CN103442873A

CN103442873A - 用于压铸机的通用辅助控制装置

Info

Publication number: CN103442873A
Application number: CN2011800439352A
Authority: CN
Inventors: F.韦尔费利
Original assignee: Netstal Maschinen AG
Current assignee: Netstal Maschinen AG
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-12-11
Also published as: US8568123B2; US20130177665A1; EP2618981A1; KR20130109135A; BR112013006332A2; CA2810766A1; WO2012038429A1; DE102010046275A1

Abstract

本发明涉及一种用于压铸机的通用辅助控制装置，包括操作单元；机器控制装置，其与操作单元耦合；由机器控制装置加载的变换器；由变换器可操控的、可调节的电动机；以及旋转变压器。按照本发明，可调节的电动机与标准化的轴接口连接，所述轴接口可以可选地连接到机械运行元件或者液压运行元件的互补的轴接口上。

Description

用于压铸机的通用辅助控制装置

技术领域

本发明涉及按照权利要求1的前序部分的用于压铸机的通用辅助控制装置。

背景技术

尤其是在此外电运行的压铸机情况下已知的是，尤其是在成型工具中提供用于辅助机组的辅助控制装置。例如需要能够在成型工具中独立地运行核心牵拉装置（Kernzüge）或者顶出机。在此，成问题的是，液压辅助控制装置通常是大能量挥霍者。而电运行的辅助控制装置不能正确地得以实现，因为存在大量具有能以液压方式运行的组件的现有工具，这些组件不再能够利用电运行的辅助控制装置来运行。辅助控制装置的差的效率也经常与以下有关：使用具有高节流损耗的阀并且必须为辅助控制装置这样规划液压机组，以便能够运行可能的辅助控制装置。

此外已知的是，成型工具的制造商提供具有电驱动装置和自己的控制装置的工具。但是该自己的控制装置需要单独的操作，这是耗费的。此外，工具工人通常不具有的控制技术的所需知识，从而这些工作必须昂贵地单独地被分派。

发明内容

本发明的任务是，说明一种用于压铸机的通用辅助控制装置，其能够操作电的以及液压的运行元件并且能够能量有效地工作。在此，应当保留当今常见的特性，使得能够调整核心牵拉装置的速度和力界限；此外还应当提供实现行驶安全的可能性。

该任务通过在权利要求1中所述的特征来解决。

相应地，本发明的思想在于，这样地设计具有操作单元、机器控制装置、变换器（Umrichter）、电动机和旋转变压器（Resolver）（旋转角传感器）的辅助控制装置，使得可调节的电动机与标准化的轴接口连接，所述轴接口可以可选地连接到机械的或者液压的运行元件的互补的轴接口上。

利用轴传输转速和转矩。转速和最大转矩通过控制装置和变换器来预先给定。所传输的实际转矩和实际转速通过变换器和控制装置来分析。

通过驱动轴的标准化接口（轴-接口）的思想，辅助控制装置现在可以被耦合到电运行单元上或者耦合到液压运行元件上，其中所述电运行元件例如包括机械运行元件如传动装置、主轴-螺母组合、小齿轮-齿带组合或者小齿轮-齿条组合，所述液压运行元件例如包括液压泵或者液压伺服阀。为此目的，作为标准定义接口电机法兰驱动轴（Motorflansch-Antriebswelle）（标准化的轴接口）并且从而可以通用地来使用。此外，利用本发明还可以定义模块组合部件，其可以根据公司的要求概况而定地被编排。

按照本发明的一个有利的实施方式，利用通用辅助控制装置经由轴接口被驱动的液压运行元件此外具有标准化的液压接口，其可以与液压驱动装置（所述液压驱动装置例如集成在成型工具中）的互补地构造的液压接口组合。由此，提供模块组合部件，其中用于操作机械辅助机组的操作者仅仅需要与可调节的电动机组合。如果运行者此外想运行被包含在比较旧的成型工具中的液压驱动单元，那么该运行者可以作为模块购买相应地要中间连接的液压运行元件。

按照第一可替换实施方式，这样的液压运行元件具有液压泵，该液压泵利用互补的轴接口直接或间接地以机械方式与其驱动装置连接并且其液压的输入端和输出端与液压接口连接。在此，可以在泵和伺服电机之间连接传动装置。

按照液压运行单元的一个可替换实施方式，其不是包括泵而是包括伺服阀，该伺服阀的滑标机械地与伺服电机连接并通过其可能在中间连接相应的传动装置情况下可被操控。在这样的设备情况下，存在于系统（例如液压的或者混合动力压铸机）中的液压压力也可以被用于运行用于所述一个或多个辅助机组的液压驱动装置。

总之，因此需要至少一个标准化的轴接口，其保证通用辅助控制装置与以机械或液压方式运行的辅助机组如核心牵拉装置的连接。此外，在核心牵拉装置的液压运行时，标准化的液压接口的第二模块也是可能的，该液压接口适合于已经存在的、例如在成型工具中的现有的可液压地运行的辅助机组的液压端子。

由此，利用该辅助控制装置可以开动以电以及液压方式运行的辅助机组，其中该控制装置仅仅必须知道在辅助机组中的驱动装置的特征数据。工具工人在这种情况下仅仅该在工具中实现传动装置、机械驱动装置或者液压驱动装置。

利用在机器侧不改变的装置，因此可以运行电的以及液压的辅助机组，为此必须存在接口兼容的装置，该装置在一侧上满足轴接口并且在另一侧上（如果存在的话）满足液压接口。用于液压运行元件的模块必须能够供应或者说提供充分的液压流量和压力。

按照各种有利的扩展方案，此外可以设置装置，以便

－为了确定冲程、行驶阻力变化曲线（Fahrwiderstands-Verlauf）和/或伺服电机角位置直至工具中辅助驱动装置的位置的变换比，执行校准过程，

－为了准备轴接口的耦合和/或退耦，执行初始化过程，该初始化过程导致轴处于合适的位置中，

－为了检验轴接口的联接，执行检验过程，其目的是，检验联接是否传输所需的转矩并且是否耦合了正确的“接口”，

－在工具中不进行位移测量的情况下驶向（anfahren）预先给定的位置，以及

－借助电机电流在行驶运动期间检测行驶阻力并且与存放的极限值、极限值变化曲线或者所存储的品质值（Gutwerten）进行比较。

本发明的组成部分此外是说明用于运行前述有利的装置的方法，尤其是

－借助校准过程确定冲程、行驶阻力变化曲线和/或伺服电机角位置直至工具中辅助驱动装置的位置的变换比，

－准备轴接口的耦合和/或退耦、即以如下方式的初始化过程，使得导致轴处于合适的位置中，

－为了检验轴接口的联接，执行过程，其目的是，确定联接是否传输所需的转矩并且是否耦合了正确的“接口”（在存在不同接口时），

－在工具中驶向预先给定的位置而不操作位移测量，例如通过分析电探测器信号，以及

－借助电机电流在行驶运动期间检测行驶阻力并且与存放的极限值、极限值变化曲线或者所存储的品质值进行比较。

附图说明

下面，借助各种实施例并且参照附图更详细阐述本发明。附图在

图1中示出了本发明的第一实施方式的示意性框图，

图2中示出了本发明的第二扩展方案的示意性框图以及

图3中示出了本发明的第三扩展方案的示意性框图。

具体实施方式

在图1中示出了用于在（未示出的）成型工具中运行电的以及液压的核心牵拉装置的本发明通用辅助控制装置的第一实施方式。在此，在压铸机侧实现的组件在用参考数字10框入的框中示出并且在成型工具侧实现的组件在用参考数字12框入的框中示出。

按照本发明，设置有可调节的伺服电机14，其由变换器18加载，其中旋转变压器16（旋转角探测器）被设置在轴线上，该旋转变压器16将伺服电机14的运行方式和位置返回通知给控制装置。变换器集成在压铸机的控制装置20中或者与其连接。压铸机的控制装置20可以经由操作单元22相应地被调整，其中所述控制装置与所述操作单元连接。

本发明的一个重要的元件是标准化的轴接口24，其保证在伺服电机和后面的驱动轴之间的标准化连接。例如，设置相应的法兰，它们可以机械地相应地相互耦合。与标准化的轴接口互补的轴接口（如后面还变得清楚的）例如被设置在机械运行元件处以及液压运行元件处用于耦合。

目前，伺服电机14经由轴接口24与液压泵26机械连接，所述液压泵26经由液压回路又与标准化的液压接口32线路连接和流连接。在液压接口32处，在工具侧布置有液压缸34，在中活塞可以被加载，其活塞杆作用于核心牵拉装置36上用于其运行。压铸机侧的液压系统具有电控制的止回阀62、63，它们与容器连接，以便视开关位置而定无压力地开关液压缸34或者能够实现相应的泵运行。设置有电控制的止回阀61、64，它们能够将活塞保持在最终位置，而伺服驱动装置在停止中不必施加保持力，因为这对于电机来说产生高的热负载。

在此，至少进行下面的三个运行状态：

缸驶出：泵向止回阀64方向输送，在此止回阀64打开，止回阀61打开，止回阀63打开并且止回阀62关闭。

缸驶回：泵向止回阀61方向输送，在此止回阀61打开，止回阀64打开，止回阀63关闭并且止回阀62打开。

无压力地开关缸: 泵不被运行，止回阀61，62，63，64打开。

通过泵、液压负载（活塞单元）和旋转变压器的角度信息和/或初始化过程的合适的数据，可以对活塞进行定位并且在定义的位移上移动（verfahren），其中在初始化过程时确定所需的数据。最终位置开关用于监控核心牵拉装置的位置。

通过附加地使用位移测量和在活塞单元处的压力测量，可以经由在控制装置中的调节单元对活塞进行精确地定位并且使其移动精确的位移（这没有图示地被表示）。

此外，在图1中示出了至机械运行单元的轴接口24，其目前由传动装置50和同样（现在以机械方式运行的）核心牵拉装置52组成。

为了完整性起见，在图1中还示出了用于电端子54的标准化接口和在其处所布置的最终位置开关56。通过这些接口，开关和敏感元件（Sensor）可以与控制装置20连接（未示出）。

在图1中所示的端子位置中，可以借助伺服电机14在中间连接标准化的轴接口24的情况下运行液压泵26并且又在中间连接标准化的液压接口的情况下运行用于在成型工具12中的核心牵拉装置36的液压驱动装置34。由此，实现了用于液压辅助机组（这里：核心牵拉装置）的辅助控制装置。

如果现在压铸机的运行者想更换成型工具并在此动用不具有液压操作的核心牵拉装置、而是具有机械操作的核心牵拉装置的成型工具，那么伺服电机14经由轴接口24从泵26脱离（lösen）并且借助相同的轴接口24法兰连接到传动装置50上。这种转接通过双箭头象征性表示。现在可以利用通过输入22对机器控制装置20的相应改变的调整来运行传动装置50并且由此借助相同的伺服电机14来运行核心牵拉装置52。由此，包括伺服电机14、旋转变压器16、变换器18、机器控制装置20和操作单元22的通用辅助控制装置保证这样的机械驱动的辅助机组的运行方式以及（可能在中间连接相应的液压运行元件的情况下）辅助机组的液压运行。

该方法不仅仅可以被用于工具辅助机组如核心牵拉装置和顶出机，而且也可以被用于压制喷射机组，该喷射机组可以电或液压地被实施。

通用辅助控制装置的本发明扩展方案的另外的可能性在图2中被示出，其中操作装置122、机器控制装置120、变换器118、旋转变压器116和电机140相应于图1中的相应组件。同样，标准化的轴接口124、传动装置150和核心牵拉装置152以及标准化的电接口154和最终位置开关156相应于在图1中的组件。此外，液压缸134和核心牵拉装置136相应于在图1中的类似元件。

在按照图2的该实施例中改变了的是：伺服电机114经由标准化的轴接口124与传动装置125耦合，该传动装置被构造用于机械地运行阀127的滑标。该装置构成伺服阀。伺服阀127在输入侧与液压供给装置和液压容器连接并且在输出侧经由相应的液压线路又与标准化的液压接口132连接。又设置用于减轻液压缸的负荷的电控制的止回阀162、163以及电控制的止回阀261、164。现在，在液压回路中的压力不是如图1中那样经由液压泵26、而是经由连接在伺服阀127上的液压回路被加载。该液压回路包括液压蓄能器138和至少一个泵电机组合140、142，其中电机142以及泵140可以是可调节或者可调整的单元。现在，由液压系统提供的压力经由伺服阀127、后面的液压回路和液压接口被提供给液压消耗器（这里：液压缸134和核心牵拉装置136）。通用辅助控制装置又可以从液压运行元件的轴接口124去耦并且被耦合到机械运行系统的轴接口上。这里，也视与通用辅助控制装置的耦合而定地可以运行机械以及液压运行元件，其中辅助机组的不同的特征数据必须为了运行伺服电机114被已知并且在控制装置20中被调整。

根据图2的扩展方案，提供突出的动态性的优点，具有缺点：核心牵拉装置不能够没有附加位移测量地在工具中被定位并且需要附加的压力传感器的力界限和行驶安全（图示地未被表示）。

与对于图1中的实施例相同的适用于在图3中的实施例，其中又设置相应地相互连接的伺服电机314、旋转变压器316、变换器318、机器控制装置320和操作单元。这些元件相应于在图1和2中的在上面进一步描述的类似的元件。

经由伺服电机314可以在中间连接标准化的轴接口的情况下对传动装置350进行加载，该传动装置机械地直接驱动例如集成在工具中的元件。最终位置开关E₁和E₂的信号被返回通知给机器控制装置322。

总之，可以利用本发明以能量有效的方式或高动态的方式运行电的以及液压的辅助机组。通过相应地选择相应的组件，运行者可以模块状地编排或者逐步地构建匹配于其需要的系统。

参考标号列表

10 压铸机侧

12 工具侧

14 可调节的电动机

16 旋转变压器（位移传感器或旋转角探测器）

18 变换器

20 压铸机的控制装置

22 操作单元

24 轴接口

26 液压泵

32 液压管道接口

34 液压缸

36 核心牵拉装置

50 传动装置

52 核心牵拉装置

54 电端子接口

56 最终位置开关

61 电止回阀（可控）

62 电止回阀（可控）

63 电止回阀（可控）

64 电止回阀（可控）

110 压铸机侧

112 工具侧

114 可调节的电动机

116 旋转变压器（位移传感器）

118 变换器

120 压铸机的控制装置

122 操作单元

124 轴接口

125 传动装置

127 比例阀

132 液压管道接口

134 液压缸

136 核心牵拉装置

138 皮囊式存储器

140 液压泵

142 电机

150 传动装置

152 核心牵拉装置

154 电端子接口

156 最终位置开关

161 电止回阀（可控）

162 电止回阀（可控）

163 电止回阀（可控）

164 电止回阀（可控）

314 电机

316 旋转变压器（位移传感器）

318 变换器

320 机器控制装置

322 操作单元

350 传动装置

Claims

1.用于压铸机的通用辅助控制装置，包括

－操作单元（22、122、322），

－机器控制装置（20、120、320），其与操作单元（22、122、322）耦合，

－由机器控制装置（20、120、320）加载的变换器（18、118、318），

－由变换器（18、118、318）加载的、可调节的电动机（14、114、314）以及

－旋转变压器（16、116、316），

其特征在于，可调节的电动机（14、114、314）与标准化的轴接口（24、124）连接，所述轴接口能够可选地连接到机械运行元件或者液压运行元件的互补的标准化的轴接口上。

2.根据权利要求1所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，所述机械运行元件包括传动装置（50，150），所述传动装置与互补的轴接口连接。

3.根据权利要求1或2所述的通用辅助控制装置，其特征在于，所述机械运行元件被集成到用于压铸机的成型工具中。

4.根据权利要求1至3之一所述的通用辅助控制装置，其特征在于，所述液压运行元件具有标准化的液压接口（132），该标准化的液压接口能够与液压驱动装置（34、134）的互补的液压接口连接。

5.根据权利要求4所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，该液压运行元件具有液压泵（26），该液压泵直接或间接地与互补的轴接口机械连接并且与液压接口（32）流连接。

6.根据权利要求5所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，在互补的轴接口和液压泵（26）之间设置传动装置。

7.根据权利要求1至6之一所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，设置伺服阀（127），该伺服阀的滑标能够间接或直接地经由轴接口（124）利用伺服电机（114）操作，并且伺服阀在输出侧（127）与液压接口（132）流连接并且在输入侧与液压供给装置（138、140、142）流连接。

8.根据权利要求7所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，液压供给装置包括液压蓄能器（138）以及泵-电机组合（140、142）。

9.根据权利要求7或8所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，在互补的轴接口和伺服阀（127）之间连接传动装置（125）。

10.根据权利要求1至9所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，设置装置，以便为了确定冲程、行驶阻力变化曲线和/或伺服电机角位置直至工具中辅助驱动装置的位置的变换比而执行校准过程。

11.根据权利要求1至10所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，设置装置，以便为了准备轴接口的耦合和/或退耦而执行初始化过程，该初始化过程导致轴处于合适的位置中。

12.根据权利要求1至11所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，设置装置，以便为了检验轴接口的联接而执行检验过程，其目的是，检验联接是否传输所需的转矩并且是否耦合了正确的接口。

13.根据权利要求1至12所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，设置检测装置，以便在工具中不进行位移测量情况下驶向预先给定的位置。

14.根据权利要求1至13所述的通用辅助控制装置，

其特征在于，设置用于借助电机电流在行驶运动期间检测行驶阻力的装置并且能够将行驶阻力与存放的极限值、极限值变化曲线或者所存储的品质值进行比较。