CN209937667U - 一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种塑料挤吹壁厚控制装置，具体是一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，包括机架，所述机架的底部安装固定有多个用于挤出吹瓶模具的挤出模头，挤出模头内配合设置有挤出模头芯棒，机架的顶部安装有伺服电机和曲柄连杆机械装置，伺服电机通过曲柄连杆机械装置与芯棒动模板连接并驱动芯棒动模板上下移动，挤出模头芯棒的上端与芯棒动模板连接固定。本实用新型结构简单，控制装置精度高，节能环保，通过曲柄连杆机械装置和伺服电机的运动相结合，实现在短行程、重负载的运动要求下整体结构的稳定可靠，使用寿命大大提高；同时通过伺服驱动的数字凸轮曲线控制，显著改善制品的壁厚精度，并提高生产效率。

Description

一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置

技术领域

本实用新型涉及一种塑料挤吹壁厚控制装置，具体是一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置。

背景技术

中空塑料制品采用吹塑的方法制作，因为制品强度要求规定了最小壁厚，为了节省材料，需要在制品最大和最小位置均要满足最小壁厚要求，同时需要避免材料的浪费。因而常用配置壁厚控制的吹瓶机，常见为通过比例电液阀来控制壁厚控制油缸，油缸活塞杆连接在吹瓶机挤吹模具头，油缸实现定位挤出模具头的开口量来实现控制制品的壁厚控制。另外一种是通过丝杆传动装置替代油缸，用伺服电机控制丝杆位置来实现控制制品的壁厚。

通过电液比例控制，由于在一些食品及医药行业，需要避免液压油污染制品的潜在风险，因而需要采用电控方式来替代液压系统。但是，丝杆结构的传动装置的壁厚控制过程中，挤吹控制的运动行程短，受力大，丝杆螺母传动副润滑不足，导致丝杆机构在这种运动条件下运行寿命大大降低，或者丝杆精度大大降低，最终影响壁厚控制效果和用户的长期使用。

因此，针对以上现状，迫切需要开发一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，以克服当前实际应用中的不足。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，包括机架和伺服驱动控制器，所述机架的底部安装固定有多个用于挤出吹瓶模具的挤出模头，挤出模头内配合设置有挤出模头芯棒，所述机架的顶部安装有伺服电机和曲柄连杆机械装置，所述伺服驱动控制器与伺服电机电性连接，伺服电机通过曲柄连杆机械装置与芯棒动模板连接并驱动芯棒动模板上下移动，所述挤出模头芯棒的上端与芯棒动模板连接固定。

作为本实用新型进一步的方案：所述机架包括下安装板、上安装板、芯棒导向板和支撑柱，所述下安装板和上安装板之间的四角通过螺栓安装固定有四根支撑柱，下安装板和上安装板之间还设置有芯棒导向板，芯棒导向板从四根支撑柱穿过，且芯棒导向板的上下两侧于支撑柱上还设置有固定螺母。

作为本实用新型进一步的方案：所述芯棒导向板与挤出模头芯棒配合滑动连接；所述挤出模头安装固定于下安装板上；所述芯棒动模板设置于芯棒导向板和上安装板之间，且所述芯棒动模板与四根支撑柱之间为配合滑动连接；所述曲柄连杆机械装置安装固定于上安装板上。

作为本实用新型进一步的方案：所述曲柄连杆机械装置包括曲柄连杆机构箱体，曲柄连杆机构箱体的内侧上部设置有曲柄偏心轴，所述伺服电机设置有一个或两个，伺服电机与曲柄偏心轴连接，所述曲柄偏心轴上转动连接有连杆，连杆的端部与滑柱连接，所述滑柱的下端与滑柱连杆连接，滑柱连杆的下端与芯棒动模板连接固定。

作为本实用新型进一步的方案：当所述伺服电机为一个时，伺服电机安装固定于曲柄连杆机构箱体的外侧，且所述曲柄偏心轴的电机侧端伸出同时作为伺服电机的转子轴，或伺服电机的输出轴通过联轴器与曲柄偏心轴连接。

作为本实用新型进一步的方案：当所述伺服电机为两个时，两个伺服电机分别安装固定于曲柄连杆机构箱体的外部两侧，且所述曲柄偏心轴的两端分别伸入到两个伺服电机的转子内部作为电机转子轴，或伺服电机的输出轴通过两个联轴器与曲柄偏心轴连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述曲柄连杆机构箱体安装固定于机架的上安装板上；所述滑柱与机架的上安装板配合滑动连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述曲柄偏心轴与连杆之间通过精密轴承连接；连杆与滑柱之间通过销轴及精密轴承连接。

作为本实用新型进一步的方案：还包括用于将制品壁厚数字控制凸轮曲线转换为曲柄连杆机械装置的运动角度凸轮曲线，并通过数字接口将运算数据传输到伺服驱动控制器的数字曲柄连杆凸轮曲线转换软件系统。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果是：

该电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，通过曲柄连杆机械装置和伺服电机的运动相结合，具体达到以下技术效果：

1）实现在短行程、重负载的运动要求下整体结构的稳定可靠，使用寿命大大提高；

2）通过伺服驱动的数字凸轮曲线控制，实现壁厚高精度控制，显著改善制品的质量；

3）该装置结构简单，易于安装维护；

4）节能环保，避免了液压污染和节流损失；

5）传动效率高，精度高，噪音低。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的主视局部剖视示意图。

图3为本实用新型实施例中挤出模头部分的剖视示意图。

图中：1-支撑柱，2-芯棒导向板，3-伺服驱动控制器，4-伺服电机，5-曲柄连杆机构箱体，6-滑柱连杆，7-芯棒动模板，8-挤出模头芯棒，9-挤出模头，10-曲柄偏心轴，11-连杆，12-滑柱，13-下安装板，14-上安装板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1

请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，包括机架，所述机架的顶部安装有伺服电机4和曲柄连杆机械装置，所述伺服电机4通过曲柄连杆机械装置与芯棒动模板7连接并驱动芯棒动模板7上下移动；所述机架的底部安装固定有多个用于挤出吹瓶模具的挤出模头9，挤出模头9内配合设置有挤出模头芯棒8，挤出模头芯棒8的上端与芯棒动模板7连接固定，通过伺服电机4和曲柄连杆机械装置配合控制芯棒动模板7的位置，进而控制挤出模头芯棒8相对于挤出模头9的位置，实现壁厚控制。

进一步的，所述机架包括下安装板13、上安装板14、芯棒导向板2和支撑柱1，所述下安装板13和上安装板14之间的四角通过螺栓安装固定有四根支撑柱1，下安装板13和上安装板14之间还设置有芯棒导向板2，芯棒导向板2从四根支撑柱1穿过，且芯棒导向板2的上下两侧于支撑柱1上还设置有固定螺母，以实现对芯棒导向板2的固定。

所述芯棒导向板2与挤出模头芯棒8配合滑动连接；所述挤出模头9安装固定于下安装板13上；所述芯棒动模板7设置于芯棒导向板2和上安装板14之间，且所述芯棒动模板7与四根支撑柱1之间为配合滑动连接；所述曲柄连杆机械装置安装固定于上安装板14上。

实施例2

请参阅图1和2，本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述曲柄连杆机械装置包括曲柄连杆机构箱体5，曲柄连杆机构箱体5安装固定于机架的上安装板14上，曲柄连杆机构箱体5的内侧上部设置有曲柄偏心轴10，所述伺服电机4可以设置一个或两个，当伺服电机4为一个时，伺服电机4安装固定于曲柄连杆机构箱体5的外侧，且所述曲柄偏心轴10的电机侧端伸出同时作为伺服电机4的转子轴，或伺服电机4的输出轴通过联轴器与曲柄偏心轴10连接；当伺服电机4为两个时，两个伺服电机4分别安装固定于曲柄连杆机构箱体5的外部两侧，且所述曲柄偏心轴10的两端分别伸入到两个伺服电机4的转子内部作为电机转子轴，或伺服电机4的输出轴通过两个联轴器与曲柄偏心轴10连接，两个伺服电机4在运行中采用主从控制模式，从伺服电机4处于高动态跟随模式，实时跟随主伺服电机4的运动曲线，使两个伺服电机4同时大力矩同步驱动和控制曲柄偏心轴10的旋转运动，保证对重载吹瓶机的壁厚控制需求。

进一步的，也可不采用内嵌式连接，即伺服电机4的输出轴通过联轴器与曲柄偏心轴10连接，通过联轴器将曲柄偏心轴10和伺服电机4连接在一起来控制壁厚的方法，也是一种实现方法，也是在本申请保护范围之列。

所述曲柄偏心轴10上转动连接有连杆11，连杆11相连接位置的轴偏心距离为壁厚控制要求的最大行程的1/2，连杆11的端部与滑柱12连接，且所述滑柱12与机架的上安装板14配合滑动连接，所述滑柱12的下端与滑柱连杆6连接，滑柱连杆6的下端与芯棒动模板7连接固定。

进一步的，所述曲柄偏心轴10与连杆11之间通过精密轴承连接；连杆11与滑柱12之间通过销轴及精密轴承连接；连杆11及曲柄偏心轴10固定在曲柄连杆机构箱体5内，曲柄连杆机构箱体5内预留轴承润滑油脂。

实施例3

请参阅图1，本实施例与实施例1和2的不同之处在于：

本实施例中，还包括数字曲柄连杆凸轮曲线转换软件系统以及用于对伺服电机4进行控制的伺服驱动控制器3，伺服驱动控制器3与伺服电机4电性连接，数字曲柄连杆凸轮曲线转换软件系统包括人机交互界面和数字转换曲柄连杆曲线软件，通过数字曲柄连杆凸轮曲线转换软件系统实现将制品壁厚数字控制凸轮曲线转换为曲柄连杆机械装置的运动角度凸轮曲线，通过数字接口（工业以太网）将运算数据传输到伺服驱动控制器3，由伺服驱动控制器3实现控制伺服电机4运动。

实现方式：

针对不同吹瓶机对壁厚控制行程和调节力的差异化要求，尤其是较大的重载壁厚调节器，本专利使用双伺服电机4分别置于壁厚控制单元的曲柄连杆机械装置的两侧，曲柄偏心轴10直接深入两侧伺服电机4的转子内部，将曲柄偏心轴10与两侧伺服电机4的转子相连，双伺服电机4在运行中采用主从控制模式，从伺服电机4处于高动态跟随模式，实时跟随主伺服电机4的运动曲线，使双伺服电机4同时大力矩同步驱动和控制曲柄偏心轴10的旋转运动，保证对重载吹瓶机的壁厚控制需求。

吹瓶机壁厚控制中滑柱12的上下运动，通过壁厚控制调节器设置，该壁厚控制的滑柱12位置曲线控制，被动态转换为伺服电机4根据该壁厚控制曲柄连杆机械装置的曲柄偏心轴10的旋转曲线运动，同时该运动曲线运算变换也集成于该曲柄连杆式壁厚控制单元的驱动控制系统单元中。

该电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，主要用于塑料挤出式吹瓶机的壁厚控制，可以根据不同的产品改变伺服电机4的定位角度，通过数字曲柄连杆凸轮曲线转换软件系统将制品需要的壁厚控制高度关系模型转换为曲柄连杆机构中曲柄偏心轴10定位的伺服电机4角度，通过该装置的控制提高了制品均匀性，同时提高产品质量和生产效率。

该装置结构简单，控制装置精度高，适合壁厚控制的大负载、长期微量行程的动态位置控制要求，通过高强度的曲柄连杆机械装置和伺服电机4的运动相结合，实现在短行程、重负载的运动要求下整体结构的使用寿命大大提高；通过数字曲柄连杆凸轮曲线转换软件系统将挤出模具头的开模开口量与伺服电机4的旋转位置进行动态高精度数字换算为伺服电机4的定位角度，实现壁厚控制。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，包括机架和伺服驱动控制器（3），所述机架的底部安装固定有多个用于挤出吹瓶模具的挤出模头（9），挤出模头（9）内配合设置有挤出模头芯棒（8），其特征在于，所述机架的顶部安装有伺服电机（4）和曲柄连杆机械装置，所述伺服驱动控制器（3）与伺服电机（4）电性连接，伺服电机（4）通过曲柄连杆机械装置与芯棒动模板（7）连接并驱动芯棒动模板（7）上下移动，所述挤出模头芯棒（8）的上端与芯棒动模板（7）连接固定。

2.根据权利要求1所述的电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，其特征在于，所述机架包括下安装板（13）、上安装板（14）、芯棒导向板（2）和支撑柱（1），所述下安装板（13）和上安装板（14）之间的四角通过螺栓安装固定有四根支撑柱（1），下安装板（13）和上安装板（14）之间还设置有芯棒导向板（2），芯棒导向板（2）从四根支撑柱（1）穿过，且芯棒导向板（2）的上下两侧于支撑柱（1）上还设置有固定螺母。

3.根据权利要求2所述的电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，其特征在于，所述芯棒导向板（2）与挤出模头芯棒（8）配合滑动连接；所述挤出模头（9）安装固定于下安装板（13）上；所述芯棒动模板（7）设置于芯棒导向板（2）和上安装板（14）之间，且所述芯棒动模板（7）与四根支撑柱（1）之间为配合滑动连接；所述曲柄连杆机械装置安装固定于上安装板（14）上。

4.根据权利要求1所述的电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，其特征在于，所述曲柄连杆机械装置包括曲柄连杆机构箱体（5），曲柄连杆机构箱体（5）的内侧上部设置有曲柄偏心轴（10），所述伺服电机（4）设置有一个或两个，伺服电机（4）与曲柄偏心轴（10）连接，所述曲柄偏心轴（10）上转动连接有连杆（11），连杆（11）的端部与滑柱（12）连接，所述滑柱（12）的下端与滑柱连杆（6）连接，滑柱连杆（6）的下端与芯棒动模板（7）连接固定。

5.根据权利要求4所述的电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，其特征在于，当所述伺服电机（4）为一个时，伺服电机（4）安装固定于曲柄连杆机构箱体（5）的外侧，且所述曲柄偏心轴（10）的电机侧端伸出同时作为伺服电机（4）的转子轴，或伺服电机（4）的输出轴通过联轴器与曲柄偏心轴（10）连接。

6.根据权利要求4所述的电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，其特征在于，当所述伺服电机（4）为两个时，两个伺服电机（4）分别安装固定于曲柄连杆机构箱体（5）的外部两侧，且所述曲柄偏心轴（10）的两端分别伸入到两个伺服电机（4）的转子内部作为电机转子轴，或伺服电机（4）的输出轴通过两个联轴器与曲柄偏心轴（10）连接。

7.根据权利要求4所述的电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，其特征在于，所述曲柄偏心轴（10）与连杆（11）之间通过精密轴承连接；连杆（11）与滑柱（12）之间通过销轴及精密轴承连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电机驱动曲柄连杆机构控制吹瓶机壁厚的集成装置，其特征在于，还包括用于将制品壁厚数字控制凸轮曲线转换为曲柄连杆机械装置的运动角度凸轮曲线，并通过数字接口将运算数据传输到伺服驱动控制器（3）的数字曲柄连杆凸轮曲线转换软件系统。

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