用于可产生较大夹紧力的电机驱动注模机的控制装置

摘要

由电机驱动的注模机的控制装置中包括一夹具装置,它包括一伺服马达和一滚珠丝杠机构,滚珠丝杠机构包括一螺杆和一螺母,用于将伺服马达的旋转运动转换成直线运动。控制装置包括一图形发生器,用于产生一组夹紧力的图形。夹紧装置根据该组图形产生一夹紧力并且被该组图形所确定的最大夹紧力大于由伺服马达在预定额定值内产生的夹紧力。

说明书

本发明涉及电机驱动注模机的夹具装置。尤其，本发明涉及具有由伺服马达驱动的肘杆机构，为实现夹紧过程而设的夹具装置的控制装置。

在注模机的一夹具装置中包括一伺服马达，一滚珠丝杠机构和一肘杆机构。伺服马达具有一预定的额定扭矩。滚珠丝杠机构具有一杆和一螺母以便将伺服马达的旋转运动转换成直线运动。伺服马达的旋转被传递给螺杆。与此响应，螺杆的旋转和螺母向前的移动，使肘杆机构实现夹紧。

树脂的模制一般包括许多过程，例如：树脂的配量、填充、保压和冷却。除了这些过程外，夹具装置还要完成夹紧过程。在该夹具装置中，伺服马达的扭矩应在夹紧过程中得到控制以便提供按预定图形分布的夹紧力。

夹紧过程所需的时间可根据要模制的产品而变化。例如：模制一透镜要花一个小时的时间。在这样的环境下，一常规的夹具装置根据模制产品所需的最大夹紧力来确定伺服马达的额定扭矩。这意味着用于夹具装置的伺服马达所能产生的最大夹紧力是在额定值之内。然而，在一般夹具装置中，这种最大夹紧力并不需要持续很长时间，除了以上描述的用于特殊目的的那些设计以外，换言之，最大夹紧力所需持续的时间只是整个夹紧过程的一小部分时间。

因此，本发明的目的是提供电动注模机的控制装置，在该装置中，由具有较小额定值的伺服马达驱动夹具装置获得超过额定值的夹紧力。

本发明适用于电动注模机的控制装置，它包括：一具有伺服马达和滚珠丝杠机构的夹具装置，其中滚珠丝杠机构包括一螺旋杆和一螺母，用于将伺服马达的旋转运动转换成直线运动。

根据本发明的一方面，控制装置包括一用于产生一组夹紧力分布图形的图形发生器。模具夹紧装置即根据该组图形而产生一夹紧力。被确定的该组图形中最大的夹紧力大于由在预定额定值之内伺服马达所产生的夹紧力。

图1表明本发明所采用夹具装置基本结构的视图。

图2表明适用于本发明夹具装置的控制装置结构的方框图。

图3表示由如图2所示的图形发生器所产生的一组图形实施例的视图。

图4表示准备在一存储器内根据图3所示的该组图形计算夹紧力得出表格的实施例的视图。

参阅图1，描述了适用于本发明的电动注模机的夹具装置。在图1中，夹具装置10包括一固定台板11，四个杆件12，一个可动台板13，两个臂14，一肘支撑件15，一个伺服马达16，一个螺杆17，一个十字结联轴节18，一第一肘节杆19-1，和一第二肘节杆19-2。在图1中只能看到两个杆件12。肘杆机构是由两个臂14，肘支撑件15，十字结联轴节18，和第一和第二肘节杆19-1和19-2构成。同时，固定的和可动的台板11和13被分别固定有固定的和可移动模具，以使它们彼此相对。它们在图2中未做表示。固定的台板11被牢牢地固定在底版20上。可移动台板13在四个杆件12上的滑动取决于两臂14的位置。

伺服马达16的旋转被传递给螺杆17。螺母21与螺杆17螺纹啮合。螺杆17的旋转导致螺母21向前的移动，使肘杆机构完成夹紧操作。

参照图2，它描述了用于本发明最佳实施例夹紧装置的控制装置。控制装置包括一图形发生器31，与一组夹紧力F0相应，图形发生器31产生如图3所示该组夹紧力F0的一组图形Pr。由注模机的主要控制单元(未示)提供一组夹紧力F0。图形发生器31根据一组图形Pr的指令值产生指令信号。控制装置还包括用于读出由夹紧装置产生的夹紧力的传感器32。减法器33计算由图形发生器31供给的指令信号和由传感器32获得的读出夹紧力信号之间的差值。然后，减法器33向放大器34供给计算出的指示差值的差值信号。放大器34具有包括PID补偿的功能。放大器34放大计算出的差值信号，并且产生表示伺服马达16扭矩值的扭矩指令信号。马达驱动器35根据放大器34提供的扭矩指令值驱动伺服马达16。

适用于本发明的夹具装置与如图1所示的为同一类型。然而，本发明可以采用带有伺服马达的产生最大夹紧力的常规夹紧装置。例如，50吨的夹紧装置都能提供大于50吨的最大夹紧力，其原因将在下面进行描述。

正如图3所示，一般在注塑过程开始后经过某一时间再施加夹紧力，并且快速增加该夹紧力。然后，夹紧力达到一高峰，当由注塑过程切换到保压过程后立刻设定夹紧力F0。而从此时起夹紧力即逐渐减少。在最大夹紧力持续的时间间隔Tp内即构成整个夹紧过程中最重要的一小部分时间。

假定夹具装置10的伺服马达16的最大夹紧力的额定值是50吨。采用该伺服马达16的夹具装置10以产生大约70吨的最大夹紧力是没有问题的，而此时最大夹紧力持续的时间间隔Tp仅仅构成如图3所示整个夹紧过程中重要的却是较小的部分时间。

基于此，本发明就可能在带有具有较小额定值伺服马达的夹具装置中提供超过该额定值的最大夹紧力。

图形发生器具有一存储器(未示)。存储器储存如图3中所示的该组图形Pr并以表格的形式如图4所示。在图4中，符号x表示表中的序号0，…，k，…，和n。每个序号表示在注射塑料过程开始后，流逝的时间。k和n都是自然数，一般在100到1000之间。换言之，当n等于1000，并且由注射过程开始到夹紧过程结束且夹紧力变为0的时间间隔为Tw秒时，则每一个表中的序号即代表的时间就是Tw/1000秒。符号y是一个其数值在0和1之间的分布值。假定设定夹紧力F0为一参考值1以代表最大的夹紧力，则可将夹紧力相应于每个表中序号而换算成分布值。

假定注塑全过程的时间是Ti且由注塑过程开始流逝的时间为t。表中序号x可通过所给出公式：x＝K^*t/Ti找到图4表中各序号上的分布值y，其中k是当t＝Ti时表的序号数字。由上述公式得到的表的序号数字x可以是具有一位小数的值。在此情况下，小数部分应用内插法求得。通过以下给定的公式：

Fr＝{ly(x)-y(x-1)}^*(x-x)+y(x-1)}^* F0，可以获得由注塑开始任一点的设定夹紧力Fr。其中是把x中的小于1的小数部分舍去后的值。

图形发生器31一个接一个地从存储器中读出由该组图形所限定的夹紧力。图形发生器31产生读出的夹紧力做为指令值。马达驱动器35根据指令值控制伺服马达的扭矩。这将达到控制夹紧力的目的。伺服马达16在Tp的短时间间隔内即产生出超出其额定值的最大夹紧力。应在设计中将Tp的短时间间隔的超负荷考虑在内，以便使其不发生问题。因此，根据本发明的夹具装置，可以提供比由伺服马达16额定值确定的夹紧力大1.5到2倍的最大夹紧力。

结合此例，已对上述实施例进行了描述，其中存储器具有一个单组图形贮存在其中。然而，实际上用于多组夹紧力的几种图形被储存在存储器中。与某一组夹紧力相应的该组图形可以被找出来以便符合即要求的夹紧力F0。此外，用在上述提到向实施例中的注塑过程中的时间间隔Ti和该组夹紧力F0可以计算出在表中的分布值Y。然而，还可使用不同于注塑过程时间间隔Ti以外的任一别的时间间隔来计算。此外，该组夹紧力F0可以不需要采用最大夹紧力。而且，夹紧力可以通过采用函数值来获得，而不是采用图4中所示的表。

正如上面描述的，本发明的夹具装置能提供超过由伺服马达的额定值所确定的夹紧力为最大夹紧力。本发明与具有同样额定值的常规夹具装置相比较可模制出更大的模制产品。