CN201619232U - 肘杆式注塑机的快速开合模控制结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种由供油油箱、开合模液压油缸、主油管路和回油管路、伺服液压驱动装置、方向控制阀和带反馈的比例流量阀构成的一种肘杆式注塑机的快速开合模控制结构，本实用新型具有速度快、精度高、效率高、低能耗的等优点，实现精密控制肘杆式注塑机高速开合模运动的快速开合模的技术效果。

Description

肘杆式注塑机的快速开合模控制结构

技术领域

本实用新型涉及一种使用伺服液压驱动装置及相关油路控制注塑机开合模应用，特别是应用于使用肘杆式锁模结构的注塑机进行高速精密开合模的快速开合模控制结构。

背景技术

肘杆式合模结构注塑机传统的开合模技术为普通电机带动液压泵(定量泵或变量泵)输出压力和流量，通过方向控制阀切换压力油方向来开合模。此过程中根据开合模参数的变化，压力油的压力和流量不断调整，多余的压力和流量通常会通过溢流阀流掉，此过程不可避免的造成能量损耗；同时，由于快速开合模运动过程中液压油和模板高速运动刚性冲击大，开模停止位置常常会有一定的偏差，开合模精度得不到保证，许多使用机械手的注塑机通常要加机械的开模定位来保证开模精度，无形之中增加了使用成本，整机能耗和使用成本的增加与国家提倡的节能降耗理念不相适应。因此，如何解决上述问题，成为亟待解决的问题。

随着伺服驱动技术在我国的快速发展，其节能降耗的特性已为人们所共知，伺服电机在使用过程中，与相通功率普通电机相比，能节约电能约30％以上。为了降低注塑机开合模过程中的能耗，减少机器的使用成本，在不使用开合模机械定位的同时提高快速开合模过程中动模板运行的位置重复精度，在传统的开合模油路技术基础上研究开发了用伺服液压驱动装置快速开合模技术，该技术的特点是能耗低，运行和停止阶段模板和液压油的刚性冲击小，快速开合模模板位置重复精度高。利用伺服液压驱动装置和带反馈的比例流量阀、普通的方向控制阀组成的控制油路，在模板快速运动的过程中精确的控制开合模位置，最大限度的减少了机器运行中能耗的损耗。

实用新型内容

本实用新型要解决技术问题是提供一种精密控制肘杆式注塑机高速开合模运动的快速开合模控制结构，是具有速度快、精度高、效率高、低能耗的肘杆式注塑机的快速开合模控制结构。

为解决上述技术问题，本实用新型为达到精密控制注塑机高速开合模运动的目的，本实用新型的肘杆式注塑机的快速开合模控制结构，该控制结构由供油油箱、开合模液压油缸、主油管路和回油管路、伺服液压驱动装置、方向控制阀和带反馈的比例流量阀构成，所述开合模液压油缸由锁模活塞、锁模活塞杆、位于锁模活塞杆侧的有杆腔和另一侧的无杆腔构成，锁模活塞杆的输出端连动肘杆式开合模结构，主油管路连接供油油箱和无杆腔，回油管路连接供油油箱和有杆腔，伺服液压驱动装置设置在主油管路中，比例流量阀设置在回油管路中，方向控制阀设置在主油管路和回油管路之间控制油路方向切换。

上述的肘杆式注塑机的快速开合模控制结构，所述伺服液压驱动装置包括伺服电机和油泵，伺服电机伺服控制的油泵。

上述的肘杆式注塑机的快速开合模控制结构，所述伺服液压驱动装置和比例流量阀位于主油管路和回油管路中的相对位置，所述方向控制阀设置在伺服液压驱动装置和比例流量阀与开合模液压油缸之间。

本实用新型由于采用上述技术方案，所提供一种综合利用伺服液压驱动装置、普通方向控制阀、带反馈的比例流量阀组成的伺服液压驱动装置快速开合模结构，这种高精密快速开合模技术适合于高速精密肘杆式注塑机开合模结构，消除一般注塑机高速运动过程中模板运动冲击大、模板位置重复精度低的特点，能完全利用液压油控制做到高速开合模运动过程中模板运行平稳，开模停止位置重复精度高，可以直接应用到机械手生产操作中，取代传统的开合模机械定位结构，而且，通过对伺服液压驱动装置控制，合理调整开合模运行中实际的压力流量值，使得模板在运行过程中的耗电量大幅度降低，大大节约生产过程中的使用成本。

本实用新型由于采用上述技术方案，针对传统肘杆式注塑机快速开合模过程中存在的问题，所要解决的技术难题是克服传统快速开合模过程中能耗大，控制精度低的缺点，实用新型一种综合利用伺服液压驱动装置和普通方向控制阀，带反馈的比例流量阀等系统资源，高效精确的控制注塑机的快速开合模，利用伺服液压驱动装置输出液压油压力流量全闭环的性能及伺服液压驱动装置液压油速度追踪压力的特性(即当压力没有到达设定值时，伺服电机的速度快速提高到最大值并保持运行，直到达到设定的压力值为止)，合理调高伺服液压驱动装置压力值的设定，使开合模过程中保持高速低压运行，降低系统能耗；利用普通的方向控制阀切换开合模的液压油控制开合模；利用带反馈的比例流量阀控制锁模系统回油，合理的调节回油量的大小控制动模板的运动，减少高速运动过程中模板和液压油的刚性运动对整机的冲击，使开合模运行平稳，动模板停止位置更加精确。

利用伺服液压驱动装置提供开合模所需的压力油进入开合模油缸，然后利用伺服液压驱动装置的性能，合理调高开合模压力的设定值，使得压力油的速度追踪压力，在开合模过程中保持大流量高速运行，同时，在合模停止阶段和开模终止阶段合理调整带反馈的比例流量阀控制回油量大小，提供低压回油阻力阻止动模板运动，减少模板在高速运行的过程中对机器的刚性冲击，使开合模运行平稳，开合模停止位置精度高，同时，因为伺服电机油压系统直接提供的液压油流量大，压力小，开合模运行过程消耗的功率小，在使用过程中，与相通功率普通电机的变量泵相比，能节约电能约25％。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

I.利用伺服液压驱动装置提供开合模运动的压力油，并且通过对伺服系统的控制合理调配开合模运动过程中液压油的压力值和流量值，保证模板高速运行的同时降低整机能耗；

II.利用带反馈的比例流量阀控制开合模运动过程中的回油，根据动模板运动的特点，合理控制运动中回油量的大小，在运动过程中适当增加回油阻力和低压，阻止动模板运动，减少模板和液压油高速运动过程中的刚性冲击；

III.开合模运动速度快速，运行周期短，电能损耗低，开合模运动中模板和液压油的刚性冲击小，开合模过程中动模板停止的位置(开模停止位置和锁模停止位置)重复精度高。

附图说明

下面将结合附图中的实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制。

图1本实用新型伺服驱动油压系统快速开合模技术的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种肘杆式注塑机的快速开合模控制结构，该控制结构由供油油箱1、开合模液压油缸2、主油管路3和回油管路4、伺服液压驱动装置5、方向控制阀6和带反馈的比例流量阀7构成，开合模液压油缸2由锁模活塞21、锁模活塞杆22、位于锁模活塞杆22侧的有杆腔2a和另一侧的无杆腔2b构成，锁模活塞杆22的输出端连动肘杆8开合模，主油管路3连接供油油箱1和无杆腔2b，回油管路4连接供油油箱1和有杆腔2a，伺服液压驱动装置5设置在主油管路3中，比例流量阀7设置在回油管路4中，方向控制阀6设置在主油管路3和回油管路4之间控制油路方向切换。

伺服液压驱动装置5包括伺服电机51和油泵52，伺服电机51伺服控制的油泵52。

伺服液压驱动装置5和比例流量阀7位于主油管路3和回油管路4中的相对位置，方向控制阀6设置在伺服液压驱动装置5和比例流量阀7与开合模液压油缸2之间。

本技术实用新型的肘杆式合模结构的注塑机快速开合模方法，其具体过程步骤是：

①、合模运动，首先伺服液压驱动装置5提供合模所需的压力油，通过方向控制阀6进入开合模液压油缸2的无杆腔2b，开合模液压油缸2的锁模活塞21和锁模活塞杆22在压力油的推动下向开合模液压油缸2的前盖方向运动，有杆腔2a的回油经过方向控制阀6和带反馈的比例流量阀7流回供油油箱1；

②、同时，通过伺服液压驱动装置5的压力流量参数值80％～100％，在负载压力没有建立起来的情况下，适当调高压力设定值120bar～160bar，使伺服液压驱动装置5的流量追压力运行，在实际液压油低压30bar～50bar情况下保持最大流量运行，开合模液压油缸2的锁模活塞21在压力油推动下保持高速低压向开合模液压油缸2的前盖运动；

③、当开合模液压油缸2的锁模活塞21高速运行到开合模液压油缸2的前盖前面一小段时，比例流量阀7调整其回油开口大小，使得有杆腔2a的回油流速减小，形成回油低压约10bar～45bar，开合模液压油缸2的锁模活塞21在这一小段运动过程中受到一定的阻力，同时调整伺服液压驱动装置5，使压力油的压力值和流量值减小，压力20bar～50bar，流量10％～30％，使得活塞在贴近开合模液压油缸2前盖的一小段时间运行速度减缓，消除了模板高速运动过程中最后阶段的开合模液压油缸2的锁模活塞21对开合模液压油缸2前盖的刚性冲击；

④、当开合模液压油缸2的锁模活塞21贴住开合模液压油缸2前盖的时候，伺服液压驱动装置5提供的压力油遇到阻力，高压合模的瞬间压力建立，伺服液压驱动装置5和比例流量阀7和方向控制阀6关闭，合模过程停止；

⑤、同理，在开模过程中，伺服液压驱动装置5提供开合模所需的压力油，通过方向控制阀6进入开合模液压油缸2的有杆腔2a，开合模液压油缸2的锁模活塞21和锁模活塞杆22在压力油的推动下向开合模液压油缸2后盖的方向运动，无杆腔2b的回油经过方向控制阀6和带反馈的比例流量阀7流回供油油箱1；

⑥、同样的，通过伺服液压驱动装置5的压力流量参数值，在负载压力没有建立起来的情况下，适当调高压力设定值120bar～160bar，使伺服电机的流量追踪压力，在实际低压30bar～50bar情况下保持最大流量80％～100％运行，开合模液压油缸(2)的活塞6在压力油推动下保持高速低压向开合模液压油缸(2)的后盖运动；

⑦、当开合模液压油缸(2)的锁模活塞(21)高速运行到开模停止位置前一小段距离时，带反馈的比例流量阀(7)合理调整其回油开口大小25％～45％，使得无杆腔2b的回油流速减小到25％～45％，在开合模液压油缸(2)的锁模活塞(21)运动过程中形成一定的回油阻力(低压)约10bar～45bar，同时调整伺服液压驱动装置(5)，使输出压力油的压力值和流量值减小，压力20bar～50bar，流量10％～30％，使得活塞在开模停止前一小段时间运行速度减缓，运行平稳，减小了模板运动最后阶段的锁模活塞(21)高速运动的刚性冲击；

⑧、锁模活塞平稳当到达开模位置时，伺服液压驱动装置5和比例流量阀7和方向控制阀6关闭，开模停止；

⑨、重复①→⑧运动，往复开合模；

本实用新型的伺服液压驱动装置5快速开合模技术，是利用伺服液压驱动装置5提供液压油精确的压力值和流量值，通过合理调整液压油的压力设定值，在实际低压力值情况下，使液压油运行的流量达到最大值运行，然后液压油通过方向控制阀6进入开合模液压油缸2的无杆腔2b，推动开合模液压油缸2的锁模活塞21和锁模活塞杆22向开合模液压油缸2的有杆腔2a运动，此时开合模液压油缸2有杆腔2a的油通过方向控制阀6和带反馈的比例流量阀7流回供油油箱1，当锁模活塞21到达开合模液压油缸2前盖前面一小段时，比例流量阀7通过控制开合模液压油缸2有杆腔2a回油量的变小形成回油低压，反向阻碍锁模活塞21的运动，同时调整伺服液压驱动装置5，使输出压力油的压力值和流量值减小，直到锁模活塞21贴紧开合模液压油缸2前盖，高压建立，合模运动结束；

同理，开模时，经过伺服液压驱动装置5调整的高速低压液压油通过方向控制阀6进入开合模液压油缸2的有杆腔2a，推动油缸锁模活塞21和锁模活塞杆22向开合模液压油缸2后盖方向的无杆腔2b运动，此时开合模液压油缸2无杆腔2b的油通过方向控制阀6流经带反馈的比例流量阀7流回供油油箱1，当开合模液压油缸2锁模活塞21运动到达无杆腔2b适当位置的时候，比例流量阀7通过控制开合模液压油缸2无杆腔2b回油量的变小形成回油低压，阻碍油缸锁模活塞21向开合模液压油缸2后盖方向的运动，同时调整伺服液压驱动装置5，使输出压力油的压力值和流量值减小，直到活塞平稳停止，开模结束。

设备方面，需要伺服液压驱动装置5，带反馈的比例流量阀，普通方向控制阀来实现伺服驱动液系统高精度快速开合模。伺服液压驱动装置5，带反馈的比例流量阀需要有标准配置的放大板实现其调节流量的功能。

综上所述，本实用新型已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本实用新型能达到其所预期之目的，实用性价值乃毋庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。

Claims (3)

1.一种肘杆式注塑机的快速开合模控制结构，其特征在于：该控制结构由供油油箱(1)、开合模液压油缸(2)、主油管路(3)和回油管路(4)、伺服液压驱动装置(5)、方向控制阀(6)和带反馈的比例流量阀(7)构成，所述开合模液压油缸(2)由锁模活塞(21)、锁模活塞杆(22)、位于锁模活塞杆(22)侧的有杆腔(2a)和另一侧的无杆腔(2b)构成，锁模活塞杆(22)的输出端连动肘杆(8)开合模，主油管路(3)连接供油油箱(1)和无杆腔(2b)，回油管路(4)连接供油油箱(1)和有杆腔(2a)，伺服液压驱动装置(5)设置在主油管路(3)中，比例流量阀(7)设置在回油管路(4)中，方向控制阀(6)设置在主油管路(3)和回油管路(4)之间控制油路方向切换。

2.根据权利要求1所述的肘杆式注塑机的快速开合模控制结构，其特征在于：所述伺服液压驱动装置(5)包括伺服电机(51)和油泵(52)，伺服电机(51)伺服控制的油泵(52)。

3.根据权利要求1所述的肘杆式注塑机的快速开合模控制结构，其特征在于：所述伺服液压驱动装置(5)和比例流量阀(7)位于主油管路(3)和回油管路(4)中的相对位置，所述方向控制阀(6)设置在伺服液压驱动装置(5)和比例流量阀(7)与开合模液压油缸(2)之间。

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