專利名稱：模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
塑性成型制造，板金成型，樹脂注塑成型，(含壓注成型)金屬、非金屬和特殊材 料的成型。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于數(shù)字化的快速發(fā)展，帶動(dòng)了機(jī)械行業(yè)特別使塑性成型領(lǐng)域的飛速發(fā)展， 給這一古老的行業(yè)帶來(lái)了生機(jī)。在現(xiàn)有的注塑成型機(jī)中，注塑單元主要包括注塑和擠壓 這兩種功能，要支持這兩種功能需要在該注塑單元中有相關(guān)的傳動(dòng)設(shè)備， 一般的注塑功 能依靠液壓缸完成，而擠壓工作通常靠液壓馬達(dá)完成。 一些現(xiàn)有的技術(shù)中，把單獨(dú)的 電動(dòng)機(jī)用于各種功能，如一臺(tái)電動(dòng)機(jī)用于給一螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)則與其他機(jī)構(gòu)配 合，把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，其他含有液壓機(jī)和電機(jī)的"混合"機(jī)器，己用電機(jī)來(lái)轉(zhuǎn) 動(dòng)帶有被液壓傳動(dòng)的機(jī)器，其余的功能進(jìn)給螺桿，其動(dòng)力是驅(qū)動(dòng)多臺(tái)液壓馬達(dá)。但是利 用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，會(huì)伴有高噪音和高震動(dòng)，在工作中馬達(dá)容易發(fā)熱，其中存在的液壓油， 不但容易滲漏，還會(huì)隨著溫度而產(chǎn)生化學(xué)成分的改變，會(huì)增加污染物濃度，不利于環(huán)保; 更重要的是，對(duì)于壓力工作機(jī)器而言，工作具有間隙性，在上、下材料時(shí)間內(nèi)仍然消耗 能量，不利于節(jié)能。
因此有必要設(shè)計(jì)一種新的驅(qū)動(dòng)裝置，以克服上述缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種既節(jié)能又環(huán)保的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置。 本實(shí)用新型的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于，包括-一數(shù)字伺服電機(jī)；
一液壓泵，其內(nèi)部裝有傳動(dòng)介質(zhì)，能被該數(shù)字伺服電機(jī)帶動(dòng)；
一驅(qū)動(dòng)缸，具有活塞和活塞兩側(cè)用以盛裝傳動(dòng)介質(zhì)的收容腔，該活塞能被在收容腔 中流動(dòng)的傳動(dòng)介質(zhì)所推動(dòng),-
數(shù)字伺服電機(jī)與液壓泵連接，液壓泵傳動(dòng)介質(zhì)進(jìn)出口通過(guò)管道分別與驅(qū)動(dòng)缸的兩收 容腔導(dǎo)通；液壓泵能正、反兩方向旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向和數(shù)字伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相同。
如上所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于它有一組閥門裝置，用以輔助 完成驅(qū)動(dòng)循環(huán)以及防止裝置過(guò)負(fù)載，保證裝置的安全；閥門裝置包含至少一低壓蓄勢(shì)器 和至少兩個(gè)單向閥，低壓蓄勢(shì)器通過(guò)兩個(gè)單向閥分別與兩收容腔連接。低壓蓄勢(shì)器，用 以在模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置工作時(shí)，收容該驅(qū)動(dòng)循環(huán)中多余的傳動(dòng)介質(zhì)或補(bǔ)充缺少的 傳動(dòng)介質(zhì)，并保證裝置穩(wěn)定減少液壓沖擊，使整個(gè)液壓裝置構(gòu)成為全封閉裝置，不采用 開式液壓箱。
如上所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于低壓蓄勢(shì)器通過(guò)至少兩個(gè)溢流 閥分別與兩收容腔連接。
如上所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于所述模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置 還具有一傳輸信息至數(shù)字伺服電機(jī)的傳感器，以構(gòu)成模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置的反饋 環(huán)，構(gòu)成全裝置的閉環(huán)控制。
如上所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)缸為一直動(dòng)式伺服壓 力機(jī)的內(nèi)部設(shè)備或獨(dú)立使用的驅(qū)動(dòng)缸。
如上所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)缸為液壓、機(jī)械壓 力機(jī)或管脹壓力機(jī)的內(nèi)部設(shè)備。
如上所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于所述傳動(dòng)介質(zhì)為油類液體、無(wú) 機(jī)液體、水基乳化液或水基高分子液體。本實(shí)用新型模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置利用一個(gè)數(shù)字伺服電機(jī)，結(jié)合其他設(shè)備完成驅(qū) 動(dòng)任務(wù)，只在工作時(shí)輸出需要的能量，上、下料時(shí)間不消耗能量，相對(duì)于壓力機(jī)等間隙 工作的一般通用驅(qū)動(dòng)方式比較，可以節(jié)能50%以上；不發(fā)熱，不存在液壓油的漏損，低 噪音、低振動(dòng)等負(fù)面環(huán)境影響。
圖1為本實(shí)用新型模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置的第一實(shí)施例的原理圖； 圖2為本實(shí)用新型模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置的第二實(shí)施例的示意圖3為使用示意圖--直動(dòng)式伺服壓力機(jī)。
圖4為使用示意圖二——肘桿力放大式壓力機(jī)。 圖5為使用示意圖三——管脹形壓力機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和第一實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖l中標(biāo)記的說(shuō)明驅(qū)動(dòng)缸l、第一收容腔1A，第二收容腔1B，第一單向閥2A、 第二單向閥2B、第一溢流閥3A、第二溢流閥3B，液壓泵4、數(shù)字伺服電機(jī)5、低壓蓄 勢(shì)器6、活塞7、位移傳感器8。
圖2中標(biāo)記的說(shuō)明第一壓力傳感器9A、第二壓力傳感器9B。
圖3中標(biāo)記的說(shuō)明滑塊IO。
圖4中標(biāo)記的說(shuō)明連桿放大機(jī)構(gòu)ll。
參見(jiàn)圖l，本實(shí)用新型實(shí)施例的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于，包括 一數(shù)字伺服電機(jī)5，能正、反兩方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，能控制輸出力矩，轉(zhuǎn)數(shù)； 一液壓泵4，其內(nèi)部裝有傳動(dòng)介質(zhì)，能被該數(shù)字伺服電機(jī)5帶動(dòng)； 一驅(qū)動(dòng)缸l，具有一活塞7，和活塞7兩側(cè)用以盛裝傳動(dòng)介質(zhì)的第一收容腔1A和第二收容腔1B，該活塞7能被在第一、二收容腔1A和1B中流動(dòng)的傳動(dòng)介質(zhì)所推動(dòng)；
數(shù)字伺服電機(jī)5與液壓泵4連接，該數(shù)字伺服電機(jī)5為一AC伺服電機(jī)5，其能夠左、右 旋轉(zhuǎn)，并且?guī)?dòng)該液壓泵4同向旋轉(zhuǎn)。液壓泵4傳動(dòng)介質(zhì)進(jìn)出口a、 d通過(guò)管道分別與驅(qū)動(dòng) 缸1的兩收容腔1A和1B導(dǎo)通，和驅(qū)動(dòng)缸l之間形成a-b和c-d兩條通道。該驅(qū)動(dòng)缸l內(nèi)的活 塞7,將該驅(qū)動(dòng)缸1分為第一收容腔1A和第二收容腔1B，其中連接通道a-b的為第一收容 腔1A，連接通道c-d的為第二收容腔lB，在第一收容腔1A和第二收容腔1B內(nèi)流動(dòng)的傳動(dòng) 介質(zhì)，能夠推動(dòng)活塞7在驅(qū)動(dòng)缸1中移動(dòng)，從而通過(guò)活塞桿輸出動(dòng)力。
在本實(shí)施例中，它有一組閥門裝置，用以輔助完成驅(qū)動(dòng)循環(huán)以及防止裝置過(guò)負(fù)載， 保證裝置的安全；閥門裝置包含一低壓蓄勢(shì)器6和兩個(gè)錐閥式單向閥第一單向閥2A和 第二單向閥2B，低壓蓄勢(shì)器6通過(guò)兩個(gè)單向閥分別與第一收容腔1A和第一收容腔連接， 第一單向閥2A和第二單向閥2B相對(duì)設(shè)置，能夠分別向相反的方向?qū)ㄔ撘后w。低壓蓄勢(shì) 器6，用以在模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置工作時(shí)，收容該驅(qū)動(dòng)循環(huán)中多余的傳動(dòng)介質(zhì)或補(bǔ) 充缺少的傳動(dòng)介質(zhì)，并保證裝置穩(wěn)定減少液壓沖擊，使整個(gè)液壓裝置構(gòu)成為全封閉裝置， 不采用開式液壓箱。
該組闊門裝置還有一第一溢流閥3A和一第二溢流閥3B，兩個(gè)溢流閥都為錐閥式溢流 閥，同樣相對(duì)設(shè)置，能夠在不同的通道上保護(hù)裝置不過(guò)載。以及第一壓力傳感器9A和一 第二壓力傳感器9B，兩個(gè)壓力傳感器也是相對(duì)分別設(shè)置于兩個(gè)a-b和c-d兩條通道處，以 反饋信號(hào)給AC伺服電機(jī)。
請(qǐng)參照?qǐng)Dl，下面簡(jiǎn)要介紹該模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置的工作原理 首先，該AC伺服電機(jī)5正向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連接的液壓泵4正向轉(zhuǎn)動(dòng)，該液壓泵4內(nèi)的高 壓液體由a口通過(guò)所述通道a-b進(jìn)入驅(qū)動(dòng)缸l的第一收容腔lA內(nèi)，高壓液體推動(dòng)活塞7向第 二收容腔1B方向移動(dòng)，第二收容腔lB內(nèi)的液體通過(guò)通道c-e-d返回液壓泵4的吸油口d口， 同時(shí)驅(qū)動(dòng)缸l的第一收容腔內(nèi)液體壓力，通過(guò)通道b-f-i，頂開第二單向閥2B，使第二收容腔1B內(nèi)的多余液體，可以通過(guò)一個(gè)c-e-k-h通道分流至低壓蓄勢(shì)器6內(nèi)，至此完成左向 行程動(dòng)作。
與此同時(shí)，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)缸l內(nèi)藏或外設(shè)的位置測(cè)量裝置，將驅(qū)動(dòng)缸1內(nèi)活塞7的實(shí)際 位置反饋給AC伺服電機(jī)5構(gòu)成閉環(huán)位置控制。還有在位置控制中，可以通過(guò)AC伺服電機(jī) 控制系統(tǒng)，進(jìn)行限壓的自由設(shè)定。作為多重安全保護(hù)裝置，在AC伺服電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)生 異常時(shí)，可以由第一溢流閥3A和第二溢流閥3B來(lái)保護(hù)裝置不過(guò)載。
同理，當(dāng)AC伺服電機(jī)5反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，也如前所述，但不同的是從驅(qū)動(dòng)缸1的1A腔排 出的傳動(dòng)介質(zhì)流入液壓泵4的a口，經(jīng)液壓泵4的d口，通道d-e-c，進(jìn)入驅(qū)動(dòng)缸l的收容腔 1B內(nèi)，同時(shí)低壓蓄勢(shì)器6內(nèi)的液體通過(guò)通道h-k流經(jīng)單向閥2A后，進(jìn)入液壓泵4的a口，以 補(bǔ)充收容腔1B內(nèi)的不足。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，通過(guò)第一壓力傳感器9A將裝置的壓力信 號(hào)反饋到AC伺服電機(jī)5，構(gòu)成裝置的壓力反饋環(huán)，可以進(jìn)行裝置的壓力控制。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，為圖1和圖2實(shí)施例的使用狀態(tài)圖一，其中I是直動(dòng)式伺服壓力機(jī)，II是 本實(shí)用新型除液壓缸l外的部分。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，為圖1和圖2實(shí)施例的使用狀態(tài)圖二，它與使用狀態(tài)圖一的使用原理相 同，不同之處在于將使用狀態(tài)圖一中的直動(dòng)式伺服壓力機(jī)I換為液壓-機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)壓力機(jī) III，該液壓-機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)壓力機(jī)III內(nèi)設(shè)有一組肘桿的力放大機(jī)構(gòu)ll，相當(dāng)于活塞桿的延 伸。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，為圖1和圖2實(shí)施例的使用狀態(tài)圖三，它與前兩個(gè)使用狀態(tài)不同之處在 于壓力機(jī)為管脹形壓力機(jī)IV，同樣達(dá)到上述兩種使用狀態(tài)的效果。
綜上所述，本實(shí)用新型模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置的優(yōu)點(diǎn)在于
1.本實(shí)用新型因采用AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以只在工作時(shí)輸出需要的能量，對(duì)于壓力機(jī)等間隙工作的機(jī)器而言，在上、下料時(shí)間中不消耗能量，所以比一般通用驅(qū)動(dòng)方式， 基本節(jié)能50%以上。
2. 本實(shí)用新型模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的機(jī)械減速裝置， 節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，可以得到最大的性價(jià)比。
3. 由于是AC伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，所以性能好，裝置穩(wěn)定，精度高，位置精度在+0.01mm
以內(nèi)，不且使用液壓溢流裝置，不發(fā)熱，壓力控制精度高。
4. 不用油箱，不存在液壓油的漏損，不存在液壓油隨著溫度而產(chǎn)生化學(xué)成分的改 變，增加污染物濃度的危害，保持低噪音、低振動(dòng)，有利于環(huán)境保護(hù)。
權(quán)利要求1、模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于，包括一數(shù)字伺服電機(jī)；一液壓泵，其內(nèi)部裝有傳動(dòng)介質(zhì)，能被該數(shù)字伺服電機(jī)帶動(dòng)；一驅(qū)動(dòng)缸，具有活塞和活塞兩側(cè)用以盛裝傳動(dòng)介質(zhì)的收容腔，該活塞能被在收容腔中流動(dòng)的傳動(dòng)介質(zhì)所推動(dòng)；數(shù)字伺服電機(jī)與液壓泵連接，液壓泵傳動(dòng)介質(zhì)進(jìn)出口通過(guò)管道分別與驅(qū)動(dòng)缸的兩收容腔導(dǎo)通；液壓泵能正、反兩方向旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向和數(shù)字伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相同。
2、 如權(quán)利要求l所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于低壓蓄勢(shì)器通過(guò)至少 兩個(gè)溢流閥分別與兩收容腔連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于所述模塊化數(shù)字閉環(huán) 動(dòng)力裝置還具有一傳輸信息至數(shù)字伺服電機(jī)的傳感器，以構(gòu)成數(shù)字閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的反 饋環(huán)，構(gòu)成全裝置的閉環(huán)控制。
4、 如權(quán)利要求1或2或3所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于所述動(dòng)力裝置 為一直動(dòng)式伺服壓力機(jī)的內(nèi)部設(shè)備或獨(dú)立使用的驅(qū)動(dòng)缸。
5、 如權(quán)利要求1或2或3所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于所述的動(dòng)力裝 置為液壓-機(jī)械傳動(dòng)壓力機(jī)或管脹形壓力機(jī)的內(nèi)部設(shè)備。
6、 如權(quán)利要求1或2或3所述的模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于所述傳動(dòng)介質(zhì)為油類液體、無(wú)機(jī)液體、水基乳化液或水基高分子液體。
專利摘要模塊化數(shù)字閉環(huán)動(dòng)力裝置，其特征在于，包括一數(shù)字伺服電機(jī)；一液壓泵，其內(nèi)部裝有傳動(dòng)介質(zhì)，能被該數(shù)字伺服電機(jī)帶動(dòng)；一驅(qū)動(dòng)缸，具有活塞和活塞兩側(cè)用以盛裝傳動(dòng)介質(zhì)的收容腔，該活塞能被在收容腔中流動(dòng)的傳動(dòng)介質(zhì)所推動(dòng)；數(shù)字伺服電機(jī)與液壓泵連接，液壓泵傳動(dòng)介質(zhì)進(jìn)出口通過(guò)管道分別與驅(qū)動(dòng)缸的兩收容腔導(dǎo)通；液壓泵能正、反兩方向旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向和數(shù)字伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相同。本實(shí)用新型既節(jié)能又環(huán)保。
文檔編號(hào)F15B9/03GK201318348SQ20082019357
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者晶 呂 申請(qǐng)人:晶 呂