專利名稱：用于注塑模制機(jī)的雙電動機(jī)傳動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為注塑模制機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)提供動力的驅(qū)動電動機(jī)，更具體地說，涉及一種電動機(jī)傳動系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩只用機(jī)械方式連接在一起的電動機(jī)。
與液壓驅(qū)動裝置相比，除了電力驅(qū)動裝置具有更精確的控制能力以外，電動機(jī)的噪聲也比液壓裝置少。此外，在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)期間，對液壓流體進(jìn)行加壓會將液壓流體加熱，使液壓機(jī)中的大量能量被浪費(fèi)，隨后還需要借助油、水或其它降低熱量的方式對流體進(jìn)行冷卻。由于目前對環(huán)境方面的問題要求較高，液壓流體中的礦物油會對環(huán)境不利，因此需要特殊的容器和特殊的處理技術(shù)。
電動機(jī)的一個缺點(diǎn)是在需要較高功率輸出時，電動機(jī)的尺寸、重量和成本都大于液壓馬達(dá)。然而，由于電動機(jī)的控制精度遠(yuǎn)大于機(jī)械或液壓系統(tǒng)，因此電動機(jī)的應(yīng)用越來越普遍，尤其是在容量較小的注塑模制機(jī)(帶水分在內(nèi)300噸左右)中。當(dāng)所需輸出較大時，功率輸出的限制和電動機(jī)的直徑的增加限制了電力傳動系統(tǒng)在注塑模制機(jī)中的使用。
目前往往使用AC伺服電動機(jī)來驅(qū)動注塑模制機(jī)。然而，市場上出售的AC伺服電動機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩有一定的限制。因此將這種AC伺服電動機(jī)作為動力的注塑模制機(jī)的容量受到市場上出售的電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的限制。盡管可以用傳動帶或齒輪將兩只這樣的電動機(jī)連接起來，以提供聯(lián)合的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出，但該系統(tǒng)要占據(jù)較大的空間，并且這種系統(tǒng)比較復(fù)雜。另外，該系統(tǒng)中還需要加入其它機(jī)械元件，由于機(jī)械傳動元件所固有的傳動帶的拉伸、機(jī)械磨損以及類似因素的影響，這些機(jī)械元件降低對聯(lián)合電動機(jī)輸出控制的精確度。
本發(fā)明的目的是提供一種傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)可以用電動機(jī)作為動力來驅(qū)動機(jī)器，該機(jī)器的最大轉(zhuǎn)矩輸出將大于使用單個市場上出售的電動機(jī)所獲得的最大轉(zhuǎn)矩輸出。
本發(fā)明的另一目的是提供一種傳動系統(tǒng)，即使在注塑模制機(jī)所需電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩較高時，該傳動系統(tǒng)可使電力驅(qū)動的注塑模制機(jī)的總尺寸接近原來的尺寸而不會有很大的增加。
圖2是

圖1所示塑化螺桿傳動系統(tǒng)的橫截面的部分俯視圖；圖3是一方框圖，示出了圖2所示的這種雙電動機(jī)驅(qū)動的控制機(jī)構(gòu)的設(shè)置；圖4是一方框圖，示出了圖2所示的這種雙電動機(jī)驅(qū)動的另一種控制機(jī)構(gòu)的設(shè)置。
現(xiàn)在請參見圖2，一電動機(jī)18帶動塑化螺桿旋轉(zhuǎn)，該電動機(jī)由支架20支承，而該支架則支承在箱體12上。電動機(jī)18包括一輸出傳動軸22，一傳動帶輪24固定在該輸出傳動軸上。一傳動帶26繞在傳動帶輪24上，以使從動帶輪28旋轉(zhuǎn)，該從動帶輪與塑化螺桿連接，以便共同旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)模制材料被塑化之后，塑化螺桿在筒14中軸向地朝圖1和2所示的左方移動，以實(shí)現(xiàn)注射行程，該注射行程將所需數(shù)量的注塑模制原料注入模具(圖中未示出)。注射行程的動力由傳動系統(tǒng)提供，該傳動系統(tǒng)包括一對電動機(jī)，即第一注射電動機(jī)30和第二注射電動機(jī)32。電動機(jī)30由支架31支承，而該支架則支承在傳動箱12上，電動機(jī)30具有一輸出傳動軸34，該輸出傳動軸從電動機(jī)30的箱體中向外伸出。類似地，電動機(jī)32由支架33支承，而該支架也支承在傳動箱12上，電動機(jī)32具有一相應(yīng)的輸出傳動軸36，該輸出傳動軸從電動機(jī)32的箱體中向外伸出。如圖2所示，電動機(jī)30和32互相相對設(shè)置，其相應(yīng)的輸出軸相互隔開，并且相對地相互面對，其相應(yīng)的輸出軸的軸線是共軸的。
一傳動軸連接件38(圖中以環(huán)形套筒的形狀示出)在輸出傳動軸34和36之間延伸，并把它們固連在一起，以使所述傳動軸沿著相同的旋轉(zhuǎn)方向、以相同的旋轉(zhuǎn)速度一同旋轉(zhuǎn)。連接件38形成的傳動帶輪可使一從動帶輪40旋轉(zhuǎn)，該從動帶輪由帶41驅(qū)動。從動帶輪40與傳動螺桿42連接，該傳動螺桿可旋轉(zhuǎn)地容納在一固定的螺母43中，該螺母被箱體12保持住。傳動螺桿42的旋轉(zhuǎn)使塑化螺桿軸向移動，因而實(shí)現(xiàn)對塑化螺桿的注射行程或回縮行程。
所示的雙電動機(jī)系統(tǒng)可將兩只輸出較小的電動機(jī)結(jié)合起來，以提供比僅使用單個電動機(jī)所得到的輸出轉(zhuǎn)矩更高的輸出轉(zhuǎn)矩。由于AC伺服電動機(jī)(它們憑借可以對輸出進(jìn)行更精確的控制而成為該機(jī)器的較佳動力)的最大轉(zhuǎn)矩輸出局限于1000?！っ鬃笥业乃?，因此該電動機(jī)的應(yīng)用局限于注入量為100盎司左右的注塑模制機(jī)。注入量較大的注塑模制機(jī)需要較高的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出，而這里所述的雙電動機(jī)傳動系統(tǒng)可使該電動機(jī)使用在容量較大的注塑模制機(jī)中。
這種雙電動機(jī)傳動系統(tǒng)可以用圖3所示的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。用連接件38將電動機(jī)30和32的輸出傳動軸連接在一起，以便共同旋轉(zhuǎn)。向相應(yīng)的調(diào)速器44、46提供電動機(jī)的速度指令，這些調(diào)速器將向相應(yīng)的電動機(jī)驅(qū)動電路48、50發(fā)出相應(yīng)的電流指令。與電動機(jī)30相連的編碼器54可將轉(zhuǎn)子位置反饋給電動機(jī)驅(qū)動電路48、50。編碼器54所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置反饋也提供給調(diào)速器44、46，位置反饋在這里被用來產(chǎn)生速度反饋。提供給電動機(jī)驅(qū)動電路50和調(diào)速器46的位置反饋在信號變換器52中被反轉(zhuǎn)，以使電動機(jī)32沿著與電動機(jī)30相反的方向旋轉(zhuǎn)，從而使相應(yīng)的電動機(jī)輸出軸沿著相同的方向旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生電動機(jī)的聯(lián)合輸出。可以對驅(qū)動電路48、50速度指令進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，以保持每一電動機(jī)30和32所需的旋轉(zhuǎn)速度。
或者，本發(fā)明可以用圖4所示的系統(tǒng)來控制雙電動機(jī)傳動系統(tǒng)。用上述連接件38將電動機(jī)30和32的輸出傳動軸連接在一起，以便共同旋轉(zhuǎn)。可用設(shè)置一個單個調(diào)速器58來產(chǎn)生一單個的電流指令。當(dāng)電動機(jī)驅(qū)動電路48直接接收調(diào)速器58向電動機(jī)30發(fā)出的指令時，電動機(jī)32的驅(qū)動電路50的速度指令在信號變換器56中被反轉(zhuǎn)，以使電動機(jī)32沿著與電動機(jī)30相反的方向旋轉(zhuǎn)。因此，相應(yīng)的電動機(jī)輸出軸沿著相同的方向旋轉(zhuǎn)，以使電動機(jī)30、32提供聯(lián)合輸出。單個編碼器54與電動機(jī)30相連，向相應(yīng)的驅(qū)動電路48、50提供轉(zhuǎn)子的位置反饋，位置反饋在這里被用來產(chǎn)生速度反饋。應(yīng)當(dāng)注意的是編碼器54向電動機(jī)驅(qū)動電路50提供的位置反饋被信號變換器52反轉(zhuǎn)，以便向電動機(jī)32提供適當(dāng)?shù)淖儞Q。工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的電動機(jī)傳動系統(tǒng)可以向電力驅(qū)動的注塑模制機(jī)提供較高馬力的輸出，而不會過多地增加機(jī)器外殼的尺寸。將第一和第二電動機(jī)安裝成其相應(yīng)的傳動端相對設(shè)置、其相應(yīng)的輸出軸軸向?qū)R的形式。電動機(jī)連接件在第一和第二電動機(jī)的輸出軸之間延伸，并將第一和第二電動機(jī)的輸出軸連接在一起，以使電動機(jī)輸出軸沿著相同的旋轉(zhuǎn)方向、以相同的旋轉(zhuǎn)速度一同旋轉(zhuǎn)?？稍O(shè)置一電動機(jī)控制器來控制第一和第二電動機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩。這種電動機(jī)的安排可提供聯(lián)合的輸出轉(zhuǎn)矩，該輸出轉(zhuǎn)矩是第一和第二電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩之和。
盡管上面對本發(fā)明的特定實(shí)施例進(jìn)行了圖示和敘述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人士應(yīng)當(dāng)清楚的是，可以在不背離本發(fā)明的概念的情況下對該實(shí)施例進(jìn)行種種變化和修改。因此，擬將落在本發(fā)明的范圍中的所有這些變化和修改都包括在所附權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種帶有傳動系統(tǒng)(10)的注塑模制機(jī)，其特征在于，傳動系統(tǒng)(10)包括a.第一和第二電動機(jī)(30、32)，每一電動機(jī)具有箱體和輸出軸(34、36)，所述輸出軸從箱體的傳動端軸向伸出，其中電動機(jī)(30、32)互相隔開，相對地設(shè)置其相應(yīng)傳動端，共軸地設(shè)置其相應(yīng)的輸出軸(34、36)的軸線；b.一電動機(jī)連接件(38)，所述連接件在第一和第二電動機(jī)(30、32)的輸出軸中延伸，并將所述第一和第二電動機(jī)輸出軸(34、36)連接在一起，以使電動機(jī)輸出軸(34、36)沿著相同的旋轉(zhuǎn)方向、以相同的旋轉(zhuǎn)速度一同旋轉(zhuǎn)；c.一用來控制第一和第二電動機(jī)(30、32)的速度和轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)控制器，所述電動機(jī)控制器包括一第一電動機(jī)驅(qū)動電路(48)，所述第一電動機(jī)驅(qū)動電路與第一電動機(jī)(30)連接，以使第一電動機(jī)輸出軸(34)沿著預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)；以及一第二電動機(jī)驅(qū)動電路(50)，所述第二電動機(jī)驅(qū)動電路與第二電動機(jī)(32)連接，以使第二電動機(jī)輸出軸(36)沿著與第一電動機(jī)輸出軸(34)相同的預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)，以在電動機(jī)連接件(38)處提供一聯(lián)合輸出轉(zhuǎn)矩，所述聯(lián)合輸出轉(zhuǎn)矩是第一和第二電動機(jī)(30、32)的輸出轉(zhuǎn)矩之和，其中第二電動機(jī)驅(qū)動電路(50)包括一變換器(52)，所述變換器將提供給第二電動機(jī)(32)的驅(qū)動電流的相位相對于提供給第一電動機(jī)(30)的驅(qū)動電流的相位作相移。
2.如權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)(10)，其特征在于，第一和第二電動機(jī)(30、32)中的每一電動機(jī)在相同的旋轉(zhuǎn)速度下具有基本相同的最大輸出轉(zhuǎn)矩。
3.如權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)(10)，其特征在于，第一和第二電動機(jī)(30、32)中的每一電動機(jī)在相同的旋轉(zhuǎn)速度下具有不同的最大輸出轉(zhuǎn)矩。
4.如權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述連接件(38)包括一連接套筒，所述連接套筒可將第一和第二電動機(jī)(30、32)的相應(yīng)輸出軸(34、36)以機(jī)械的方式連接在一起，以便共同旋轉(zhuǎn)；所述連接件(38)還包括一由一連接件(38)承載的傳動件，所述傳動件可將聯(lián)合電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩傳遞至從動件(40)。
5.如權(quán)利要求4所述的傳動系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述傳動件是一容納并承載傳動帶(41)的滑輪。
6.如權(quán)利要求4所述的傳動系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述從動件(40)是注塑模制機(jī)的注射裝置中的一個機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的傳動系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)包括一螺桿(42)，所述螺桿可使注射件軸向移動，以便將塑料模制原料注入模具。
8.如權(quán)利要求1所述的傳動系統(tǒng)(10)，其特征在于，第一和第二電動機(jī)(30、32)都是AC伺服電動機(jī)。
全文摘要
一電動機(jī)驅(qū)動的螺桿傳動系統(tǒng)(10),它可在預(yù)定的外殼空間中提供增加的輸出轉(zhuǎn)矩。端對端地設(shè)置一對電動機(jī)(30、32),相對、同軸地設(shè)置其相應(yīng)的輸出傳動軸(34、36)。一連接件(38)在相應(yīng)的電動機(jī)輸出軸(34、36)之間延伸,它用機(jī)械的方式將電動機(jī)輸出軸連接在一起,使它們沿著相同的旋轉(zhuǎn)方向、以相同的旋轉(zhuǎn)速度共同旋轉(zhuǎn)。電動機(jī)之一的控制電路包括一變換器(52),該變換器可使一電動機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向與另一電動機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向相反,以使連接件(38)上的聯(lián)合電動機(jī)(30、32)的輸出轉(zhuǎn)矩等于每一單個電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩之和。
文檔編號B29C45/50GK1353640SQ00808450
公開日2002年6月12日 申請日期2000年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月16日
發(fā)明者J·E·奧布賴恩 申請人:米拉克龍公司