專利名稱：注塑模螺紋抽芯機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注塑模抽芯機構(gòu)，尤其涉及伺服同步的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)。
背景技術(shù)：
在注塑模中，如果塑料件內(nèi)有螺紋，就不能直接把螺紋型芯抽出進行強脫，否則容易破壞塑料件的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，目前常用的脫模方式是在螺紋型芯上配置一油馬達，油馬達帶動螺紋型芯從注塑模具上脫出，螺紋的脫出由兩個動作實現(xiàn)，型芯的轉(zhuǎn)動由油馬達帶動， 零件止轉(zhuǎn)推板的動作由彈簧驅(qū)動，但這種機構(gòu)因為彈簧推出推板時彈簧力隨行程變化，造成推板動作與螺紋脫出軸向位移不一致。這種自動脫螺紋機構(gòu)的可靠性不足，尤其是螺紋長度較長的情況下，這種機構(gòu)的困難更大，推板頂出初期彈簧力過大會造成螺紋拖花，頂出后期頂出力不足造成推板與零件的分離而不能止轉(zhuǎn)，故而難以做出合格產(chǎn)品，在生產(chǎn)中也因為其不穩(wěn)定而影響生產(chǎn)。為此，本發(fā)明人曾設(shè)計了一種內(nèi)螺紋自動脫模伺服同步機構(gòu)，將螺紋型芯和推板分別與轉(zhuǎn)動機構(gòu)和升降機構(gòu)傳動連接，兩機構(gòu)的行程通過控制系統(tǒng)控制，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動機構(gòu)旋出螺紋的軸向速度與升降機構(gòu)推出推板的速度一致。螺紋型芯與轉(zhuǎn)軸連接，并通過轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)動機構(gòu)傳動連接，轉(zhuǎn)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)包括步進電機和傳動軸，傳動軸與電機軸通過鏈輪連接。轉(zhuǎn)軸下端固定連接有從動齒輪，與傳動軸上端的主動齒輪嚙合，傳動軸下端設(shè)置有傳動鏈輪，并通過鏈條與連接在電機軸上的鏈輪傳動連接。升降機構(gòu)推出推板的具體結(jié)構(gòu)是這樣的參見圖1，伺服電機9’帶動蝸輪蝸桿(蝸桿12’蝸輪11’)，渦輪11’又帶動齒輪8’， 齒輪8，帶動齒條7’，由齒條7’帶動頂針板底板5’和頂針板4’，由頂針板4’通過四個推桿3’桿柱帶動推板2’。該機構(gòu)可以使推板與螺紋型芯的旋轉(zhuǎn)抽脫同步進行，突破傳統(tǒng)機械式脫螺紋結(jié)構(gòu)的限制，但是，該系統(tǒng)存在三個主要缺點，一是推出機構(gòu)復(fù)雜。推板的動作需要經(jīng)過頂針板的傳遞，頂針板的動作經(jīng)過齒條的驅(qū)動，齒條的動作經(jīng)過渦輪蝸桿的驅(qū)動，這樣一來，制造的精度比較難以保證；尤其是頂針板與齒條的連接，因為齒條沒有在頂針板的中心是偏心的推動，會造成推力增大，因為頂針板即使有輕微的傾斜，也會在頂針板導(dǎo)柱處產(chǎn)生較大的摩擦力；二是渦輪蝸桿減速機構(gòu)雖有利于減小伺服電機的驅(qū)動力要求，減速比如為1 20， 則驅(qū)動力為齒條處推力的1/20，但是這樣選出的伺服電機功率和體積仍較大；三是渦輪蝸桿機構(gòu)置于模具的支撐板外側(cè)，增加了模具占用體積，給吊裝等帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊合理、使用方便、有效保證螺紋完好、提高成品率的注塑模自動抽芯機構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的技術(shù)方案是注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，包括模腔、注塑件、在注塑件內(nèi)的螺紋型芯、注塑件下方的推板，所述螺紋型芯連接旋轉(zhuǎn)抽芯機構(gòu)，所述推板連接頂出機構(gòu)，還包括使螺紋型芯抽芯和推板頂出行程同步的PLC同步控制系統(tǒng)，所述頂出機構(gòu)包括伺服電機、鏈輪副、絲桿螺母副，所述伺服電機連接鏈輪副，鏈輪副連接絲桿螺母副，絲桿螺母副連接所述推板。優(yōu)選地，在所述絲桿螺母上設(shè)置有連接桿，所述連接桿的另一端固定在推板上。優(yōu)選地，動模板設(shè)在推板的下方，在動模板上設(shè)有通孔，通孔壁上設(shè)有連接桿導(dǎo)套，所述連接桿穿過連接桿導(dǎo)套與推板固定連接。優(yōu)選地，在推板上設(shè)有導(dǎo)孔，內(nèi)置滾珠導(dǎo)柱，所述滾珠導(dǎo)柱的一端固定在動模板底部。優(yōu)選地，所述絲桿的兩端軸承固定在抽芯機構(gòu)的底座和動模板上。優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)抽芯機構(gòu)包括電機和傳動軸，所述電機和傳動軸的一端通過鏈輪連接，所述傳動軸的另一端固定嚙合齒輪組的主動齒輪，嚙合齒輪組的從動齒輪安裝在螺紋型芯的轉(zhuǎn)軸上。優(yōu)選地，所述電機是步進電機。優(yōu)選地，所述注塑件上設(shè)有可使注塑件與推板相對靜止的零件定位機構(gòu)。優(yōu)選地，所述注塑件底面設(shè)置有定位槽，所述推板頂面對應(yīng)注塑件底面設(shè)置有定位凸點。優(yōu)選地，所述導(dǎo)孔內(nèi)嵌有與所述滾珠導(dǎo)柱相適配的導(dǎo)套。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點裝置結(jié)構(gòu)緊湊合理，利用絲桿螺母直接將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，減少了現(xiàn)有技術(shù)蝸輪蝸桿升降機構(gòu)的頂針板，模腳之下的空間因而充裕，機構(gòu)安裝拆卸方便，制造精度也容易保證。推板同步控制機構(gòu)采用絲杠加螺母結(jié)構(gòu)后，進一步使推出機構(gòu)成為省力機構(gòu)，可以減小伺服電機扭矩，機構(gòu)的安裝也更方便。推板采用了滾珠導(dǎo)柱，推板抗偏心能力提高，推板推出阻力穩(wěn)定均勻。并且，機構(gòu)中在絲杠螺母上使用兩根連接桿阻止絲杠螺母轉(zhuǎn)動，同時傳遞絲杠螺母給推板的推出力， 使機構(gòu)得到極大簡化。經(jīng)試驗驗證，本發(fā)明的注塑模自動抽芯機構(gòu)設(shè)計合理，推板同步頂出機構(gòu)輕巧，用手動搬動鏈輪即可實現(xiàn)推板的動作，機構(gòu)的推出力比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)確實減小很多， 具有明顯的技術(shù)先進性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)自動脫螺紋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示的抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2所示的推板同步頂出機構(gòu)結(jié)構(gòu)A-A剖示圖；圖5是本發(fā)明的控制流程圖。圖2-4中，1.步進電機2.注塑件3.零件定位機構(gòu) 4.絲杠螺母41.螺母墊板5.伺服電機6.螺紋型芯7.連接桿71.連接桿導(dǎo)套72.連接桿螺釘8.絲杠 11.推板12.滾珠導(dǎo)柱13.行星齒輪減速機14.鏈輪15.鏈條81行程開關(guān)82開關(guān)觸點
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施方式
僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見圖2 —圖4，本注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，包括定模板、動模板、在模腔內(nèi)的注塑件 2和螺紋型芯6、還包括螺紋型芯6的抽芯機構(gòu)、設(shè)在塑料注塑件2底部并在螺紋抽芯時同步頂出的推板11和推板同步頂出機構(gòu)，螺紋型芯6與抽芯機構(gòu)連接，推板11和同步頂出機構(gòu)連接，控制系統(tǒng)控制兩機構(gòu)的電機轉(zhuǎn)速，使螺紋抽芯的行程與推板頂出的行程相等。定模板和動模板合模后形成注塑件2的型腔，內(nèi)有注塑件2，動模板在推板11的下方，推板11 的上表面緊貼注塑件的底面，定模板在注塑件2的上方位置，附圖中沒有示出來，此時，注塑模具處于打開位置。見圖3，在推板上表面的是一腔雙出的兩個注塑件2，兩個注塑件內(nèi)均設(shè)置有可轉(zhuǎn)動的螺紋型芯6，螺紋型芯6與一轉(zhuǎn)軸的上端固定連接，轉(zhuǎn)軸的下端固定從動輪，從動輪與傳動軸端的主動輪傳動連接，傳動軸的另一端通過鏈輪結(jié)構(gòu)與步進電機1的電機軸傳動連接，構(gòu)成了由步進電機驅(qū)動的螺紋抽芯機構(gòu)。當(dāng)抽芯機構(gòu)動作時，要求推板同步頂出，否則注塑件將與螺紋型芯一起旋轉(zhuǎn)，抽芯機構(gòu)將無法將型芯抽出。見圖4，推板的同步頂出機構(gòu)包括伺服電機5、鏈輪傳動副和絲桿螺母傳動副，伺服電機5固定在模具的支架上，它的電機軸帶動行星齒輪減速機13，兩個鏈輪14分別連接行星齒輪減速機13和絲桿8，傳遞伺服電機的力矩。兩鏈輪14通過鏈條 15連接。絲桿8以軸承固定在底座與動模板上，推板11放置在動模板上，并且在動模板和推板上設(shè)置有用以引導(dǎo)推板11在垂直方向升降的滾珠導(dǎo)柱12。絲桿8上裝配絲桿螺母4， 當(dāng)鏈輪傳動副向絲桿傳遞力矩時，絲桿8旋轉(zhuǎn)，絲杠螺母4隨之上升或下降。絲杠螺母4通過兩根連接桿7與推板11連接，絲杠螺母4的下方用螺釘固定螺母墊板41，連接桿7的一端穿過絲杠螺母裝設(shè)在螺母墊板41上，另一端穿過動模板以連接桿螺釘72固定在推板11 上。當(dāng)絲桿螺母4上下運動時，通過連接桿7使推板11在垂直方向作升降移動。推板11的導(dǎo)向不用普通導(dǎo)柱而是采用了滾珠導(dǎo)柱12，使導(dǎo)向順暢。絲杠8旋轉(zhuǎn)時，絲杠螺母4因為2 個連接桿7與動模板的配合作用的限制而不能旋轉(zhuǎn)，只能由螺紋的作用做上下的運動，2個連接桿7的導(dǎo)向由動模板上的導(dǎo)套71實現(xiàn)。當(dāng)步進電機1旋轉(zhuǎn)帶動螺紋型芯6轉(zhuǎn)動時，注塑件2必須相對推板11靜止，為此零件與推板之間必須有定位止轉(zhuǎn)的零件定位機構(gòu)3 (參見圖2)，在實際的注塑過程中，注塑件的定位由零件自身幾何形狀解決，例如設(shè)置凹坑凹槽等。對于一些不能以零件自身幾何形狀解決定位的場合，如純圓柱形狀的注塑件，或者是在試驗機構(gòu)中，那么就需要考慮零件與推板的定位止轉(zhuǎn)的問題，通常，可在推板11的頂面對應(yīng)注塑件2底面設(shè)置有兩個定位凸點、 在注塑件的底部對應(yīng)定位凸點的位置設(shè)置有尺寸大小與定位凸點相適配的定位槽，使得當(dāng)注塑件2的底部抵靠在推板11上時，注塑件2相對推板11靜止。在完成一次螺紋抽芯自動脫螺紋動作后，推板需要返回初始0位置，即推板下平面與動模板上表面貼合。這個回程動作由伺服電機反轉(zhuǎn)完成。因為伺服電機存在零點漂移， 因此回程時否能夠回到0點初始位置需要保證方法。當(dāng)注塑機合模后鎖模的時候，如果因為伺服電機的零點漂移造成復(fù)位不當(dāng)，使推板和模板之間還存在間隙，在鎖模力作用下這個間隙被擠壓時，巨大的鎖模力將會由絲桿和絲桿螺母系統(tǒng)承擔(dān)，就會造成絲桿的損壞。如果推板的復(fù)位單純靠控制伺服電機的反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)完成，則由于伺服電機的轉(zhuǎn)動存在誤差，每次復(fù)位的時候就會產(chǎn)生累積誤差，長期工作也會造成推板復(fù)位不準(zhǔn)確，因此，本發(fā)明在推板 11上增加用于推板零點復(fù)位的行程開關(guān)81，反轉(zhuǎn)復(fù)位位置的確定由行程開關(guān)完成，參見圖 4，行程開關(guān)81裝在動模板上，開關(guān)觸點82裝在推板上，在每次螺紋型芯抽芯完成后，伺服電機需要反轉(zhuǎn)至推板11的零點復(fù)位位置，當(dāng)推板下降到開關(guān)觸點82對應(yīng)行程開關(guān)81時， 行程開關(guān)81發(fā)出信號，此信號即作為伺服電機確定零點的位置信號，每次行程時，都以此信號的產(chǎn)生作為伺服電機的0點位置，即可消除伺服電機0點漂移帶來的累積誤差，保證推板回程準(zhǔn)確回到初始0點。本發(fā)明的螺紋抽芯機構(gòu)的伺服同步控制計算如下設(shè)注塑零件螺距為P，步進電機轉(zhuǎn)速為Nb，伺服電機轉(zhuǎn)速為Ns，絲杠螺距為1^，減速機的減速比為R。根據(jù)圖3步進電機傳動機構(gòu)，已知步進電機鏈輪與齒輪軸鏈輪傳動比為1，齒輪軸齒輪與可轉(zhuǎn)動型芯齒輪的傳動比也是1 ；因此在單位時間內(nèi)步進電機轉(zhuǎn)動Nb圈時，零件脫螺紋Nb圈，零件脫出一個螺距值NbXP的距離；同時推板必須也完成推出距離Pt，在推板推出距離Pt = NbXP實現(xiàn)同步推出時，根據(jù)圖2伺服電機同步推板系統(tǒng)的傳動，此時絲杠轉(zhuǎn)動圈數(shù)為NbXP/(Ps)，絲杠螺母軸向移動為[NbXP/(Ps)] XI^，因此推板相應(yīng)推出距離為Pt = [NbXP/(Ps)] XPs ； 絲杠鏈輪與伺服電機鏈輪的傳動比是1，這時行星減速機輸出端轉(zhuǎn)動[NbXP/(Ps)]圈，伺服電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)為RX [NbXP/(Ps)]；就得到=Ns = RX [NbXP/(Ps)]由此得到Ns = Nb · R · P/Ps。其中的零件螺距P在實際調(diào)整中表現(xiàn)為兩個數(shù)值零件理論螺距值和零件螺距修正值。在實際注塑過程中的同步調(diào)整，將主要依賴于對零件螺距修正值趨近調(diào)整。參見圖5，本發(fā)明的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)的工作步驟如下，系統(tǒng)通電后，檢測伺服電機和步進電機是否可以進入工作狀態(tài)，是，則在觸摸屏上輸入數(shù)據(jù)注塑件螺紋螺距、步進電機轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)傳動比等數(shù)據(jù)，并選擇手動或自動模式，此時控制系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備接收工作信號，當(dāng)系統(tǒng)收到頂出信號時，PLC控制系統(tǒng)同時向伺服電機、步進電機發(fā)出工作信號， 兩電機同時轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)置同步檢測裝置，當(dāng)檢測到步進電機的螺紋抽芯行程與伺服電機的推板頂出行程不同步時，系統(tǒng)將重新調(diào)整，發(fā)出脈沖指令控制伺服電機的轉(zhuǎn)速。當(dāng)螺紋抽芯行程結(jié)束，抽芯完成后，伺服電機發(fā)出定位完成的信號，PLC控制系統(tǒng)使伺服電機反轉(zhuǎn)，完成與正轉(zhuǎn)相同的脈沖圈數(shù)后停止。若在中途出現(xiàn)緊急按停的情況，則步進電機、伺服電機同時停止轉(zhuǎn)動，直至按下復(fù)位按鈕，則系統(tǒng)控制繼續(xù)完成設(shè)定的而又還未完成的余下程序，例如，在頂出過程緊急按停后復(fù)位的，則伺服電機繼續(xù)正轉(zhuǎn)至抽芯機構(gòu)完成抽芯的工作，然后反轉(zhuǎn)復(fù)位，如在推板零點復(fù)位過程中出現(xiàn)急停，在再次按下復(fù)位按鍵后，系統(tǒng)繼續(xù)走完余下的反轉(zhuǎn)復(fù)位行程。本發(fā)明并不局限于以上實施方式，在上述實施方式公開的技術(shù)內(nèi)容下，還可以進行各種變化。凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，包括模腔、注塑件、在注塑件內(nèi)的螺紋型芯、注塑件下方的推板，所述螺紋型芯連接旋轉(zhuǎn)抽芯機構(gòu)，所述推板連接頂出機構(gòu)，還包括使螺紋型芯抽芯和推板頂出行程同步的PLC同步控制系統(tǒng)，其特征在于所述頂出機構(gòu)包括伺服電機、鏈輪副、 絲桿螺母副，所述伺服電機連接鏈輪副，鏈輪副連接絲桿螺母副，絲桿螺母副連接所述推板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于在所述絲桿螺母上設(shè)置有連接桿，所述連接桿的另一端固定在推板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于動模板設(shè)在推板的下方， 在動模板上設(shè)有通孔，通孔壁上設(shè)有連接桿導(dǎo)套，所述連接桿穿過連接桿導(dǎo)套與推板固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于在推板上設(shè)有導(dǎo)孔，內(nèi)置滾珠導(dǎo)柱，所述滾珠導(dǎo)柱的一端固定在動模板底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于所述絲桿的兩端軸承固定在抽芯機構(gòu)的底座和動模板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)抽芯機構(gòu)包括電機和傳動軸，所述電機和傳動軸的一端通過鏈輪連接，所述傳動軸的另一端固定嚙合齒輪組的主動齒輪，嚙合齒輪組的從動齒輪安裝在螺紋型芯的轉(zhuǎn)軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于所述電機是步進電機。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于所述注塑件上設(shè)有可使注塑件與推板相對靜止的零件定位機構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于所述注塑件底面設(shè)置有定位槽，所述推板頂面對應(yīng)注塑件底面設(shè)置有定位凸點。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)孔內(nèi)嵌有與所述滾珠導(dǎo)柱相適配的導(dǎo)套。
全文摘要
本發(fā)明提供一種注塑模螺紋抽芯機構(gòu)，包括模腔、注塑件、在注塑件內(nèi)的螺紋型芯、注塑件下方的推板，所述螺紋型芯連接旋轉(zhuǎn)抽芯機構(gòu)，所述推板連接頂出機構(gòu)，還包括使螺紋型芯抽芯和推板頂出行程同步的PLC同步控制系統(tǒng)，所述頂出機構(gòu)包括伺服電機、鏈輪副、絲桿螺母副，所述伺服電機連接鏈輪副，鏈輪副連接絲桿螺母副，絲桿螺母副連接所述推板。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊合理，利用絲桿螺母直接將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，進一步使推出機構(gòu)成為省力機構(gòu)，可以減小伺服電機扭矩，機構(gòu)的安裝也更方便。具有明顯的技術(shù)先進性。
文檔編號B29L1/00GK102358009SQ20111021305
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者鄉(xiāng)碧云, 暢國幃 申請人:順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院