CN102416692A - 注塑机快速开合模装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注塑机快速开合模装置及控制方法，其中包括后模板和动模板，其中：还包括伺服电机、高压液压油发生装置、螺杆和螺杆驱动轴向直线移动的螺母，螺母连接动模板，后模板中设有可轴向微动的连接套，螺杆通过连接套定位在后模板中与伺服电机连动，连接套与后模板的后侧端面之间形成合模高压油腔、前侧端面之间开模高压油腔，高压液压油发生装置管路分别连通合模高压油腔和开模高压油腔；本发明旨在提供一种结构简单、运动周期短、开合模速度快，运行平稳，合模力精确可控的注塑机快速开合模装置及控制方法，特别适用于小型精密注塑机的合模机构。
Description
技术领域
本发明涉及一种注塑机，更具体地说，尤其涉及注塑机快速开合模装置及控制方法。
背景技术
目前，市场上主流的注塑机开合模结构仍然是传统的五点式机铰式结构，此种开合模结构曲肘分布在模板的两侧，是由曲臂放大提供锁模力及开合模直线运动速度，此种结构的优点是直线运动速度快，锁模力放大比高，缺点是零部件较多，结构及曲肘放大运动相对复杂，曲肘连杆之间容易咬死，而且如果其结构由伺服电机驱动，一旦电器部件失效，伺服电机提供的扭矩将会被曲肘放大到设定值的数倍，即注塑机合模力为设定值的数倍，极为容易损坏模具，安全性能很难得到保障。更何况五点式机铰合模结构模板的合模力分布不均匀，在小型精密注塑方面有着天生的缺陷，所以，各注塑机生产厂家在小型精密注塑机方面都在寻找新的开合模结构。
现在，市场上有多款新的全电动精密注塑机的合模结构，其中国外以欧洲的KraussMaffei为代表的凸轮式合模结构，国内以海天长飞亚为代表的单机铰合模结构，这两者都能从结构上避免出现电器部件失控而导致的合模力无限放大损害模具的情况，但是其合模力的精准控制及均匀分布程度远低于直压式合模结构，而直压式合模结构如果以伺服电机提供高压合模力，则需要的伺服电机功率非常大，成本相对较高，所以，很多厂家都以油压方式来提供注塑机的高压合模力，其中以日本sodick注塑机为代表，其高压方式为抱闸板作用在移模螺杆上，移模完成后用高压液压油作用在抱闸板上实现高压合模动作，因其高压合模过程中多了一项抱闸运动，结构相对复杂的同时，开合模运动的干周期也相应增加。因此，如何解决上述问题，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、运动周期短、开合模速度快，运行平稳，合模力精确可控的注塑机快速开合模装置。
本发明要解决的另一技术问题是提供运动周期短、开合模速度快，运行平稳，合模力精确可控的注塑机快速开合模控制方法。
为解决上述前一技术问题，本发明的一种注塑机快速开合模装置，包括后模板和动模板，其还包括伺服电机、高压液压油发生装置、螺杆和螺杆驱动轴向直线移动的螺母，螺母连接动模板，后模板中设有可轴向微动的连接套，螺杆通过连接套定位在后模板中与伺服电机连动，连接套与后模板的后侧端面之间形成合模高压油腔、前侧端面之间开模高压油腔，高压液压油发生装置管路分别连通合模高压油腔和开模高压油腔。
上述的注塑机快速开合模装置，所述高压液压油发生装置为两套独立的伺服油泵分别管路连通合模高压油腔和开模高压油腔。两套独立独立工作的伺服油泵通过自动控制系统控制其相反的工作方式，当合模高压油腔加压时，开模高压油腔则进行泄压。通过分别把合模高压油腔和开模高压油腔撑开的同时实现使连接套相对于后模板作轴向位移的技术效果。
上述的注塑机快速开合模装置，所述高压液压油发生装置由一套伺服油泵管路连通合模高压油腔和开模高压油腔，其连通管路构成偱环管路、其中设置方向控制阀控制管路方向切换。
上述的注塑机快速开合模装置，所述螺杆通过轴承与连接套固定连接。螺杆、轴承和连接套轴向连动，螺杆通过轴轴承定位在连接套可转动定位，连接套则通过轴承在其轴各微动时带动螺杆轴向连动。所述螺杆为梯形螺杆。梯形螺杆的梯形螺纹和对应的螺母螺接连动效果好的特点。
上述的注塑机快速开合模装置，所述伺服电机和螺杆用齿轮传动。伺服电机输出轴与螺杆的传动齿轮的齿与轴向相平行，齿合时可沿螺杆作轴向微动时可作错位微移动而不影响相互齿合连动。
上述的注塑机快速开合模装置，所述合模高压油腔和开模高压油腔分别为环槽，设置在连接套和/或后模板的端面上。形成供高压油进入的通道，以撑开连接端面的间隙而实现相对轴向位移。其连接端面的间隙构成的合模高压油腔和开模高压油腔通过两侧的高压密封环实现高压密封的技术效果。
一种注塑机，包括如上述的快速开合模装置。
采用上述结构的本发明的注塑机快速开合模装置，螺杆通过连接套定位在后模板上，后模板上定位的伺服电机带动螺杆高速转动，连接套和后模板之间的前后定位端面之间形成前后间隙，即其形成后侧的合模高压油腔和前侧的开模高压油腔，并通过管路联通高压液压油发生装置，当高压液压油发生装置对合模高压油腔注入高压油时，高压液压油作用下撑开连接套和后模板后连接端面之间的合模高压油腔的间隙，推动连接套带动螺杆、螺母及动模板一起给模具动板与模具定板提供高压合模力合模。反之，当高压液压油发生装置对开模高压油腔注入高压油时，高压液压油作用下撑开连接套和后模板前连接端面之间的开模高压油腔的间隙，推动连接套带动螺杆、螺母及动模板一起给模具动板与模具定板提供高压开模力开模。注塑机以螺杆旋转快速开合模，伺服电机带动螺杆高速转动，螺母带动动模板以500mm/s以上的直线速度作往复运动，实现注塑机的开合模动作。螺杆传动有着开合模周期短，直线运动平稳，运行位置可控等优点，同时利用高压液压油实现注塑机所需的轴向高压锁模力，使得锁模力精确可控，摆脱了全电动机靠大功率伺服电机扭矩提供锁模力，锁模力受电器影响容易失控的缺点，使得注塑机在高速开合模的同时仍能提供精确的高压锁模力。
为解决上述后一技术问题，一种注塑机快速开合模控制方法，包括在如上述的伺服电机驱动螺杆高速旋转带动螺母和动模板作直线往复运动进行注塑机直压式移模动作；其中合模动作时，当动模板带动模具动板贴紧模具定板时，利用高压液压油发生装置提供的高压液压油作用在螺杆上产生的轴向的向前推力完成合模动作；其中开模动作时，利用高压液压油发生装置提供的高压液压油作用在螺杆上产生的轴向的向后推力开模启动动作。移模动作置于合模动作之前和开模启动动作之后，即合模动作之前和开模启动动作之后分别通过伺服电机驱动螺杆高速旋转带动螺母和动模板作直线往复运动进行注塑机直压式移模动作。其中高压液压油作用下克服了包括固定轴承等连动件的金属变形量后使螺杆上产生1～2毫米左右微小的轴向位移，高压其中使动模板带动模具动板紧密贴紧模具定板。
上述的一种注塑机快速开合模控制方法，合模动作步骤包括：1)、首先伺服电机带动螺杆高速转动，螺母在螺杆的作用下带动动模板快速向前方的头板方向移动；2)、当模具动板和模具定板贴近时，伺服电机扭矩增大，产生预压力使螺杆与螺母贴紧，对模具动板和模具定板产生低压锁模力，同时螺杆和螺母相对自锁固定；3)、高压液压油发生装置提供高压油通过进油管进入合模高压油腔，作用在连接套上，推动连接套带动螺杆、螺母及动模板一起给模具动板与模具定板提供高压合模力，合模完成。
上述的一种注塑机快速开合模控制方法，开模动作包括：开模动作步骤包括：1)、高压油从合模高压油腔中通过油管泻掉；2)、高压液压油发生装置提供液压油通过进油管进入开模高压油腔，使自锁状态下的螺杆和螺母分开；3)、伺服电机带动螺杆反转，螺母带动动模板向后移动到指定位置，开模过程完成。
包括伺服电机、梯形螺杆、螺母、高压液压油发生装置、注塑机后模板，动模板、定模板、模具动板、模具定板等主要零部件。在伺服电机的驱动下，梯形螺杆高速旋转，带动动模板作直线往复运动，实现注塑机直压开合模功能。合模过程中，当模具动板贴紧模具定板的时候，先利用伺服电机扭矩使螺杆与螺母之间紧密接触，给模具提供一定的低压合模力，以确定螺杆和螺母之间的螺纹咬合位置，使螺杆和螺母保持自锁状态并相对静止，然后利用高压液压油发生装置提供的高压液压油作用在螺杆上实现注塑机高压合模功能；开模时，先将合模油腔的高压液压油泻掉，然后在开模油腔施加高压液压油，使自锁状态的螺杆和螺母分开，然后伺服电机反转，带动动模板反方向运动，实现开模动作。
本发明由于采用上述技术方案，注塑机以螺杆旋转快速开合模，伺服电机带动螺杆高速转动，螺母带动动模板以500mm/s以上的直线速度作往复运动，实现注塑机的开合模动作。螺杆传动有着开合模周期短，直线运动平稳，运行位置可控等优点，同时利用高压液压油实现注塑机所需的轴向高压锁模力，使得锁模力精确可控，摆脱了全电动机靠大功率伺服电机扭矩提供锁模力，锁模力受电器影响容易失控的缺点，使得注塑机在高速开合模的同时仍能提供精确的高压锁模力。
本发明实现直接用螺杆旋转直接驱动注塑机动模板运动，合模运动中无须抱闸起高压，高压液压油直接作用在螺杆及其连接板上，有着结构简单、运动周期短、合模力精确可控等特点。同时实现高速运动过程中模板和液压油的刚性运动对整机的冲击，使开合模运行平稳，动模板停止位置更加精确。本发明特别适用于小型精密注塑机的合模机构上。
附图说明
下面将结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的一种具体实施状态的剖面结构示意图；
图2是本发明的另一种具体实施状态的剖面结构示意图；
图3是图2中A-A的剖面结构示意图；
图4是图1中B部的局部放大示意图。
图中：1为伺服电机，2为后模板，3为动模板，4为螺杆，5为螺母，6为连接套，7为合模高压油腔，8为开模高压油腔，9为液压油发生装置，10为动模具，11为定模具，12为前模板，轴承14，高压密封环15。
具体实施方式
参阅图1～4所示，本发明的一种注塑机快速开合模装置，包括后模板2和动模板3，还包括伺服电机1、高压液压油发生装置9、螺杆4和螺杆4驱动轴向直线移动的螺母5，螺母5连接动模板3，后模板2中设有可轴向微动的连接套6，螺杆4通过连接套6定位在后模板2中与伺服电机1连动，连接套6与后模板2的后侧端面之间形成合模高压油腔7、前侧端面之间开模高压油腔8，高压液压油发生装置9管路分别连通合模高压油腔7和开模高压油腔8。
高压液压油发生装置9为两套独立的伺服油泵分别管路连通合模高压油腔7和开模高压油腔8。
高压液压油发生装置9由一套伺服油泵管路连通合模高压油腔7和开模高压油腔8，其连通管路构成偱环管路、其中设置方向控制阀控制油路方向切换。
螺杆4通过轴承与连接套6固定连接。
伺服电机1和螺杆4用齿轮传动。
合模高压油腔7和开模高压油腔8分别为环槽，设置在连接套6和/或后模板2的端面上。
螺杆4为梯形螺杆。
本发明的一种注塑机，包括所述的快速开合模装置，包括伺服电机1、后模板2、动模板3、螺杆4、螺母5、连接套6、合模高压油腔7、开模高压油腔8、高压液压油发生装置9、动模具10和定模具11，动模板3通过导向杆13定位在后模板2和前模板12之间，动模具10安装在动模板3上，定模具11安装在前模板12上，伺服电机1固定设于后模板2上部与螺杆4轴相平行，伺服电机1输出轴与螺杆4的后端部之间通过齿轮传动，模板2中心设有螺杆4，螺杆4右侧设有可径向直线移动的螺母5，连接套3与螺杆4通过轴承14固定，连接套3下部设有液压油发生装置9；合模高压油腔7和开模高压油腔8为连接套3与后模板2之间形成供高压油进入的通道，以撑开连接端面的间隙而实现相对轴向位移。其连接端面的间隙构成的合模高压油腔和开模高压油腔通过两侧的高压密封环15实现高压密封的技术效果。
本发明的一种注塑机快速开合模控制方法，包括在所述的伺服电机1驱动螺杆4高速旋转带动螺母5和动模板3作直线往复运动进行注塑机直压式移模动作；
其中合模动作时，当动模板3带动模具动板贴紧模具定板时，利用高压液压油发生装置9提供的高压液压油作用在螺杆4上产生的轴向的向前推力完成合模动作；
其中开模动作时，利用高压液压油发生装置9提供的高压液压油作用在螺杆4上产生的轴向的向后推力启动开模动作。
合模动作步骤包括：1)、首先伺服电机1带动螺杆4高速转动，螺母5在螺杆4的作用下带动动模板3快速向前方的头板方向移动；2)、当模具动板和模具定板贴近时，伺服电机1扭矩增大，产生预压力使螺杆4与螺母5贴紧，对模具动板和模具定板产生低压锁模力，同时螺杆4和螺母5相对自锁固定；3)、高压液压油发生装置9提供高压油通过进油管进入合模高压油腔7，作用在连接套6上，推动连接套6带动螺杆4、螺母5及动模板3一起给模具动板与模具定板提供高压合模力，合模完成。
开模动作包括：开模动作步骤包括：1)、高压油从合模高压油腔7中通过油管泻掉；2)高压液压油发生装置9提供液压油通过进油管进入开模高压油腔8，使自锁状态下的螺杆4和螺母5分开；3)伺服电机1带动螺杆4反转，螺母5带动动模板3向后移动到指定位置，开模过程完成。
综上所述，本发明已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (10)
1.一种注塑机快速开合模装置，包括后模板(2)和动模板(3)，其特征在于：还包括伺服电机(1)、高压液压油发生装置(9)、螺杆(4)和螺杆(4)驱动轴向直线移动的螺母(5)，螺母(5)连接动模板(3)，后模板(2)中设有可轴向微动的连接套(6)，螺杆(4)通过连接套(6)定位在后模板(2)中与伺服电机(1)连动，连接套(6)与后模板(2)的后侧端面之间形成合模高压油腔(7)、前侧端面之间开模高压油腔(8)，高压液压油发生装置(9)管路分别连通合模高压油腔(7)和开模高压油腔(8)。
2.根据权利要求1所述的注塑机快速开合模装置，其特征在于：所述高压液压油发生装置(9)为两套独立的伺服油泵分别管路连通合模高压油腔(7)和开模高压油腔(8)。
3.根据权利要求1所述的注塑机快速开合模装置，其特征在于：所述高压液压油发生装置(9)由一套伺服油泵管路连通合模高压油腔(7)和开模高压油腔(8)，其连通管路构成偱环管路、其中设置方向控制阀控制油路方向切换。
4.根据权利要求1所述的注塑机快速开合模装置，其特征在于：所述螺杆(4)通过轴承与连接套(6)固定连接。
5.根据权利要求1所述的注塑机快速开合模装置，其特征在于：所述伺服电机(1)和螺杆(4)用齿轮传动。
6.根据权利要求1所述的注塑机快速开合模装置，其特征在于：所述合模高压油腔(7)和开模高压油腔(8)分别为环槽，设置在连接套(6)和/或后模板(2)的端面上。
7.一种注塑机，其特征在于：包括如权利要求1至6任一所述的快速开合模装置。
8.一种注塑机快速开合模控制方法，包括在如权利要求1至7任一所述的伺服电机(1)驱动螺杆(4)高速旋转带动螺母(5)和动模板(3)作直线往复运动进行注塑机直压式移模动作；
其中合模动作时，当动模板(3)带动模具动板贴紧模具定板时，利用高压液压油发生装置(9)提供的高压液压油作用在螺杆(4)上产生的轴向的向前推力完成合模动作；
其中开模动作时，利用高压液压油发生装置(9)提供的高压液压油作用在螺杆(4)上产生的轴向的向后推力完成开模动作。
9.根据权利要求8所述的一种注塑机快速开合模控制方法，合模动作步骤包括：1)、首先伺服电机(1)带动螺杆(4)高速转动，螺母(5)在螺杆(4)的作用下带动动模板(3)快速向前方的头板方向移动；2)、当模具动板和模具定板贴近时，伺服电机(1)扭矩增大，产生预压力使螺杆(4)与螺母(5)贴紧，对模具动板和模具定板产生低压锁模力，同时螺杆(4)和螺母(5)相对自锁固定；3)、高压液压油发生装置(9)提供高压油通过进油管进入合模高压油腔(7)，作用在连接套(6)上，推动连接套(6)带动螺杆(4)、螺母(5)及动模板(3)一起给模具动板与模具定板提供高压合模力，合模完成。
10.根据权利要求8所述的一种注塑机快速开合模控制方法，开模动作包括：开模动作步骤包括：1)、高压油从合模高压油腔(7)中通过油管泻掉；2)、高压液压油发生装置(9)提供液压油通过进油管进入开模高压油腔(8)，使自锁状态下的螺杆(4)和螺母(5)分开；3)、伺服电机(1)带动螺杆(4)反转，螺母(5)带动动模板(3)向后移动到指定位置，开模过程完成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120418 |