CN104057590A - 一种注塑机合模推力座直线位移精确测量方法 - Google Patents

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陈豪
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Abstract

本发明公开了一种注塑机合模推力座直线位移精确测量方法，该方法首先在后模板和推力座上加工出安装平面及安装孔；然后制作尺身支架和读数头支架，利用安装平面及安装孔将尺身支架固定在后模板上、将读数头支架固定在推力座上；分别在尺身支架上安装尺身，在读数头支架安装读数头，根据相关移动距离固定从读数头引出的通信电缆；通信电缆接入信号处理电路，再通过通信接口与计算机相联；计算机接收到数据后，显示、记录、分析位移数据；位移数据经过计算处理，获得推力座运动的速度；速度数据经过计算处理，获得推力座运动的加速度。本发明解决了在全电动注塑机的狭小空间内直接测量推力座机械直线位移的问题。

Description

一种注塑机合模推力座直线位移精确测量方法
技术领域
本发明属于机械制造与测量领域，涉及一种机械运动直线位移的测量方法，特别是涉及一种注塑机合模推力座直线位移精确测量方法。
背景技术
全电动注塑机因其节能环保，定位精度高、噪音小等优点逐渐占据了注塑机市场的主流。全电动注塑机的核心部件是两条滚珠丝杠——其一用于塑料注射，其二用于合模机构。全电动注塑机合模机构的动作依靠滚珠丝杠的旋转运动转换成滚珠螺母的直线运动实现，滚珠丝杠支撑于后模板，滚珠螺母与推力座固定在一起，滚珠螺母带动推力座做直线运动，从而驱动肘杆机构实现动模板开模、合模、锁模等功能。
目前全电动注塑机推力座位移的确定是用注塑机伺服电机自带的旋转编码器得到的信号作为角度基准得到丝杠转角 ，根据丝杠的导程P h和转角的关系，得出滚珠螺母轴向直线位移理论值，进而确定推力座位移。
由于滚珠丝杠副的制造和安装存在误差，加上滚珠丝杠副工作过程产生温升导致变形，会造成推力座位移的理论值与实际机械位移不相符，以及测量和显示不准确。而且全电动注塑机中，推力座在后模板的左右支架之内沿导向杆滑移，机器内部的空间十分有限。
推力座位移对于了解和控制合模机构的精度进而实现精密注塑是十分重要的，这样就要求设计一种能克服全电动注塑机内空间狭小、直接测量推力座机械位移的方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种注塑机合模推力座直线位移精确测量方法，在全电动注塑机的狭小空间内，直接精确测量推力座相对于后模板机械位移，测量精度达到 (微米)级，并且位移数据经计算处理后可以获得推力座运动的速度、加速度。
本发明一种注塑机合模推力座直线位移精确测量方法，其步骤如下：
（1）在后模板和推力座上加工出安装平面及安装孔。
（2）制作尺身支架和读数头支架，利用安装平面及安装孔将尺身支架固定在后模板上，利用安装平面及安装孔将读数头支架固定在推力座上。使尺身支架和读数头支架处于合适的相对位置，以保证尺身和读数头安装后符合要求。
（3）分别在尺身支架上安装尺身，在读数头支架安装读数头，满足尺身和读数头的安装要求，根据相关移动距离固定从读数头引出的通信电缆。
（4）通信电缆接入信号处理电路，再通过通信接口与计算机相联。
（5）计算机接收到数据后，显示、记录、分析位移数据。
（6）位移数据经过计算处理，获得推力座运动的速度。
（7）速度数据经过计算处理，获得推力座运动的加速度。
本发明的有益效果是：采用易得的元器件，设计出了元器件之间的联接、安装方法，以测量直线位移，解决了在全电动注塑机的狭小空间内直接测量推力座机械直线位移的问题，并且通过计算获得速度和加速值；测量方法简单方便，测量数值精度高，测量数据方便存储和处理。
附图说明
图1是被测对象以及测量元件之间联接示意图；
图2是推力座三次循环往复运动的位移-时间曲线示意图；
图3是推力座三次循环往复运动的速度-时间曲线示意图；
图4是推力座三次循环往复运动的加速度-时间曲线示意图；
图中，轴承座1、导向杆2、后模板3、推力座4、光栅尺尺身5、光栅尺读数头6、尺身支架7、读数头支架8、滚珠螺母9、滚珠丝杠10、通信电缆11、信号处理电路12、通信接口13、计算机14。
具体实施方式
本发明采用光栅尺测量直线位移，光栅尺包含尺身和读数头，测量精度高，结构紧凑，占用空间小，输出TTL方波信号。
光栅尺的原理为主、副光栅相对位移时，产生莫耳条纹变化，此变化由精密光电元件转换成电信号。
光栅尺输出的电信号经过信号处理电路处理，输出相应位移量的数字信号，并且通过通信接口和通信电缆向计算机设备传送数据。利用数据处理软件，计算机显示、记录、分析位移数据。
尺身和读数头的安装有严格要求。尺身安装面与读数头安装面有平行度要求；尺身方向与读数头运动方向有平行度要求；读数头与尺身在水平方向和垂直方向有相对位置要求。
由于后模板和推力座上没有合适的平面结构直接安装尺身和读数头，为满足尺身和读数头的安装要求，需要在后模板和推力座上加工出平面及安装孔，并采用辅助支架，以保证光栅尺与安装面连接的稳定性和可靠性。
下面以测量某一型号电动注塑机合模推力座相对于后模板直线位移为例，结合图1至图4进一步说明本发明。
如图1所示，滚珠丝杠10通过轴承座1安装在后模板3上，滚珠螺母9套在滚珠丝杠10上形成滚珠丝杠副，滚珠丝杠10转动时滚珠螺母9沿轴线移动，把转动变换成直线运动。推力座4通过中心孔与滚珠螺母9固定在一起，推力座4两侧的孔套在导向杆2上，可以相对滑动，导向杆2的两端安装固定在后模板3的孔内。这样，在滚珠丝杠10的驱动下，推力座4可以做往复直线运动。本发明的精确测量推力座4直线位移，并经计算处理后获得推力座4运动速度、加速度方法，其步骤如下：
（1）在后模板3和推力座4上加工出安装平面及安装孔。
（2）制作尺身支架7和读数头支架8，利用安装平面及安装孔将尺身支架7固定在后模板3上，利用安装平面及安装孔将读数头支架8固定在推力座4上。使尺身支架7和读数头支架8处于合适的相对位置，以保证光栅尺尺身5和光栅尺读数头6安装后符合要求。
（3）分别在尺身支架7上安装光栅尺尺身5，在读数头支架8安装光栅尺读数头6，满足尺身5和光栅尺读数头6的安装要求，根据相关移动距离固定从光栅尺读数头6引出的通信电缆11。
（4）通信电缆11接入信号处理电路12，再通过通信接口13与计算机14相联。
（5）计算机接收到数据后，显示、记录、分析位移数据。
接收到的数据有光栅尺读数头6相对于光栅尺尺身5的直线位移值系列d 1, d 2, …, d i , …, d N，以及对应的时间值系列t 1, t 2, …, t i , …, t N，其中 i=1, 2, ……, N, N为记录数据的总共个数。由于光栅尺尺身5通过尺身支架7安装固定在后模板3上，光栅尺读数头6通过读数头支架8安装固定在推力座4上，所接收的位移值即是推力座4相对于后模板3的位移值。
计算机接收到数据后，可以利用数据处理软件进行记录和显示，例如，图2显示了一段时间内推力座4所做三次循环往复直线运动的位移-时间情况，推力座4的位移值约在0~0.26m（米）之间，时间范围约在50~59s（秒）之间，时间长度约为9s。
（6）位移数据经过计算处理，获得推力座4运动的速度值。
在计算机接收到的数据系列中，用相邻两位移值之差d i - d i-1 除以对应的相邻两时间值之差t i - t i-1 即得到相应的速度值 v i ：
v i =( d i - d i-1)/( t i - t i-1)
经计算得到推力座4运动的速度值系列 v 1, v 2, …, v i , …, v N，图3显示了推力座三次循环往复运动的速度-时间曲线，速度值约在-0.64~0.64m/s（米/秒）之间，时间范围与图2对应。
（7）速度数据经过计算处理，获得推力座4运动的加速度值。
用相邻两速度值之差v i - v i-1 除以对应的相邻两时间值之差t i - t i-1 即得到相应的加速度值 a i 。
a i =( v i - v i-1)/( t i - t i-1)
经计算得到推力座4运动的加速度值系列 a 1, a 2, …, a i , …, a N，图4显示了推力座三次循环往复运动的加速度-时间曲线，加速度值约在-4.3~4.3m/s2（米/秒2）之间，时间范围与图2对应。

Claims (1)

1.一种注塑机合模推力座直线位移精确测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在后模板和推力座上加工出安装平面及安装孔；
（2）制作尺身支架和读数头支架，利用安装平面及安装孔将尺身支架固定在后模板上，利用安装平面及安装孔将读数头支架固定在推力座上，使尺身支架和读数头支架处于合适的相对位置，以保证尺身和读数头安装后符合要求；
（3）分别在尺身支架上安装尺身，在读数头支架安装读数头，满足尺身和读数头的安装要求，根据相关移动距离固定从读数头引出的通信电缆；
（4）通信电缆接入信号处理电路，再通过通信接口与计算机相联；
（5）计算机接收到数据后，显示、记录、分析位移数据；
（6）位移数据经过计算处理，获得推力座运动的速度；
（7）速度数据经过计算处理，获得推力座运动的加速度。
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