CN203449593U

CN203449593U - 一种型坯壁厚控制系统

Info

Publication number: CN203449593U
Application number: CN201320509404.4U
Authority: CN
Inventors: 孙凌财; 陈孝伟
Original assignee: NINGBO HONGXUN TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: NINGBO HONGXUN TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2023-08-20

Abstract

本实用新型提供了一种型坯壁厚控制系统，包括方向阀和伺服动力装置，方向阀用于在壁厚控制器的控制下控制油缸的活塞的移动方向，伺服动力装置用于在壁厚控制器的控制下控制油缸的活塞的移动距离，并为油缸的活塞的移动提供动力。由于方向阀与伺服动力装置的成本低于现有技术中比例伺服阀和动力装置的成本，因此本实用新型所提供的型坯壁厚控制系统实现了在降低系统成本的前提下，对型坯壁厚的精确控制。另外，本实施中的伺服动力装置只有在接收到壁厚控制器的指令时才会运转，在未接收到指令时会停止工作，从而降低了系统的能耗。并且由于本实施中的伺服动力装置相对于现有技术中的动力装置工作时间减少，从而产生的噪音较小、装置的磨损降低。

Description

一种型坯壁厚控制系统

技术领域

本实用新型涉及中空吹塑成型技术领域，更具体地说，涉及一种型坯壁厚控制系统。

背景技术

塑料容器在日常生活中随处可见，其成型的方法有多种，通常有中空吹塑成型、注射成型、滚塑成型、压缩成型、热挤冷压成型等。其中，中空吹塑成型具有整体性强、综合性能好、附加值高、成本低、适应性广、成型周期短等诸多优点，是目前使用最广泛、产量最大的成型方法之一。

中空吹塑成型技术是通过气压使塑化的型坯紧贴模具内壁成型的。其中，型坯的生产方式为挤出式，即将加热塑化的塑料熔体从各种形状的芯轴缝隙中挤出，形成各种形状的筒状型坯，挤出的型坯靠自重垂直悬挂。

为了保证中空容器制品具有足够的强度，其壁厚需满足最小壁厚的要求。在早期的中空吹塑机中，由于缺少型坯壁厚控制系统，为使中空容器制品最薄处达到最小壁厚的要求，制品的其它部位就要相应加厚，使制品过重，造成原材料不必要的浪费，增加了生产成本。为了节省生产成本、提高中空制品的产品质量，需要在生产过程中对型胚壁厚进行控制。

目前控制型坯壁厚所普遍采用的型坯壁厚控制系统的结构如图1所示，该系统主要包括：壁厚控制器101、伺服比例阀102、电子尺103、动力装置104、油缸105和芯轴106。其中，壁厚控制器101的一端与伺服比例阀102相连，另一端与电子尺103相连，用于通过伺服比例阀102控制油缸105的活塞运动的方向和距离，并通过电子尺103对油缸105的活塞的位置进行实时监测；伺服比例阀102的一端与油缸105相连，用于在壁厚控制器101的控制下控制活塞移动的方向和距离；电子尺103的一端与油缸相连，用于在壁厚控制器101的控制下实时测量活塞位置，以确保系统按要求工作；动力装置104与油缸相连，用于为油缸105的活塞的移动提供动力；油缸105的一端与芯轴106相连，用于在壁厚控制器101的控制下进行活塞运动，并带动与其相连的芯轴106运动，使芯轴106的缝隙产生变化。

但是，上述型坯壁厚控制系统中伺服比例阀104的价格十分昂贵，造成系统整体的成本很高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种型坯壁厚控制系统，以在降低系统成本的前提下，实现对型坯壁厚的精确控制。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种型坯壁厚控制系统，包括：壁厚控制器、电子尺、油缸和芯轴，其特征在于，还包括：方向阀和伺服动力装置；其中，所述方向阀的一端与所述壁厚控制器相连，另一端与所述油缸相连，用于在所述壁厚控制器的控制下控制所述油缸的活塞的移动方向；所述伺服动力装置的一端与所述壁厚控制器相连，另一端与所述油缸相连，用于在所述壁厚控制器的控制下控制所述油缸的活塞的移动距离，并为所述油缸的活塞的移动提供动力。

优选的，所述伺服动力装置包括：伺服驱动器、伺服电机和泵；其中，所述伺服驱动器的一端与所述壁厚控制器相连，另一端与所述伺服电机相连，用于在所述壁厚控制器的控制下驱动所述伺服电机运转；所述伺服电机的一端与所述泵相连，用于在所述伺服驱动器的驱动下使所述泵运转；所述泵的一端与所述油缸相连，用于在所述伺服电机的驱动下推动所述油缸的活塞移动。

优选的，所述泵为齿轮泵、柱塞泵或螺杆泵。

与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案至少具有以下优点：

本实用新型所提供的型坯壁厚控制系统及控制方法，采用方向阀与伺服动力装置替换现有技术型坯壁厚控制系统中的比例伺服阀和动力装置，使方向阀控制油缸活塞移动的方向，伺服动力装置控制活塞移动的距离，并为活塞的移动提供动力，实现了现有技术中比例伺服阀和动力装置在系统中所起的作用。由于方向阀与伺服动力装置的成本低于现有技术中比例伺服阀和动力装置的成本，因此本实用新型所提供的型坯壁厚控制系统及控制方法实现了在降低系统成本的前提下，对型坯壁厚的精确控制。

另外，现有技术型坯壁厚控制系统中的动力装置通常是一直运转的，即在系统不需要为油缸提供动力时也会运转，造成了能源的浪费。本实施所提供的型坯壁厚控制系统中的伺服动力装置只有在接收到壁厚控制器的指令时才会运转，在未接收到指令时会停止工作，从而降低了系统的能耗。并且由于本实施中的伺服动力装置相对于现有技术中的动力装置工作时间减少，从而产生的噪音较小、装置的磨损降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中型坯壁厚控制系统的结构示意图；

图2为现有技术中型坯壁厚控制系统的动力装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一所提供的型坯壁厚控制系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二所提供的型坯壁厚控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例一

本实施例提供了一种型坯壁厚控制系统，如图3所示，该系统包括：壁厚控制器301、电子尺302、油缸303和芯轴304，除上述装置外，该系统还包括：方向阀305和伺服动力装置306；

其中，所述方向阀305的一端与所述壁厚控制器301相连，另一端与所述油缸303相连，用于在所述壁厚控制器301的控制下控制所述油缸303的活塞的移动方向；

所述伺服动力装置306的一端与所述壁厚控制器301相连，另一端与所述油缸303相连，用于在所述壁厚控制器301的控制下控制所述油缸303的活塞的移动距离，并为所述油缸303的活塞的移动提供动力。

壁厚控制器301通过方向阀305和伺服动力装置306实现对油缸303的活塞移动方向和移动距离的控制，进而实现了与活塞相连的芯轴304的缝隙发生变化，使不同时刻从缝隙中挤出的塑料熔体的量不同，从而控制所挤出的型坯不同部位的厚度符合要求。

本实施中，避免使用造价高的伺服比例阀，利用方向阀305和伺服动力装置306取代伺服比例阀，通过壁厚控制器对二者的控制作用，使方向阀305能够对油缸303的活塞移动的方向进行控制，使伺服动力装置306在为活塞的移动提供动力的基础上，能够对活塞移动的距离进行控制。方向阀305和伺服动力装置306的成本都不是很高。

而现有技术中的型坯壁厚控制系统是利用伺服比例阀实现对油缸活塞位置的移动方向和移动距离的有效控制的。由于芯轴位置精度是决定型坯壁厚控制效果的关键，所以要求伺服比例阀的位置精度高、响应频率快、运动平稳，造成伺服比例阀的造价较高，仅仅伺服比例阀一项的成本就已经远远超出了本实施例中方向阀和伺服动力装置的成本之和，再加上为活塞移动提供动力的动力装置的成本，现有技术中实现为活塞移动提供动力并控制活塞移动的方向和距离的装置的成本已经远远大于本实施例。

举例来说，根据实际情况为本实施例中的型坯壁厚控制系统选择合适型号的方向阀305，并选择合适型号的装置组成伺服动力装置306，方向阀305的成本可以约为人民币伺服动力装置306的成本可以约为人民币

因此，本实施例实现为活塞移动提供动力并控制活塞移动的方向和距离功能的装置的成本约为人民币

而现有技术的型坯壁厚控制系统，其伺服比例阀单价通常在人民币

左右。

因此，本实施例所提供的型坯壁厚控制系统在成本更低的前提下实现了对活塞位置的精确控制。

需要说明的是，虽然同一装置不同型号对应的价格可能存在一些出入，但是在本实用新型的核心思想的基础之上，这并不影响本实施例所提供的系统成本更低的有益效果。

并且，以上本实施例所提供的系统与现有技术具体价格上的对比，仅仅是为了更形象的突出本实施例所提供的型坯壁厚控制系统的成本更低，在本实用新型的核心思想的基础之上，以上所列举的具体价格并不能对对应装置的型号构成限定。

另外，现有技术型坯壁厚控制系统中的动力装置通常采用感应电机，因此是一直运转的，即在系统不需要为油缸提供动力时也会运转，造成了能源的浪费。本实施所提供的型坯壁厚控制系统中的伺服动力装置306只有在接收到壁厚控制器301的指令时才会运转，在未接收到指令时会停止工作，从而降低了系统的能耗。且由于本实施中的伺服动力装置306只有在系统需要时才会工作，因此相对于现有技术中的动力装置，本实施中伺服动力装置306工作时间减少，从而产生的噪音较小、装置器件的磨损降低。

实施例二

基于实施例一，本实施例具体提供了一种型坯壁厚控制系统，如图4所示，该系统包括：壁厚控制器401、电子尺402、油缸403、芯轴404、方向阀405和伺服动力装置406。

其中，所述伺服动力装置406优选的可以包括：伺服驱动器4061、伺服电机4062和泵4063。所述伺服驱动器4061的一端与所述壁厚控制器401相连，另一端与所述伺服电机4062相连，用于根据所述壁厚控制器401的指令驱动所述伺服电机4062运转；所述伺服电机4062的一端与所述泵4063相连，用于在所述伺服驱动器4061的驱动下使所述泵4063运转；所述泵4063的一端与所述油缸403相连，用于在所述伺服电机4062的驱动下推动所述油缸403的活塞移动。

本实施例中，按照机械参数人工编辑完成型坯壁厚变化曲线，所述壁厚控制器401会根据电子尺反馈的活塞位置实际值与型坯壁厚变化曲线控制油缸403的活塞的位置。

具体的，当所述型坯壁厚控制系统处于工作状态时，壁厚控制器401读取所述型坯壁厚变化曲线，得到某个时刻对应的型坯壁厚值，然后将该型坯壁厚值进行分析运算，转换成该时刻对应的活塞位置设定值，将所得到的活塞位置设定值转换为相应的电压或电流信号，并将该电压或电流的模拟信号发送给方向阀405，同时将该电压或电流的模拟信号转换为数字信号发送给伺服动力装置406的伺服驱动器4061。

在此过程中，壁厚控制器401控制电子尺402对活塞位置进行测量，得到电子尺402反馈来的活塞位置实际值，然后将该活塞位置实际值与对应时刻的活塞位置设定值进行比较，判断是否需要对该时刻的活塞位置调整，若需要，则发送相应的指令给方向阀405和/或伺服驱动器4061，若不需要，则控制活塞移动到下一时刻所对应的设定位置。

所述方向阀405在所述壁厚控制器401的控制下控制所述油缸403的活塞移动的方向。具体的，方向阀405接收到壁厚控制器401所发送的指令后，获得由活塞位置设定值所转换成的电压或电流模拟信号，若各个活塞位置设定值间的电压或电流值变化趋势不一致（比如：a～b时间，电压或电流增大，即V_a<V_b，但b～c时刻，电压或电流减小，即V_b>V_c），则方向阀405接通，控制油缸403的活塞向与当前移动方向相反的方向移动；若各个活塞位置设定值间的电压或电流值变化趋势一致（比如：a～b时间，电压或电流增大，b～c时刻，电压或电流也增大，即V_a<V_b<V_c），则方向阀405控制油缸403的活塞继续沿当前移动方向移动。

所述伺服动力装置406在所述壁厚控制器401的控制下控制所述油缸403的活塞移动的距离，并为所述油缸403的活塞的移动提供动力。具体的，伺服驱动器4061接收到壁厚控制器401所发送的指令后，获得由活塞位置设定值所转换成的电压或电流数字信号，将该电压或电流数字信号进行一系列的处理后发送给伺服电机4062，以驱动伺服电机4062运转。伺服电机4062将接收到的、经伺服驱动器4061处理后的电压或电流数字信号转换为转矩和转速，并输出给泵4063，以驱动泵4063运转。泵4063在伺服电机4062所输出的指定的转矩和转速的驱动下工作，推动油缸403的活塞进行对应距离的移动。

通过上述方向阀405和伺服动力装置406的具体工作过程的描述可知，本实施例所提供的型坯壁厚控制系统利用方向阀405实现对活塞移动方向的控制，利用伺服动力装置406实现对活塞移动距离的控制和为活塞的移动提供动力的作用，二者的成本较低。例如，方向阀405（成本约为：人民币

）和伺服动力装置406（伺服驱动器4061的成本约为：人民币

伺服电机4062的成本约为：人民币

泵4063的成本约为：人民币

）的成本约为人民币

现有技术中的型坯壁厚控制系统利用伺服比例阀控制活塞移动的方向和距离，利用动力装置为活塞的移动提供动力，成本较高。例如伺服比例阀（成本约为：人民币

）与动力装置（成本约为：人民币）的成本约为人民币

相比之下，在实现相同作用的前提下，本实施例所提供的型坯壁厚控制系统成本更低。

需要说明的是，所述伺服驱动器4061主要应用于高精度的定位系统，是用来控制伺服电机4062的一种控制器。伺服驱动器4061一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机4062进行控制，实现高精度的传动系统定位。所述伺服驱动器4061主要包括：整流部、逆变部、控制部和电流演变部，其中，所述整流部包括整流电路，用于对输入的三相电或者市电进行整流，以得到相应的直流电；所述逆变部包括逆变器，用于将经过整流的三相电或市电变频，以驱动伺服电机4062。

另外，如图2所示，现有技术中的动力装置通常是由感应电机201和叶片泵202相连组成，感应电机201在整个产品生产过程中会持续运转，并不会随着生产过程某一动作的停止而运转（如：在一个型坯挤出后需要进行冷却时，整个壁厚控制系统不需要工作），造成能源的浪费。本实施例所提供的系统中的伺服动力装置406仅在壁厚控制器401的控制下工作，在系统不需要给油缸403提供动力时，会停止工作，从而避免了能源不必要的浪费，相对于现有技术来说耗能更低。

并且，由于本实施例中的伺服动力装置406由伺服驱动器4061、伺服电机4062和泵4063组成，伺服驱动器4061和伺服电机4062的配合使用使系统仅在需要时才工作，相对于现有技术的动力装置，运行时间减少，从而降低了型坯壁厚控制系统工作中产生的噪音。

且现有技术中型坯壁厚控制系统的动力装置通常采用叶片泵，叶片泵的内泄较大，造成系统的噪音较大，本实施例中伺服动力装置406的泵优选可为内泄小于叶片泵的泵，从而进一步降低了本实施例中所提供型坯壁厚控制系统工作时的噪音。所述内泄小于叶片泵的泵优选的可为齿轮泵、柱塞泵或螺杆泵。

本实施例中伺服动力装置406的工作时间较现有技术中的减少，从而系统中相关装置内部和相关装置之间的磨损降低，从这一方面来讲，本实施例所提供的型坯壁厚控制系统的使用寿命较现有技术中的有所增长。

由于方向阀405和伺服动力装置406控制油缸403的活塞移动的方向和距离可能存在一定的误差，因此壁厚控制器401会控制电子尺402对活塞的位置进行实时测量，并根据测量得到的活塞位置实际值与型坯壁厚变化曲线对活塞的位置进行调整。

具体的，壁厚控制器401向电子尺402发送测量活塞实际值的指令，电子尺402接收到所述测量活塞实际值的指令，在所述测量活塞实际值的指令控制下，对活塞的位置进行测量，得到活塞位置实际值，并将所述活塞位置实际值反馈给壁厚控制器401。壁厚控制器401读取型坯壁厚变化曲线，得到该时刻对应的型坯壁厚值，然后将该型坯壁厚值转换为对应时刻所对应的活塞位置设定值，并比较活塞位置设定值与电子尺402反馈的活塞位置实际值，得到二者的差值。之后壁厚控制器401对所得到的差值进行分析，若该差值在预设范围之内，则不对活塞的位置进行调整，若该差值在预设范围之外，则壁厚控制器401会根据该差值同时向方向阀405和伺服动力装置406发出相应的指令，以对活塞的位置进行调整，直至活塞位置实际值与活塞位置设定值的差值在预设范围之内。

需要说明的是，所述对活塞的位置进行调整包括对活塞移动方向的调整。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种型坯壁厚控制系统，包括：壁厚控制器、电子尺、油缸和芯轴，其特征在于，还包括：方向阀和伺服动力装置；

其中，所述方向阀的一端与所述壁厚控制器相连，另一端与所述油缸相连，用于在所述壁厚控制器的控制下控制所述油缸的活塞的移动方向；

所述伺服动力装置的一端与所述壁厚控制器相连，另一端与所述油缸相连，用于在所述壁厚控制器的控制下控制所述油缸的活塞的移动距离，并为所述油缸的活塞的移动提供动力。

2.根据权利要求1所述的型坯壁厚控制系统，其特征在于，所述伺服动力装置包括：伺服驱动器、伺服电机和泵；

其中，所述伺服驱动器的一端与所述壁厚控制器相连，另一端与所述伺服电机相连，用于在所述壁厚控制器的控制下驱动所述伺服电机运转；

所述伺服电机的一端与所述泵相连，用于在所述伺服驱动器的驱动下使所述泵运转；

所述泵的一端与所述油缸相连，用于在所述伺服电机的驱动下推动所述油缸的活塞移动。

3.根据权利要求2所述的型坯壁厚控制系统，其特征在于，所述泵为齿轮泵、柱塞泵或螺杆泵。