專利名稱：射出成型機(jī)的變頻控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射出成型機(jī)的變頻控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射出成型機(jī)是現(xiàn)在工業(yè)常使用的生產(chǎn)機(jī)具之一，而射出成型機(jī)在工作中耗電量相當(dāng)大，約占生產(chǎn)成本的30％左右，而且在工作動(dòng)作過程中，不同的動(dòng)作所需的能源亦不相同且相差甚遠(yuǎn)，其差距可達(dá)10倍以上之多，故造成能源極大的浪費(fèi)，因此如何減少能源消耗已是眾多的生產(chǎn)廠家所關(guān)心的課題。原先已有多家廠家已將變頻器直接加裝在射出成型機(jī)的電動(dòng)機(jī)馬達(dá)處，如圖4所示，其組成方式是射出成型機(jī)1’、變頻器2’分別設(shè)置射出機(jī)控制器11’、變頻器控制器21’，該變頻器控制器21’與射出機(jī)控制器11’連接，又可操作射出機(jī)控制器11’下達(dá)指令再令變頻器控制器21’控制變頻器2’輸出低頻以控制電動(dòng)機(jī)4’、液壓油泵5’而降低轉(zhuǎn)速，并減少能源損耗。
然而前述方式仍存在以下問題1、因?yàn)闄C(jī)器各項(xiàng)成型條件是由操作人員自行訂定的，當(dāng)在需要小流量運(yùn)轉(zhuǎn)的條件時(shí)，則電動(dòng)機(jī)4’的轉(zhuǎn)速會(huì)降低，但電動(dòng)機(jī)4’長期低速運(yùn)轉(zhuǎn)，將會(huì)引起電動(dòng)機(jī)4’過熱導(dǎo)致燒毀。故該電動(dòng)機(jī)4’的低速運(yùn)轉(zhuǎn)由客戶操作確定方式具有很大的隨意性，并易因調(diào)整變頻器2’輸出頻率過低而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)4’燒毀。
又操作者提高最低頻率節(jié)能限制時(shí)又將影響節(jié)能效果。
2、液壓油泵5’正常動(dòng)作時(shí)，有最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速的限制，當(dāng)電動(dòng)機(jī)4’的低速運(yùn)轉(zhuǎn)由客戶(操作人員)操作確定時(shí)，若操作數(shù)值不當(dāng)，于長期使用下將降低液壓油泵5’的壽命，并易造成液壓油泵5’故障。
3、如圖5所示，由于射出成型機(jī)1’及變頻器2’分別由二不同的射出機(jī)控制器11’、變頻器控制器21’來控制調(diào)整，但因射出機(jī)控制器11’須先下達(dá)指令控制另一變頻器控制器21’，再由變頻器控制器21’控制變頻器2’動(dòng)作，因而射出成型機(jī)1’與變頻器2’具有一延遲反應(yīng)時(shí)間，并造成射出成型機(jī)1’加速動(dòng)作時(shí)，射出成型機(jī)1’與變頻器2’的動(dòng)作斜率不同情形，而該延遲及不同斜率情形將造成產(chǎn)品產(chǎn)生陷缺，從而具有響應(yīng)速度慢、生產(chǎn)周期長的缺失。
4、無法克服變頻器最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速限制時(shí)間問題如圖4、6所示，由于變頻器2’頻率低時(shí)壓力脈動(dòng)大，即導(dǎo)致壓力隨流量變化而變化，而保壓對(duì)壓力的穩(wěn)定程度直接影響品質(zhì)表面質(zhì)量及內(nèi)壓力，但變頻器2’若由操作人員設(shè)定輸出頻率過低時(shí)，將造成因壓力不穩(wěn)定并影響產(chǎn)品品質(zhì)情形。
5、無論射出成型機(jī)1’在任何動(dòng)作的過程中壓力產(chǎn)生變化時(shí)，無法提供變頻器2’輸出頻率對(duì)應(yīng)不同機(jī)型、不同壓力、流量需求作不同轉(zhuǎn)換(即低壓動(dòng)作期間亦不能提高電動(dòng)機(jī)4’轉(zhuǎn)速以減少成型周期時(shí)間)。
6、在精密射出成型過程中需求高壓低流量時(shí)，因?yàn)樽冾l器控制器21’是接受射出機(jī)控制器11’所下達(dá)轉(zhuǎn)速指令，因此會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)4’、液壓油泵5’低速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，此時(shí)除了對(duì)電動(dòng)機(jī)4’馬達(dá)及液壓油泵5’不利外，液壓系統(tǒng)的壓力亦不穩(wěn)定，完全無法射出成型，因此目前在精密射出成型時(shí)無法使用變頻器2’，而必須完令使用工頻，即傳統(tǒng)的操作方式。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種射出成型機(jī)的變頻控制系統(tǒng)，其在保證生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)狀態(tài)下，利用射出成型機(jī)工作的各個(gè)不同條件需求及專業(yè)的液壓工作原理變頻技術(shù)達(dá)到射出成型機(jī)降低能源消耗及提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，增加使用者的競(jìng)爭力。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種射出成型機(jī)的變頻控制系統(tǒng)，其主要令射出成型機(jī)的射出機(jī)控制器配合射出成型機(jī)的不同注塑條件及過程分析，并控制壓力閥、流量比例控制閥動(dòng)作，且該射出機(jī)控制器可控制射出成型機(jī)及變頻器動(dòng)作，并在變頻器連設(shè)電動(dòng)機(jī)及液壓油泵；又該射出機(jī)控制器將不同機(jī)型及對(duì)應(yīng)每個(gè)動(dòng)作需求的變頻器對(duì)應(yīng)最大輸出頻率及上限流量設(shè)定；又射出機(jī)控制器設(shè)定電動(dòng)機(jī)、液壓油泵的上、下限轉(zhuǎn)速限制，當(dāng)所需流量低于液壓油泵要求的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，射出機(jī)控制器令變頻器輸出設(shè)定下限頻率，控制電動(dòng)機(jī)、液壓油泵在下限低轉(zhuǎn)速動(dòng)作，又同時(shí)射出機(jī)控制器控制流量比例控制閥控制動(dòng)作過程所需流量；而當(dāng)所需流量高于液壓油泵要求的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，動(dòng)作過程實(shí)際流量由變頻器控制電動(dòng)機(jī)、液壓油泵動(dòng)作；當(dāng)所需動(dòng)作壓力低時(shí)，在液壓油泵轉(zhuǎn)速上限內(nèi)由射出機(jī)控制器令變頻器提升頻率，并控制電動(dòng)機(jī)、液壓油泵提升轉(zhuǎn)速及加大液壓油泵吐出量。
所述射出機(jī)控制器設(shè)置提速射出成型選擇鍵，該提速射出成型選擇鍵選用時(shí)可依動(dòng)作部位不同需求提升變頻器頻率，并提升低壓時(shí)的動(dòng)作速度及減少動(dòng)作周期時(shí)間。
所述變頻器的控制與射出機(jī)控制器整合并使射出成型機(jī)、變頻器的動(dòng)作斜率一致。
采用上述方案后，本發(fā)明射出成型機(jī)的射出機(jī)控制器配合射出成型機(jī)的不同條件及注塑過程分析，并控制壓力閥、流量比例控制閥動(dòng)作，且該射出機(jī)控制器同時(shí)可控制射出成型機(jī)及變頻器動(dòng)作，并于變頻器連設(shè)電動(dòng)及液壓油泵。而本發(fā)明是將射出成型機(jī)的各個(gè)動(dòng)作的不同條件需求加以分析，并結(jié)合液壓原理及電動(dòng)機(jī)馬達(dá)、液壓油泵所有使用關(guān)鍵性電氣組件、液壓組件的特性綜合考慮在內(nèi)，使得將原來僅可變頻改變轉(zhuǎn)速進(jìn)而改變流量的變頻原理，進(jìn)化成既與各個(gè)動(dòng)作的不同條件需求有關(guān)，亦與使用壓力有關(guān)，進(jìn)而與流量有關(guān)，且顧及使用組件的特性，將原先僅用來節(jié)能的原理，改變成為除了節(jié)約能源，更可在適當(dāng)時(shí)間提升運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)而增加生產(chǎn)效率，并可成為節(jié)能及有效率的變頻射出成型機(jī)。
圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明的注塑條件及過程分析示意圖；圖3是本發(fā)明的射出成型機(jī)及變頻器的斜率重合示意圖；圖4是習(xí)知射出成型機(jī)使用變頻器控制系統(tǒng)示意圖；圖5是習(xí)知射出成型機(jī)使用變頻器時(shí)變頻器與射出成型機(jī)具不同動(dòng)作斜率示意圖；圖6是習(xí)知變頻器頻率低時(shí)壓力不穩(wěn)定示意圖。
圖中1射出成型機(jī)11 射出機(jī)控制器111 提速射出成型選擇鍵2 注塑條件及過程分析3壓力閥4 流量比例控制閥5變頻器6 電動(dòng)機(jī)7液壓油泵 1’ 射出成型機(jī)11’ 射出機(jī)控制器 2’ 變頻器21’ 變頻器控制器 3’ 壓力閥4’ 電動(dòng)機(jī)5’ 液壓油泵具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明主要是令射出成型機(jī)1的射出機(jī)控制器11配合射出成型機(jī)1的不同注塑條件及過程分析2，并控制壓力閥3、流量比例控制閥4動(dòng)作，且該射出機(jī)控制器11可控制射出成型機(jī)1及變頻器5動(dòng)作，并于變頻器5連設(shè)電動(dòng)機(jī)6及液壓油泵7。
而本發(fā)明的設(shè)定及動(dòng)作方式如下所示1、請(qǐng)一并參閱圖2，將不同大小機(jī)型的射出成型機(jī)1分頻列出，并將注塑過程中不同條件予以分析，如閉模(多段)→座進(jìn)→注射保壓(多段)→預(yù)塑→冷卻→座退→開模(3段)→脫模，將各動(dòng)作中油壓缸面積及電動(dòng)機(jī)6、液壓油泵7所需的排油量計(jì)算出，并依其所需的最大速度及上限計(jì)算所需最大流量。
2、依據(jù)所需最大流量不同，則分別對(duì)應(yīng)于每個(gè)動(dòng)作在射出機(jī)控制器11中設(shè)定變頻器5輸出頻率上限(此上限須大于液壓油泵7所需的最低轉(zhuǎn)速吐出量)。
因此操作人員操作中不論如何設(shè)定，即因最大上限已固定不會(huì)因不同人的操作不同而造成設(shè)定值過高而形成能源浪費(fèi)，可減低能源損耗。
3、在射出機(jī)控制器11中設(shè)定變頻器5的最低頻率所造成電動(dòng)機(jī)6轉(zhuǎn)速不得低于液壓油泵7所需最低轉(zhuǎn)速，此時(shí)具有一最低流量以滿足管路內(nèi)的基本流量，以免流速過低造成壓力降低不穩(wěn)定。
4、配合液壓油泵7的上、下限轉(zhuǎn)速限制在射出機(jī)控制器11中予以設(shè)定限制，即當(dāng)設(shè)定流量低于液壓油泵7要求的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，射出機(jī)控制器11仍令變頻器5下達(dá)輸出頻率對(duì)應(yīng)液壓油泵7所需的最低轉(zhuǎn)速，而此時(shí)動(dòng)作過程中實(shí)際所需的流量是由射出機(jī)控制器11令流量比例控制閥4控制，因而可使電動(dòng)機(jī)6、液壓油泵7在安全最低速限動(dòng)作，并可防止電動(dòng)機(jī)6及液壓油泵7過熱損壞。
5、當(dāng)射出成型機(jī)1所需流量大于液壓油泵7的安全最低轉(zhuǎn)速時(shí)，射出機(jī)控制器11令射出成型機(jī)1的流量速度由變頻器5輸出控制電動(dòng)機(jī)6、液壓油泵7所需轉(zhuǎn)速，且此時(shí)射出機(jī)控制器11令流量比例控制閥4全開。
6、由數(shù)學(xué)方式表示，輸出功率(變頻器5應(yīng)對(duì)應(yīng)的輸出頻率HZ＝K×P×Q，式中K為參數(shù)、P為設(shè)定壓力、Q為設(shè)定流量)，而該最佳節(jié)能頻率與負(fù)載有關(guān)，亦與流量有關(guān)，又當(dāng)射出成型機(jī)1所需動(dòng)作壓力較低時(shí)，則可在液壓油泵7轉(zhuǎn)速上限內(nèi)由變頻器5提升轉(zhuǎn)速加大液壓油泵7吐出量，可提高進(jìn)行的速度及提升工作效率，且可避免由操作人員單純自行設(shè)定操作條件而造成壓力及流量皆超過設(shè)定上限使電動(dòng)機(jī)6馬達(dá)超過負(fù)荷而損壞。
又因?yàn)樵诖蟛糠值某尚蜅l件下，一般系統(tǒng)所需力皆在700～90kg以下，只有在少數(shù)情況下的成型條件才會(huì)需求較大的壓力，因此在射出機(jī)控制器11中增加一個(gè)提速射出成型選擇鍵111，在此鍵選用時(shí)令系統(tǒng)壓力上限可控制在80～100kg，此時(shí)設(shè)射出機(jī)控制器11下達(dá)指令使變頻器5提升頻率1.4～1.75倍，則流量及進(jìn)行速度即可提升1.4～1.75倍，將對(duì)射出成型效率提升及射出成型周期縮短有相當(dāng)大的助益，進(jìn)而可以提升生產(chǎn)效率及增加產(chǎn)品品質(zhì)(此設(shè)計(jì)是以系統(tǒng)壓力設(shè)定為140kg為范例，當(dāng)系統(tǒng)壓力變化時(shí)間則會(huì)產(chǎn)生變化)。
7、如圖1、3所示，由于射出機(jī)控制器11內(nèi)整合對(duì)變頻器5的控制，因而射出成型機(jī)1及變頻器5動(dòng)作斜率的調(diào)整上即為一致，不會(huì)產(chǎn)生二種斜率不同步的狀況，并可提升產(chǎn)品效率及品質(zhì)，且可適于精密射出成型使用。
8、由于給予變頻器5一個(gè)最低進(jìn)行轉(zhuǎn)速的限制，因此在穩(wěn)定的最低流量下不會(huì)造成系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定。
是以由以上所述，本發(fā)明可避免使用變頻器時(shí)因操作人員的不當(dāng)操作而造成電動(dòng)機(jī)、液壓油泵損壞及系統(tǒng)不穩(wěn)定等缺失，且又可在適當(dāng)條件下提高變頻器頻率以提升生產(chǎn)效能。
權(quán)利要求
1.一種射出成型機(jī)的變頻控制系統(tǒng)，其特征在于主要令射出成型機(jī)的射出機(jī)控制器配合射出成型機(jī)的不同注塑條件及過程分析，并控制壓力閥、流量比例控制閥動(dòng)作，且該射出機(jī)控制器可控制射出成型機(jī)及變頻器動(dòng)作，并在變頻器連設(shè)電動(dòng)機(jī)及液壓油泵；又該射出機(jī)控制器將不同機(jī)型及對(duì)應(yīng)每個(gè)動(dòng)作需求的變頻器對(duì)應(yīng)最大輸出頻率及上限流量設(shè)定；又射出機(jī)控制器設(shè)定電動(dòng)機(jī)、液壓油泵的上、下限轉(zhuǎn)速限制，當(dāng)所需流量低于液壓油泵要求的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，射出機(jī)控制器令變頻器輸出設(shè)定下限頻率，控制電動(dòng)機(jī)、液壓油泵在下限低轉(zhuǎn)速動(dòng)作，又同時(shí)射出機(jī)控制器控制流量比例控制閥控制動(dòng)作過程所需流量；而當(dāng)所需流量高于液壓油泵要求的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，動(dòng)作過程實(shí)際流量由變頻器控制電動(dòng)機(jī)、液壓油泵動(dòng)作；當(dāng)所需動(dòng)作壓力低時(shí)，在液壓油泵轉(zhuǎn)速上限內(nèi)由射出機(jī)控制器令變頻器提升頻率，并控制電動(dòng)機(jī)、液壓油泵提升轉(zhuǎn)速及加大液壓油泵吐出量。
2.如權(quán)利要求1所述射出成型機(jī)的變頻控制系統(tǒng)，其特征在于所述射出機(jī)控制器設(shè)置提速射出成型選擇鍵，該提速射出成型選擇鍵選用時(shí)可依動(dòng)作部位不同需求提升變頻器頻率，并提升低壓時(shí)的動(dòng)作速度及減少動(dòng)作周期時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述射出成型機(jī)的變頻控制系統(tǒng)，其特征在于所述變頻器的控制與射出機(jī)控制器整合并使射出成型機(jī)、變頻器的動(dòng)作斜率一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射出成型機(jī)的變頻控制系統(tǒng)，主要是令射出成型機(jī)的射出機(jī)控制器配合射出成型機(jī)的不同條件注塑及過程分析，并控制壓力閥、流量比例控制閥動(dòng)作，且該射出機(jī)控制器可控制射出成型機(jī)及變頻器動(dòng)作，并于變頻器連設(shè)電動(dòng)機(jī)及液壓油泵；使得可降低能源消耗及提升產(chǎn)效率，并降低生產(chǎn)成品，增加使用者競(jìng)爭力。
文檔編號(hào)B29C45/76GK1666855SQ20041009771
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者陸孝庭 申請(qǐng)人:臺(tái)灣聯(lián)塑機(jī)器股份有限公司