机输出端固定的输出端爪盘、与内啮合齿轮泵输入端固定的输入端爪盘、以及位于输出端爪盘和输入端爪盘间的梅花弹性间隔体。

3.根据权利要求1或2所述的注塑机节能控制系统，其特征是：还包括有供伺服电机和内啮合齿轮泵架设用的托架，所述托架底部还设有具有减震作用的避震脚。

4.根据权利要求3所述的注塑机节能控制系统，其特征是：所述避震脚包括有上支撑轴、下支撑轴、以及具有弹性并位于上支撑轴和下支撑轴间的减震体，所述上支撑轴和下支撑轴间设有间隙，减震体位于间隙处并分别与上支撑轴和下支撑轴固定连接。

5.根据权利要求4所述的注塑机节能控制系统，其特征是：所述上支撑轴上位于间隙处的端部设有凹槽，下支撑轴上位于间隙处的端部凸设有凸块，上支撑轴和下支撑轴的轴线均位于同一直线上，凸块插设于凹槽内并与凹槽内壁保持距离，由此构成所述的间隙，减震体填设于所述的间隙内并包裹于上支撑轴和下支撑轴的外表面，减震体为橡胶材料制作。

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