CN114318954A - 成型模具的合模方法以及成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了提供一种成型模具的合模方法以及成型装置，成型模具的合模方法包括：获取合模的预设力矩T₀；获取合模启动信号并进行合模，获取合模过程中的实时力矩T₁，并将实时力矩T₁与预设力矩T₀进行比较；根据实时力矩T₁与预设力矩T₀的比较结果，调节合模过程中的合模速度的大小。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的成型模具的合模效率较低的技术问题。

Description

成型模具的合模方法以及成型装置

技术领域

本发明涉及成型装置技术领域，具体而言，涉及一种成型模具的合模方法以及成型装置。

背景技术

目前，纸浆模塑是一种立体造纸技术，它以纸浆为原料，一般经过浆料的配制、成型、干燥、整型后得到，具有可降解、可回收、绿色环保等优点。由于纸塑具有原料廉价易得，生产过程无污染，制品抗震、缓冲、透气、防静电性能好，可回收易降解等优点，从而在电子产品、日化用品、生鲜等的包装领域具有广阔的应用前景。

然而，纸浆模塑在生产中，传统定型机构上模动力源为液动，液杠缸径以及模具接触面积决定了压强大小，无法兼容各种产品所需压强，本身行程速度慢，整体时间效率低，压力无法精准控制，加上配套液压站，空间占用大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种成型模具的合模方法以及成型装置，以解决现有技术中的成型模具的合模效率较低的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种成型模具的合模方法，包括：获取合模的预设力矩T₀；获取合模启动信号并进行合模，获取合模过程中的实时力矩T₁，并将实时力矩T₁与预设力矩T₀进行比较；根据实时力矩T₁与预设力矩T₀的比较结果，调节合模过程中的合模速度的大小。

进一步地，根据实时力矩T₁与预设力矩T₀的比较结果，调节合模过程中的合模速度的大小的方法包括：当T₁/T₀＜1.1时，控制以第一合模速度V₁进行合模；当T₁/T₀≥1.1时，控制以第一合模速度V₂进行合模；其中，V₁＞V₂。

进一步地，调节合模过程中的合模速度的大小的方法，包括：采用伺服闭环系统调节合模过程中的合模速度的大小，伺服闭环系统用于驱动成型模具的模板进行合模操作。

进一步地，采用伺服闭环系统调节合模过程中的合模速度的大小的方法包括：控制伺服闭环系统的伺服驱动将实时力矩T₁反馈给控制器；利用控制器将实时力矩T₁与预设力矩T₀进行比较，并将调节信号传递至伺服驱动；利用伺服驱动控制伺服闭环系统的伺服电机调节转速。

进一步地，在启动合模之前，合模方法还包括：获取合模的总行程S，并控制成型模具的模板的运动行程与合模的总行程相等。

进一步地，启动合模，检测合模过程中的实时力矩T₁的方法包括：在启动合模进行预设时间后，检测合模过程中的实时力矩T₁。

根据本发明的另一方面，提供了一种成型装置，包括：成型模具，成型模具采用上述提供的成型模具的合模方法；控制组件，与成型模具连接，以通过控制组件控制成型模具的合模。

进一步地，控制组件包括：控制器，与成型模具连接，以通过控制器控制成型模具的合模速度；伺服电机，控制器和成型模具均与控制器连接，以使伺服电机将实时力矩的大小传递至控制器。

进一步地，控制组件还包括：工业现场通讯总线，设置在控制器和伺服电机之间，以使控制器通过工业现场通讯总线与伺服电机连接。

进一步地，控制组件还包括：人机交互结构，人机交互结构与控制器连接，以使人机交互结构上的设定数据传输至控制器。

应用本发明的技术方案，能够便于根据实时力矩T₁与预设力矩T₀的比较结果，控制合模速度的大小，以便于优化合模整体效率，并减少对模具的冲击。优选地，当实时力矩的值相对于预设力矩的值较小时，可以控制合模速度较大，以便于进行快速合模，提高合模速度；当实时力矩的值相对于预设力矩的值较大时，可以控制合模速度较小，以便于减小对模具的冲击，从而有效对模具进行保护。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例提供的合模方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的实施例一提供了一种成型模具的合模方法，成型模具的合模方法包括：获取合模的预设力矩T₀；获取合模启动信号并进行合模，获取合模过程中的实时力矩T₁，并将实时力矩T₁与预设力矩T₀进行比较；根据实时力矩T₁与预设力矩T₀的比较结果，调节合模过程中的合模速度的大小。需要说明的是，V₁和V₂均指电机的转速，而不是电机的末端执行速度。

采用本实施例提供的合模方法，能够便于根据实时力矩T₁与预设力矩T₀的比较结果，控制合模速度的大小，以便于优化合模整体效率，并减少对模具的冲击。优选地，当实时力矩的值相对于预设力矩的值较小时，可以控制合模速度较大，以便于进行快速合模，提高合模速度；当实时力矩的值相对于预设力矩的值较大时，可以控制合模速度较小，以便于减小对模具的冲击，从而有效对模具进行保护。另外，本发明提供的合模方法能也能够使得成型模具实现快速行程，提高效率。

在本实施中，根据实时力矩T₁与预设力矩T₀的比较结果，调节合模过程中的合模速度的大小的方法包括：当T₁/T₀＜1.1时，控制以第一合模速度V₁进行合模；当T₁/T₀≥1.1时，控制以第一合模速度V₂进行合模；其中，V₁＞V₂。具体地，在无外力作用的情况下，实时力矩值波动在5％以内，因而将二者的比值设置在1.1的上下为合理的值。

采用这样的合模方法，当T₁/T₀＜1.1时，控制以第一合模速度V₁进行合模，以在力矩较小时实现快速行程；当T_1/T₀≥1.1时，控制以第二合模速度V₂进行合模，以在力矩较大时实现慢速行程。上述合模方法既能够在力矩较小时实现快速合模以提高合模效率，又能够在力矩较大时实现低速以对减小对模具的冲击。

优选地，为了优化设备节拍，可以将V₁设为电机的额定速度。根据现场调试，在没有模具冲击的情况下，为优化节拍，可以将V₂尽量调大。

在本实施例中，调节合模过程中的合模速度的大小的方法包括：采用伺服闭环系统调节合模过程中的合模速度的大小，伺服闭环系统用于驱动成型模具的模板进行合模操作。采用这样的方法，能够便于通过伺服闭环系统对成型模具进行控制，以便于对合模操作进行控制。

具体地，采用伺服闭环系统调节合模过程中的合模速度的大小的方法包括：控制伺服闭环系统的伺服驱动将实时力矩T₁反馈给控制器；利用控制器将实时力矩T₁与预设力矩T₀进行比较，并将调节信号传递至伺服驱动；利用伺服驱动控制伺服闭环系统的伺服电机调节转速。采用这样的方法，通过伺服闭环系统能够便于对伺服电机进行调节，以便于对合模过程中的速度进行适应性的调节。

具体地，在启动合模之前，合模方法还包括：获取合模的总行程S，并控制成型模具的模板的运动行程与合模的总行程相同。采用这样的方法，能够便于有效保证合模的顺利进行。

在本实施例中，启动合模，检测合模过程中的实时力矩T₁的方法包括：在启动合模进行预设时间后，检测合模过程中的实时力矩T₁。采用这样的方法，能够防止启动时的较大力矩而产生的误判影响控制过程，提高作用的可靠性。具体地，可以在1秒后，反馈实时力矩。

本实施例中的控制过程中硬件需用到控制器基于支持EtherCat总线型PLC，支持EherCat总线、多圈绝对、带抱闸伺服系统，伺服电机额定力矩、转子惯量满足机械结构要求，人机交互界面为触摸屏。

开始控制过程之前，根据产品所需压力要求，在触摸屏上设置总行程S，快速行程速度V₁，V₁经过传动比换算，不得超过伺服电机额定转速，慢速行程速度V₂，根据模具实际情况以及整个合模时间要求进行调试设置，触摸屏将数据映射送至PLC对应运动控制变量。

启动控制过程，伺服准备好，PLC读取触摸屏输入的速度、行程变量，执行速度运动控制指令，在速度V₁下，伺服执行速度模式，进行快速行程，伺服运行标志接通后1S后，PLC接通伺服力矩T反馈，防止启动时较大力矩产生误判，并且传送当前力矩值保存到数据变量区，作为快速行程时基准力矩值，适应不同产品模具时不同基准力矩值。

当模具接近后，伺服反馈力矩值逐渐变大，超出基准力矩值T10％，停止速度模式，减速至停止，PLC开始执行绝对值定位指令，PLC读取绝对值伺服反馈的当前位置，在速度V₂下，进行慢速合模行程，直到完成总行程S，合模完成。

根据本发明的另一方面，提供了一种成型装置，成型装置包括成型模具和控制组件，成型模具适用于上述提供的成型模具的合模方法。控制组件与成型模具连接，以通过控制组件控制成型模具的合模。采用这样的结构，能够便于对成型模具的合模过程进行控制，从而便于对成型模具进行保护。

在本实施例中，控制组件包括控制器和伺服电机，控制器与成型模具连接，以通过控制器控制成型模具的合模速度。控制器和成型模具均与控制器连接，以使伺服电机将实时力矩的大小传递至控制器。采用这样的结构，能够便于通过控制器对伺服电机进行控制。

具体地，控制组件还包括工业现场通讯总线，工业现场通讯总线设置在控制器和伺服电机之间，以使控制器通过工业现场通讯总线与伺服电机连接。采用这样的结构，能够提高传输速度，以便于提高控制的精准性。具体地，控制器为支持EherCat的总线型PLC。

在本实施例中，控制组件还包括人机交互结构，人机交互结构与控制器连接，以使人机交互结构上的设定数据传输至控制器。采用这样的结构设置，能够便于用户通过人机交互结构对控制器进行适应性的控制和调节。

在本实施例中，人机交互结构为触摸屏，以方便用户操作和调节。

本发明的发明点在于：应用伺服闭环系统，EtherCat总线与控制器通讯，无需外部压力传感器，伺服系统反馈力矩值到控制器，根据力矩大小，控制器使伺服系统合模时快速行程，力矩较大时，自动降低速度，慢速合模，且两者速度值均可由人机交互界面设置。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明通过使用闭环伺服系统，高响应，高转速，高精度，控制器使用EtherCat总线与伺服通信，实时、高速反馈力矩值到控制器，达到力矩小时快速行程，合模时力矩变大，自动切换为慢速行程，使合摸整体效率提升30％，并且减少对模具冲击。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种成型模具的合模方法，其特征在于，包括：

获取合模的预设力矩T₀；

获取合模启动信号并进行合模，获取合模过程中的实时力矩T₁，并将所述实时力矩T₁与所述预设力矩T₀进行比较；

根据所述实时力矩T₁与所述预设力矩T₀的比较结果，调节合模过程中的合模速度的大小。

2.根据权利要求1所述的成型模具的合模方法，其特征在于，所述根据所述实时力矩T₁与所述预设力矩T₀的比较结果，调节合模过程中的合模速度的大小的方法包括：

当T₁/T₀＜1.1时，控制以第一合模速度V₁进行合模；

当T₁/T₀≥1.1时，控制以第一合模速度V₂进行合模；

其中，V₁＞V₂。

3.根据权利要求1所述的成型模具的合模方法，其特征在于，调节合模过程中的合模速度的大小的方法，包括：

采用伺服闭环系统调节合模过程中的合模速度的大小，所述伺服闭环系统用于驱动所述成型模具的模板进行合模操作。

4.根据权利要求3所述的成型模具的合模方法，其特征在于，采用伺服闭环系统调节合模过程中的合模速度的大小的方法包括：

控制所述伺服闭环系统的伺服驱动将实时力矩T₁反馈给控制器；

利用所述控制器将所述实时力矩T₁与所述预设力矩T₀进行比较，并将调节信号传递至所述伺服驱动；

利用所述伺服驱动控制所述伺服闭环系统的伺服电机调节转速。

5.根据权利要求1所述的成型模具的合模方法，其特征在于，在启动合模之前，所述合模方法还包括：

获取合模的总行程S，并控制所述成型模具的模板的运动行程与所述合模的总行程相等。

6.根据权利要求1所述的成型模具的合模方法，其特征在于，启动合模，检测合模过程中的实时力矩T₁的方法包括：

在启动合模进行预设时间后，检测合模过程中的实时力矩T₁。

7.一种成型装置，其特征在于，包括：

成型模具，所述成型模具采用权利要求1至6中任一项所述的成型模具的合模方法；

控制组件，与所述成型模具连接，以通过所述控制组件控制所述成型模具的合模。

8.根据权利要求7所述的成型装置，其特征在于，所述控制组件包括：

控制器，与所述成型模具连接，以通过所述控制器控制所述成型模具的合模速度；

伺服电机，所述控制器和所述成型模具均与所述控制器连接，以使所述伺服电机将实时力矩的大小传递至所述控制器。

9.根据权利要求8所述的成型装置，其特征在于，所述控制组件还包括：

工业现场通讯总线，设置在所述控制器和所述伺服电机之间，以使所述控制器通过所述工业现场通讯总线与所述伺服电机连接。

10.根据权利要求8所述的成型装置，其特征在于，所述控制组件还包括：

人机交互结构，所述人机交互结构与所述控制器连接，以使所述人机交互结构上的设定数据传输至所述控制器。

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