CN1196449A - 斜盘式可变容量泵的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种斜盘式可变容量泵的控制装置包括为使可变容量泵11的斜盘位置变化的驱动活塞12P,为驱动驱动活塞的电磁比例阀13和为检测斜盘位置的位置检测器14。该控制装置根据动作油的流量指令值与从位置检测器的位置检测值的差控制电磁比例阀,使由斜盘位置变化控制动作油的流量。该控制装置还包括检测向注射油缸10所提供动作油压力的压力检测器18,基于从压力检测器的压力检测值修正流量指令值,输出修正流量的修正手段。

Description

斜盘式可变容量泵的控制装置

本发明涉及一种斜盘式可变容量泵的控制装置，特别是涉及一种适用于为向油压式注射成形机的注射油缸提供加压的动作油的斜盘式可变容量泵的控制装置。

油压式注射成形机设置由油压驱动的注射装置。注射装置包含由油压驱动注射轴使热油缸内的活塞前进或后退的注射油缸和向注射油缸提供加压动作油的油压泵。而油压泵通常使用斜盘式可变容量泵。在这样的注射成形机的注射装置中，当向模具充填熔融树脂时，进行注射速度控制及注射压力控制。例如，在进行控制注射速度时，存在由于热油缸内的熔融树脂及模具内的熔融树脂的阻力作用。该阻力作用变大，注射速度就降低。特别是在低速下螺旋动作的场合，也有使螺旋停止的情况。其原因由以下理由。

油压式的注射装置带有为导通动作油的多根管道。在这样的管道中不可避免动作的微量的漏泄。一方面，当所述阻力变大，作用在注射油缸的动作油的压力就上升。而动作油的压力上升，也就增加动作油的漏泄流量。其结果，减少了向注射油缸所提供的动作油的流量。这样，注射压力变得越高，注射速度，即螺旋速度变得越低。另一方面，由于动作油的漏泄流量随注射压力变大而增加，所以动作油的漏泄流量的影响在注射速度低的情况变大。

另外，当动作油压力上升，就压缩动作油。动作油的压缩量与气体的压缩量相比是非常小的，可用下式表示动作油的压缩比β。

β＝-(1/VO)·(dV/dP)

式中，VO为压缩前的动作油的体积，dV为动作油的体积变化、dP为动作油的压力变化。

由于动作油的压缩量随注射压力变高而增加，在注射速度低的情况动作油压缩量的影响变大。

鉴于此，本发明的目的是提供一种不受因动作油管道的动作油漏泄及压缩的影响，能得到良好的控制速度特征的斜盘式可变容量泵的控制装置。

本发明适用于向油压油缸提供加压的动作油的斜盘式可变容量泵。从可变容量泵所排出的动作油与斜盘位置转位成正比变化。本发明的控制装置含有为使可变容量泵的斜盘位置转位的驱动活塞，为驱动驱动活塞的电磁比例阀，和为检测斜盘位置的位置检测器。该控制装置按照动作油的流量指令值与从位置检测器的位置检测值的差控制电磁比例阀，使由改变斜盘位置控制动作油的流量。

按本发明，其控制装置还包括检测向油压油缸提供动作油压力的压力检测器，和按照从压力检测器检测的压力值修正流量指令值、输出修正流量指令值的补偿手段。

下面对附图作简单说明

图1示出了在以往注射成形机注射装置的控制装置的构成图；

图2示出了从注射成形机注射装置的油压管道的动作油的漏泄流量与压力关系图；

图3表示按本发明的实施例1的控制装置适用于油压式注射成形机的注射装置时的构成图；

图4是为在图3所示控制装置的流量控制与以往的装置相比进行说明的图；

图5表示按本发明的实施例2的控制装置适用于油压式注射成形机的注射装置时的构成图；

图6是在本发明中为说明计算出斜盘位置修正量的原量图；

图7是在本发明中表示计算出斜盘位置修正量过程的流程图。

下面对本发明理想的实施例进行说明。

为了易于理解本发明，参照图1，对适用于油压注射成形机的注射装置说明以往斜盘式可变容量泵的控制装置。该控制装置，如众所周知实行注射速度控制及注射压力控制。

在图1中，控制装置包括为提供向注射油缸10加压的动作油的斜盘式可变容量泵(以下简称可变容量泵)11，为了使可变容量泵11的斜盘位置转位在驱动油缸12内所设置的驱动活塞12P，为驱动活塞12P的电磁比例阀13，为检测可变容量泵11的斜盘位置的位置检测器14和控制部15。该控制部15包括为转换注射速度控制和注射压力控制的转换部15-1。可变容量泵11的斜盘位置转位与从可变容量泵11所排出的动作油的流量成正比。

在进行注射速度控制时，转换部15-1接续在放大器15-3-侧。这时，在位置检测器14所检测的位置检测值被反馈到控制部分15。在控制部15，用减法器15-2检测流量指令值Fr与位置检测值的差。所检测出的差经由放大器15-3及转换部15-1送与电磁比例阀13。由此，用电磁比例阀13使可变容量泵11的斜盘位置转位。进行控制动作油的流量。

从可变容量泵排出的动作油经转换阀16提供给注射油缸10。在为提供动作油的管道17上设置压力检测器18。

在进行注射压力控制时，转换部15-1接续在放大器15-5-侧。这时，从压力检测器18的压力检测值反馈到控制部15。在控制部15由减法器15-4检测压力指令值Pr与压力检测值的差。所检测出的差经放大器15-5送与电磁比例阀13。由此，用电磁比例阀13使可变量容量泵11的斜盘位置转位。进行控制动作油的流量。而流量指令值Fr与压力指令值Pr从图中没示出的主控制装置送与。

驱动活塞12P及电磁比例阀13用从定压油压源19的动作油能被驱动。从驱动活塞12P及电磁比例阀13的返回油回到油槽20a。可变容量泵11用马达21驱动、该返回油返回到油槽20b。

在这样的油压驱动系中，不可避免从管道17的各各部件有动作油的漏泄。在图1，这种动作油的漏泄象征性地用作为从节流阀22的漏泄来表示。

在进行注射成形时，在控制注速度时存在由于热油缸或模具内的溶融树脂的阻力作用。该阻力变大，注射速度就降低。特别是在以低速注射速度进行动作时，也存在螺旋停止的情况。其原因如以下理由。

在上述的油压式注射装置中，所述阻力变大、作用在注射油缸的动作油的压力就上升。当动作油的压力上升，如图2所示，动作油的漏泄也就增加。其结果，提供给注射油缸的动作油的流量减少。由此，注射压力变得越高、注射速度，即螺旋速度变得越低。另一方面，由于动作油的漏泄流量随注射压力变高而增加，所以在注射速度低时，动作油的漏泄流量的影响大。

另外，当动作油的压力上升，动作油就被压缩。动作油的压缩量与气体的压缩量相比是非常小，但由于动作油的压缩量随注射压力变得越高而越增加，所以在注射速度低时，动作油的压缩量的影响大。

作为其对策，有检测在注射油缸10的活塞23的速度，进行反馈控制方法，但存在所谓响应性降低的缺点。

关于按本发明的实施例1的斜盘式可变容量泵的控制装置，参照图3进行说明。在同图1所示的构成要素相同的部分带有同一符号。该控制装置设置与图1所示控制部15构成不同的控制部25。换句话说，控制部25只设置在用图1所说明的控制注射速度必需的构成。为此，控制部25在用图1说明的减法器15-2及放大器15-3上增加，进一步包括微分部分25-1、放大部分25-2、及加法器25-3。该微分部分25-1、放大部分25-2及加法器25-3也可统称修正部分。如用图1所说明的那样，由设置在管道17上的压力检测器28，能检测动作油的压力。

此外，在本发明是以下述条件作为前提。

A、可变容量泵11的排出流量与斜盘位置成正比例。由此，控制可变容量泵11的排出流量可通过控制斜盘位置来实现。

B、在注射油缸10的活塞23的速度与流入注射油缸10的动作油的流量成正比例。因此，如控制可为容量泵11的排出流量、能够控制根据注射油缸10的注射速度。

在进行控制注射速度时，驱动马达21从可变容量泵11把动作油提供给注射油缸10。而且，把响应注射速度的流量指令值Fr给与控制部25。

从压力检测器18的压力检测值给与控制部25。如用图2所说明的，由于从管道17的动作油的漏泄量与动作油的压力变化成正比例，在控制部25，用微分部25-1微分所述压力检测值，计算出每单位时间的压力变化量。该压力变化量给与放大部25-2。

另外，由于动作油的漏泄量与注射油缸10及管道17中的动作油的容积成正比例，在放大部25-2进行响应了动作油容积的放大调整，对从微分部25-1的压力变化量进行修正。放大部25-2输出修正了的值作为修正值。而且，该修正值给与加法器25-3。在加法器25-3，用修正值修正流量指令值Fr作为修正流量值输出。

减法器15-2计算出修正流量值与从位置检测器14的流量检测值的差，把计算出的差作为流量偏差输出。该流量偏差通过放大器15-3给与电磁比例阀13。电磁比例阀13根据流量偏差调整提供驱动油缸12的油量。由此，驱动活塞12P向图中右方向或左方向被驱动，根据驱动活塞12P的移动量可变容量泵11的斜盘位置，即动作油的排出容量被控制。

如前述，位置检测器14根据驱动活塞12P位置检测斜盘位置将位置检测值给与控制部25。该集团检测值与从可变容量泵11的动作油的排出容量对应。

对于进行注射速度控制的情况，参照图4，将以往可变容量泵的控制装置与按实施例1的可变量泵的控制装置比较进行说明。

向模具内开始充填熔融树脂，如前所述，即进行响应了流量指令值Fr的注射速度控制。模具内的树脂量达到所定量(在体上被充填)，模具内的压力就急激地上升。这时，急激的负荷压力作用于注射油缸10，由此，管道17内的动作油的压力上升。

动作油压力一上升，动作油的漏泄量就增加，在以往的控制装置，如图4用实线所示，注射速度降下来。即，根据流量指令值Fr变得不能一定地控制注射速度。

另一方面，在按实施例1的控制装置、在注射油缸10急激的负荷压力作用，动作油的压力即使上升，由于前述那样，根据动作油的压力变化修正流量指令值，如在图4用点线所示，直到充填结束能一定地保持注射速度。

关于由本发明实施例2的可变容量泵的控制装置，参照图5进行说明。图5示出本发明适用在与1同样的注射成形机的注射装置的实例。因此，在与图1相同的部分加上同一符号，并省略其说明。

按实施例2的控制装置、设置与图1所示的控制部15构成不同的控制部30。也就是说，控制部30在图1所示的控制部15的构成上进一步地设置修正量运算部分30-1，加法器30-2。修正量运算部分30-1参照表示提供射油缸10动作油的压力与斜盘位置的修正量的关系的修正表由从压力检测器18的压力检测值，得到流量指令值的修正量。表示动作油压力与斜盘位置修正量关系的修正表是事先作成的，简单地讲，可按以下计测求出。

在注射成形机的始动时，于闭合转换阀16的状态下进行压力控制，计算测量动作油的压力和伴随该变化的斜盘位置。而且，在某压力下的斜盘位置与压力为0时的斜盘位置差作为修正量计算出。对于设定控制注射速度时的动作油的压力的全范围，进行这样的修正量的计算，其所得到结果的大量的修正量作为修正表作成，被存储在修正量运算部30-1内的存储装置中。该修正量由加法器30-2被加在流量指令值Fr上，加法结果作为修正流量指令值，给与减法器15-2。

关于修正量运算部30-1，参照图6图7详细地进行说明。在计算出修正量时，闭合转换阀16，转换部15-1置于选择放大部15-5侧，即选择注射压力控制的状态。最初，在步骤S1，如图6(a)所示，按给与所定图形的压力指令值，在步骤S2进行压力控制。在步骤S3，由位置检测器14测定这时的斜盘位置的同时，用压力检测器18测定动作油的压力。在步骤S4，存储斜盘位置与动作油的压力的关系。为此，修正量运算部30-1带有存储装置。

在该状态下，由于关闭转换阀16，可变容量泵11的排出流量与从管道17的动作油的漏泄量相一致。由此，根据动作油的压力，如图6(b)所示，改变的斜盘位置与动作油的压力0时的斜盘位置P0的差，由可变容量泵11排出，相当于漏泄量的流量等于必要的斜盘的移动量。在步骤5，修正量运算部30-1从在各压力的斜盘移动量减去斜盘位置，作为各压力每个斜盘位置的修正量存储。这些修正量，以与动作油一一对应的关系作为修正表被存储在存储装置。

其次，说明有关注射速度控制时的动作。这种场合，转换部15-1位于放大器15-3一侧，转换阀16打开。修正量运算部30-1用压力检测器18检测出的压力检测值，即根据负荷压力，从存储装置读出与负荷压力对应的修正量，给与加法器30-2。在加法器30-2，所给与的修正量加到流量指令值Fr，所加结果作为修正流量指令值给与减法器15-2。其结果，可变容量泵11按通常只相于从管道17动作油的漏泄量部分，格外地排出动作油。因此，注射油缸10不受动作油漏泄的影响用与流量指令Fr成正比的注射速度进行动作。其结果，能得到被改善了的注射速度控制。所述的动作也可适用于动作油的压缩。

在上述的说明中，是对适用于油压式注射成形机的注射装置进行说明的，但是本发明不限于注射成形机，对由斜盘式可变容量泵进行控制的其他油压驱动系统全都可以适用。

Claims (4)

1、一种斜盘式可变容量泵的控制装置，为向油压油缸提供加压动作油的斜盘式可变容量泵的控制装置，从所述可变容量泵排出的动作油与斜盘位置转位成正变化，所述控制装置含有为使所述可变容量泵的斜盘位置转位的驱动活塞、为驱动该驱动活塞的电磁比例阀和为检测所述斜盘位置的位置检测器，并按照动作油的流量指令值与从所述位置检测器的位置检测的差，控制所述电磁比例阀，使由改变所述斜盘位置进行所述动作油的流量控制，其特征是所述控制装置还包括检测向所述油压油缸所提供动作油压力的压力检测器和根据从所述压力检测器检出的压力值修正所述流量指令值，输出修正流量指令值的补偿手段。

2、根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述补偿手段包括：微分所述压力检测值求出每单位时间的压力变化量的微分手段，用所定的放大器放大调整该压力变化量求出修正量的调整手段和用所述修正量补偿所述流量指令值并作为所述修正流量指令值输出的加法手段。

3、根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于所述补偿手段包括根据预先修正表存储向油压油缸提供动作油的压力与所述斜盘位置的修正量的关系的存储装置。

4、根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于在为向所述油压油缸提供所述动作油的管道中设置阀，在该阀闭合状态使所述斜盘式可变量泵起动，测量所述动作油的压力变化和所述斜盘位置，在保持所述动作油的压力值时的所述斜盘位置与所述动作油的压力为0时的所述斜盘位置的差作为所述修正量被计算出。

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