數控螺杆注射機的製作方法
2023-05-27 05:05:46
專利名稱：數控螺杆注射機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數控螺杆注射機，屬於化工材料成型設備領域。
背景技術：
螺杆注射成型機的發展趨勢為全電動驅動，最新的全電動螺杆注射成型機採用交流伺服電動機驅動，專利申請號為CN99256609.6名稱為高智能數碼式電動注塑機，採用了交流伺服電動機驅動，專利申請號為CN03230727.6名稱為三相交流直接轉矩控制全電動注塑機專用控制電腦，採用了轉矩控制電動機驅動，上述裝置存在價格昂貴，控制方式複雜，易損，不容易維修等缺點，最主要的是電動機不能控制角位移、角速度。注射機的執行機構各裝置需要位移、速度、壓力準確可控，頻繁起停、頻繁往復移動，這成為本領域難以解決的技術難題。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低，工作效率高，能夠微機智能數控電動機角位移和角速度，解決本領域長期以來難以解決的技術難題的數控螺杆注射機。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是該數控螺杆注射機，包括螺杆注射機和工控微計算機，其特徵在於設置的開關磁阻調速電動機包括開關磁阻調速塑化電機、開關磁阻調速注射電機、開關磁阻調速射座電機、開關磁阻調速合模電機、開關磁阻調速頂出電機和開關磁阻調速調模電機，開關磁阻調速塑化電機連接螺杆注射機的螺杆轉動塑化裝置、開關磁阻調速注射電機連接螺杆移動注射裝置、開關磁阻調速射座電機連接射座移動裝置、開關磁阻調速合模電機連接合模裝置、開關磁阻調速頂出電機連接頂出裝置和開關磁阻調速調模電機連接調模裝置，各開關磁阻調速電動機連接控制器，控制器連接轉換器，轉換器連接工控微計算機，傳感器安裝在螺杆注射機上，數據採集卡分別連接工控微計算機、傳感器和按鈕板。
所述的傳感器包括應力傳感器、物位傳感器、溫度傳感器和電流傳感器。
所述的應力傳感器的安裝位置在軸承座、拉杆上和頂杆的一端，物位傳感器安裝在料鬥中，溫度傳感器分別安裝在噴嘴、料筒前區、料筒中區和料筒後區，電流傳感器安裝在電源輸入端。
開關磁阻調速電動機與各裝置的連接分別是，開關磁阻調速射座電機通過螺旋副傳動連接滑塊，滑塊、射座一體沿導軌滑動，開關磁阻調速注射電機通過螺旋副傳動和軸承連接螺杆，開關磁阻調速塑化電機通過齒輪傳動和花鍵傳動，連接螺杆，開關磁阻調速頂出電機通過花鍵傳動和螺旋副傳動連接頂杆，開關磁阻調速合模電機通過螺旋副傳動和五柱銷肘杆機構連接移動模板，開關磁阻調速調模電機通過鏈傳動和螺旋副傳動連接後固定模板。
開關磁阻調速射座電機U1的A1、A2、B1、B2、C1、C2端連接電機控制器U7的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，開關磁阻調速射座電機U1的角度位置信號ANG端連接電機控制器U7的ANG1端，開關磁阻調速電動機U1的RS232信號端連接轉換器U13，開關磁阻調速注射電機U2的A1、A2、B1、B2、C1、C2端連接電機控制器U8的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，開關磁阻調速注射電機U2的角度位置信號ANG端連接電機控制器U8的ANG1端，開關磁阻調速注射電機U2的RS232信號端連接轉換器U13，開關磁阻調速塑化電機U3、開關磁阻調速頂出電機U4、開關磁阻調速合模電機U5和開關磁阻調速調模電機U6分別按照以上連接方式連接電機控制器U9-U12，轉換器U13的RS232端連接工控微計算機U16的RS232端，手動按鈕板的五個按鈕開關S2-S6，分別連接到數據採集卡U15的DI0、DI2、DI4、DI6、DI8埠，溫度傳感器T1-T4、物位傳感器T5、應力傳感器T6-T9、電流傳感器T10-T14連接於數據採集卡U15的AI1-AI11、AI13、AI15、AI17埠相連，AI2埠連接三相電流傳感器T10，三相電源A、B、C通過開關S1連接各開關磁阻調速電機電源L1、L2、L3，電阻加熱器的加熱電阻R1-R8通過固態繼電器U21-U24連接功率放大器U20，功率放大器U20與數據採集卡U15的D00、D02、D04、D06相連，功率放大器U20還連接數據採集卡U15的D08和雙向可控矽U19，雙向可控矽U19連接電機U14，數據採集卡U15的輸出端與工控微計算機U16相連，鍵盤U17和顯示屏U18連接於工控微計算機U16。
與現有技術相比，該數控螺杆注射機所具有的有益效果是通過設置開關磁阻調速電動機提供螺杆注射機動力，控制器即時控制開關磁阻調速電動機的角位移和角速度，工控微計算機通過設定的計算方式，將計算結果通過控制器控制開關磁阻調速塑化電機、開關磁阻調速注射電機、開關磁阻調速射座電機、開關磁阻調速合模電機、開關磁阻調速頂出電機和開關磁阻調速調模電機。由開關磁阻調速電動機驅動，可以數控電動機的角位移和角速度，極大地簡化螺杆注射機的構造，螺杆注射機的執行機構各裝置的運動與開關磁阻調速電機角位移和角速度剛性相關，通過控制開關磁阻調速電機的角位移、角速度以及起停、正反轉和對應力傳感器的反饋，實現螺杆注射機執行機構各裝置轉動、移動輸出特性和壓力特性的微機智能柔性化數位化無級調控，可以提供低壓、中壓、高壓、低速、中速、高速，達到螺杆注射機的執行機構各裝置運動能按照所加工產品的不同、工藝要求的不同和材料的不同而變化的目的。本實用新型的螺杆注射機還可以達到起動性能好，對電網無衝擊，傳動安全可靠，穩定性高，使用壽命長，保護可靠，低速運行不發熱，效率高，節能；不使用液壓傳動，清潔，安裝和維修方便。同時，還具有成型過程數位化，具有信息容量大、操作直觀方便，較強的計算和自診斷能力、故障報警、模具參數儲存、壓力和流量無級可調、在線設定、修改參數、在線監測動作狀態、人機會話方式、中文提示等功能。
圖1是本實用新型數控螺杆注射機的結構示意圖。
圖2是本實用新型數控螺杆注射機塑化裝置、注射裝置、射座裝置結構示意圖。
圖3是本實用新型數控螺杆注射機調模裝置、合模裝置、頂出裝置結構示意圖。
圖4是圖1的控制電路原理框圖。
圖5是圖1的控制電路原理圖。
圖6是數控螺杆注射機實施例2合模裝置、頂出裝置結構示意圖。
圖7是數控螺杆注射機實施例3合模裝置結構示意圖。
圖8是數控螺杆注射機實施例4合模裝置結構示意圖。
圖1-5是本實用新型數控螺杆注射機的最佳實施例，圖1-8中8、19、34、47、52、75、76、87、92螺杆 9、24、26、29、30、35、42、68、73軸承 10、72軸承座 11、33、45、51、63、65、88、93螺母 12、37、89、95滑塊 13射座 14、38、81、90、96導軌 15柱銷 16射臺 17電阻加熱器 18噴嘴 21料筒 22料鬥 25、44、花鍵軸 27小齒輪 28大齒輪 31、43軸承座板 36、40、41、66聯軸器 40、71、74、85支架 46、94移動模板 49頂杆 50前固定模板 53定模澆口 54、56、58、60、62鉸銷 55前連杆 57、86後連杆 59撐座 61中間杆 64十字頭 67鏈輪 69、70軸 77鏈條 78鏈輪 79墊圈 82後固定模板 83拉杆 84機身 91、97連接板。
U1(1)開關磁阻調速射座電機 U2(2)開關磁阻調速注射電機 U3(3)開關磁阻調速塑化電機 U4(4)開關磁阻調速頂出電機 U5(5)開關磁阻調速合模電機U6(6)開關磁阻調速調模電機 U7-U12電機控制器 U13轉換器 U14(7)電機 U15數據採集卡 U16工控微計算機 U17鍵盤 U18顯示屏 U19向可控矽U20功率放大器 U21-24固態繼電器 T1-T4(20)溫度傳感器 T5(23)物位傳感器T6-T9(32)、(39)、(48)、(80)應力傳感器 T10-T14電流傳感器 R1-R8加熱電阻S1三刀開關 S2-S6開關。
具體實施方式
下面結合圖1-8對本實用新型數控螺杆注射機作進一步說明實施例1如圖1所示數控螺杆注射機主要由射座裝置、注射裝置、塑化裝置、頂出裝置、合模裝置和調模裝置組成，各裝置的電機分別採用開關磁阻調速射座電機1、開關磁阻調速注射電機2、開關磁阻調速塑化電機3、開關磁阻調速頂出電機4、開關磁阻調速合模電機5和開關磁阻調速調模電機6。開關磁阻調速射座電機1、開關磁阻調速注射電機2、開關磁阻調速塑化電機3、開關磁阻調速頂出電機4、開關磁阻調速合模電機5和開關磁阻調速調模電機6分別安裝在射座裝置、注射裝置、塑化裝置、頂出裝置、合模裝置和調模裝置上。
如圖2所示射座裝置的開關磁阻調速射座電機1輸出軸通過聯軸器40與螺杆8連接，軸承9與軸承座10連接，螺母11與螺杆8螺旋副傳動，螺母11與滑塊12聯結為一體，滑塊12與射座13聯結為一體，滑塊12與導軌14滑動配合，射臺16與射座13通過柱銷15連接在一起。
注射裝置的開關磁阻調速注射電機2的輸出軸通過聯軸器36連接螺杆34，螺杆34通過軸承35安裝在射臺16內，螺杆34與螺母33螺旋副傳動，螺母33與滑塊37聯結為一體，射臺16上設置有導軌38，導軌38與滑塊37滑動配合，軸承座板31與滑塊37連接為一體，軸承座板31通過軸承30連接花鍵軸25，花鍵軸25與螺杆19連接為一體，螺杆19和花鍵軸25通過軸承24連接射臺16。
塑化裝置的開關磁阻調速塑化電機3的輸出軸連接小齒輪27，小齒輪27與大齒輪28嚙合，花鍵軸25與大齒輪28內的花鍵孔滑動配合，小齒輪軸通過軸承26連接射臺16。
應力傳感器32安裝在軸承座板31上。應力傳感器39安裝在軸承座10上。物位傳感器23安裝在料鬥22中。溫度傳感器20四個分別安裝在噴嘴18以及料筒21的前區、中區和後區。電阻加熱器17安裝在料筒21上。
如圖3所示頂出裝置的開關磁阻調速頂出電機4安裝在支架85上，支架85與移動模板46聯結為一體，開關磁阻調速頂出電機4的輸出軸通過聯軸器41連接花鍵軸44的一端，花鍵軸44套在螺杆47一端內，花鍵軸44與螺杆47內孔花鍵滑動配合，螺杆47的另一端與頂杆49連接為一體，花鍵軸44外圓段連接軸承42，軸承42連接軸承座板43，軸承座板43與移動模板46連接為一體，螺母45與螺杆47螺旋副傳動，螺母45與移動模板46聯結為一體。
應力傳感器48安裝在頂杆49一端。
合模裝置的開關磁阻調速合模電機5安裝在支架74上，支架74與後固定模板82聯結為一體，輸出軸70通過聯軸器66連接螺杆75，螺杆75外圓段通過軸承73安裝在後固定模板82內，螺母65與螺杆75螺旋副傳動，十字頭64與螺母65連接為一體，十字頭64與中間杆61通過鉸銷62連接，中間杆61通過鉸銷60連接後連杆57，後連杆57通過鉸銷56連接前連杆55的一端，前連杆55的另一端通過鉸銷54連接移動模板46。撐座59的一端通過鉸銷58連接後連杆57，撐座59的另一端與後固定模板82聯結為一體。以機身的對稱軸線為中心分布四根拉杆83，四根拉杆83分別連接後固定模板82、移動模板46和前固定模板50，四根螺杆76與拉杆83的一端連接，四根螺杆52與拉杆83的另一端連接，移動模板46與拉杆83滑動配合，前固定模板50與機身84聯結為一體。
應力傳感器80安裝在拉杆83上。
調模裝置的開關磁阻調速調模電機6安裝在支架71上，支架71與後固定模板82聯結為一體。輸出軸69與鏈輪67聯結為一體，軸69通過軸承68安裝在軸承座72上，鏈輪67通過鏈條77與鏈輪78鏈條傳動，鏈輪78的內孔有螺紋，內孔的螺紋與螺杆76螺旋副連接，螺杆76與拉杆83的一端連接為一體，鏈輪78的端部與墊圈79相配合，墊圈79套在螺杆76外被鏈輪78壓緊在後固定模板82上，後固定模板82與導軌81滑動配合，螺母63與螺杆76螺旋副連接。
如圖4所示工控微計算機連接數據採集卡、鍵盤和顯示屏，通過轉換器連接控制器，數據採集卡連接按鈕板、功率放大器和傳感器。功率放大器連接固態繼電器、雙向可控矽。控制器分別連接開關磁阻調速射座電機、開關磁阻調速注射電機、開關磁阻調速塑化電機、開關磁阻調速頂出電機、開關磁阻調速合模電機和開關磁阻調速調模電機，開關磁阻調速射座電機、開關磁阻調速注射電機、開關磁阻調速塑化電機、開關磁阻調速頂出電機、開關磁阻調速合模電機和開關磁阻調速調模電機分別連接射座裝置、注射裝置、塑化裝置、頂出裝置、合模裝置和調模裝置，射座裝置、注射裝置、塑化裝置、頂出裝置、合模裝置和調模裝置組成螺杆注射機。螺杆注射機連接傳感器、電阻加熱器。雙向可控矽連接一個電機，該電機連接潤滑油泵，潤滑油泵施加潤滑油給螺杆注射機。
如圖5所示的電路原理圖，開關磁阻調速射座電機U1的A1、A2、B1、B2、C1、C2端連接電機控制器U7的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，開關磁阻調速射座電機U1的角度位置信號ANG端連接電機控制器U7的ANG1端，開關磁阻調速電動機U1的RS232信號端連接轉換器U13。開關磁阻調速注射電機U2的A1、A2、B1、B2、C1、C2端連接電機控制器U8的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，開關磁阻調速注射電機U2的角度位置信號ANG端連接電機控制器U8的ANG1端，開關磁阻調速注射電機U2的RS232信號端連接轉換器U13。開關磁阻調速塑化電機U3、開關磁阻調速頂出電機U4、開關磁阻調速合模電機U5和開關磁阻調速調模電機U6分別按照以上連接方式連接電機控制器U9-U12。轉換器U13的RS232端連接工控微計算機U16的RS232端，手動按鈕板的五個按鈕開關S2-S6，分別連接到數據採集卡U15的DI0、DI2、DI4、DI6、DI8埠。溫度傳感器T1-T4、物位傳感器T5、應力傳感器T6-T9、電流傳感器T10-T14連接於數據採集卡U15的AI1-AI11、AI13、AI15、AI17埠相連。AI2埠連接三相電流傳感器T10，三相電源A、B、C通過開關S1連接各開關磁阻調速電機電源L1、L2、L3。電阻加熱器的加熱電阻R1-R8通過固態繼電器U21-U24連接功率放大器U20。功率放大器U20與數據採集卡U15的D00、D02、D04、D06相連。功率放大器U20還連接數據採集卡U15的D08和雙向可控矽U19。雙向可控矽U19連接電機U14。數據採集卡U15的輸出端與工控微計算機U16相連。鍵盤U17和顯示屏U18連接於工控微計算機U16。
實施例2如圖6所示與實施例1圖3不同的是合模裝置中的後連杆86連接柱銷56和柱銷58，中間杆61連接柱銷62和柱銷56。頂出裝置中螺杆87通過螺母88、滑塊89、連接板91連接頂杆49，螺杆87與螺母88螺旋副傳動，螺母88與滑塊89連接為一體，滑塊與導軌90滑動連接，連接板91與滑塊89連接為一體，頂杆49的一端與連接板91連接為一體，導軌90固定在移動模板46內。
實施例3如圖7所示與實施例1圖3不同的是合模裝置中螺杆92與螺母93螺旋副傳動，螺母93與移動模板94連接為一體。
實施例4如圖8所示與實施例2圖6不同的是合模裝置中的螺母65與滑塊95連接為一體，滑塊95與導軌96滑動配合，滑塊96連接板97連接為一體，導軌96固定在機身84上。後連杆86通過柱銷58連接後固定模板82。
本實用新型的螺杆注射機的數控方法是
在工控微計算機上分段或不分段輸入和設定材料名稱、製品體積V、注射速度v1、螺杆轉速n、保壓時間t1、冷卻時間t2、頂出時間t3、合模時間t4、射座移動時間t5、調模行程s6、注射壓力p1、保壓壓力p2、背壓壓力p3、合模力P4、頂出力P5、噴嘴接觸力P6、模腔數m的工作參數數值，開關磁阻調速電動機控制器數據信息、螺杆注射機上的傳感器數據信息和按鈕板開關信號輸入工控微計算機。
由螺杆注射機上的應力傳感器檢測合模力P4、頂出力P5、噴嘴接觸力P6，數據信息傳給工控微計算機，工控微計算機確定合模行程S4和角位移A4、頂出行程S3和角位移A3、射座移動行程S5和角位移A5。
=2sh,A=2Sh---(1)]]>v=st---(2)]]>=2hv=2Sht---(3)]]>S1=kVA=k4VDs2---(4)]]>n0＝in (5)α06＝i6α6(6)式中α為角位移的位置(rad)；ω為角速度(rad/s)；s為直線運動位移的位置(m)；A為全行程角位移(rad)，S為全行程直線位移(m)，v為直線運動速度(m/s)；h為螺杆螺紋的導程(m)；t為運動時間，Ds為螺杆外徑，k為修正係數，V為製品體積、v1為注射速度，n為螺杆轉速，i為傳動比，n0為開關磁阻調速塑化電機轉速，i6為鏈傳動的傳動比，S1為注射位移。
工控微計算機運算根據公式(1)-(6)，計算出各開關磁阻調速電機的角位移和角速度，由輸入值製品體積V、注射速度v1計算出開關磁阻調速注射電機的角位移A1和角速度ω1，由頂出行程S3和頂出時間t3計算出開關磁阻調速頂出電機角速度ω3、由合模行程S4和合模時間t4計算出開關磁阻調速合模電機角速度ω4，由射座移動行程S5和射座移動時間t5計算出開關磁阻調速射座電機角速度ω5，由調模行程s6計算出開關磁阻調速調模電機角位移i6α6。
工作原理和過程如下工作原理和過程分為樣機、試模、生產工作三種狀況。樣機試驗時，在軸承座10上設置應力傳感器39，啟動樣機，工控微計算機控制開關磁阻調速射座電機1起動低速正轉，驅動螺杆8正轉，螺母11與滑塊12和射座13一起移動，驅動射座13上的噴嘴18朝著定模澆口53方向移動，當噴嘴18與定模澆口53接觸時，應力傳感器39檢測值達到噴嘴接觸力P6，工控微計算機記錄此時開關磁阻調速射座電機1轉過的角位移A5和射座移動行程S5。試模時，先在工控微計算機上輸入調模行程s6、合模力P4、頂出力P5的工作參數數值；調模啟動，鬆開螺母63，開關磁阻調速調模電機6轉動，轉過角位移i6α6，驅動鏈輪67轉動，通過鏈傳動，鏈輪78螺旋運動使後固定模板82沿導軌81移動調模行程s6，後緊固螺母63。啟動試模，工控微計算機控制開關磁阻調速合模電機5低速正轉起動，帶動螺杆75轉動，螺母65移動，推動合模機構動作，驅動移動模板46運動，移動模板46使模具閉合，當應力傳感器80監測的值達到合模力P4時，開關磁阻調速合模電機5停止轉動，位置保持，工控微計算機儲存此時的角位移量A4和合模行程S4的值；開關磁阻調速頂出電機4低速正轉起動，通過花鍵軸44驅動螺杆47螺旋運動，頂出製件，當應力傳感器48監測的值達到頂出力P5，工控微計算機記錄此時開關磁阻調速頂出電機4轉過的角位移A3和頂出行程S3。然後在工控微計算機上分段或不分段輸入和設定材料名稱、製品體積V、注射速度v1、螺杆轉速n、保壓時間t1、冷卻時間t2、頂出時間t3、合模時間t4、射座移動時間t5、注射壓力p1、保壓壓力p2、背壓壓力p3、模腔數m的工作參數數值，進行加工試運行。在生產工作起動時，工控微計算機控制開關磁阻調速塑化電機3起動正轉，通過齒輪27、28傳動帶動螺杆19以輸入值的轉速n轉動，在料鬥22中的物料由料鬥落入料筒21中，物料隨著螺杆19的轉動朝著噴嘴18方向輸送，在輸送過程中，物料經電阻加熱器17加熱塑化成熔料，當螺杆19頭部的熔料壓力達到背壓壓力值p3時，在螺杆端部應力傳感器32的值達到輸入設定值p3，開關磁阻調速注射電機2反轉，注射裝置的螺母33與滑塊37向後/遠離噴嘴方向移動，螺杆19邊轉邊退，當退到注射行程S1即開關磁阻調速注射電機2的角位移為A1時，開關磁阻調速注射電機2制動，開關磁阻調速塑化電機3制動，同時開關磁阻調速合模電機5起動以角速度ω4，帶動螺杆75轉動，十字頭64中螺母65直線移動，推動合模機構動作，經過角位移A4和合模行程S4，移動模板46沿拉杆運動使模具閉合，開關磁阻調速合模電機5停止轉動，保持位置；同時，開關磁阻調速射座電機1起動正轉角速度ω5，射座13上的裝置朝定模澆口53方向前移，經過角位移A5和射座移動行程S5，噴嘴18與定模澆口53接觸，開關磁組射座電機1停止轉動；開關磁阻調速注射電機2正轉起動，帶動螺杆34角速度達到ω1，螺杆端部應力傳感器32的值達到輸入設定值p1，把熔料以注射壓力p1、注射速度v1注入到模腔內，當熔料充滿模腔後，開關磁阻調速注射電機2在傳感器32壓力小於保壓壓力p2時微進，保壓時間t1啟動計時，直到傳感器32壓力等於保壓壓力p2，開關磁阻調速注射電機2保持位置，保壓時間達到t1時，冷卻時間t2開始計時，工控微計算機控制開關磁阻調速射座電機1反轉角位移A5，使噴嘴18與定模澆口53分離，整個射座回到初始位置，同時工控微計算機控制開關磁阻調速塑化電機起動開始下一個循環，當達到冷卻時間t2時，開關磁阻調速合模電機5起動反轉角位移A4，開模，回到初始位置後制動，工控微計算機控制開關磁阻調速頂出電機4以角速度ω3正轉，花鍵軸44轉動，帶動螺杆47螺旋運動，頂杆49直線運動，經過角位移A3頂出行程S3，頂出製件，後起動反轉回到初始位置，制動和停止。
溫度傳感器T1-T4檢測溫度，數據傳給工控微計算機，當檢測溫度大於或小於按材料名稱所確定的加工溫度時，工控微計算機控制固態繼電器的導通或關斷。物位傳感器T5檢測料鬥中物料的位置，數據傳給工控微計算機，當物料位置低於傳感器的位置時，工控微計算機發出警示信號。電流傳感器T10-T14檢測電流的值，在工控微計算機上實時顯示，工控微計算機統計用電量，生成生產報表。
當按下停止/制動按鈕時，開關動作信號通過數據採集卡的開關量DI埠輸入微機，微機發制動指令，控制器制動電機，螺杆注射機停止在所制動的位置上。
按鈕開關有五個分別為點動按鈕、手動按鈕、半自動按鈕、全自動按鈕、制動按鈕。
在鍵盤和觸控螢幕上設置(1)點動按鈕，啟動點動時，在鍵盤上的按鈕有十二個起作用射座電機正反轉點動按鈕、注射電機正反轉點動按鈕、塑化電機正反轉點動按鈕、頂出電機正反轉點動按鈕、合模電機正反轉點動按鈕、調模電機正反轉點動按鈕，當按住相應的點動按鈕時，相應的電機啟動點動狀態，電機慢速轉動，鬆開按鈕，電機制動，動作停止。(2)手動按鈕，啟動手動時，在鍵盤上的按鈕有十三個射座電機前進與後退按鈕、注射電機前進與後退按鈕、塑化電機正轉與反轉、頂出電機前進與後退按鈕、合模電機前進與後退按鈕、調模電機前進與後退按鈕和停止按鈕，當按下手動按鈕時，相應的電機啟動手動狀態，電機慢速轉動，直到完成該動作為止，當電機角位移到達控制點，電機制動(塑化電機為按下停止按鈕)，動作停止。(3)半自動按鈕關上安全門後，工藝全過程的各個動作按順序自動進行，完成一個工作循環；打開安全門人工取出製品。當安全門再次關閉後，進行下一次的工作循環。(4)全自動按鈕關上安全門，注射機一個工作循環接一個工作循環自動進行下去。
頂出電機動作往返一次，計數器增1×模腔數m。初始設定值可為0。
屏幕通過圖形動畫及菜單顯示輸入運行數據所設定的參數和過程參數及過程變化曲線，顯示屏的級聯菜單實時顯示開關磁阻調速射座電機U1、開關磁阻調速注射電機U2、開關磁阻調速塑化電機U3、開關磁阻調速頂出電機U4、開關磁阻調速合模電機U5和開關磁阻調速調模電機U6的運動時間和角位移量、角速度，射座移動裝置、螺杆移動注射裝置、螺杆轉動塑化裝置、頂出裝置、合模裝置、調模裝置的壓力、運動時間和位移量、速度，以及主要參數注射速度、注射時間、保壓時間、冷卻時間，注射壓力、保壓壓力、背壓壓力；噴嘴溫度、螺杆筒各段溫度；料鬥餘料高度；開機設置、停機設置、電流數值、單步時間、周期時間、產量、報警提示等過程參數和機器參數的數字圖表。自動生成生產報表。
可以在樣機的摩擦部位上設置溫度傳感器，溫度傳感器數值通過數據採集卡傳給工控微計算機，當溫度大於設定值時，工控微計算機啟動潤滑電機，施加潤滑油，工控微計算機存儲潤滑的間隔時間，供其他同類型號的注射機使用。
試驗樣機在測定出射座移動行程後，儲存在工控微計算機內，供其他同型號注射機使用時，應力傳感器39可只在試驗樣機上設置。由於工控微計算機的記憶存儲功能，在新模具及其製品第一次加工時試模運行，工控微計算機自動儲存運行數據，當不更換模具或加工生產同樣的工件時，工控微計算機自動執行存儲的運行數據，直到數據變更。其他分析數據可直接存儲在工控微計算機內，工控微計算機自動提示輸入相應的數據。
可以把計算公式編程輸入工控微計算機，如在確定冷卻時間t2時，可採用公式
2=-22Dln[4(Tx-TmTc-Tm)]]]>式中，τ2為最短冷卻時間，δ製品最大厚度，D塑料熱擴散係數，Tx為塑料脫模溫度，也可取塑料熱變形溫度，Tm為模具溫度，Tc為塑料注射溫度。
當更換新模具時，可先採用試驗模具，在試驗模具上安裝溫度傳感器，溫度傳感器數值通過數據採集卡傳給工控微計算機，工控微計算機記錄儲存其數值，並計算出τ2值，供工控微計算機智能化操作使用；可在模腔內設置熔體壓力傳感器檢測模腔壓力，還可以設置溫度傳感器，監測料鬥溫度、冷卻液溫度，供工控微計算機智能化操作使用。
可以在前固定模板50的模具分模面處安置攝像頭和視覺傳感器，監測注塑件的出件情況和異物情況。當物件進入工作區內時或當應力傳感器的值大於設定時，傳感器的信號驅動微機發制動指令，報警提示燈亮，發出聲音提示，機器自動緊急制動，然後電動機自動反向慢速旋轉，滑塊退回，卸載。
電機控制器U7-U12選用為SRD10系列，數據採集卡U15可選用PCI-1710，應力傳感器T6-T9為電阻應變式。物位傳感器T5可選用射頻電容物位變送器或位移傳感器。工控微計算機U16可選用IPC610-P4 2.0/256M/40G工作平臺，也可用微處理器(CPU)、單片機、可編程計算機、可編程控制器(PLC)等具有計算處理功能的單元來代替。數據採集卡U15也可用其它形式的數據採集板或裝置來替代。顯示屏U18可選用觸摸式顯示屏。當電機控制器的顯示屏和鍵盤改為通用顯示屏和鍵盤時，數據採集系統與電機控制器可集成在一箱體內，即把數據採集卡、顯示屏、鍵盤、工控微計算機和電機控制器集成為一箱體。工控微計算機支撐軟體豐富，聯網極為方便，適合遠程控制和製造業信息化的需求。
本實用新型的合模裝置也可用單肘杆式、雙肘杆撐板式。調模裝置也可以用調節連杆長度裝置來代替。頂出裝置也可以用機械頂出裝置來代替。注射裝置的齒輪傳動也可用皮帶傳動代替。也可用行程開關和繼電器來輔助控制。螺杆8、34、47、75、87、92可選用滾珠絲槓式螺杆。聯軸器可選用剛性聯軸器。當需要大扭矩時，可在電動機輸出軸增設齒輪傳動。當需要增加插芯裝置時，插芯裝置可採用頂出裝置的結構。
本實用新型的可用於臥式注射成型機、立式注射成型機、角式注射成型機、多模注射成型機、通用型注射成型機、專用型注射成型機、偏心注射成型機、多組分注射成型機、帶有兩個或兩個以上注射裝置的雙色或多色注射成型機、垂直結構螺杆注射機、順序注射成型機、氣體輔助注射成型機、擠注成型機、串聯式注射成型機、兩級或多級式注射成型機、多工位注射成型機、熱固性注塑機、結構發泡注塑機、反應注塑機、注射壓縮成型機、注射吹塑成型機、注射-拉伸-吹塑成型機、氣體輔助注射成型機、排氣式注射機、複合注射成型機、高速型注射成型機、精密或超精密注射成型機、粉末壓製成型機、專用注塑機。所加工的材料可以是熱塑性塑料、熱固性塑料、發泡型材料、粒狀材料、粉狀材料和其他非金屬材料。當採用耐熱合金材料製作螺杆注射機工作零件時，本實用新型的螺杆注射機也可加工金屬材料。
權利要求1.數控螺杆注射機，包括螺杆注射機和工控微計算機，其特徵在於設置開關磁阻調速電動機，包括開關磁阻調速塑化電機、開關磁阻調速注射電機、開關磁阻調速射座電機、開關磁阻調速合模電機、開關磁阻調速頂出電機和開關磁阻調速調模電機，開關磁阻調速塑化電機連接螺杆注射機的螺杆轉動塑化裝置、開關磁阻調速注射電機連接螺杆移動注射裝置、開關磁阻調速射座電機連接射座移動裝置、開關磁阻調速合模電機連接合模裝置、開關磁阻調速頂出電機連接頂出裝置和開關磁阻調速調模電機連接調模裝置，各開關磁阻調速電動機連接控制器，控制器連接轉換器，轉換器連接工控微計算機，傳感器安裝在螺杆注射機上，數據採集卡分別連接工控微計算機、傳感器和按鈕板。
2.根據權利要求1所述的數控螺杆注射機，其特徵在於所述的傳感器包括應力傳感器、物位傳感器、溫度傳感器和電流傳感器。
3.根據權利要求2所述的數控螺杆注射機，其特徵在於所述的應力傳感器的安裝位置在軸承座、拉杆上和頂杆的一端，物位傳感器安裝在料鬥中，溫度傳感器分別安裝在噴嘴、料筒前區、料筒中區和料筒後區，電流傳感器安裝在電源輸入端。
4.根據權利要求1所述的數控螺杆注射機，其特徵在於開關磁阻調速電動機與各裝置的連接分別是，開關磁阻調速射座電機(1)通過螺旋副傳動連接滑塊(12)，滑塊(12)、射座(13)一體沿導軌(14)滑動，開關磁阻調速注射電機(2)通過螺旋副傳動和軸承(30)連接螺杆(19)，開關磁阻調速塑化電機(3)通過齒輪傳動和花鍵傳動，連接螺杆(19)，開關磁阻調速頂出電機(4)通過花鍵傳動和螺旋副傳動連接頂杆(49)，開關磁阻調速合模電機(5)通過螺旋副傳動和五柱銷肘杆機構連接移動模板(46)，開關磁阻調速調模電機(6)通過鏈傳動和螺旋副傳動連接後固定模板(82)。
5.根據權利要求4所述的數控螺杆注射機，其特徵在於開關磁阻調速射座電機U1的A1、A2、B1、B2、C1、C2端連接電機控制器U7的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，開關磁阻調速射座電機U1的角度位置信號ANG端連接電機控制器U7的ANG1端，開關磁阻調速電動機U1的RS232信號端連接轉換器U13，開關磁阻調速注射電機U2的A1、A2、B1、B2、C1、C2端連接電機控制器U8的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，開關磁阻調速注射電機U2的角度位置信號ANG端連接電機控制器U8的ANG1端，開關磁阻調速注射電機U2的RS232信號端連接轉換器U13，開關磁阻調速塑化電機U3、開關磁阻調速頂出電機U4、開關磁阻調速合模電機U5和開關磁阻調速調模電機U6分別按照以上連接方式連接電機控制器U9-U12，轉換器U13的RS232端連接工控微計算機U16的RS232端，手動按鈕板的五個按鈕開關S2-S6，分別連接到數據採集卡U15的DI0、DI2、DI4、DI6、DI8埠，溫度傳感器T1-T4、物位傳感器T5、應力傳感器T6-T9、電流傳感器T10-T14連接於數據採集卡U15的AI-AI11、AI13、AI15、AI17埠相連，AI2埠連接電流傳感器T10，三相電源A、B、C通過開關S1連接各開關磁阻調速電機電源L1、L2、L3，電阻加熱器的加熱電阻R1-R8通過固態繼電器U21-U24連接功率放大器U20，功率放大器U20與數據採集卡U15的D00、D02、D04、D06相連，功率放大器U20還連接數據採集卡U15的D08和雙向可控矽U19，雙向可控矽U19連接電機U14，數據採集卡U15的輸出端與工控微計算機U16相連，鍵盤U17和顯示屏U18連接於工控微計算機U16。
專利摘要一種數控螺杆注射機，屬於化工機械材料成型設備領域，包括螺杆注射機和工控微計算機，其特徵在於設置多個開關磁阻調速電動機，開關磁阻調速分別連接塑化裝置、螺杆移動注射裝置、射座移動裝置、合模裝置、頂出裝置和調模裝置，各開關磁阻調速電動機連接控制器，控制器連接轉換器，轉換器連接工控微計算機，傳感器安裝在螺杆注射機上，數據採集卡分別連接工控微計算機、傳感器和按鈕板。由開關磁阻調速電動機驅動，可以數控電動機的角位移和角速度，極大地簡化螺杆注射機的構造，使得實現上述方法的數控螺杆注射機的各執行裝置具有無級調控、穩定性高和成型過程數位化等優點。
文檔編號B29C45/76GK2875771SQ20062008163
公開日2007年3月7日 申請日期2006年3月8日 優先權日2006年3月8日
發明者趙婷婷, 賈明全, 丁慎言, 張正團 申請人:山東科匯電氣股份有限公司