CN102205610A - 往复装置、控制往复装置的方法以及注射模塑装置 - Google Patents
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Abstract
一种往复装置包括:往复部件(44);驱动机构(56);输入设备(18);动作切换位置计算单元(84),其配置成计算驱动机构(56)的动作切换位置;方向切换位置计算单元(82),其配置成计算方向切换位置;剩余距离计算单元(86),其配置成计算剩余距离,该剩余距离是由方向切换位置计算单元(82)计算出的方向切换位置和输入设备(18)处输入的方向切换位置之间的差;目标方向切换位置计算单元(88),其配置成将剩余距离加上由方向切换位置计算单元(82)计算出的方向切换位置,由此计算目标方向切换位置;以及校正位置计算单元(90),其配置成计算驱动机构(56)的经校正的动作切换位置,以使驱动机构(56)使往复部件(44)在由目标方向切换位置计算单元(88)计算出的目标方向切换位置处沿相反方向开始移动。
Description
发明背景
本发明涉及往复装置、控制往复装置的方法以及注射模塑装置,它们能将例如设置在模具中的推针准确地推至预设位置并使推针高速往返规定的次数。
注射模塑装置包括注射设备和模具固定设备。注射设备具有圆筒和设置在圆筒中的螺杆。模具固定设备被设计成使模具开启和关闭。在注射设备的圆筒中,螺杆旋转并前后移动,将熔化的树脂注入模具以成形产品。
模具固定设备包括模具固定机构和推动机构。模具固定机构可首先开启和关闭一模具并随后固定模具,从而成形产品。推动机构配置成将产品推出模具外。推动机构在多数情形下具有驱动机构和推板。驱动机构可使推板往复运动。推板可紧靠于设置在模具中的推针。因此,推动机构可耦合于推针。
在模具固定设备已打开模具后,推动机构被驱动。结果,推板从模具推压出推针。产品由此被推出模具外并落在例如产品收集箱内。如业内已知的,近年来研制出的多数推动机构具有电动机,尤其是伺服电动机,用来驱动推板。
要求在注射模塑中模制产品所用的时间缩短。有鉴于此,已研发出以高速移动推针(推动部件)的技术(例如参见特开平10-286857号公报)。该技术是一种控制注射模塑装置的喷射器的方法。在这种方法中,仅在向后移动推针的步骤中才能准确地控制推针的位置。在任何其它步骤中,推针永远不会停留在最前位置并且推动部件相比向后移动推针的步骤移动地更快。由于除向后移动推针的步骤以外推针不必准确地定位,因此,推针可以比之前更高的速度移动。
注射模塑装置不仅能成形即使不准确定位也能制造的产品,还能成形不准确定位推针就无法制造的产品。前述技术(即令推动部件高速移动)即使在推针被推至各个位置也能被采用以制造产品,但如果推针应当被推至预设的准确位置以制造产品就无法使用这种技术。
此外,要求推针应当高速往复并准确地控制在位以模制产品,由此缩短模制产品的时间。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种往复装置、控制往复装置的方法以及注射模塑装置,它们能使例如模具中的推针的往复部件沿相反方向开始移动并总是处于准确的位置。
为了达成前述目的,根据本发明的发明包括:配置成自由往复运动的往复部件;配置成使往复部件前后移动的驱动机构;配置成输入使往复部件往复的条件的输入设备;动作切换位置计算单元,其配置成根据输入设备处的速度数据输入计算驱动机构的动作切换位置,以使往复部件的方向切换位置接近输入设备处的值输入;方向切换位置计算单元,其配置成计算当驱动机构的动作在由动作切换位置计算单元计算出的动作切换位置处切换时往复部件必须沿相反方向开始移动的方向切换位置;剩余距离计算单元,其配置成计算剩余距离,该剩余距离是由方向切换位置计算单元计算出的往复部件方向切换位置和输入设备处的方向切换位置输入之间的差;目标方向切换位置计算单元,其配置成将通过剩余距离计算单元计算出的剩余距离加上由方向切换位置计算单元计算出的方向切换位置,由此计算目标方向切换位置;以及校正位置计算单元,其配置成计算驱动机构的校正动作切换位置,由此驱动机构能使往复部件在由目标方向切换位置计算单元计算出的目标方向切换位置处开始沿相反方向移动。
根据本发明,往复部件所具有的最前位置、往复部件必须往复的次数以及往复部件的速度模式被输入,伺服电动机的动作切换位置根据这些输入值得到校正,并且往复部件根据如此校正的动作切换位置而往复。
附图简述
图1是示出根据本发明的用于具有往复装置的注射模塑装置中的模具固定设备的实施例的截面图;
图2是表示推针在模具固定设备中移动的距离的曲线图;
图3是示出纳入到模具固定设备中的存储/算术单元的方框图;
图4是示出推针在模具固定设备中移动的速度如何变化的图;
图5是示出推针在模具固定设备中移动的距离P4的图;
图6是示出推针在模具固定设备中移动的距离P5的图;
图7是示出根据本发明的用于具有往复装置的注射模塑装置中的模具固定设备的另一实施例的截面图;
图8是包含图7的模具固定设备的注射模塑装置的立体图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的实施例进行具体描述。
将对根据本发明的往复装置的实施例进行说明,它设计成用于模塑装置。图8示出注射模塑装置10。
注射模塑装置10包括底座22、注射设备12以及模具固定设备14。在注射模塑装置10的中央部分设有显示装置16和输入装置18。
底座22的形状就像长方体。在底座22的上表面敷设有第一导轨24。第一导轨24相对于底座22纵向延伸。在第一导轨24上,注射设备12安装在第一导轨24上并能相对于底座22纵向移动。在底座22的左侧部与注射设备12相对地安装有模具固定设备14。
注射设备12包括圆筒20、驱动机构以及料斗26。圆筒20包括螺杆。驱动机构配置成使螺杆绕其轴线转动并使螺杆沿其轴线向前和向后移动。
在注射设备12的圆筒20中,树脂被熔化。驱动机构熔化圆筒20中的树脂。驱动机构使螺杆向前移动。熔化的树脂由此从圆筒20注入到模具30的型腔内(如图1所示)。注射设备12和模具固定设备14各自具有罩。图8示出均处于覆盖状态下的注射设备12和模具固定设备14。
模具固定设备14包括模具固定机构。模具固定机构将模具30保持在位(如图1所示)。模具固定设备14可开启和关闭模具30。模具固定设备14在机理和结构方面都是迄今已知的类型。模具固定设备14具有压力传感器和位置传感器。这些传感器可检测在开启和关闭模具30时模具30中的压力及其开启情况。优选地,模具固定设备14应当由伺服电动机驱动。替代地,它可液压地驱动。
如图1所示,模具30由静止模具32和可移动模具34构成。静止模具32固定于模具固定机构的静止型板36。移动模具34固定于模具固定机构的可移动型板38。
可移动模具34包括可移动模具本体部40和推板42。可移动模具本体部40的形状限定所要成形的产品的形状。推板42可相对于可移动模具本体部40(在图1中)向左和向右移动。推板42具有起到往复部件作用的推针44。推针44可随着推板42移动而滑动通过可移动模具本体部40中设置的孔以向后和向前移动。在图1中,附图标记46表示使用模具30成形的产品。
模具固定设备14还具有推动机构50。推动机构50包括进给螺杆机构52、推板54以及用于驱动进给螺杆机构52的伺服电动机56。进给螺杆机构52由进给螺杆58和设置成与进给螺杆58螺纹配合的动作部60。当进给螺杆58转动时,动作部60前后移动(在图1中向左和向右)。推板54固定于动作部60。
推板54具有作用杆62。作用杆62可在可移动型板38中形成的孔内自由滑动。作用杆62的远端耦合于推板42。伺服电动机56连接于控制设备70并具有通过同步皮带耦合于进给螺杆机构52的进给螺杆58的轴。
对控制设备70进行描述。如图1的下半部所示,控制设备70包括人机接口(HMI)72、存储/算术单元74、驱动放大器76、传感器输入单元78以及控制输出单元80。
HMI72连接于例如键盘的外部输入设备。假设操作者能在外部输入设备处输入各值数据项。然后,通过HMI 72将各值数据项提供给存储/算术单元74。因此,存储/算术单元74除了各速度模式外还存储值数据项。响应提供给它的请求,存储/算术单元74将值数据项提供给例如控制输出单元80。
如图3所示,存储/算术单元74除一些基本功能单元外还包括方向切换位置计算单元82、动作切换位置计算单元84、剩余距离计算单元86、目标方向切换位置计算单元88以及校正位置计算单元90。方向切换位置计算单元82根据各种条件计算推针44应当沿相反方向开始移动的方向切换位置。动作切换位置计算单元84计算伺服电动机56的动作切换位置。剩余距离计算单元86获得目标方向切换位置和由方向切换位置计算单元82计算得到的方向切换位置之间的差,即推针44应当进一步移动以到达要求的方向切换位置的距离。目标方向切换位置计算单元88将剩余距离加上推针44已在由动作切换位置计算单元84计算出的动作切换位置开始已移动过的距离,由此计算推针44的目标方向切换位置。校正位置计算单元90根据由目标方向切换位置计算单元88计算出的目标方向切换位置来校正伺服电动机56的动作切换位置。
“方向切换位置”是前后移动的推针44开始沿相反方向移动的位置。推针44重复地前后移动,每次改变其移动方向两次。也就是说,推针44在两个方向切换位置之间往复。
方向切换位置计算单元82计算推针44响应操作者已在外部输入设备输入的值数据开始沿相反方向移动的位置。根据由方向切换位置计算单元82计算出的方向切换位置,动作切换位置计算单元84计算推针44必须沿相反方向开始移动的动作切换位置。动作切换位置计算单元84计算这样一个动作切换位置以使推针44在到达方向切换位置前不久通过操作者沿相反方向开始移动。
如果在推针44处于由动作切换位置计算单元84计算出的动作切换位置时驱动伺服电动机56,则剩余距离计算单元86根据由方向切换位置计算单元82计算出的方向切换位置和外部输入设备处输入的方向切换位置计算出剩余距离。目标方向切换位置计算单元88将由剩余距离计算单元86计算出的剩余距离加上推针44从由动作切换位置计算单元84计算出的动作切换位置开始移动过的距离,由此计算出推针44的目标方向切换位置。
校正位置计算单元90计算必须切换伺服电动机56以使推针44在由目标方向切换位置计算单元88计算出的目标方向切换位置处沿相反方向开始移动的位置。
图2示出方向切换位置、剩余距离与如果在推针44保持在经校正的目标方向切换位置时驱动伺服电动机56则推针44沿相反方向开始移动的位置之间的关系。在图2中,曲线A表示在推针44保持在由校正位置计算单元90校正的目标方向切换位置时伺服电动机56沿轴旋转方向切换的情况下推针44具有的轨迹。虚线B表示在推针44处于由动作切换位置计算单元84计算出的动作切换位置时驱动伺服电动机56的情况下推针44具有的轨迹。
下面阐述计算剩余距离的方法。图4示出提供给伺服电动机56的动作信号C以及通过伺服电动机56移动推针44远端的速度D。动作信号C基于由动作切换位置计算单元84计算出的动作切换位置。速度D是推针44因伺服电动机56被动作信号C驱动而移动的速度。如图4所示,由于所使用伺服系统的延迟时间,因此速度D的改变相对于动作信号C具有少许延迟。
图5示出从动作信号C振幅为0的时刻t4至速度D为0的时刻t5这段时间速度D如何变化。在时刻t4,速度D具有值V3。在图5中,P4是通过从时刻t4至时刻t5对速度D求积分而获得的。
图6示出从速度D的值V3无限趋近于零收敛的速度E如何变化。在图6中,P5是通过对速度E从时刻t4开始至零无限积分而获得的。剩余距离Pi是通过将P4从P5中减去而获得的(Pi=P5-P4)。
下面将描述控制设备70和注射模塑装置10如何工作。
首先,操作者在输入设备输入例如远端位置和速度模式的速度数据。在存储/算术单元74中,方向切换位置计算单元82和动作切换位置计算单元84根据速度数据分别计算方向切换位置和动作切换位置。根据如此计算出的方向切换位置和动作切换位置,剩余距离计算单元86计算剩余距离Pi。接着,目标方向切换位置计算单元88根据剩余距离Pi计算目标方向切换位置。根据目标方向切换位置,校正位置计算单元90计算推针44必须沿相反方向开始移动的校正位置。根据如此计算的经校正位置来驱动伺服电动机56。
因此当推针44被确定为到达动作切换位置时,切换伺服电动机56的动作。因此,推针44在结束向前移动剩余距离的位置开始向后移动。因此,推针44在应当这样做的恰好位置开始沿相反方向移动。
当推针44向后移动时,判断推针44是否已到达动作切换位置。如果发现推针44已到达动作切换位置,则切换伺服电动机56的转动方向,由此推针44开始沿相反方向移动。
因此,推针44在校正位置计算单元90计算出的经校正位置处开始沿相反方向移动。如此精确地移动,推针44将产品30推出模具,这缩短了模塑产品所用的时间。
此外,由于当推针44到达计算出的动作切换位置时切换伺服电动机56的动作,因此推针44的位置不需要像迄今所需那样反馈以使速度收敛。这也用来缩短模塑产品所需的时间。
Claims (6)
1.一种往复装置(14),其特征在于,包括:
往复部件(44),其配置成自由地往复;
驱动机构(56),其配置成前后移动所述往复部件(44);
输入设备(18),其配置成输入使所述往复部件(44)往复的条件;
动作切换位置计算单元(84),其配置成根据所述输入设备(18)处输入的速度数据计算所述驱动机构(56)的动作切换位置,以使所述往复部件(44)的方向切换位置可接近在所述输入设备(18)处输入的值;
方向切换位置计算单元(82),其配置成计算当所述驱动机构(56)的动作在由所述动作切换位置计算单元(84)计算出的动作切换位置处切换时所述往复部件(44)必须沿相反方向开始移动的方向切换位置;
剩余距离计算单元(86),其配置成计算剩余距离,所述剩余距离是由所述方向切换位置计算单元(82)针对所述往复部件(44)计算出的方向切换位置和所述输入设备(18)处输入的方向切换位置之间的差;
目标方向切换位置计算单元(88),其配置成将由所述剩余距离计算单元(86)计算出的剩余距离加上由所述方向切换位置计算单元(82)计算出的方向切换位置,由此计算目标方向切换位置;以及
校正位置计算单元(90),其配置成计算所述驱动机构(56)的经校正的动作切换位置,以使所述驱动机构(56)使所述往复部件(44)在由所述目标方向切换位置计算单元(88)计算出的目标方向切换位置处沿相反方向开始移动。
2.如权利要求1所述的往复装置,其特征在于,所述驱动机构(56)包括伺服电动机和滚珠螺杆机构,且所述滚珠螺杆机构将所述伺服电动机的旋转转化为直线移动,由此驱动所述往复部件(44)。
3.一种控制往复装置的方法,其特征在于,包括:
使动作切换位置计算单元(84)根据输入设备(18)处输入的速度数据计算所述驱动机构(56)的动作切换位置,以使所述往复部件(44)的方向切换位置可接近在所述输入设备(18)处输入的值;
使方向切换位置计算单元(82)计算当所述驱动机构(56)的动作在由所述动作切换位置计算单元(84)预设的动作切换位置处切换时所述往复部件(44)必须沿相反方向开始移动的方向切换位置;
使剩余距离计算单元(86)计算剩余距离,所述剩余距离是由所述方向切换位置计算单元(82)计算出的方向切换位置和所述输入设备(18)处输入的方向切换位置之间的差;
使目标方向切换位置计算单元(88)将由所述剩余距离计算单元(86)计算出的剩余距离加上由所述方向切换位置计算单元(82)计算出的方向切换位置,由此计算目标方向切换位置;以及
使校正位置计算单元(90)计算经校正的动作切换位置,以使所述驱动机构(56)使所述往复部件(44)在由所述目标方向切换位置计算单元(88)计算出的目标方向切换位置处沿相反方向开始移动。
4.如权利要求3所述设计成控制往复装置的方法,其特征在于,所述驱动机构(56)包括伺服电动机和滚珠螺杆机构,且所述滚珠螺杆机构将所述伺服电动机的旋转转化为直线移动,由此驱动所述往复部件(44)。
5.一种注射模塑装置(10),其特征在于,包括:
注射设备(12),其配置成将模塑树脂注射至模具(30);
开启/关闭机构,其配置成使模具(30)开启和关闭;
推针(44),其设置在模具(30)中并能自由地往复;
伺服电动机(56),其连接于所述推针(44)并配置成使所述推针(44)往复;
输入设备(18),其配置成输入使所述推针(44)往复的条件;
动作切换位置计算单元(84),其配置成根据所述输入设备(18)处输入的速度数据计算所述伺服电动机(56)的动作切换位置,以使所述推针(44)的方向切换位置可接近在所述输入设备(18)处输入的值;
方向切换位置计算单元(82),其配置成计算当所述伺服电动机(56)的动作在由所述动作切换位置计算单元(84)计算出的动作切换位置处切换时所述推针(44)必须沿相反方向开始移动的方向切换位置;
剩余距离计算单元(86),其配置成计算剩余距离,所述剩余距离是由所述方向切换位置计算单元(82)针对所述推针(44)计算出的方向切换位置和所述输入设备(18)处输入的方向切换位置之间的差;
目标方向切换位置计算单元(88),其配置成将由所述剩余距离计算单元(86)针对所述推针(44)计算出的剩余距离加上由所述方向切换位置计算单元(82)计算出的方向切换位置,由此计算目标方向切换位置;以及
校正位置计算单元(90),其配置成计算所述伺服电动机(56)的经校正的动作切换位置,以使所述伺服电动机(56)使所述推针(44)在由所述目标方向切换位置计算单元(88)计算出的目标方向切换位置处沿相反方向开始移动。
6.如权利要求5所述的注射模塑装置,其特征在于,所述伺服电动机(56)包括滚珠螺杆机构,且所述滚珠螺杆机构将所述伺服电动机(56)的旋转转化为直线移动,由此驱动所述推针(44)。
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