CN1239032A - 电机驱动注塑机的增塑与计量过程中的减压方法 - Google Patents

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Abstract

一种电机驱动注塑机包括一个注射装置，注射装置有一个将树脂粉末加热使之熔化的加热压筒和一个置于加热压筒中以将加热压筒中熔化树脂向前送进进行计量的螺杆。根据位置传感器检测的位置检测信号和测力传感器检测的压力检测信号，在增塑和计量过程完成之时和之后，控制器使用注射伺服电机将螺杆定位于计量位置，使用螺杆转动伺服电机使螺杆反方向旋转，以对加热压筒内螺杆前部已计量的熔化树脂进行减压。

Description

电机驱动注塑机的增塑与计量过程中的减压方法
本发明涉及一种电机驱动注塑机，它包括一个由伺服电机驱动的注射装置，更具体地说，涉及一种对增塑与计量过程中加热压筒的减压方法的改进。
近年来，电机驱动注塑机得到广泛应用。电机驱动注塑机使用伺服电机代替液压致动器作为致动机构，下面将简要介绍上述使用伺服电机作为致动机构的注射装置的操作。
(1)在增塑与计量过程中，螺杆随螺杆转动伺服电机旋转。螺杆位于加热压筒内部。树脂粉末作为进料树脂从料斗输送到加热压筒内螺杆的后部。螺杆的旋转，使预定计量数量的进料树脂被输送到加热压筒的前端，并由加热压筒熔化成熔融的树脂。在此期间，由于陷入加热压筒的前端的熔化的树脂的压力(后推力)，螺杆退回。
螺杆的后端部分直接与注射轴连接。注射轴通过轴承被可旋转地支承于压力板上。注射轴由支承于压力板上的注射伺服电机沿轴线方向驱动。压力板通过滚珠丝杠随注射伺服电机的动作沿导向杆前后运动。在下面将说明的方法中，上述熔化的树脂的后推力，可使用测力传感器测定，并由反馈控制回路控制。
(2)随后在填充过程中，压力板借助于起动注射伺服电机被推动前进。螺杆的前端起活塞的作用，以便用熔化的树脂填满模具。
(3)在填充过程的最后，熔化的树脂填满模具空腔内的空隙。此时，螺杆前进运动的控制模式由速度控制模式转换为压力控制模式。这一转换被称为“V-P转换”。
(4)在V-P转换之后，模具空腔内的树脂可以在预定压力下冷却。这个过程叫做保持过程。在保持过程中，树脂的压力由反馈控制回路控制，其方式与和结合上述后推力控制介绍的方式相类似。
随后，在完成(4)中所述的保持过程之后，注射装置的操作返回至(1)中所述的增塑与计量过程。
另一方面，与(1)中所述的增塑与计量过程相并行，在一个夹紧装置中，完成将固体产品从模具中退出的退出操作。退出操作包括开模，借助于退出机构从模具中取出固化产品，并且其后合模，以便如(2)中所述填充树脂。
总之，对于增塑与计量过程，获得高精确度是十分重要的。这在理论上可以通过停止螺杆的旋转运动，使螺杆定位于预定的固定冲程位置上来获得。但是，在实际中，采用下文中结合图3A至3C和图4A至4C介绍的方式来达到此目的是很困难的。
本发明的一个目的就是为电机驱动注塑机的增塑与计量过程提供一种减压方法。它能在增塑与计量过程完成之时和完成之后立即高精确度地控制加热压筒内的后推力和螺杆的位置。
本发明的其它目的将在叙述过程中加以说明。
本发明的一个方面是涉及含有注射装置的电机驱动注塑机的增塑与计量过程中的减压方法。注射装置包括一个加热压筒，用于加热其中的树脂粉末，并将其熔化成熔融的树脂；一个安装在加热压筒内的螺杆，用于向前输送加热压筒内的熔化的树脂，以对其进行计量；一个与螺杆配合工作的螺杆转动伺服电机，用来旋转螺杆；一个与螺杆配合工作的注射伺服电机，用来驱动螺杆沿轴线方向运动，向前注射已在加热压筒中计量的熔化的树脂。注射装置安装有测力传感器，用于测定加热压筒中已经在螺杆前头计量过的熔化的树脂的后推力，产生表示后推力的压力检测信号；还安装有位置传感器，用于检测螺杆的位置，产生表明螺杆位置的位置检测信号。电机驱动注塑机包括一个控制器，用以根据压力检测信号和位置检测信号，控制螺杆转动伺服电机和注射伺服电机的驱动。
依据本发明的另一方面，上面介绍的控制器方式中的减压方法包括下述步骤：定位步骤，根据位置检测信号，在增塑与计量过程完成之时和完成之后立即使用注射伺服电机，将螺杆定位于计量位置；旋转步骤，根据压力检测信号，在上述的增塑与计量过程完成之时和完成之后立即使用螺杆转动伺服电机，使螺杆沿相反方向旋转，对加热压筒中已经在螺杆前头计量过的熔化的树脂进行减压。
在上述的减压方法中，控制器最好能使螺杆沿相反方向旋转，直至压力检测信号表示的后推力已降低至一预定压力。控制器最好可以根据后推力和预定压力之间的压力差值，决定使螺杆沿相反方向旋转的螺杆转动伺服电机的转速。另外，控制器最好能限制螺杆沿相反方向旋转的速度在其上限之内。而且，控制器最好能限制螺杆沿相反方向旋转的时间间隔在其上限之内。
本发明的另一方面是涉及用于含有注射装置的电机驱动注塑机中的控制器。注射装置包括：一个加热压筒，用于加热其中的树脂粉末，并将树脂粉末熔化成熔化的树脂；一个螺杆，布置于加热压筒中，用于将加热压筒中的熔化的树脂向前输送，以对其进行计量；一个与螺杆配合工作的螺杆转动伺服电机，用于旋转上述螺杆；以及一个与螺杆配合工作的注射伺服电机，用于驱动螺杆沿轴线方向运动，以将上述加热压筒中计量过的熔化的树脂向前注射。注射装置安装有测力传感器，用于测定加热压筒中已经在螺杆前头计量过的熔化的树脂的后推力，产生表示后推力的压力检测值的压力检测信号；还安装有位置传感器，用于检测螺杆的位置，产生表明螺杆位置的螺杆位置检测值的位置检测信号。依据位置检测信号和压力检测信号，控制器通过分别向第一和第二电机驱动器发送第一和第二致动命令，经过第一和第二电机驱动器来控制螺杆转动伺服电机和注射伺服电机的驱动。
依据本发明的另一方面，上面介绍的控制器包括：一个与测力传感器相连接的反向旋转装置，用于根据压力检测信号，通过在增塑与计量过程完成之时和完成之后立即向第一电机驱动器发送第一致动命令，使螺杆沿相反方向旋转，从而对加热压筒中已经在螺杆前头计量过的熔化的树脂进行减压；一个与位置传感器相连接的定位装置，根据位置检测信号，通过在增塑与计量过程完成之时和完成之后立即向第二电机驱动器发送第二致动命令，将螺杆定位于计量位置。
图1是常规的电机驱动注塑机的示意图，它包括由伺服电机驱动的注射装置；
图2A和2B是示意图，共同显示了用于图1中所示的常规的电机驱动注塑机中的螺杆的结构；
图3A-3C是时间曲线图，用于共同描述在图1中所示的常规的电机驱动注塑机中增塑与计量过程完成之时和完成之后立即进行的操作；
图4A-4C是时间曲线图，用于共同描述在图1中所示的常规的电机驱动注塑机中增塑与计量过程完成之时和完成之后立即进行的另一操作；
图5是控制系统的方块图，适用于依据本发明第一实施例的包括螺杆转动伺服电机和注射伺服电机的注射装置；
图6是控制系统的方块图，适用于依据本发明第二实施例的包括螺杆转动伺服电机和注射伺服电机的注射装置；
图7是控制系统的方块图，适用于依据本发明第三实施例的包括螺杆转动伺服电机和注射伺服电机的注射装置。
为了便于理解本发明，下面参照图1首先介绍常规的电机驱动注塑机。图示的电机驱动注塑机通过使用滚珠丝杠和螺母，将伺服电机的旋转运动转换成线性运动或往复运动，从而完成熔化的树脂的填装工作。
在图1中，注射伺服电机11的旋转运动传递给滚珠丝杠12。螺母13固定在压力板14上，以便随滚珠丝杠12的旋转前进和退回。压力板14可沿安装在机座(未示出)上的导向杆15和16移动。压力板14的前后运动，可由轴承17、测力传感器18和注射轴19传递给螺杆20。螺杆20布置在加热压筒21内，从而可沿轴线方向旋转和移动。加热压筒21在对应于螺杆20后端部分的位置装有料斗22，用于填加树脂粉末。螺杆转动伺服电机24的旋转运动经偶合件23，比如包括皮带和皮带轮，传递给注射轴19。换言之，注射轴19被螺杆转动伺服电机24旋转驱动，结果使螺杆20旋转。
在增塑和计量过程中，当螺杆20在加热压筒21中旋转退出时，熔化的树脂在螺杆20的头部陷入加热压筒21中，即处于嘴部21-1一侧。在加热压筒21前部的熔化的树脂被填入模具(未示出)压制成型。作用于熔化的树脂上的压力被测力传感器18作为反作用力即压力检测到。测力传感器18产生表示压力的压力检测信号。压力检测信号由测力传感器放大器25放大为放大的压力信号传送给控制器26′。
固定在压力板14上的位置传感器27检测到螺杆20的位移量，产生表明螺杆20的位移量的位置检测信号。位置检测信号由位置放大器28放大为放大的位置信号传送给控制器26′。控制器26′根据操作者设定的预期值，向第一和第二电机驱动器29和30传送第一和第二电流(致动)命令。
对第一电流(致动)命令产生反应，第一电机驱动器29通过控制供给螺杆转动伺服电机24的第一驱动电流控制螺杆转动伺服电机24的转速。对第二电流(致动)命令产生反应，第二电机驱动器30通过控制供给注射伺服电机11的第二驱动电流控制注射伺服电机11的转动速度。螺杆转动伺服电机24装有一个第一编码器31，用于检测螺杆转动伺服电机24的第一转速，产生一个表示第一转速的第一转速信号。同样，注射伺服电机11装有一个第二编码器32，用于检测注射伺服电机11的第二转速，产生一个表示第二转速的第二转速信号。第一和第二转速信号被传送至控制器26′。通常，由第一编码器31测定的第一转速用于决定螺杆20的转速。
应注意，图1所示的构造形式是为了简单与方便起见。本发明的注射装置的特定结构，在此处作为参考资料所附的、比如Tokkai的日本未审查的专利公告平9-174,626号或JP-A9-174,626中有所介绍。
下面将参照图2A和2B，对螺杆20进行详细的介绍。如图2A所示，螺杆20由四部分组成：送料段20-1，压缩段20-2，计量段20-3和头部段20-4。送料段20-1用于从料斗22(如图1)向前输送固体状态或半熔化状态的树脂粉末。在送料段20-1，树脂的温度升高至熔点左右。在此环境下，送料段20-1一般有一个杆状元件20′(如图2B)，通常沿其长度方向具有恒定的直径，在其圆周表面上具有螺旋状凹槽。
从送料段20-1传送到压缩段20-2时，树脂粉末由许多彼此分开的树脂颗粒组成。因此，压缩段20-2中的熔化的树脂的体积大约只是树脂粉末的一半。压缩段20-2用于减小允许树脂通过的空间，以弥补减少的体积。此压缩可通过使杆状元件20′上与压缩段20-2相对应的部分渐减成锥形以使螺旋状凹槽变浅来实现。压缩段20-2压缩熔化的树脂，增强了由摩擦引起的放热效果，提高了熔化树脂的压力，从而可将加热压筒21内的空气、包含在空气中和混杂在熔化树脂中的水蒸气和挥发性气体推回至料斗22。上述介绍表明，加热压筒21在压缩段20-2有最高的树脂压力。
杆状元件20′在与计量段20-3相对应的区域直径最大。在杆状元件20′上，计量段20-3的螺旋状凹槽最浅。熔化树脂在计量段20-3承受很大的剪切力，并由内部放热反应加热至恒定温度。预定数量的熔化树脂随后被送往加热压筒21的嘴部一侧。
熔化树脂从计量段20-3到嘴部一侧的输送是经由头部段20-4上的单向阀环20-5来完成的。在计量过程中，单向阀环20-5在图上位于靠近左手侧的位置，在此状态下，熔化树脂可以从计量段20-3被输送至嘴部一侧。
计量过程完成后，由于存在压力差，单向阀环20-5移向图中的右手侧。因此，可防止熔化树脂从嘴部一侧流回计量段20-3。头部段20-4一般与杆状元件20′分开制作。头部段20-4在其根部有外螺纹。杆状元件20′在其末端有内螺纹。通过头部段20-4上的外螺纹与杆状元件20′上的内螺纹相接合，头部段20-4与杆状元件20′连接在一起。所以，头部段20-4的根部直径明显小于杆状元件20′。
总之，在增塑和计量过程中，获得精确的位置和压力是十分重要的。这在理论上可以通过停止螺杆20的旋转运动，使螺杆20定位于预定的固定冲程位置上来获得。但是，在实际中，采用下文中将介绍的方式来达到此目的是很困难的。
假设螺杆的位置已被控制，可以在增塑和计量过程完成的瞬间定位螺杆的位置。在增塑和计量过程完成的瞬间螺杆20停止后退，但由于加热压筒21内螺杆20的压缩段20-2的残余压力的作用，熔化树脂仍通过单向阀环20-5被送至嘴部一侧。此状态如图3A至3B所示。
图3A显示了螺杆20的转速N的波形图，图3B显示了螺杆20的后退速度V的波形图，另外，图3C显示了加热压筒21内的在螺杆20前已经计量的熔化树脂的后推力P的波形图。如图3B所示，通过控制螺杆20的位置，螺杆20的后退在瞬间时刻T1停止。即螺杆20的后退速度V被设置为零。但是，如图3A所示，螺杆20的转速N在瞬间时刻T1之后并没有变成零。因此，如图3C所示，加热压筒21内的在螺杆20前已经计量的熔化树脂的后推力P在瞬间时刻T1之后仍会增加。
为了防止出现此现象，建议在增塑和计量过程完成之后进行压力控制。此状态如图4A至4C所示。
图4A显示了螺杆20的转速N的波形图，图4B显示了螺杆20的后退速度V的波形图，另外，图4C显示了加热压筒21内的已经计量的熔化树脂的后推力P的波形图。在图4A至4C中，增塑和计量过程在瞬间时刻T1完成，与图3A至3B所示的方式类似。在增塑和计量过程完成之后，加热压筒21内的已经计量的熔化树脂的后推力P受到监测并进行压力控制，从而如图4C所示，加热压筒21内的已经计量的熔化树脂的后推力P被控制为一个恒定值。然而，此压力控制实际上是由使螺杆20后退实现的，如图4B所示。这使得在填充过程之前螺杆的位置不精确。此外，熔化树脂的填充数量、填充时间间隔与预期值不同，降低了成型的质量。
而且，在增塑和计量过程完成之后会产生由反吸引起的减压。由于这一减压作用，螺杆位置以与图3A至3C所示类似的方式被确定。但是由于加热压筒21内较高的残余压力作用，熔化的树脂通过单向阀环20-5泄漏至嘴部一侧。而且，由于此残余压力不是恒定值，不能预先加以考虑；从加热压筒21中经由单向阀环20-5泄漏至嘴部一侧的泄漏数量，随每次注射成型不同而发生变化，结果导致计量结果不精确。
参照图5，下面将对依据本发明第一实施例的电机驱动注塑机中的螺杆转动伺服电机24和注射伺服电机11的控制系统进行说明。被说明的控制系统包括第一至第三控制子系统C1、C2和C3。分别称为转速开环子系统、压力反馈回路控制子系统和位置反馈回路控制子系统。
转速开环子系统C1是根据针对螺杆20的螺杆转速命令值Nr来控制螺杆转动伺服电机24的控制子系统。压力反馈回路控制子系统C2是根据压力命令值Pr和压力检测值Pfb之间的压力差值来控制注射伺服电机11或螺杆转动伺服电机24的控制子系统。位置反馈回路控制子系统C3是根据螺杆位置命令值Sr和螺杆位置检测值Sfb之间的位置差值来控制注射伺服电机11的控制子系统。
具体地说，控制器26包括命令设置部分40，第一和第二减法器41和42，第一和第二补偿器46和47，第一和第二开关SW1和SW2。
命令设置部分40产生一个表示螺杆转速命令值Nr的螺杆转速命令，一个表示压力命令值Pr的压力命令，一个表示螺杆位置命令值Sr的螺杆位置命令。表示压力检测值Pfb的放大的压力信号，由测力传感器18经测力传感器放大器25发送至控制器26。此外，表示螺杆位置检测值Sfb的放大的位置信号，由位置传感器27经位置放大器28也发送至控制器26。
表示压力命令值Pr的压力命令被发送至第一减法器41，第一减法器41已经接收了表示压力检测值Pfb的放大的压力信号。第一减法器41从由压力命令表示的压力命令值Pr减去由放大压力信号表示的压力检测值Pfb，计算出压力命令值Pr和压力检测值Pfb之间的压力差值。第一减法器41产生表示压力差值的第一减法结果信号。第一减法结果信号被发送至第一补偿器46。第一补偿器46补偿第一减法结果信号产生第一补偿信号。
表示螺杆位置命令值Sr的螺杆位置命令被发送至第二减法器42，第二减法器42已经接收了表示螺杆位置检测值Sfb的放大的位置信号。第二减法器42从由位置命令表示的位置命令值Sr减去由放大位置信号表示的螺杆位置检测值Sfb，计算出螺杆位置命令值Sr和螺杆位置检测值Sfb之间的位置差值。第二减法器42产生表示位置差值的第二减法结果信号。第二减法结果信号被发送至第二补偿器47。第二补偿器47补偿第二减法结果信号产生第二补偿信号。
第一补偿信号被发送至第一和第二开关SW1和SW2。第二补偿信号被发送至第二开关SW2。第一开关SW1从命令设置部分40接收表示螺杆转速命令值Nr的螺杆转速命令。第一开关SW1选择螺杆转速命令和第一补偿信号之一作为第一选择信号。第一开关SW1向第一电机驱动器29发送第一选择信号作为第一致动命令。第二开关SW2选择第一和第二补偿信号中的一个作为第二选择信号。第二开关SW2向第二电机驱动器30发送第二选择信号，作为第二致动命令。在下面将介绍的方式中，第一开关SW1和第二开关SW2是彼此联动的。
上述介绍表明，命令设置部分40、第一开关SW1、第一电机驱动器29和螺杆转动伺服电机24的组合起转速开环子系统C1的作用。此外，命令设置部分40、第一减法器41、第一补偿器46、第二开关SW2、第二电机驱动器30、注射伺服电机11、测力传感器18和测力传感器放大器25的组合起压力反馈回路控制子系统C2的作用。命令设置部分40、第一减法器41、第一补偿器46、第一开关SW1、第一电机驱动器29、螺杆转动伺服电机24、测力传感器18和测力传感器放大器25的组合也起压力反馈回路控制子系统C2的作用。此外，命令设置部分40、第二减法器42、第二补偿器47、第二开关SW2、第二电机驱动器30、注射伺服电机11、位置传感器27和位置放大器28的组合可作为位置反馈回路控制子系统C3。
下面对如图5所示的控制系统的操作进行介绍。电机驱动注塑机的增塑和计量过程应引起注意。在增塑和计量过程中，第一和第二开关SW1和SW2处于如图5所示的状态。即，表示螺杆转速命令值Nr的螺杆转速命令作为第一致动命令，经第一开关SW1，被发送至第一电机驱动器29。而且，第一补偿信号作为第二致动命令经第二开关SW2发送至第二电机驱动器30。
在这种情况下，转速开环子系统C1通过将表示螺杆转速命令值Nr的螺杆转速命令，作为第一致动命令，经第一开关SW1发送至第一电机驱动器29，实现对螺杆转动伺服电机24的转速控制。而且，压力反馈回路控制子系统C2通过将表示压力命令值Pr和压力检测值Pfb之间的压力差值的第一减法结果信号作为第二致动命令，经第一补偿器46和第二开关SW2发送至第二电机驱动器30，对注射伺服电机11进行压力控制。
现在假定电机驱动注塑机的增塑和计量过程到了最后。在这种情况下，第一和第二开关SW1和SW2从图5所示的状态切换。即，第一补偿信号作为第一致动命令，经第一开关SW1发送至第一电机驱动器29。另外，第二补偿信号作为第二致动命令经第二开关SW2发送至第二电机驱动器30。而且，命令设置部分40产生一个表示减压目标值Pr′的压力命令，它在增塑和计量过程中小于压力命令值Pr。
在这种情况下，压力反馈回路控制子系统C2通过将表示减压目标值Pr′和压力检测值Pfb之间的压力差值的第一减法结果信号作为第一致动命令，经第一补偿器46和第一开关SW1发送至第一电机驱动器29，对螺杆转动伺服电机24进行压力控制。而且，位置反馈回路控制子系统C3通过将表示螺杆位置命令值Sr和螺杆位置检测值Sfb之间的位置差值的第二减法结果信号作为第二致动命令，经第二补偿器47和第二开关SW2发送至第二电机驱动器30，对注射伺服电机11进行位置控制。
总之，命令设置部分40、第一减法器41、第一补偿器46和第一开关SW1的组合起反方向旋转电路的作用，用于根据压力检测信号，通过在增塑和计量过程完成之时和之后立即向第一电机驱动器29发送第一致动命令，向相反方向旋转螺杆20，以便对加热压筒21内的已在螺杆20前计量过的熔化的树脂进行减压。此外，命令设置部分40、第二减法器42、第二补偿器47和第二开关SW2的组合起位置电路的作用，用于根据位置检测信号，通过在增塑和计量过程完成之时和之后立即向第二电机驱动器30发送第二致动命令，将螺杆定位于计量位置。
在增塑和计量过程中，通过上述的控制系统，在螺杆转速命令值Nr的基础上控制螺杆转动伺服电机24，对熔化的树脂进行计量；在压力命令值Pr和压力检测值Pfb之间的压力差值的基础上控制注射伺服电机11，对加热压筒21内已经计量的熔化的树脂的后推力进行控制。增塑和计量过程完成以后，第一和第二开关SW1和SW2从图5所示的状态切换。结果，在增塑和计量过程完成之时和之后，位置反馈回路控制子系统C3将螺杆位置定位于由螺杆位置命令值Sr确定的计量位置。另一方面，在增塑和计量过程完成之时和之后，压力反馈回路控制子系统C2立即监测由测力传感器18检测到的压力检测值Pfb,通过根据压力检测值Pfb使螺杆20反方向旋转，对加热压筒21内的在螺杆20前部已经计量的熔化的树脂进行减压。螺杆20反方向旋转的原因是，增塑和计量过程完成时，给出的减压目标值Pr′小于压力检测值Pfb。
严格地说，依据图5所示的控制系统，螺杆转动伺服电机24的反方向的转速是根据被监测的压力检测值Pfb和预定值或减压目标值Pr′之间的压力差值确定的。此外，图5所示的控制系统使螺杆反方向旋转直至被监测的压力检测值Pfb和减压目标值Pr′相等。
另外，螺杆转动伺服电机24的反方向的转速最好被限制于预先设定的上限。这是因为，如果螺杆转动伺服电机24的转速太高，减压会太大。而且，螺杆20的反方向的旋转的时间间隔最好也被限制于预先设定的上限。原因如下：当加热压筒21内的已经计量的熔化的树脂的后推力因减压而降低时，单向阀环20-5(如图2)阻止熔化的树脂流回加热压筒21内计量段20-3一侧。总之，此种上限的设置是可以实现的。因此控制器26A在第一补偿器46的输出侧安装有限幅器48，如图6所示的本发明的第二实施例。接收来自第一补偿器46的第一补偿信号，限幅器48限制第一补偿信号以产生一限制信号。限制信号被发送至第一和第二开关SW1和SW2的输入端子。
总之，命令设置部分40、第一减法器41、第一补偿器46和第一开关SW1的组合起反方向旋转电路的作用，用于根据压力检测信号，通过在增塑和计量过程完成之时和之后立即向第一电机驱动器29发送第一致动命令，向相反方向旋转螺杆20，对加热压筒21内的已在螺杆20前计量过的熔化的树脂进行减压。
在以上所述的方式中，根据本发明的第一和第二实施例，控制加热压筒21内熔化的树脂的后推力是可能的。尤其是在增塑和计量过程完成之时和之后，使螺杆20的位置保持在螺杆位置命令值Sr指示的计量位置，可将加热压筒21内的已经计量的熔化的树脂的后推力控制在严格恒定值。
参照图7，下面将介绍依据本发明第三实施例的电机驱动注塑机中的螺杆转动伺服电机24和注射伺服电机11的控制系统。除了如下所述控制器会对图5所示的有所改进外，图示的控制系统在结构和操作上都与图5所示的控制系统相同。控制器如图26B所示。为了简化叙述起见，相同的零件用相同的标记符号表示，其说明则被省略。
除了控制器26B包括一个比较器49以代替第一减法器41和第一补偿器46的组合以外，控制器26B在结构和操作上都与图5所示的控制器26相同。比较器49有一个接收表示压力命令值Pr的压力命令的同相输入端子，和一个接收表示压力检测值Pfb的放大的压力信号的反相输入端子。比较器49将由压力命令表示的压力命令值Pr与由放大的压力信号表示的压力检测值Pfb相比较，以产生表示压力命令值Pr和压力检测值Pfb比较结果的比较结果信号。比较结果信号被发送至第一和第二开关SW1和SW2的输入端子。当压力检测值Pfb大于压力命令值Pr时，比较器49产生一个含有逻辑低电平的信号，作为比较结果信号。当压力检测值Pfb小于压力命令值Pr时，比较器49产生一个含有逻辑高电平的信号，作为比较结果信号。
与参照图5说明的方式相同，在增塑和计量过程完成时，第一和第二开关SW1和SW2由图7所示的状态切换。而且，命令设置部分40产生表示减压目标值Pr′的压力命令。当减压目标值Pr′小于压力检测值Pfb时，比较器49产生一个含有逻辑低电平的信号作为比较结果信号，该信号在增塑和计量过程完成之时和之后，经第一开关SW1，发送至第一电机驱动器29。结果，在增塑和计量过程完成之时和之后，螺杆转动伺服电机24使螺杆20反方向旋转直至压力检测值Pfb与减压目标值Pr′相同。在这种情况下，螺杆转动伺服电机24使螺杆20反方向旋转，转速为固定值。
总之，命令设置部分40、比较器49和第一开关SW1的组合起反方向旋转电路的作用，用于根据压力检测信号，通过在增塑和计量过程完成之时和之后立即向第一电机驱动器29发送第一致动命令，向相反方向旋转螺杆20，对加热压筒21内的已在螺杆20前计量过的熔化的树脂进行减压。
特别强调，上述的最佳实施例仅仅是本发明的详细示例。结合本发明的最佳实施例，已对本发明进行了如此深入的介绍，如今对于技术熟练的人来说，可以很容易地采用与根据这些最佳实施例揭示的具体细节不同的各种方式，将本发明付诸实施。例如，控制器可包含于微型计算机中，微型计算机能很简单地改变用于控制螺杆旋转的子程序。

Claims (29)

1．一种操作注塑机的方法，其特征在于，它包括：
(a)对加热压筒内的树脂粉末进行处理，使树脂粉末熔化，产生熔化的树脂。
(b)使布置于加热压筒中的螺杆向第一方向旋转，将熔化的树脂传送至加热压筒的嘴部端。
(c)使加热压筒中的螺杆向与第一方向相反的方向旋转。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(c)包括根据加热压筒嘴部端的熔化树脂的压力，使螺杆向与第一方向相反的方向旋转。
3．如权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤(c)还包括使螺杆向与第一方向相反的方向旋转，以使加热压筒嘴部端的熔化树脂达到预期的压力。
4．如权利要求2所述的方法，其特征在于，
步骤(b)包括以恒定的速度向第一方向旋转螺杆。
5．如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
(d)在步骤(b)期间，沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置。
6．如权利要求5所述的方法，其特征在于，
步骤(d)包括根据加热压筒嘴部端的熔化树脂的压力，沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置。
7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，
步骤(d)包括通过沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置，控制加热压筒嘴部端的熔化树脂的压力。
8．如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
(e)在步骤(c)期间，沿螺杆的纵向轴线方向控制螺杆的位置达到预期的位置。
9．如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
(d)在步骤(b)期间，根据加热压筒嘴部端的熔化树脂的压力，沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置。
10．如权利要求9所述的方法，其特征在于，
步骤(d)包括通过沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置，控制加热压筒嘴部端的熔化树脂的压力。
11．如权利要求10所述的方法，其特征在于，
步骤(d)包括沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置达到加热压筒嘴部端的熔化树脂的预期的压力，其中在步骤(b)最后的预期压力是第一预期压力；而且
步骤(c)包括使螺杆向与第一方向相反的方向旋转，以使加热压筒嘴部端的熔化树脂达到第二预期压力；而且
所述第一预期压力大于所述第二预期压力。
12．如权利要求9所述的方法，其特征在于，
步骤(d)包括通过比较加热压筒嘴部端的熔化树脂的预期的压力和加热压筒嘴部端的熔化树脂的实际的压力，来沿螺杆的纵向轴线方向控制螺杆的位置，而且
步骤(c)包括通过比较加热压筒嘴部端的熔化树脂的预期的压力和加热压筒嘴部端的熔化树脂的实际的压力，来控制螺杆向与第一方向相反的方向的旋转。
13．如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
(d)在步骤(c)期间，沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置达到预期的位置。
14．如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
(d)在步骤(c)期间，沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置达到预期的位置。
15．如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
(e)在步骤(b)期间，通过沿螺杆的纵向轴线方向调整螺杆的位置来控制加热压筒嘴部端的熔化树脂的压力。
16．如权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(c)包括使螺杆向与第一方向相反的方向旋转最大时间段。
17．如权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤(b)和(c)以预定的最大速度旋转螺杆。
18．一个用于注塑机的控制器，其特征在于，该注塑机包括一个加热压筒，用于加热其中的树脂粉末，并将其熔化成熔化的树脂；一个安装在加热压筒内的螺杆，用于把加热压筒内的熔化的树脂输送至加热压筒的嘴部端；一个用于旋转螺杆的第一电机和用于沿螺杆纵向轴线方向移动螺杆的第二电机，控制器包括：
通向所述第一电机的用于控制螺杆转速的第一输出；
通向所述第二电机的用于控制沿螺杆纵向轴线方向的螺杆位置的第二输出；其中
所述第一输出输出一个具有第一值的信号，通过控制螺杆在第一方向的旋转，计量送往加热压筒嘴部端的熔化的树脂，并且输出一个具有第二值的信号，在送往加热压筒嘴部端的熔化的树脂被计量之后，控制螺杆向与第一方向相反的方向旋转。
19．一个用于注塑机的控制器，其特征在于，该注塑机包括一个加热压筒，用于加热其中的树脂粉末，并将其熔化成熔化的树脂；一个安装在加热压筒内的螺杆，用于把加热压筒内的熔化的树脂输送至加热压筒的嘴部端；一个用于旋转螺杆的第一电机和用于沿螺杆纵向轴线方向移动螺杆的第二电机，控制器包括：
第一减法器，具有一个表示加热压筒嘴部端的熔化树脂的预期压力的预期压力值作为输入，一个表示加热压筒嘴部端的熔化树脂的实际压力的实际压力值作为输入，还有一个表示预期压力和实际压力之间差值的输出；以及
一个与所述第一减法器的所述输出连接的开关，与所述第一减法器的所述输出连接，在送往加热压筒嘴部端的熔化树脂被计量的过程中，控制第二电机；并与所述第一减法器的所述输出连接，在送往加热压筒嘴部端的熔化树脂被计量之后，控制第一电机。
20．如权利要求19所述的控制器，其特征在于，还包括
一个命令设置部分，输出所述预期压力值，其中的命令设置部分在送往加热压筒嘴部端的熔化树脂被计量之后降低预期压力值，因此第一减法器向所述第一电机有一个输出，从而使螺杆向与在送往加热压筒嘴部端的熔化树脂被计量的过程中螺杆的旋转方向相反的方向旋转；
一个命令设置部分，具有一个预期螺杆转速命令的输出、一个在加热压筒内嘴部端的熔化树脂的预期压力的输出以及一个螺杆的预期纵向位置的输出；以及
第二减法器，具有一个所述螺杆的预期纵向位置的输出、一个螺杆的实际纵向位置的输出、一个螺杆的预期纵向位置和螺杆的实际纵向位置之间的差值的输出，其中
所述开关包括第一和第二开关，在最初的计量过程中，所述第一开关与所述预期螺杆转速的输出连接，控制第一电机，并且所述第二开关与所述第一减法器的输出连接，控制第二电机，在最初的计量过程之后，所述第一开关与所述第一减法器的输出连接，控制第一电机，所述第二开关与所述第二减法器的输出连接，控制第二电机。
21．一种电机驱动注塑机，其特征在于，它包括：
一个加热压筒，用于将其中的树脂粉末加热，使树脂粉末熔化为熔化的树脂，
一个安装在所述加热压筒内的螺杆，用于向前输送所述加热压筒内的熔化的树脂，以对其进行计量，在熔化的树脂中产生后推力，
一个与所述螺杆配合工作的螺杆转动伺服电机，用来旋转所述螺杆，
一个与所述螺杆配合工作的注射伺服电机，用来驱动所述螺杆沿轴线方向运动，向前注射已在加热压筒中计量的熔化的树脂，
一个第一电机驱动器，驱动所述螺杆旋转，
一个第二电机驱动器，驱动所述注射，
一个测力传感器，用于测定所述加热压筒中的熔化的树脂的后推力，以产生压力检测信号，
一个位置传感器，用于检测所述螺杆的位置，以产生位置检测信号，以及
一个控制器，根据压力检测信号和位置检测信号，通过分别向所述第一和所述第二电机驱动器发出第一和第二致动命令，控制由所述第一和所述第二电机驱动器进行的所述螺杆转动伺服电机和所述注射伺服电机的驱动，所述控制器包括
        旋转装置，其与所述测力传感器连接，用于在增塑和计量过
程中在第一方向旋转所述螺杆，随后，根据压力检测信号，在增塑和
计量过程完成之时和之后立即向所述第一电机驱动器传送第一致动命
令，使所述螺杆反方向旋转，从而使在所述加热压筒内在所述螺杆前
已计量的熔化树脂减压；以及
        定位装置，其与所述位置传感器连接，用于根据位置检测信
号，在增塑和计量过程完成之时和之后立即向所述第二电机驱动器传
送第二致动命令，使所述螺杆定位于计量位置。
22．如权利要求21所述的注塑机，其特征在于，所述旋转装置包括：
    压力设置装置，用于在增塑和计量过程完成之时和之后立即产生代表减压目标值的压力命令；
    一个减法器，与所述压力设置装置和所述测力传感器连接，用于从由压力命令表示的减压目标值减去由压力检测信号表示的压力检测值，产生代表减压目标值和压力检测值二者之间差值的减法结果信号；
    一个补偿器，与所述减法器连接，用于补偿减法结果信号，产生补偿信号；以及
    传送装置，与所述补偿器和所述第一电机驱动器连接，用于在增塑和计量过程完成之时和之后立即将补偿信号作为第一致动命令向所述第一电机驱动器传送。
23．如权利要求21所述的注塑机，其特征在于，所述旋转装置包括：
    压力设置装置，用于在增塑和计量过程完成之时和之后立即产生代表减压目标值的压力命令；
    一个减法器，与所述压力设置装置和所述测力传感器连接，用于从由压力命令表示的减压目标值减去由压力检测信号表示的压力检测值，产生代表减压目标值和压力检测值二者之间差值的减法结果信号；
    一个限幅器，与所述补偿器连接，用于限制补偿信号；以及
    传送装置，与所述限幅器和所述第一电机驱动器连接，用于在增塑和计量过程完成之时和之后立即将限制信号作为第一致动命令向所述第一电机驱动器传送。
24．如权利要求21所述的注塑机，其特征在于，所述旋转装置包括：
    压力设置装置，用于在增塑和计量过程完成之时和之后立即产生代表减压目标值的压力命令；
    一个比较器，具有接收压力命令信号的同相输入端子和接收压力检测信号的反相输入端子，所述比较器比较由压力检测信号表示的压力检测值和由压力命令表示的减压目标值，产生表示减压目标值和压力检测值二者之间比较结果的比较结果信号；以及
    传送装置，与所述比较器和所述第一电机驱动器连接，用于在增塑和计量过程完成之时和之后立即将比较结果信号作为第一致动命令向所述第一电机驱动器传送。
25．如权利要求21所述的注塑机，其特征在于，所述定位装置包括：
    定位设置装置，用于在增塑和计量过程完成之时和之后立即产生表示螺杆位置命令值的位置命令；
    一个减法器，与所述定位设置装置和所述位置传感器连接，用于从由位置命令表示的螺杆位置命令值减去由位置检测信号表示的螺杆位置检测值，产生代表螺杆位置命令值和螺杆位置检测值二者之间差值的减法结果信号；
    一个补偿器，与所述减法器连接，用于补偿减法结果信号，产生补偿信号；以及
    传送装置，与所述补偿器和所述第二电机驱动器连接，用于在增塑和计量过程完成之时和之后立即将补偿信号作为第二致动命令向所述第二电机驱动器传送。
26．一种电机驱动注塑机，其特征在于，它包括：
    一个加热压筒，用于将其中的树脂粉末加热，使树脂粉末熔化为熔化的树脂，
    一个安装在所述加热压筒内的螺杆，用于向前输送所述加热压筒内的熔化的树脂，以对其进行计量，在熔化的树脂中产生后推力，
    一个与所述螺杆配合工作的螺杆转动伺服电机，用来旋转所述螺杆，
    一个与所述螺杆配合工作的注射伺服电机，用来驱动所述螺杆沿轴线方向运动，向前注射已在加热压筒中计量的熔化的树脂，
    一个第一电机驱动器，驱动所述螺杆旋转，
    一个第二电机驱动器，驱动所述注射，
    一个测力传感器，用于测定所述加热压筒中的熔化的树脂的后推力，以产生压力检测信号，
    一个位置传感器，用于检测所述螺杆的位置，以产生位置检测信号，以及
    一个控制器，根据压力检测信号和位置检测信号，通过分别向所述第一和所述第二电机驱动器发出第一和第二致动命令，控制由所述第一和所述第二电机驱动器进行的所述螺杆转动伺服电机和所述注射伺服电机的驱动，所述控制器包括
    一个命令设置部分，用于产生表示螺杆转速命令值的螺杆转速命令、表示压力命令值的压力命令以及表示螺杆位置命令值的螺杆位置命令；
    一个第一减法器，与所述命令设置部分和所述测力传感器连接，用于从由压力命令表示的压力命令值减去由压力检测信号表示的压力检测值，产生表示压力命令值和压力检测值二者之间差值的第一减法结果信号；
    一个第一补偿器，与所述第一减法器连接，用于补偿第一减法结果信号，产生第一补偿信号；
    一个第二减法器，与所述命令设置装置和所述位置传感器连接，用于从由位置命令表示的螺杆位置命令值减去由位置检测信号表示的螺杆位置检测值，产生表示螺杆位置命令值和螺杆位置检测值二者之间差值的第二减法结果信号；
    一个第二补偿器，与所述第二减法器连接，用于补偿第二减法结果信号，产生第二补偿信号；
    一个第一开关，与所述命令设置装置、所述第一补偿器、所述第一电机驱动器连接，用于选择螺杆转速命令和第一补偿信号之一作为第一选择信号，所述第一开关将第一选择信号作为第一致动命令传送给所述第一电机驱动器；以及
一个第二开关，与所述第一和第二补偿器及所述第二电机驱动器连接，用于选择第一和第二补偿信号之一作为第二选择信号，所述第二开关将第二选择信号作为第二致动命令传送给所述第二电机驱动器。
27．如权利要求26所述的注塑机，其特征在于，所述命令设置部分在增塑和计量过程完成之时和之后立即产生表示减压目标值的压力命令，
在增塑和计量过程中，所述第一开关产生螺杆转动命令作为第一选择信号，在增塑和计量过程完成之时和之后，所述第一开关立即产生第一补偿信号作为第一选择信号，
在增塑和计量过程中，所述第二开关产生第一补偿信号作为第二选择信号，在增塑和计量过程完成之时和之后，所述第二开关立即产生第二补偿信号作为第二选择信号。
28．如权利要求26所述的注塑机，其特征在于，还包括：置于所述第一补偿器和所述第二开关之间的限幅器，用于限制第一补偿信号。
29．如权利要求26所述的注塑机，其特征在于，还包括：置于所述减法器和所述第二开关之间的补偿器，用于补偿第二减法结果信号。
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