CN103052483A - 具有分布式控制和调节器的转台式注塑机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种注塑机，包括两个外侧的模具夹紧板（31、32）以及至少一个另外的设置在两个外侧的模具夹紧板之间的模具支座（2），所述模具支座可围绕垂直于机器纵轴线的旋转轴线旋转。通过回转分配器（12）可以向模具支座（2）和/或可安装在模具支座上的模具半体（8）供应介质，所述回转分配器的可旋转的部分同轴于模具支座（2）的旋转轴线并且所述回转分配器的不可旋转的部分可连接导线（37、38、39）。根据本发明，设有开关柜（6）作为分布式控制和调节器，该开关柜可与模具半体（8）耦合并且在注塑机运行时随模具支座（2）一起旋转，在该开关柜中处理模具半体的传感器和/或致动器的信号。通过从随转的开关柜（6）到注塑机的中央控制装置（40）的总线连接装置（38、39）可与在随转的开关柜（6）中的控制和调节卡（19）进行数据交换。

Description

具有分布式控制和调节器的转台式注塑机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的注塑机。

背景技术

由现有技术已知这种注塑机的各种实施方式，其中，在外侧的各模具夹紧板之间设置一个或多个可旋转的模具支座（DE102005016239A1、EP1155802B2、WO2005/077637A1）。在已知的注塑机中为每个可旋转的模具支座配置一个回转分配器，通过该回转分配器可为模具供应介质、例如水、液压油或电能。必要时可在一个模具支座上设置两个相对置的回转分配器。此外，可一方面在模具支座上或中或在模具半体上或中的传感器和致动器和另一方面注塑机的中央控制装置之间通过适合的接口进行信号或数据交换。根据模具支座或模具半体的复杂性可存在许多致动器和传感器。在此情况下，从模具半体经回转分配器到中央控制装置需要进行复杂的布线。由此增大了电缆折断的危险。此外还可导致测量值失真。

此外已知这样的注塑机，其中使用用于传递数据和信号的总线系统（DE19958790C2、DE10302878B4）。

发明内容

从开头所提及的现有技术出发，本发明所基于的任务是改进这类型的注塑机，使得其适合于使用复杂的模具，所述模具包括装有多个传感器和致动器的模具半体。

该任务通过具有权利要求1的特征的注塑机来解决。有利的扩展和方案由从属权利要求给出。

通过如下措施显著降低了布线费用，即设有开关柜，该开关柜可与模具支座和/或可安装在模具支座上的模具或者说模具半体耦联并且在注塑机运行时随模具支座一起旋转，在该开关柜中设置控制和调节卡，用于处理传感器和/或致动器的信号以及将信号输出给传感器和/或致动器，并且设置至少一个从随转的开关柜到注塑机的中央控制装置的总线连接装置，通过该总线连接装置在注塑机的中央控制装置和在随转的开关柜中的控制和调节卡之间进行数据交换。信号的处理分布式地直接在模具支座上在随转的开关柜中或者说在安装在其中的控制和调节卡内进行。由此基于缩短的信号传递行程或者说缩短的数据传递行程以及减少的传输接口也产生更好的调节质量并且因此可规定较低的测量值误差。根据注塑机的装备范围、尤其是根据模具的装备范围也可显著降低成本。

在根据本发明的分布式控制和调节技术的另一方案中可规定，在随转的开关柜中设置用于模具或者说模具半体和/或模具支座运行的其它电气和/或电子元件。在此例如可涉及用于数字和/或模拟输入/输出端的输入和输出卡。另外可设置用于操作阀、抽芯或类似物的电气的调节元件。此外可在随转的开关柜中设置受控制和/或不受控制的电源件和/或用于电源电压和信号电压的保险装置。

电能（电源电压、信号电压）和/或电信号或者说数据的交换优选可通过手动和/或自动多路耦合器进行，该多路耦合器具有多个耦合接口，其中在模具支座上和/或在固定在模具支座上的模具半体上设置这种耦合接口，其可与开关柜上多路耦合器的耦合接口嵌接。

为了供应注塑机的用电器，通常设有一个中央电源柜，其与电压源连接。因此，该中央电源柜可向旋转的模具半体中或旋转的模具支座上的用电器供应电能。为此在中央电源柜中必要时可提供由电压源（V）提供的电压或者说电能并且其经由一个或多个供电线通往回转分配器。电源电压可通过回转分配器的高功率滑环通入回转分配器可旋转的部分中并且从那里继续进入到随转的开关柜中。从那里起可实现分配到模具半体中和/或模具支座上的用电器的二次配电。

为了中央开关柜或者在其中的控制和调节卡和中央控制装置之间的数据交换可设置一个或多个总线连接装置，该总线连接装置可借助滑环通过回转分配器形成或无线地、例如通过无线电或蓝牙形成。

有利的是可设置一个或多个直线驱动装置，开关柜借助直线驱动装置可向中间的模具支座移动或远离该模具支座移动。这在回转分配器设置在注塑机支柱之间的横梁上时尤为有利。因此当开关柜与模具半体耦合时，该开关柜在运行位置中能在横梁下方移动通过。在返回的位置中可进行维护和安装工作，因而又可被称为维护位置。

根据注塑机的设计，可在外侧的各模具夹紧板之间设置多个可旋转的模具支座。在此情况下，为每个可旋转的模具支座设置一个随转的开关柜和一个回转分配器。所述中央控制装置通过一个或多个总线连接装置和回转分配器与多个开关柜连接。

附图说明

下面参考附图1－6借助实施例详细说明本发明。

具体实施方式

图1示意性示出本身已知的转台式注塑机的局部图，该注塑机包括两个外侧的模具夹紧板和一个中间的可旋转的模具支座、其例如在DE102005016239A1中被说明并且在本申请的图6中被示意示出。在图1不可见的外侧的各模具夹紧板之间延伸有四个用于吸收或者说传递合模力的支柱，其中仅两个上部支柱1a和1b被部分示出。中间的模具支座2固定在转盘上，该转盘可旋转地支承在机架上，这例如在上述DE102005016239A1中被示出和说明（为此亦参见图6）。中间的模具支座2在当前被构造为所谓的转台2，其具有两个用于固定模具或者说模具半体的模具夹紧面。模具支座也可构造为具有多于两个模具夹紧面的立方体形或棱柱形。在转台2的两侧设置模具半体，在图1中仅可看到前面的模具半体8。所述模具半体可在运行中与外侧的模具夹紧板上匹配的模具半体组合，以便形成适合的用于塑料成型件的型腔。在转台2上方，在支柱1a和1b之间设置横梁3，横梁的端部分别通过中间件4固定在滑动套筒5上。横梁3可借助适合的直线驱动装置9a、9b沿支柱1a和1b移动。包括前侧的开关柜部分6a和后侧的开关柜部分6b的开关柜6可借助两个直线驱动装置7a和7b从图1所示的上方位置（维护位置）向下移动到运行位置中并重新返回。在运行位置中，位于开关柜6下侧上的自动多路耦合器与模具半体8上匹配的自动多路耦合器10嵌接或者说耦合。此外，开关柜6在运行位置中这样下降，使得开关柜可在横梁3下方自由通过。当转台2旋转时，开关柜6随之旋转。在横梁上方，回转分配器不可旋转的外侧部分位于壳体11中，而回转分配器内侧可旋转的部分向下伸出外侧部分或者说壳体11并且具有接口，电导线从所述接口延伸并进入到开关柜6中。未示出在回转分配器不可旋转的部分和用于数据传递的中央控制装置和另一开关柜、即用于中央电压电源或者说电能供应的中央电源柜之间的连接导线。

下面要借助图2至5说明有关开关柜和回转分配器的其它细节。在图2中以侧视图示出并且在图3从斜下方看的透视图示出电的回转分配器12。壳体11具有一个下侧的立方体形壳体部件11a和一个上侧的圆柱形壳体部件11b。设有多个接口13.1－13.7，用于所需用途的电缆可连接到所述接口上。例如可如下显示一种分配：

13.1＝电源电压400V

13.2＝信号电压24V

13.3＝第一Varan电缆（第一Varan总线）

13.4＝第二Varan电缆（第二Varan总线）

13.5＝第一CAN总线

13.6＝第二CAN总线

13.7＝将来应用的储备

借助滑环传输装置（Schleifringübertrager）可在电的回转分配器12在此不可见的不可旋转的部分和其可旋转的部分14之间形成电连接。可旋转的部分14在下侧伸出壳体11一段并且具有多个接口15，电缆或导线从所述接口向开关柜6延伸，以便传递电能或者说电源电压或信号电压以及传递数据或者说信号。

图4示出从斜下方看的图1中开关柜6的透视图并且在壳体壁被取下的情况下，因此可看到开关柜6的至少右前部分的内部。开关柜6可分为前侧的第一开关柜部分6a和后侧的第二开关柜部分6b。每个部分6a、6b配置给一个模具半体8。也可以说，设置两个开关柜6a和6b，其通过一个支承板16彼此连接。一个对中销17穿过支承板16中心的一个孔，借助该对中销能够关于模具半体精确定位开关柜6a和6b。每个开关柜6a和6b在其下侧具有一个自动多路耦合器10'，该多路耦合器在运行位置中与模具半体8上匹配的自动多路耦合器10嵌接或者说耦合。这种多路耦合器本身由现有技术已知并且因此无需在此被详述。在开关柜6a和6b内部设置一系列控制和调节卡以及其它电气和电子元件。

图5示出根据本发明的、随转的开关柜6的一种变型的实施方式，该开关柜具有打开的壳体壁18。在开关柜6的内部存在多个容纳装置19（在当前为六件）用于容纳和固定控制和调节卡。例如可在那里安装下述卡：

－温度调节卡（例如用于温度传感器和加热元件）、

－功率电子卡（例如用于调节和控制模具半体的加热）、

－具有数字输入/输出端的卡、

－具有模拟输入/输出端的卡、

－具有电荷放大器的卡（例如用于模具内部压力）。

除了自动多路耦合器10'之外，也可设置手动多路耦合器20。此外还存在控制变压器21、例如受控制和/或不受控制的电源件以及保险装置22、例如用于保护电源电压。电源电压可以是高压（400V、230V）电压和低压（24V）电压。可以是直流电压（DC）或交流电压（AC）。示意性示出电的回转分配器12，其也可以具有自动的或手动的多路耦合器23。该电的回转分配器用于传递或者说供应例如电力供应、不同的总线接口、与安全有关的信号。通过多路耦合器23，上述电气元件可被馈入回转分配器中并且在需要的情况下被导出。后者尤其适用于在开关柜6和注塑机的中央控制装置之间传递信号和数据。在中央控制装置的CPU或者说数据处理装置中可进一步处理数据。但中央控制装置的CPU主要用于管理开关柜6中的控制和调节卡。开关柜6因此构成随转台或者说可旋转的模具支座一起旋转的、用于运行在模具半体上或中设置的传感器和致动器的分布式的控制和调节器。由传感器检测的信号的处理在随转的开关柜中进行，而并非像往常那样在注塑机的中央控制装置中进行。但在注塑机的中央控制装置中还实现过程数据的可视化以及输入额定值和实际值作为开关柜6中控制和调节卡的规定值。此外，在中央控制装置中输入用于注塑机其它部件的其它运行参数。在中央控制装置和分布式开关柜之间进行数据交换。例如可在开关柜6中检测抽芯系统的所有型芯是否移入并且何时移入，并且该信息可通过总线系统被传输给中央控制装置。代替注塑机的中央控制装置，也可由上级的控制系统来管理随转的分布式控制和调节器，所述上级的控制系统例如与多个注塑机连接。该上级的控制系统因此与多个在此所述类型的分布式控制和调节器处于数据交换中。

借助图6说明转台2上随转的分布式控制和调节器6与中央控制装置以及中央电源柜（Versorgungsschaltschrank）之间的连接。图6示意性示出DE102005016239A1中所公开类型的竖立于厂房地面B上的注塑机。在机架30上支撑有一个固定的模具夹紧板31、一个活动的模具夹紧板32以及两个塑化和注塑单元33和34。在两个外侧的模具夹紧板之间，在一个可纵向移动的转盘35上固定有一个转台2。为清楚起见省略了支柱和在上部支柱之间的横梁。模具半体8固定在转台2上，所述模具半体可与外侧的模具夹紧板上相配的模具半体8'组合。开关柜6或者说分布式控制和调节器6以及回转分配器12位于在转台2上方。在机架30下方或之中设置一个中央电源柜36，该电源柜连接电压源V并且供电线37从该电源柜通向回转分配器12。从那里电源电压如上所述进入开关柜6并且进一步到达模具半体8中和/或转台2上的用电器。当然还存在其它供电线用于其它用电器、例如电驱动装置或塑化和注塑单元34、35的电加热带。借助其它导线38和39，开关柜6或者位于在开关柜中的控制和调节卡与中央控制装置40连接。该中央控制装置包括具有至少一个中央处理器（CPU）的数据处理装置41以及具有显示部件42a和操作部件42b的输入和输出设备42。数据处理装置41可借助双向数据导线43与输入和输出设备42连接。通过导线39例如数据和命令被传递给开关柜6中的控制和调节卡。通过导线38可在相反的方向上从控制和调节卡向中央控制装置40传递数据和信号。当然还存在其它导线（例如50、51），其与传感器和致动器连接，所述传感器和致动器在运行中不旋转并且因此无需通过回转分配器12与中央控制装置40连接。

附图标记列表

1a、1b   上部支柱

2        转台

3        横梁

4        中间件

5        滑动套筒

6        分布式开关柜

6a       前侧的开关柜部分

6b       后侧的开关柜部分

7a、7b   用于开关柜的直线驱动装置

8、8'    模具半体

9a、9b   用于横梁的直线驱动装置

10       模具半体上的多路耦合器

10'      开关柜上的多路耦合器

11       回转分配器的壳体

11a      下侧的壳体部件

11b      上侧的壳体部件

12       回转分配器

13.1－   电接口

13.7

14       回转分配器的可旋转的部分

15       电接口

16       支承板

17       对中销

18       壳体壁

19       用于控制和调节卡的容纳装置

20       手动的多路耦合器

21       控制变压器

22       电气的保险装置

23       多路耦合器

30       机架

31       固定的模具夹紧板

32       活动的模具夹紧板

33       第一塑化和注塑单元

34       第二塑化和注塑单元

35       转盘

36       中央电源柜

37       供电线

38       第一数据导线

39       第二数据导线

40       中央控制装置

41       数据处理装置

42       输入和输出设备

42a      显示部件

42b      操作部件

43       双向数据导线

50、51   其它数据导线

B        地面

V        电压源

Claims (10)

1.注塑机，包括两个外侧的模具夹紧板（31、32）以及至少一个另外的设置在两个外侧的模具夹紧板之间的模具支座（2），所述模具支座能围绕垂直于机器纵轴线的旋转轴线旋转，设有回转分配器（12），该回转分配器的可旋转的部分同轴于模具支座（2）的旋转轴线并且其不可旋转的部分能连接导线（37、38、39），以便向模具支座（2）和/或能安装在模具支座上的模具半体（8）供应介质，并且该注塑机包括中央控制装置（40），其特征在于，设有开关柜（6），该开关柜能与模具支座（2）和/或能安装在模具支座（2）上的模具半体（8）耦联并且在注塑机运行时随模具支座（2）一起旋转，在该开关柜中设置控制和调节卡（19），用于处理传感器和/或致动器的信号以及将信号输出给传感器和/或致动器，并且设有至少一个从随转的开关柜（6）到注塑机的中央控制装置（40）的总线连接装置（38、39），通过该总线连接装置在注塑机的中央控制装置（40）和在随转的开关柜（6）中的控制和调节卡（19）之间进行数据交换。

2.根据权利要求1的注塑机，其特征在于，在随转的开关柜（6）中设置用于数字和/或模拟输入/输出端的输入和输出卡。

3.根据权利要求1或2的注塑机，其特征在于，在随转的开关柜（6）中设置用于操作阀或类似物的电动调节元件。

4.根据权利要求1至3之一的注塑机，其特征在于，在随转的开关柜（6）中设置受控制和/或不受控制的电源件（21）和/或用于电源电压和信号电压的保险装置（22）。

5.根据权利要求1至4之一的注塑机，其特征在于，随转的开关柜（6）具有手动的多路耦合器（20）和/或自动的多路耦合器（10'），该多路耦合器具有多个耦合接口，并且在模具支座（2）上和/或在固定在模具支座（2）上的模具半体（8）上设置这样的耦合接口，其能与开关柜上多路耦合器的耦合接口嵌接。

6.根据权利要求1至5之一的注塑机，其特征在于，设有一个单独的中央电源柜（36），在该中央电源柜中提供由电压源（V）提供的电力并且该中央电源柜经由一个或多个供电线（37）通往回转分配器（12）。

7.根据权利要求1至6之一的注塑机，其特征在于，在随转的开关柜（6）和中央控制装置（40）之间的总线连接装置（38、39）借助滑环通过回转分配器（12）形成或无线地、例如通过无线电或蓝牙形成。

8.根据权利要求1至7之一的注塑机，其特征在于，电源电压通过回转分配器（12）的高功率滑环通入随转的开关柜（6）中并且从那里设有分配到模具半体中和/或模具支座上的用电器的二次配电装置。

9.根据权利要求1至8之一的注塑机，其特征在于，设置一个或多个直线驱动装置（7a、7b），借助所述直线驱动装置，开关柜（6）能向中间的模具支座（2）移动或远离该中间的模具支座移动。

10.根据权利要求1至9之一的注塑机，其特征在于，在外侧的各模具夹紧板（31、32）之间设置多个可旋转的模具支座（2），并且为每个可旋转的模具支座（2）设置一个随转的开关柜（6）和一个回转分配器（12），所述中央控制装置（40）通过一个或多个总线连接装置与开关柜（6）连接。

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