一种一体式注塑机的射出及储料系统的制作方法

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1.本发明涉及注塑机技术领域，尤其是涉及一种一体式注塑机的射出及储料系统。

背景技术：

2.传统注塑机中射料动作是采用plc+阀+普通液压油缸，液压油缸固定在注塑机的射台前板上，活塞杆前端采用螺母固定在射台后板上，油缸活塞杆往复运动，带动射台后板向前直线运动做射出动作；储料动作则是射台后面的液压马达与液压阀和油缸共同驱动向后做储料动作，再此过程中由于采用的是plc+阀+普通液压油缸+位置传感器的外部间接闭环反馈，控制精度相对较低，响应相对较慢。
3.例如一种在中国专利文献上公开的“用于注塑机的定量储料与定量射料结构”，其申请号“cn201821620484.x”，包括移动平台，其水平设置且能轴向移动；注射料筒，其水平固设于移动平台上，注射料筒内设置有注射活塞；注射油缸，其固设于注射料筒后方上且注射油缸的活塞杆与注射活塞相连；储料料筒，其固设于注射料筒上方并与储料料筒连通，储料料筒内设置有塑化螺杆；电子控制尺，其轴向设置并与活塞杆相连并能随活塞杆同步移动；电子控制尺随活塞杆同步移动，当电子控制尺移动至预设位置时，能将信号反馈至控制系统并控制注射油缸停止工作，实现对储料量、射料量的精准控制。
4.上述方案中采用电子控制尺（位置传感器）作为定位装置控制注塑机的储料量和设料量，但电子控制尺依然为外部间接闭环反馈，控制精度相对直接闭环反馈精度较低，且相应较慢，而注塑机的射料与储料动作又需要相对较高的位置控制精度，才能确保稳定的生产出塑料制品。

技术实现要素：

5.针对现有技术中注塑机射出和储料动作精度较低，响应速度较慢，同步性差的问题，本发明提供了一种一体式注塑机的射出及储料系统，采用数字液压缸代替传统的普通液压缸，同时在数字液压缸上设置智能驱动模块辅助提高射出和储料动作的精确性与同步性，实现自动化机械闭环反馈，有效提升一体式注塑机的同步性能和工作稳定性。
6.本发明的第二发明目的是解决采用数字液压缸的一体式注塑机在控制精度满足精密加工要求后，其他部件特别是注射料筒存在若干影响射料动作不同步的问题。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种一体式注塑机的射出及储料系统，包括设置有射台前板和射台后板的射台装置，所述射台装置包括有注射料筒，所述射台前板上设置有数字液压缸，所述数字液压缸内包括有活塞杆和智能驱动模块，所述活塞杆远离射台前板的一端与射台后板连接；所述数字液压缸尾部设置有驱动装置，所述智能驱动模块可控制驱动装置驱动活塞杆带动射台后板上的注射料筒做直线往复运动，所述智能驱动模块包括同步控制系统。一体式数字液压缸控制注塑机射出和储料是采用plc+智能驱动模块+一体式数字液压油缸，数字液压缸固定在注塑机的射台前板上，活塞杆前端采用螺母固定在射台后板上，油缸活塞杆往复运动，
带动托射台后板往复直线运动做射出和储料动作，再此过程中由于采用的是采用plc+数字液压缸智能驱动器+一体式数字液压油缸直接机械闭环反馈，控制精度高，响应快。所述智能驱动模块内包含数字液压缸的位置、速度、力等各种运动曲线，通过plc将信号输入驱动装置，驱动装置控制数字液压缸进行精确同步动作。
8.作为优选，所述驱动装置与活塞杆之间设置有传动组件，所述传动组件包括串联设置的转动阀芯组件和滚珠丝杠组件，所述驱动装置连接转动阀芯组件，所述转动阀芯组件驱动滚珠丝杠转动并带动活塞杆往复运动。伺服电机带动阀芯在螺母套中旋转，螺纹使阀芯产生轴向移动将阀口打开。根据驱动装置的旋转方向，压力油从p口进入液压缸前或后腔，活塞杆伸出或缩回；这时，与活塞杆固定在一起的滚珠丝杠组件内的仿形螺母被一起带动，与其啮合的仿形螺杆被转动，导致连接在在其左侧的螺母套旋转，与其啮合的转动阀芯做轴向返回移动，直至将开启的阀口关闭，数字液压缸随即停止运动，完成液压缸直线移动时对驱动装置转角的跟踪，过程中实现了力矩放大。
9.作为优选，所述转动阀芯组件与驱动装置之间设置有联轴器，所述联轴器包括第一半联轴器和第二半联轴器，所述第一半联轴器和第二半联轴器之间设置有滑块体，所述同步控制系统包括设置于联轴器上的失动补偿结构，所述失动补偿结构包括覆盖设置于滑块体表面的硬质橡胶层，所述硬质橡胶层填充设置于滑块体两侧，所述硬质橡胶层填充设置于滑块体和第一半联轴器/第二半联轴器之间。驱动装置主轴与齿轴由于键联引起的间隙、齿轮副间隙、齿轮与丝杠间由键联接引起的间隙、联轴器中键联接引起的间隙、丝杠螺母间隙等。由于注塑机的射出动作与储料动作为相反运动，因此存在反向间隙误差；具体地说，反向间隙误差是指由于注塑机传动链中机械间隙的存在，各执行件在运动过程中，从正向运动变为反向运动时（射出动作与储料动作之间切换），执行件的运动量与理论值（编程值）存在误差，最后反映为叠加至数字液压缸对射料量或储料量的误差。当数字液压缸在其运动方向上换向时，由于反向间隙的存在会导致伺服电机产生微角度空转而射料后台无实际移动，此称之为失动。在数字液压缸快速运动中，反向偏差影响注塑机的同步精度，使得射料量或储料量降低。这样的反向间隙若数值较小，对注塑精度影响不大则不需要采取任何措施；若数值较大，则注塑质量明显下降，此时必须进行反向间隙的测定和补偿。联轴器作为数字液压缸的关键部件，亦是可能存在机械间隙的部件，本技术采用失动补偿结构进行反向间隙的消除。失动补偿结构包括设置于联轴器中部的滑块体上的硬质橡胶层，所述硬质橡胶层在室温状态下为一种玻璃态聚合物，其实质是一种热固性塑料。硬质橡胶层杨氏模量大于500mp，硬度大于75邵d，是相对分子质量为105-106的高度不饱和纯橡胶或再生胶做母体，与固化剂及一定配合剂混合，经长效硫化历程得到的黑角质状硬质聚合物。在滑块体上制作硬质橡胶层时，首先对硬质橡胶进行加热软化，使其从玻璃态转变为高弹态，便于将滑块体与于第一半联轴器及第二半联轴器之间的空隙填充，待温度降低后，硬质橡胶层恢复为玻璃态，能够保证联轴器内的机械间隙被消除。即使滑块体频繁承受交变应力导致力学性能接近失效，硬质橡胶层依然有稳定硬度，保证失动补偿结构的工作稳定性，确保失动补偿结构的工作寿命大于联轴器的工作寿命。
10.作为优选，所述注射料筒包括有筒体和设置于筒体前端的射咀；所述同步控制系统包括设置于射咀尾部的防堵环，所述防堵环与筒体内壁可相对转动。所述防堵环用于消除射咀尾部注料固化堵塞，通过可转动的防堵环，能够将固化或待固化注料与射咀之间进
行错动，避免黏连堵塞现象出现，确保射出动作与数字液压缸的控制指令同步。
11.进一步的，所述防堵环远离射咀的一侧设置有止逆环，所述止逆环卡合连接筒体内壁。所述止逆环可以防止物料回流损坏注射料筒造成物料损失，同时影响射出动作和储料动作与数字液压缸的同步性。解决了本技术的第二发明目的。
12.作为优选，所述驱动装置为伺服电机。所述伺服电机有位移控制模式和力控制模式，可实现微米级的重复精度，也就满足了大多数要求精确力控制的系统要求。即：通过精确的位置控制实现力的闭环控制。采用数字液压中特有的线性阀开口控制能力，加上流量压力转换系统，就可以实现对绝对刚体的精密力控制。同时伺服电机在脉冲控制方面具备更好的性能。
13.作为优选，所述数字液压缸上还设置有冗余监测器，所述冗余监测器包括轴向设置于活塞杆侧方的位置传感器，所述位置传感器连接智能驱动模块。一体式数字液压缸虽然内部具有了更高精度的机械反馈装置，但并不排除额外安装位置传感器用于冗余监测保护使用。这样能让一体式数字液压缸具有双保险能力，工作得更安全可靠。这也是在很多要求安全级别更高的应用中惯用的方法，特别的是，一体式数字液压产品也有装压力传感器用于实现力的控制能力。
14.因此，本发明具有如下有益效果：（1）采用数字液压缸代替传统的普通液压缸，同时在数字液压缸上设置智能驱动模块辅助提高射出和储料动作的精确性与同步性，实现自动化机械闭环反馈，有效提升一体式注塑机的同步性能和工作稳定性；（2）失动补偿结构能够保证联轴器内的机械间隙被消除；即使联轴器的滑块体频繁承受交变应力导致力学性能接近失效，硬质橡胶层依然有稳定硬度，保证失动补偿结构的工作稳定性，确保失动补偿结构的工作寿命大于联轴器的工作寿命；（3）防堵环与止逆环的双环设计能够在最大限度内避免注射料筒内出现干扰影响射出及储料动作与数字液压缸控制指令不同步的问题，有效提升注塑机的同步精度和工作稳定性；（4）通过在数字液压缸上设置额外的冗余监测器对射料与储料动作进行进一步检测，从而提升数字液压缸的工作性能。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图。
16.图2为图1中射台装置的结构示意图。
17.图3为图1中a-a处的剖面图。
18.图4为图2中数字液压缸的侧剖图。
19.图中：100、射台装置，101、注射料筒，102、筒体，103、射咀，104、防堵环，105、止逆环，1、射台前板，2、射台后板，3、数字液压缸，4、活塞杆，5、驱动装置，6、联轴器，61、失动补偿结构，7、冗余监测器。
具体实施方式
20.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
21.实施例1
如图1、2所示，一种一体式注塑机的射出及储料系统，包括设置有射台前板1和射台后板2的射台装置100，所述射台装置包括有注射料筒101，所述射台前板上设置有数字液压缸3，所述数字液压缸内包括有活塞杆4和智能驱动模块，所述活塞杆远离射台前板的一端与射台后板连接；所述数字液压缸尾部设置有驱动装置5，所述智能驱动模块可控制驱动装置驱动活塞杆带动射台后板上的注射料筒做直线往复运动，所述智能驱动模块包括同步控制系统。所述驱动装置为伺服电机。所述驱动装置与活塞杆之间设置有传动组件，所述传动组件包括串联设置的转动阀芯组件和滚珠丝杠组件，所述驱动装置连接转动阀芯组件，所述转动阀芯组件驱动滚珠丝杠转动并带动活塞杆往复运动。伺服电机带动阀芯在螺母套中旋转，螺纹使阀芯产生轴向移动将阀口打开。根据驱动装置的旋转方向，压力油从p口进入液压缸前或后腔，活塞杆伸出或缩回；这时，与活塞杆固定在一起的滚珠丝杠组件内的仿形螺母被一起带动，与其啮合的仿形螺杆被转动，导致连接在在其左侧的螺母套旋转，与其啮合的转动阀芯做轴向返回移动，直至将开启的阀口关闭，数字液压缸随即停止运动，完成液压缸直线移动时对驱动装置转角的跟踪，过程中实现了力矩放大。所述转动阀芯组件与驱动装置之间设置有联轴器6，所述联轴器包括第一半联轴器和第二半联轴器，所述第一半联轴器和第二半联轴器之间设置有滑块体，所述同步控制系统包括设置于联轴器上的失动补偿结构61，所述失动补偿结构包括覆盖设置于滑块体表面的硬质橡胶层，所述硬质橡胶层填充设置于滑块体两侧，所述硬质橡胶层填充设置于滑块体和第一半联轴器/第二半联轴器之间。
22.驱动装置主轴与齿轴由于键联引起的间隙、齿轮副间隙、齿轮与丝杠间由键联接引起的间隙、联轴器中键联接引起的间隙、丝杠螺母间隙等。由于注塑机的射出动作与储料动作为相反运动，因此存在反向间隙误差；具体地说，反向间隙误差是指由于注塑机传动链中机械间隙的存在，各执行件在运动过程中，从正向运动变为反向运动时（射出动作与储料动作之间切换），执行件的运动量与理论值（编程值）存在误差，最后反映为叠加至数字液压缸对射料量或储料量的误差。当数字液压缸在其运动方向上换向时，由于反向间隙的存在会导致伺服电机产生微角度空转而射料后台无实际移动，此称之为失动。在数字液压缸快速运动中，反向偏差影响注塑机的同步精度，使得射料量或储料量降低。这样的反向间隙若数值较小，对注塑精度影响不大则不需要采取任何措施；若数值较大，则注塑质量明显下降，此时必须进行反向间隙的测定和补偿。联轴器作为数字液压缸的关键部件，亦是可能存在机械间隙的部件，本技术采用失动补偿结构进行反向间隙的消除。失动补偿结构包括设置于联轴器中部的滑块体上的硬质橡胶层，所述硬质橡胶层在室温状态下为一种玻璃态聚合物，其实质是一种热固性塑料。硬质橡胶层杨氏模量大于500mp，硬度大于75邵d，是相对分子质量为105-106的高度不饱和纯橡胶或再生胶做母体，与固化剂及一定配合剂混合，经长效硫化历程得到的黑角质状硬质聚合物。在滑块体上制作硬质橡胶层时，首先对硬质橡胶进行加热软化，使其从玻璃态转变为高弹态，便于将滑块体与于第一半联轴器及第二半联轴器之间的空隙填充，待温度降低后，硬质橡胶层恢复为玻璃态，能够保证联轴器内的机械间隙被消除。即使滑块体频繁承受交变应力导致力学性能接近失效，硬质橡胶层依然有稳定硬度，保证失动补偿结构的工作稳定性，确保失动补偿结构的工作寿命大于联轴器的工作寿命。
23.如图3、4所示，所述注射料筒包括有筒体102和设置于筒体前端的射咀103；所述同
步控制系统包括设置于射咀尾部的防堵环104，所述防堵环与筒体内壁可相对转动。所述防堵环远离射咀的一侧设置有止逆环105，所述止逆环卡合连接筒体内壁。所述防堵环用于消除射咀尾部注料固化堵塞，通过可转动的防堵环，能够将固化或待固化注料与射咀之间进行错动，避免黏连堵塞现象出现，确保射出动作与数字液压缸的控制指令同步。所述止逆环可以防止物料回流损坏注射料筒造成物料损失，同时影响射出动作和储料动作与数字液压缸的同步性。解决了本技术的第二发明目的。
24.所述伺服电机有位移控制模式和力控制模式，可实现微米级的重复精度，也就满足了大多数要求精确力控制的系统要求。即：通过精确的位置控制实现力的闭环控制。采用数字液压中特有的线性阀开口控制能力，加上流量压力转换系统，就可以实现对绝对刚体的精密力控制。同时伺服电机在脉冲控制方面具备更好的性能。
25.本实施例中，一体式数字液压缸控制注塑机射出和储料是采用plc+智能驱动模块+一体式数字液压油缸，数字液压缸固定在注塑机的射台前板上，活塞杆前端采用螺母固定在射台后板上，油缸活塞杆往复运动，带动托射台后板往复直线运动做射出和储料动作，再此过程中由于采用的是采用plc+数字液压缸智能驱动器+一体式数字液压油缸直接机械闭环反馈，控制精度高，响应快。所述智能驱动模块内包含数字液压缸的位置、速度、力等各种运动曲线，通过plc将信号输入驱动装置，驱动装置控制数字液压缸进行精确同步动作。
26.实施例2本实施例中，所述数字液压缸上还设置有冗余监测器，且驱动装置采用步进电机，成本更低；所述冗余监测器包括轴向设置于活塞杆侧方的位置传感器，所述位置传感器连接智能驱动模块。一体式数字液压缸虽然内部具有了更高精度的机械反馈装置，但并不排除额外安装位置传感器用于冗余监测保护使用。这样能让一体式数字液压缸具有双保险能力，工作得更安全可靠。这也是在很多要求安全级别更高的应用中惯用的方法，特别的是，一体式数字液压产品也有装压力传感器用于实现力的控制能力。本实施例中，冗余监测器采用磁致伸缩位移传感器。
27.除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种一体式注塑机的射出及储料系统，包括设置有射台前板和射台后板的射台装置，所述射台装置包括有注射料筒，其特征在于，所述射台前板上设置有数字液压缸，所述数字液压缸内包括有活塞杆和智能驱动模块，所述活塞杆远离射台前板的一端与射台后板连接；所述数字液压缸尾部设置有驱动装置，所述智能驱动模块可控制驱动装置驱动活塞杆带动射台后板上的注射料筒做直线往复运动，所述智能驱动模块包括同步控制系统。2.根据权利要求1所述的一种一体式注塑机的射出及储料系统，其特征在于，所述驱动装置与活塞杆之间设置有传动组件，所述传动组件包括串联设置的转动阀芯组件和滚珠丝杠组件，所述驱动装置连接转动阀芯组件，所述转动阀芯组件驱动滚珠丝杠转动并带动活塞杆往复运动。3.根据权利要求2所述的一种一体式注塑机的射出及储料系统，其特征在于，所述转动阀芯组件与驱动装置之间设置有联轴器，所述联轴器包括第一半联轴器和第二半联轴器，所述第一半联轴器和第二半联轴器之间设置有滑块体，所述同步控制系统包括设置于联轴器上的失动补偿结构，所述失动补偿结构包括覆盖设置于滑块体表面的硬质橡胶层，所述硬质橡胶层填充设置于滑块体两侧，所述硬质橡胶层填充设置于滑块体和第一半联轴器/第二半联轴器之间。4.根据权利要求1所述的一种一体式注塑机的射出及储料系统，其特征在于，所述注射料筒包括有筒体和设置于筒体前端的射咀；所述同步控制系统包括设置于射咀尾部的防堵环，所述防堵环与筒体内壁可相对转动。5.根据权利要求4所述的一种一体式注塑机的射出及储料系统，其特征在于，所述防堵环远离射咀的一侧设置有止逆环，所述止逆环卡合连接筒体内壁。6.根据权利要求1所述的一种一体式注塑机的射出及储料系统，其特征在于，所述驱动装置为伺服电机。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种一体式注塑机的射出及储料系统，其特征在于，所述数字液压缸上还设置有冗余监测器，所述冗余监测器包括轴向设置于活塞杆侧方的位置传感器，所述位置传感器连接智能驱动模块。

技术总结

本发明公开了一种一体式注塑机的射出及储料系统，包括设置有射台前板和射台后板的射台装置，所述射台装置包括有注射料筒，所述射台前板上设置有数字液压缸，所述数字液压缸内包括有活塞杆和智能驱动模块，所述活塞杆远离射台前板的一端与射台后板连接；所述数字液压缸尾部设置有驱动装置，所述智能驱动模块可控制驱动装置驱动活塞杆带动射台后板上的注射料筒做直线往复运动，所述智能驱动模块包括同步控制系统。采用数字液压缸代替传统的普通液压缸，同时在数字液压缸上设置智能驱动模块辅助提高射出和储料动作的精确性与同步性，实现自动化机械闭环反馈，有效提升一体式注塑机的同步性能和工作稳定性。同步性能和工作稳定性。同步性能和工作稳定性。