專利名稱：用于可產(chǎn)生較大夾緊力的電機(jī)驅(qū)動(dòng)注模機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)注模機(jī)的夾具裝置。尤其，本發(fā)明涉及具有由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的肘桿機(jī)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)夾緊過(guò)程而設(shè)的夾具裝置的控制裝置。
在注模機(jī)的一夾具裝置中包括一伺服馬達(dá)，一滾珠絲杠機(jī)構(gòu)和一肘桿機(jī)構(gòu)。伺服馬達(dá)具有一預(yù)定的額定扭矩。滾珠絲杠機(jī)構(gòu)具有一桿和一螺母以便將伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)被傳遞給螺桿。與此響應(yīng)，螺桿的旋轉(zhuǎn)和螺母向前的移動(dòng)，使肘桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夾緊。
樹脂的模制一般包括許多過(guò)程，例如樹脂的配量、填充、保壓和冷卻。除了這些過(guò)程外，夾具裝置還要完成夾緊過(guò)程。在該夾具裝置中，伺服馬達(dá)的扭矩應(yīng)在夾緊過(guò)程中得到控制以便提供按預(yù)定圖形分布的夾緊力。
夾緊過(guò)程所需的時(shí)間可根據(jù)要模制的產(chǎn)品而變化。例如模制一透鏡要花一個(gè)小時(shí)的時(shí)間。在這樣的環(huán)境下，一常規(guī)的夾具裝置根據(jù)模制產(chǎn)品所需的最大夾緊力來(lái)確定伺服馬達(dá)的額定扭矩。這意味著用于夾具裝置的伺服馬達(dá)所能產(chǎn)生的最大夾緊力是在額定值之內(nèi)。然而，在一般夾具裝置中，這種最大夾緊力并不需要持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，除了以上描述的用于特殊目的的那些設(shè)計(jì)以外，換言之，最大夾緊力所需持續(xù)的時(shí)間只是整個(gè)夾緊過(guò)程的一小部分時(shí)間。
因此，本發(fā)明的目的是提供電動(dòng)注模機(jī)的控制裝置，在該裝置中，由具有較小額定值的伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)夾具裝置獲得超過(guò)額定值的夾緊力。
本發(fā)明適用于電動(dòng)注模機(jī)的控制裝置，它包括一具有伺服馬達(dá)和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的夾具裝置，其中滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括一螺旋桿和一螺母，用于將伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，控制裝置包括一用于產(chǎn)生一組夾緊力分布圖形的圖形發(fā)生器。模具夾緊裝置即根據(jù)該組圖形而產(chǎn)生一夾緊力。被確定的該組圖形中最大的夾緊力大于由在預(yù)定額定值之內(nèi)伺服馬達(dá)所產(chǎn)生的夾緊力。


圖1表明本發(fā)明所采用夾具裝置基本結(jié)構(gòu)的視圖。
圖2表明適用于本發(fā)明夾具裝置的控制裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3表示由如圖2所示的圖形發(fā)生器所產(chǎn)生的一組圖形實(shí)施例的視圖。
圖4表示準(zhǔn)備在一存儲(chǔ)器內(nèi)根據(jù)圖3所示的該組圖形計(jì)算夾緊力得出表格的實(shí)施例的視圖。
參閱圖1，描述了適用于本發(fā)明的電動(dòng)注模機(jī)的夾具裝置。在圖1中，夾具裝置10包括一固定臺(tái)板11，四個(gè)桿件12，一個(gè)可動(dòng)臺(tái)板13，兩個(gè)臂14，一肘支撐件15，一個(gè)伺服馬達(dá)16，一個(gè)螺桿17，一個(gè)十字結(jié)聯(lián)軸節(jié)18，一第一肘節(jié)桿19-1，和一第二肘節(jié)桿19-2。在圖1中只能看到兩個(gè)桿件12。肘桿機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)臂14，肘支撐件15，十字結(jié)聯(lián)軸節(jié)18，和第一和第二肘節(jié)桿19-1和19-2構(gòu)成。同時(shí)，固定的和可動(dòng)的臺(tái)板11和13被分別固定有固定的和可移動(dòng)模具，以使它們彼此相對(duì)。它們?cè)趫D2中未做表示。固定的臺(tái)板11被牢牢地固定在底版20上。可移動(dòng)臺(tái)板13在四個(gè)桿件12上的滑動(dòng)取決于兩臂14的位置。
伺服馬達(dá)16的旋轉(zhuǎn)被傳遞給螺桿17。螺母21與螺桿17螺紋嚙合。螺桿17的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致螺母21向前的移動(dòng)，使肘桿機(jī)構(gòu)完成夾緊操作。
參照?qǐng)D2，它描述了用于本發(fā)明最佳實(shí)施例夾緊裝置的控制裝置?？刂蒲b置包括一圖形發(fā)生器31，與一組夾緊力F0相應(yīng)，圖形發(fā)生器31產(chǎn)生如圖3所示該組夾緊力F0的一組圖形Pr。由注模機(jī)的主要控制單元(未示)提供一組夾緊力F0。圖形發(fā)生器31根據(jù)一組圖形Pr的指令值產(chǎn)生指令信號(hào)?？刂蒲b置還包括用于讀出由夾緊裝置產(chǎn)生的夾緊力的傳感器32。減法器33計(jì)算由圖形發(fā)生器31供給的指令信號(hào)和由傳感器32獲得的讀出夾緊力信號(hào)之間的差值。然后，減法器33向放大器34供給計(jì)算出的指示差值的差值信號(hào)。放大器34具有包括PID補(bǔ)償?shù)墓δ?。放大?4放大計(jì)算出的差值信號(hào)，并且產(chǎn)生表示伺服馬達(dá)16扭矩值的扭矩指令信號(hào)。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器35根據(jù)放大器34提供的扭矩指令值驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)16。
適用于本發(fā)明的夾具裝置與如圖1所示的為同一類型。然而，本發(fā)明可以采用帶有伺服馬達(dá)的產(chǎn)生最大夾緊力的常規(guī)夾緊裝置。例如，50噸的夾緊裝置都能提供大于50噸的最大夾緊力，其原因?qū)⒃谙旅孢M(jìn)行描述。
正如圖3所示，一般在注塑過(guò)程開始后經(jīng)過(guò)某一時(shí)間再施加夾緊力，并且快速增加該夾緊力。然后，夾緊力達(dá)到一高峰，當(dāng)由注塑過(guò)程切換到保壓過(guò)程后立刻設(shè)定夾緊力F0。而從此時(shí)起夾緊力即逐漸減少。在最大夾緊力持續(xù)的時(shí)間間隔Tp內(nèi)即構(gòu)成整個(gè)夾緊過(guò)程中最重要的一小部分時(shí)間。
假定夾具裝置10的伺服馬達(dá)16的最大夾緊力的額定值是50噸。采用該伺服馬達(dá)16的夾具裝置10以產(chǎn)生大約70噸的最大夾緊力是沒(méi)有問(wèn)題的，而此時(shí)最大夾緊力持續(xù)的時(shí)間間隔Tp僅僅構(gòu)成如圖3所示整個(gè)夾緊過(guò)程中重要的卻是較小的部分時(shí)間。
基于此，本發(fā)明就可能在帶有具有較小額定值伺服馬達(dá)的夾具裝置中提供超過(guò)該額定值的最大夾緊力。
圖形發(fā)生器具有一存儲(chǔ)器(未示)。存儲(chǔ)器儲(chǔ)存如圖3中所示的該組圖形Pr并以表格的形式如圖4所示。在圖4中，符號(hào)x表示表中的序號(hào)0，…，k，…，和n。每個(gè)序號(hào)表示在注射塑料過(guò)程開始后，流逝的時(shí)間。k和n都是自然數(shù)，一般在100到1000之間。換言之，當(dāng)n等于1000，并且由注射過(guò)程開始到夾緊過(guò)程結(jié)束且?jiàn)A緊力變?yōu)?的時(shí)間間隔為Tw秒時(shí)，則每一個(gè)表中的序號(hào)即代表的時(shí)間就是Tw/1000秒。符號(hào)y是一個(gè)其數(shù)值在0和1之間的分布值。假定設(shè)定夾緊力F0為一參考值1以代表最大的夾緊力，則可將夾緊力相應(yīng)于每個(gè)表中序號(hào)而換算成分布值。
假定注塑全過(guò)程的時(shí)間是Ti且由注塑過(guò)程開始流逝的時(shí)間為t。表中序號(hào)x可通過(guò)所給出公式x＝K*t/Ti找到圖4表中各序號(hào)上的分布值y，其中k是當(dāng)t＝Ti時(shí)表的序號(hào)數(shù)字。由上述公式得到的表的序號(hào)數(shù)字x可以是具有一位小數(shù)的值。在此情況下，小數(shù)部分應(yīng)用內(nèi)插法求得。通過(guò)以下給定的公式Fr＝{ly(x)-y(x-1)}*(x-x)+y(x-1)}*F0，可以獲得由注塑開始任一點(diǎn)的設(shè)定夾緊力Fr。其中是把x中的小于1的小數(shù)部分舍去后的值。
圖形發(fā)生器31一個(gè)接一個(gè)地從存儲(chǔ)器中讀出由該組圖形所限定的夾緊力。圖形發(fā)生器31產(chǎn)生讀出的夾緊力做為指令值。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器35根據(jù)指令值控制伺服馬達(dá)的扭矩。這將達(dá)到控制夾緊力的目的。伺服馬達(dá)16在Tp的短時(shí)間間隔內(nèi)即產(chǎn)生出超出其額定值的最大夾緊力。應(yīng)在設(shè)計(jì)中將Tp的短時(shí)間間隔的超負(fù)荷考慮在內(nèi)，以便使其不發(fā)生問(wèn)題。因此，根據(jù)本發(fā)明的夾具裝置，可以提供比由伺服馬達(dá)16額定值確定的夾緊力大1.5到2倍的最大夾緊力。
結(jié)合此例，已對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行了描述，其中存儲(chǔ)器具有一個(gè)單組圖形貯存在其中。然而，實(shí)際上用于多組夾緊力的幾種圖形被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。與某一組夾緊力相應(yīng)的該組圖形可以被找出來(lái)以便符合即要求的夾緊力F0。此外，用在上述提到向?qū)嵤├械淖⑺苓^(guò)程中的時(shí)間間隔Ti和該組夾緊力F0可以計(jì)算出在表中的分布值Y。然而，還可使用不同于注塑過(guò)程時(shí)間間隔Ti以外的任一別的時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算。此外，該組夾緊力F0可以不需要采用最大夾緊力。而且，夾緊力可以通過(guò)采用函數(shù)值來(lái)獲得，而不是采用圖4中所示的表。
正如上面描述的，本發(fā)明的夾具裝置能提供超過(guò)由伺服馬達(dá)的額定值所確定的夾緊力為最大夾緊力。本發(fā)明與具有同樣額定值的常規(guī)夾具裝置相比較可模制出更大的模制產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)注模機(jī)的控制裝置包括一夾具裝置，它具有一伺服馬達(dá)和一滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括一螺桿和一螺母，用于將伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，其特征在于控制裝置包括一圖形發(fā)生器，用于產(chǎn)生一組夾緊力的圖形，夾具裝置即根據(jù)該組圖形而產(chǎn)生一夾緊力，并且由所確定的組圖形最大夾緊力大于由伺服馬達(dá)在預(yù)定額定值內(nèi)產(chǎn)生的夾緊力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)注模機(jī)的控制裝置，其特征在于所述圖形發(fā)生器包括一存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)以表格形式構(gòu)成的一組圖形，而其中的時(shí)間間隔是在注塑過(guò)程開始之后與一所期望的夾緊力所代表的從“零”到“1”的數(shù)值是一一對(duì)應(yīng)的，該參數(shù)值“1”即為最大夾緊力。
全文摘要
由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的注模機(jī)的控制裝置中包括一夾具裝置,它包括一伺服馬達(dá)和一滾珠絲杠機(jī)構(gòu),滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括一螺桿和一螺母,用于將伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)?？刂蒲b置包括一圖形發(fā)生器,用于產(chǎn)生一組夾緊力的圖形。夾緊裝置根據(jù)該組圖形產(chǎn)生一夾緊力并且被該組圖形所確定的最大夾緊力大于由伺服馬達(dá)在預(yù)定額定值內(nèi)產(chǎn)生的夾緊力。
文檔編號(hào)B29C45/76GK1202415SQ97112179
公開日1998年12月23日 申請(qǐng)日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月6日
發(fā)明者平岡和夫 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社