專利名稱：注塑機快速開合模裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注塑機，更具體地說，尤其涉及注塑機快速開合模裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
目前，市場上主流的注塑機開合模結(jié)構(gòu)仍然是傳統(tǒng)的五點式機鉸式結(jié)構(gòu)，此種開合模結(jié)構(gòu)曲肘分布在模板的兩側(cè)，是由曲臂放大提供鎖模力及開合模直線運動速度，此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是直線運動速度快，鎖模力放大比高，缺點是零部件較多，結(jié)構(gòu)及曲肘放大運動相對復(fù)雜，曲肘連桿之間容易咬死，而且如果其結(jié)構(gòu)由伺服電機驅(qū)動，一旦電器部件失效， 伺服電機提供的扭矩將會被曲肘放大到設(shè)定值的數(shù)倍，即注塑機合模力為設(shè)定值的數(shù)倍， 極為容易損壞模具，安全性能很難得到保障。更何況五點式機鉸合模結(jié)構(gòu)模板的合模力分布不均勻，在小型精密注塑方面有著天生的缺陷，所以，各注塑機生產(chǎn)廠家在小型精密注塑機方面都在尋找新的開合模結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，市場上有多款新的全電動精密注塑機的合模結(jié)構(gòu)，其中國外以歐洲的 KraussMaffei為代表的凸輪式合模結(jié)構(gòu)，國內(nèi)以海天長飛亞為代表的單機鉸合模結(jié)構(gòu)，這兩者都能從結(jié)構(gòu)上避免出現(xiàn)電器部件失控而導(dǎo)致的合模力無限放大損害模具的情況，但是其合模力的精準(zhǔn)控制及均勻分布程度遠(yuǎn)低于直壓式合模結(jié)構(gòu)，而直壓式合模結(jié)構(gòu)如果以伺服電機提供高壓合模力，則需要的伺服電機功率非常大，成本相對較高，所以，很多廠家都以油壓方式來提供注塑機的高壓合模力，其中以日本sodick注塑機為代表，其高壓方式為抱閘板作用在移模螺桿上，移模完成后用高壓液壓油作用在抱閘板上實現(xiàn)高壓合模動作， 因其高壓合模過程中多了一項抱閘運動，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的同時，開合模運動的干周期也相應(yīng)增加。因此，如何解決上述問題，成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運動周期短、開合模速度快，運行平穩(wěn)，合模力精確可控的注塑機快速開合模裝置。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供運動周期短、開合模速度快，運行平穩(wěn)，合模力精確可控的注塑機快速開合?？刂品椒?。為解決上述前一技術(shù)問題，本發(fā)明的一種注塑機快速開合模裝置，包括后模板和動模板，其還包括伺服電機、高壓液壓油發(fā)生裝置、螺桿和螺桿驅(qū)動軸向直線移動的螺母， 螺母連接動模板，后模板中設(shè)有可軸向微動的連接套，螺桿通過連接套定位在后模板中與伺服電機連動，連接套與后模板的后側(cè)端面之間形成合模高壓油腔、前側(cè)端面之間開模高壓油腔，高壓液壓油發(fā)生裝置管路分別連通合模高壓油腔和開模高壓油腔。上述的注塑機快速開合模裝置，所述高壓液壓油發(fā)生裝置為兩套獨立的伺服油泵分別管路連通合模高壓油腔和開模高壓油腔。兩套獨立獨立工作的伺服油泵通過自動控制系統(tǒng)控制其相反的工作方式，當(dāng)合模高壓油腔加壓時，開模高壓油腔則進行泄壓。通過分別把合模高壓油腔和開模高壓油腔撐開的同時實現(xiàn)使連接套相對于后模板作軸向位移的技術(shù)效果。上述的注塑機快速開合模裝置，所述高壓液壓油發(fā)生裝置由一套伺服油泵管路連通合模高壓油腔和開模高壓油腔，其連通管路構(gòu)成循環(huán)管路、其中設(shè)置方向控制閥控制管路方向切換。上述的注塑機快速開合模裝置，所述螺桿通過軸承與連接套固定連接。螺桿、軸承和連接套軸向連動，螺桿通過軸軸承定位在連接套可轉(zhuǎn)動定位，連接套則通過軸承在其軸各微動時帶動螺桿軸向連動。所述螺桿為梯形螺桿。梯形螺桿的梯形螺紋和對應(yīng)的螺母螺接連動效果好的特點。上述的注塑機快速開合模裝置，所述伺服電機和螺桿用齒輪傳動。伺服電機輸出軸與螺桿的傳動齒輪的齒與軸向相平行，齒合時可沿螺桿作軸向微動時可作錯位微移動而不影響相互齒合連動。上述的注塑機快速開合模裝置，所述合模高壓油腔和開模高壓油腔分別為環(huán)槽， 設(shè)置在連接套和/或后模板的端面上。形成供高壓油進入的通道，以撐開連接端面的間隙而實現(xiàn)相對軸向位移。其連接端面的間隙構(gòu)成的合模高壓油腔和開模高壓油腔通過兩側(cè)的高壓密封環(huán)實現(xiàn)高壓密封的技術(shù)效果。一種注塑機，包括如上述的快速開合模裝置。采用上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的注塑機快速開合模裝置，螺桿通過連接套定位在后模板上，后模板上定位的伺服電機帶動螺桿高速轉(zhuǎn)動，連接套和后模板之間的前后定位端面之間形成前后間隙，即其形成后側(cè)的合模高壓油腔和前側(cè)的開模高壓油腔，并通過管路聯(lián)通高壓液壓油發(fā)生裝置，當(dāng)高壓液壓油發(fā)生裝置對合模高壓油腔注入高壓油時，高壓液壓油作用下?lián)伍_連接套和后模板后連接端面之間的合模高壓油腔的間隙，推動連接套帶動螺桿、螺母及動模板一起給模具動板與模具定板提供高壓合模力合模。反之，當(dāng)高壓液壓油發(fā)生裝置對開模高壓油腔注入高壓油時，高壓液壓油作用下?lián)伍_連接套和后模板前連接端面之間的開模高壓油腔的間隙，推動連接套帶動螺桿、螺母及動模板一起給模具動板與模具定板提供高壓開模力開模。注塑機以螺桿旋轉(zhuǎn)快速開合模，伺服電機帶動螺桿高速轉(zhuǎn)動，螺母帶動動模板以500mm/s以上的直線速度作往復(fù)運動，實現(xiàn)注塑機的開合模動作。螺桿傳動有著開合模周期短，直線運動平穩(wěn)，運行位置可控等優(yōu)點，同時利用高壓液壓油實現(xiàn)注塑機所需的軸向高壓鎖模力，使得鎖模力精確可控，擺脫了全電動機靠大功率伺服電機扭矩提供鎖模力，鎖模力受電器影響容易失控的缺點，使得注塑機在高速開合模的同時仍能提供精確的高壓鎖模力。為解決上述后一技術(shù)問題，一種注塑機快速開合?？刂品椒?，包括在如上述的伺服電機驅(qū)動螺桿高速旋轉(zhuǎn)帶動螺母和動模板作直線往復(fù)運動進行注塑機直壓式移模動作； 其中合模動作時，當(dāng)動模板帶動模具動板貼緊模具定板時，利用高壓液壓油發(fā)生裝置提供的高壓液壓油作用在螺桿上產(chǎn)生的軸向的向前推力完成合模動作；其中開模動作時，利用高壓液壓油發(fā)生裝置提供的高壓液壓油作用在螺桿上產(chǎn)生的軸向的向后推力開模啟動動作。移模動作置于合模動作之前和開模啟動動作之后，即合模動作之前和開模啟動動作之后分別通過伺服電機驅(qū)動螺桿高速旋轉(zhuǎn)帶動螺母和動模板作直線往復(fù)運動進行注塑機直壓式移模動作。其中高壓液壓油作用下克服了包括固定軸承等連動件的金屬變形量后使螺
4桿上產(chǎn)生1 2毫米左右微小的軸向位移，高壓其中使動模板帶動模具動板緊密貼緊模具定板。上述的一種注塑機快速開合模控制方法，合模動作步驟包括1)、首先伺服電機帶動螺桿高速轉(zhuǎn)動，螺母在螺桿的作用下帶動動模板快速向前方的頭板方向移動；2)、當(dāng)模具動板和模具定板貼近時，伺服電機扭矩增大，產(chǎn)生預(yù)壓力使螺桿與螺母貼緊，對模具動板和模具定板產(chǎn)生低壓鎖模力，同時螺桿和螺母相對自鎖固定；幻、高壓液壓油發(fā)生裝置提供高壓油通過進油管進入合模高壓油腔，作用在連接套上，推動連接套帶動螺桿、螺母及動模板一起給模具動板與模具定板提供高壓合模力，合模完成。上述的一種注塑機快速開合模控制方法，開模動作包括開模動作步驟包括1)、 高壓油從合模高壓油腔中通過油管瀉掉；2)、高壓液壓油發(fā)生裝置提供液壓油通過進油管進入開模高壓油腔，使自鎖狀態(tài)下的螺桿和螺母分開；3)、伺服電機帶動螺桿反轉(zhuǎn)，螺母帶動動模板向后移動到指定位置，開模過程完成。包括伺服電機、梯形螺桿、螺母、高壓液壓油發(fā)生裝置、注塑機后模板，動模板、定模板、模具動板、模具定板等主要零部件。在伺服電機的驅(qū)動下，梯形螺桿高速旋轉(zhuǎn)，帶動動模板作直線往復(fù)運動，實現(xiàn)注塑機直壓開合模功能。合模過程中，當(dāng)模具動板貼緊模具定板的時候，先利用伺服電機扭矩使螺桿與螺母之間緊密接觸，給模具提供一定的低壓合模力，以確定螺桿和螺母之間的螺紋咬合位置，使螺桿和螺母保持自鎖狀態(tài)并相對靜止，然后利用高壓液壓油發(fā)生裝置提供的高壓液壓油作用在螺桿上實現(xiàn)注塑機高壓合模功能；開模時，先將合模油腔的高壓液壓油瀉掉，然后在開模油腔施加高壓液壓油，使自鎖狀態(tài)的螺桿和螺母分開，然后伺服電機反轉(zhuǎn)，帶動動模板反方向運動，實現(xiàn)開模動作。本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，注塑機以螺桿旋轉(zhuǎn)快速開合模，伺服電機帶動螺桿高速轉(zhuǎn)動，螺母帶動動模板以500mm/s以上的直線速度作往復(fù)運動，實現(xiàn)注塑機的開合模動作。螺桿傳動有著開合模周期短，直線運動平穩(wěn)，運行位置可控等優(yōu)點，同時利用高壓液壓油實現(xiàn)注塑機所需的軸向高壓鎖模力，使得鎖模力精確可控，擺脫了全電動機靠大功率伺服電機扭矩提供鎖模力，鎖模力受電器影響容易失控的缺點，使得注塑機在高速開合模的同時仍能提供精確的高壓鎖模力。本發(fā)明實現(xiàn)直接用螺桿旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動注塑機動模板運動，合模運動中無須抱閘起高壓，高壓液壓油直接作用在螺桿及其連接板上，有著結(jié)構(gòu)簡單、運動周期短、合模力精確可控等特點。同時實現(xiàn)高速運動過程中模板和液壓油的剛性運動對整機的沖擊，使開合模運行平穩(wěn)，動模板停止位置更加精確。本發(fā)明特別適用于小型精密注塑機的合模機構(gòu)上。


下面將結(jié)合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。圖1是本發(fā)明的一種具體實施狀態(tài)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的另一種具體實施狀態(tài)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中A-A的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1中B部的局部放大示意圖。圖中1為伺服電機，2為后模板，3為動模板，4為螺桿，5為螺母，6為連接套，7為合模高壓油腔，8為開模高壓油腔，9為液壓油發(fā)生裝置，10為動模具，11為定模具，12為前模板，軸承14，高壓密封環(huán)15。
具體實施例方式參閱圖1 4所示，本發(fā)明的一種注塑機快速開合模裝置，包括后模板2和動模板 3，還包括伺服電機1、高壓液壓油發(fā)生裝置9、螺桿4和螺桿4驅(qū)動軸向直線移動的螺母5， 螺母5連接動模板3，后模板2中設(shè)有可軸向微動的連接套6，螺桿4通過連接套6定位在后模板2中與伺服電機1連動，連接套6與后模板2的后側(cè)端面之間形成合模高壓油腔7、 前側(cè)端面之間開模高壓油腔8，高壓液壓油發(fā)生裝置9管路分別連通合模高壓油腔7和開模高壓油腔8。高壓液壓油發(fā)生裝置9為兩套獨立的伺服油泵分別管路連通合模高壓油腔7和開模高壓油腔8。高壓液壓油發(fā)生裝置9由一套伺服油泵管路連通合模高壓油腔7和開模高壓油腔 8，其連通管路構(gòu)成循環(huán)管路、其中設(shè)置方向控制閥控制油路方向切換。螺桿4通過軸承與連接套6固定連接。伺服電機1和螺桿4用齒輪傳動。合模高壓油腔7和開模高壓油腔8分別為環(huán)槽，設(shè)置在連接套6和/或后模板2 的端面上。螺桿4為梯形螺桿。本發(fā)明的一種注塑機，包括所述的快速開合模裝置，包括伺服電機1、后模板2、動模板3、螺桿4、螺母5、連接套6、合模高壓油腔7、開模高壓油腔8、高壓液壓油發(fā)生裝置9、 動模具10和定模具11，動模板3通過導(dǎo)向桿13定位在后模板2和前模板12之間，動模具 10安裝在動模板3上，定模具11安裝在前模板12上，伺服電機1固定設(shè)于后模板2上部與螺桿4軸相平行，伺服電機1輸出軸與螺桿4的后端部之間通過齒輪傳動，模板2中心設(shè)有螺桿4，螺桿4右側(cè)設(shè)有可徑向直線移動的螺母5，連接套3與螺桿4通過軸承14固定，連接套3下部設(shè)有液壓油發(fā)生裝置9 ；合模高壓油腔7和開模高壓油腔8為連接套3與后模板2之間形成供高壓油進入的通道，以撐開連接端面的間隙而實現(xiàn)相對軸向位移。其連接端面的間隙構(gòu)成的合模高壓油腔和開模高壓油腔通過兩側(cè)的高壓密封環(huán)15實現(xiàn)高壓密封的技術(shù)效果。本發(fā)明的一種注塑機快速開合?？刂品椒ǎㄔ谒龅乃欧姍C1驅(qū)動螺桿4 高速旋轉(zhuǎn)帶動螺母5和動模板3作直線往復(fù)運動進行注塑機直壓式移模動作；其中合模動作時，當(dāng)動模板3帶動模具動板貼緊模具定板時，利用高壓液壓油發(fā)生裝置9提供的高壓液壓油作用在螺桿4上產(chǎn)生的軸向的向前推力完成合模動作；其中開模動作時，利用高壓液壓油發(fā)生裝置9提供的高壓液壓油作用在螺桿4上產(chǎn)生的軸向的向后推力啟動開模動作。合模動作步驟包括1)、首先伺服電機1帶動螺桿4高速轉(zhuǎn)動，螺母5在螺桿4的作用下帶動動模板3快速向前方的頭板方向移動；2)、當(dāng)模具動板和模具定板貼近時，伺服電機1扭矩增大，產(chǎn)生預(yù)壓力使螺桿4與螺母5貼緊，對模具動板和模具定板產(chǎn)生低壓鎖模力，同時螺桿4和螺母5相對自鎖固定；幻、高壓液壓油發(fā)生裝置9提供高壓油通過進油管進入合模高壓油腔7，作用在連接套6上，推動連接套6帶動螺桿4、螺母5及動模板3 —起給模具動板與模具定板提供高壓合模力，合模完成。開模動作包括開模動作步驟包括1)、高壓油從合模高壓油腔7中通過油管瀉掉；2)高壓液壓油發(fā)生裝置9提供液壓油通過進油管進入開模高壓油腔8，使自鎖狀態(tài)下的螺桿4和螺母5分開；3)伺服電機1帶動螺桿4反轉(zhuǎn)，螺母5帶動動模板3向后移動到指定位置，開模過程完成。綜上所述，本發(fā)明已如說明書及圖示內(nèi)容，制成實際樣品且經(jīng)多次使用測試，從使用測試的效果看，可證明本發(fā)明能達(dá)到其所預(yù)期之目的，實用性價值乃無庸置疑。以上所舉實施例僅用來方便舉例說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種注塑機快速開合模裝置，包括后模板( 和動模板(3)，其特征在于還包括伺服電機(1)、高壓液壓油發(fā)生裝置(9)、螺桿(4)和螺桿(4)驅(qū)動軸向直線移動的螺母(5)， 螺母(5)連接動模板(3)，后模板⑵中設(shè)有可軸向微動的連接套(6)，螺桿(4)通過連接套(6)定位在后模板O)中與伺服電機(1)連動，連接套(6)與后模板O)的后側(cè)端面之間形成合模高壓油腔(7)、前側(cè)端面之間開模高壓油腔(8)，高壓液壓油發(fā)生裝置(9)管路分別連通合模高壓油腔(7)和開模高壓油腔(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機快速開合模裝置，其特征在于所述高壓液壓油發(fā)生裝置(9)為兩套獨立的伺服油泵分別管路連通合模高壓油腔(7)和開模高壓油腔(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機快速開合模裝置，其特征在于所述高壓液壓油發(fā)生裝置(9)由一套伺服油泵管路連通合模高壓油腔(7)和開模高壓油腔(8)，其連通管路構(gòu)成循環(huán)管路、其中設(shè)置方向控制閥控制油路方向切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機快速開合模裝置，其特征在于所述螺桿(4)通過軸承與連接套(6)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機快速開合模裝置，其特征在于所述伺服電機(1)和螺桿(4)用齒輪傳動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑機快速開合模裝置，其特征在于所述合模高壓油腔(7) 和開模高壓油腔(8)分別為環(huán)槽，設(shè)置在連接套(6)和/或后模板O)的端面上。
7.—種注塑機，其特征在于包括如權(quán)利要求1至6任一所述的快速開合模裝置。
8.—種注塑機快速開合?？刂品椒ǎㄔ谌鐧?quán)利要求1至7任一所述的伺服電機 (1)驅(qū)動螺桿(4)高速旋轉(zhuǎn)帶動螺母( 和動模板(3)作直線往復(fù)運動進行注塑機直壓式移模動作；其中合模動作時，當(dāng)動模板(3)帶動模具動板貼緊模具定板時，利用高壓液壓油發(fā)生裝置(9)提供的高壓液壓油作用在螺桿(4)上產(chǎn)生的軸向的向前推力完成合模動作；其中開模動作時，利用高壓液壓油發(fā)生裝置(9)提供的高壓液壓油作用在螺桿(4)上產(chǎn)生的軸向的向后推力完成開模動作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種注塑機快速開合?？刂品椒?，合模動作步驟包括1)、首先伺服電機(1)帶動螺桿(4)高速轉(zhuǎn)動，螺母( 在螺桿(4)的作用下帶動動模板C3)快速向前方的頭板方向移動；2)、當(dāng)模具動板和模具定板貼近時，伺服電機(1)扭矩增大，產(chǎn)生預(yù)壓力使螺桿(4)與螺母( 貼緊，對模具動板和模具定板產(chǎn)生低壓鎖模力，同時螺桿(4) 和螺母( 相對自鎖固定；幻、高壓液壓油發(fā)生裝置(9)提供高壓油通過進油管進入合模高壓油腔(7)，作用在連接套(6)上，推動連接套(6)帶動螺桿、螺母( 及動模板(3) — 起給模具動板與模具定板提供高壓合模力，合模完成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種注塑機快速開合?？刂品椒ǎ_模動作包括開模動作步驟包括1)、高壓油從合模高壓油腔(7)中通過油管瀉掉；2)、高壓液壓油發(fā)生裝置(9) 提供液壓油通過進油管進入開模高壓油腔(8)，使自鎖狀態(tài)下的螺桿(4)和螺母( 分開； 3)、伺服電機(1)帶動螺桿(4)反轉(zhuǎn)，螺母(5)帶動動模板(3)向后移動到指定位置，開模過程完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種注塑機快速開合模裝置及控制方法，其中包括后模板和動模板，其中還包括伺服電機、高壓液壓油發(fā)生裝置、螺桿和螺桿驅(qū)動軸向直線移動的螺母，螺母連接動模板，后模板中設(shè)有可軸向微動的連接套，螺桿通過連接套定位在后模板中與伺服電機連動，連接套與后模板的后側(cè)端面之間形成合模高壓油腔、前側(cè)端面之間開模高壓油腔，高壓液壓油發(fā)生裝置管路分別連通合模高壓油腔和開模高壓油腔；本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運動周期短、開合模速度快，運行平穩(wěn)，合模力精確可控的注塑機快速開合模裝置及控制方法，特別適用于小型精密注塑機的合模機構(gòu)。
文檔編號B29C45/68GK102416692SQ20111033849
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者何承剛, 劉洋, 張春林, 李向東, 梁展升, 董鵬舉, 謝雄飛, 鄭貴平 申請人:東華機械有限公司