運動控制伺服擠出機的製作方法

2023-05-01 02:21:06

專利名稱：運動控制伺服擠出機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種加工領域的設備，一種由運動控制裝置控制的運動控制伺服
擠出機。
背景技術：
近年來，隨著電子設備資訊化的發展，作為物理傳輸介質的各種熱敏性聚合物加 工需要也越來越多，如PVC電纜料、PE矽烷、過氧化物交流電纜料、PE交流遮罩線等，生產這 些聚合物的關鍵就是擠出機，塑膠擠出機的原理是固態塑膠在加熱喝擠出機的螺杆旋轉加 壓條件下熔融、塑化，通過特定形狀的口模而製成截面與口模形狀相同的連續塑膠製品。 在傳統的螺杆擠出機系統中，螺杆由直流電機驅動。在直接傳動情況下螺杆直接 由齒輪箱驅動；在間接傳動情況下，螺杆由皮帶和牽引盤驅動。傳統的直流電機本身存在著 一定的缺點例如直流電機的電刷每個月就要更換一次，在多粉塵或腐蝕性環境中直流電 機需要經常清洗，有時甚至還需要從車間外為直流電機通入潔淨的冷卻空氣。間接傳動螺 杆擠出機的缺點在於存在於皮帶滑差，皮帶會造成一定的能量損失，更多 的機械裝置增加 了磨損和發生故障的可能性。而直流電機最大的弊端噪音過大，電刷打火，轉子汙染，電機 溫度過高，排氣不充分和電機震動。因此使用直流電機的螺杆擠出機維護費用更高，直流電 動機的最初成本也更高一些。 隨著國際加工技術的進步，在精加工領域，也需要精密擠出技術來配合，精密擠出 成型可以免去後續加工手段，更好地滿足製品應用的需求，同時達到降低材料成本、提高制 品質量的目的。多層複合技術利用具有中高阻隔性能的材料與其他包裝材料複合，綜合阻 隔材料的高阻隔性與其他材料的廉價或特殊的力學、熱學等其他性能，實現特定的功能需 要。共擠出複合薄膜的結構設計逐步要求能系統地達到集功能、技術、成本、環保、安全、二 次加工於一體的理想境界，從而實現複合層數最大化的可能性。
發明內容本實用新型的目的是提供一種運動控制伺服擠出機，通過運動控制裝置控制實現
擠出機更加精密的工作，通過運動控制裝置來控制擠出機實現擠出機複雜的工作過程。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種運動控制伺服擠出機，包
括擠出主機，與主機相連的主機伺服電機、餵料機伺服電機、牽引機伺服電機、油泵馬達、真
空泵馬達和控制裝置，其中，所述的伺服電機採用永磁伺服電機分別作為主機永磁伺服電
機、餵料機永磁伺服電機和牽引機永磁伺服電機，所述的控制裝置為運動控制裝置，主機永
磁伺服電機、餵料機永磁伺服電機和牽引機永磁伺服電機分別連接有主機伺服控制器、餵
料機伺服控制器和牽引機伺服控制器，主機伺服控制器、餵料機伺服控制器和牽引機伺服
控制器與運動控制裝置通過數據線相連，油泵馬達和真空泵馬達直接與運動控制裝置相
接，主機上連接有溫度PID控制器，溫度PID控制器連接到運動控制裝置。主機永磁伺服
電機、餵料機永磁伺服電機和牽引機永磁伺服電機與各自的伺服控制器相連，伺服控制器
與運動控制裝置相連，油泵馬達和真空泵馬達直接與運動控制相連，這些永磁伺服電機與
各自的伺服控制器之間連接有編碼器，由運動控制裝置控制這些永磁伺服電機或者馬達進而控制擠出機的主機，運動控制裝置通過人機界面和輸入平臺預先設定擠出加工的資料參
數，通過伺服控制器和編碼器將控制參數和實際參數在永磁伺服電機和運動控制裝置之間
進行交換，伺服控制器接受編碼器反饋的實際參數並與運動控制裝置傳輸給伺服控制器的
設定參數進行對比，在伺服控制器內部進行調整，再將調整的修正參數傳輸給永磁伺服電
機從而調整永磁伺服電機的實際轉速及轉矩輸出，從而實現精密控制，根據需要配備多種
完成不同加工過程的永磁伺服電機和相配的伺服控制器，通過預先設定的擠出機的加工過
程，由伺服控制器控制各永磁伺服電機實現多種不同的動作，從而實現複雜的加工過程。 作為優選，主機包括擠出通道和擠出通道內的擠出螺杆，擠出通道中部位置與加
熱裝置相連，擠出通道中部位置設有加溫控制點和實際溫度檢測點，加溫控制點和實際溫
度檢測點與溫度PID控制器相連。 作為優選，加溫控制點的位置與擠出通道出口的距離小於實際溫度檢測點的位置 與擠出通道出口間的距離。 作為優選，擠出通道出口部位連接有壓力傳感器，壓力傳感器通過數據線與運動
控制裝置相連。壓力傳感器將擠出通道出口部位的熔體的壓力數值傳輸給運動控制裝置，
運動控制將接收的數據與預先設定存儲的數據進行對比，從而調整向各伺服控制器的數據
輸出，各伺服控制器再將接收編碼器反饋的實際永磁伺服電機工作參數與之進行對比，從
而調整永磁伺服電機的輸出，最後確定各永磁伺服電機調整的數據是否滿足加工的需要，
逐步進行優化，最終達到符合要求的加工精度及加工過程，形成一個完成的閉環控制。 作為優選，主機永磁伺服電機與主機相連並驅動主機，餵料機永磁伺服電機與主
機相連並驅動主機上的餵料機，油泵馬達與主機相連並驅動所述擠出螺杆的控制油泵，控
制油泵採用高壓或者中壓油泵。 作為優選，牽引機永磁伺服電機連接到牽引裝置，真空泵馬達連接到冷卻裝置。 作為優選，運動控制裝置具有人機界面和輸入平臺，運動控制裝置內部集成數據 存儲模塊、數據對比模塊。根據擠出機工作精度的不同要求，或者是需要的加工過程的複雜 程度，運動控制裝置內部可以集成不同的模塊，每種模塊對應不同的控制方式。 本實用新型的有益效果是通過運動控制裝置控制各永磁伺服電機並最終控制主 機工作，通過壓力傳感器和伺服控制器器與運動控制裝置進行數據交換，使得運動控制裝 置能不斷修正主機的工作狀況，逐漸達到預先設定的工作精度要求和工作過程要求，最終 實現擠出機工作的精度和複雜程度。
圖1是本實用新型一種控制原理圖；圖中1、人機界面，2、運動控制裝置，3、主機 速度設定，4、主機編碼器，5、主機轉矩上限，6、主機伺服控制器，7、主機永磁伺服電機，8、餵 料機速度設定，9、餵料機編碼器，10、餵料機轉矩上限，11、餵料機伺服控制器，12、餵料機永 磁伺服電機，13、牽引機速度設定，14、牽引機編碼器，15、牽引機轉矩上限，16、牽引機伺服 控制器，17、牽引機永磁伺服電機，18、油泵馬達，19、真空泵馬達，20、溫度PID控制器，21、 主機，22、擠出螺杆，23、實際溫度檢測點，24、加溫控制點，25、冷卻裝置，26、牽引裝置，27、 壓力傳感器。
具體實施方式
下面通過具體實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說[0020] 實施例一種運動控制伺服擠出機(參見附圖1)，包括擠出主機21，與主機相連 的主機永磁伺服電機7、餵料機永磁伺服電機12、牽引機永磁伺服電機17、油泵馬達18、真 空泵馬達19和運動控制裝置2，主機永磁伺服電機、餵料機永磁伺服電機和牽引機永磁伺 服電機分別連接有主機伺服控制器6、餵料機伺服控制器11和牽引機伺服控制器16，主機 伺服控制器、餵料機伺服控制器和牽引機伺服控制器與運動控制裝置通過數據線相連，油 泵馬達和真空泵馬達直接與運動控制裝置相接，主機上連接有溫度PID控制器20，溫度PID 控制器連接到運動控制裝置，主機永磁伺服電機與主機相連並驅動主機，餵料機永磁伺服 電機與主機相連並驅動主機上的餵料機，油泵馬達與主機相連並驅動擠出螺杆的高壓控制 油泵，牽引機永磁伺服電機連接到牽引裝置26，真空泵馬達連接到冷卻裝置25，運動控制 裝置具有人機界面1和輸入平臺，運動控制裝置內部集成數據存儲模塊、數據對比模塊，擠 出通道出口部位連接有壓力傳感器27，壓力傳感器通過數據線與運動控制裝置相連。主機 伺服控制器與運動控制裝置通過主機速度設定3和主機轉矩上限5進行數據交換，餵料機 伺服控制器與運動控制裝置通過餵料機速度設定8和餵料機轉矩上限10進行數據交換，牽 引機伺服控制器與運動控制裝置通過牽引機速度設定13和牽引機轉矩上限15進行數據交 換，主機永磁伺服電機與主機伺服控制器之間通過主機編碼器4反饋，餵料機永磁伺服電 機與餵料機伺服控制器之間通過餵料機編碼器9反饋，牽引機永磁伺服電機與牽引機伺服 控制器之間通過牽引機編碼器14反饋。 主機包括擠出通道和擠出通道內的擠出螺杆22，擠出通道中部位置與加熱裝置相 連，擠出通道中部位置設有加溫控制點24和實際溫度檢測點23，加溫控制點和實際溫度檢 測點與溫度PID控制器相連，加溫控制點的位置與擠出通道出口的距離小於實際溫度檢測 點的位置與擠出通道出口間的距離。 從運動控制裝置的人機界面和輸入平臺預先輸入擠出機工作的資料及參數，運動 控制裝置將主機速度設定3和主機轉矩上限5數據傳輸給主機伺服控制器、將餵料機速度 設定8和餵料機轉矩上限10數據傳輸給餵料機伺服控制器、將牽引機速度設定13和牽引 機轉矩上限15數據傳輸給牽引機伺服控制器，並控制主機永磁伺服電機、餵料機永磁伺服 電機和牽引機永磁伺服電機，同時控制油泵馬達和真空泵馬達，溫度PID控制器控制擠出 通道的加熱，擠出螺杆工作地時候，在擠出通道的出口部位的擠出物通過壓力傳感器將壓 力指標傳輸給運動控制裝置，運動控制裝置接收主機狀況壓力反饋後與存儲的參數進行對 比，進行修正，將修正的設定的參數傳輸給各伺服控制器，各伺服控制器接收各自的編碼器 反饋的永磁伺服電機的實際參數進行調整，從而調整各永磁伺服電機的實際速度，運動控 制裝置經過一次修正後再接收通過壓力傳感器反饋的壓力參數再次經過數據對比模塊的 對比處理，重新作出數據修正，接著傳輸給各伺服控制器從而調整各永磁伺服電機的轉速 和轉矩輸出，從而調整主機的工作狀況，最終實現精密加工和複雜加工，形成一個閉環的控 制系統，實現自適應調整。 以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳方案，並非對本實用新型作任何形 式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
權利要求一種運動控制伺服擠出機，包括擠出主機，與主機相連的主機伺服電機、餵料機伺服電機、牽引機伺服電機、油泵馬達、真空泵馬達和控制裝置，其特徵在於所述的伺服電機採用永磁伺服電機分別作為主機永磁伺服電機、餵料機永磁伺服電機和牽引機永磁伺服電機，所述的控制裝置為運動控制裝置，主機永磁伺服電機、餵料機永磁伺服電機和牽引機永磁伺服電機分別連接有主機伺服控制器、餵料機伺服控制器和牽引機伺服控制器，主機伺服控制器、餵料機伺服控制器和牽引機伺服控制器與運動控制裝置通過數據線相連，油泵馬達和真空泵馬達直接與運動控制裝置相接，主機上連接有溫度PID控制器，溫度PID控制器連接到運動控制裝置。
2. 根據權利要求1所述的運動控制伺服擠出機，其特徵在於主機包括擠出通道和擠出通道內的擠出螺杆，擠出通道中部位置與加熱裝置相連，擠出通道中部位置設有加溫控制點和實際溫度檢測點，加溫控制點和實際溫度檢測點與溫度PID控制器相連。
3. 根據權利要求2所述的運動控制伺服擠出機，其特徵在於加溫控制點的位置與擠出通道出口的距離小於實際溫度檢測點的位置與擠出通道出口間的距離。
4. 根據權利要求2所述的運動控制伺服擠出機，其特徵在於擠出通道出口部位連接有壓力傳感器，壓力傳感器通過數據線與運動控制裝置相連。
5. 根據權利要求1所述的運動控制伺服擠出機，其特徵在於主機永磁伺服電機與主機相連並驅動主機，餵料機永磁伺服電機與主機相連並驅動主機上的餵料機，油泵馬達與主機相連並驅動所述擠出螺杆的控制油泵，控制油泵採用高壓或者中壓油泵。
6. 根據權利要求1所述的運動控制伺服擠出機，其特徵在於牽引機永磁伺服電機連接到牽引裝置，真空泵馬達連接到冷卻裝置。
7. 根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的運動控制伺服擠出機，其特徵在於運動控制裝置具有人機界面和輸入平臺，運動控制裝置內部集成數據存儲模塊、數據對比模塊。
8. 根據權利要求1所述的運動控制伺服擠出機，其特徵在於所述的永磁伺服電機與所述的伺服控制器之間連接有編碼器。
專利摘要本實用新型涉及一種由運動控制裝置控制的運動控制伺服擠出機。目的是提供一種運動控制伺服擠出機，通過運動控制裝置控制實現擠出機更加精密的工作，通過運動控制裝置來控制擠出機實現擠出機複雜的工作過程。包括主機永磁伺服電機、餵料機永磁伺服電機和牽引機永磁伺服電機，主機永磁伺服電機、餵料機永磁伺服電機和牽引機永磁伺服電機分別連接有主機伺服控制器、餵料機伺服控制器和牽引機伺服控制器，主機伺服控制器、餵料機伺服控制器和牽引機伺服控制器與運動控制裝置通過數據線相連，油泵馬達和真空泵馬達直接與運動控制裝置相接，主機上連接有溫度PID控制器，溫度PID控制器連接到運動控制裝置。通過運動控制裝置控制各永磁伺服電機並最終控制主機工作，通過壓力傳感器和伺服控制器器與運動控制裝置進行數據交換，使得運動控制裝置能不斷修正主機的工作狀況，逐漸達到預先設定的工作精度要求和工作過程要求，最終實現擠出機工作的精度和複雜程度。
文檔編號B29C47/00GK201525117SQ200920303569
公開日2010年7月14日 申請日期2009年5月25日 優先權日2009年5月25日
發明者何萬山 申請人:寧波弘訊科技有限公司