伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統的製作方法

2023-05-26 16:27:16 1

專利名稱：伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及液壓注塑機領域，特別涉及一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注 塑機控制系統。
背景技術：
注塑機的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個階 段，各階段需要不同的工作壓力和流量。對於伺服泵馬達而言，注塑過程是處於變化的 負載狀態。在定量泵的液壓系統中，伺服泵馬達以恆定的轉速提供恆定的流量，多餘的 液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節流。注塑成型過程中的鎖模、射膠、充填、熔膠、冷卻、開模等階段對壓力的要求 各不相同，開模階段只需保證較小的壓力即可，但熔膠、冷卻階段卻需要較大的壓力， 以保證產品質量及生產率。根據注塑機的工作原理，以及伺服泵控制系統的技術發展， 可以採用精確閉環控制伺服電機的轉速來調節伺服泵的壓力和流量，使伺服泵輸出的油 量跟注塑機的各個工藝要求相吻合，進而達到最佳的節能和控制效果。目前國內注塑機生產廠家生產的注塑機，90%以上採用比例壓力閥和比例流量 閥控制技術，安裝定量泵的液壓系統，該系統存在耗電量大、電能消耗嚴重等問題。液 壓控制系統伺服泵存在最低穩定轉速限制使得低速功率輸出效果不理想，液壓泵的轉速 過低，閥門控制效率能力下降，容易造成吸油不充分形成氣蝕，引起噪音和流量脈動， 影響注塑機液壓速度的穩定性及液壓泵的壽命。在注塑機發展歷程中有兩類機型比較突出傳統液壓型注塑機和最新的伺服電 機驅動柱塞泵的注塑機。傳統的液壓注塑機的控制系統絕大多數採用定量泵和比例流量 閥與比例壓力複合閥(PQ閥)的控制方式。油箱中的液壓油通過伺服泵旋轉產生高壓主 油路，經過兩位四通閥控制各個工藝液壓閥在相應的工序周期控制相應的執行油缸，產 生動作。注塑工藝要求的機械壓力(如鎖模壓力、熔膠背壓、注射壓力)、機構移動速 度(移模速度、注射速度)可以通過控制油路上的比例壓力、比例流量閥來實現。它的 特點是驅動力大，結構相對簡單，是一種傳統的控制方法。它的缺點則有存在耗電 多、油汙染較重、效率不高、控制精度低和噪音大等固有的問題。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有比例壓力閥和比例流量閥注塑機技術的缺點與 不足，提供一種集液壓和伺服電機驅動於一體的伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制 系統，具有高精度、快速高效、節能環保、低噪音等優點。本實用新型的目的是通過下述方式實現的，一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注 塑機控制系統，包括油箱、伺服泵、調模馬達、鎖模油缸、頂針油缸、射移油缸、射膠 油缸、熔膠馬達和電子尺測量傳感器，還包括電腦控制器、壓力及速度綜合控制模塊、 伺服驅動器、伺服電機和壓力傳感器，其中所述電腦控制器通過壓力及速度綜合控制模塊與伺服驅動器連接，所述伺服驅動器與伺服電機連接，所述伺服電機還與伺服泵相連 接，所述伺服泵進口端與油箱相連接，所述伺服泵出口端分別與調模馬達、鎖模油缸、 頂針油缸、射移油缸、射膠油缸、熔膠馬達相連接，所述壓力傳感器分別與調模馬達、 鎖模油缸、頂針油缸、射移油缸、射膠油缸、熔膠馬達、伺服驅動器和電腦控制器相 連，所述電子尺測量傳感器分別與鎖模油缸、頂針油缸、射膠油缸、伺服驅動器和電腦 控制器相連。優選的，所述伺服驅動器的控制電路包括主電路、反饋電路、DSP驅動器、電 壓檢測電路、驅動控制電路、驅動電路和光耦隔離電路，所述主電路外接伺服電機，所 述伺服電機分別與主電路、反饋電路相連；所述DSP驅動器分別與電子尺測量傳感器、 壓力傳感器相連，所述DSP驅動器通過壓力及速度綜合控制模塊與電腦控制器相連，所 述DSP驅動器還分別通過電壓檢測電路、驅動控制電路與主電路相連接，所述DSP驅動 器還依次通過光耦隔離電路、驅動電路與主電路相連接。優選的，所述主電路設有IPM逆變器，所述IPM逆變器分別與驅動控制電路、 驅動電路相連接；所述DSP驅動器包括故障保護模塊、制動控制模塊、輸入指令電路、 PWM驅動模塊、A/D轉換模塊和QEP正交編碼脈衝模塊；反饋電路包括電流檢測電路 及正交編碼器；所述電壓檢測電路、驅動控制電路、驅動電路和反饋電路中的電流檢測電路分 別與主電路連接；電壓檢測電路與故障保護模塊連接；所述驅動控制電路一端與IPM逆 變器連接，另一端與制動控制模塊相連；PWM驅動模塊依次通過光耦隔離電路、驅動電 路與IPM逆變器連接；IPM逆變器、反饋電路分別與伺服電機連接。優選的，所述DSP驅動器採用TI公司的TMS320LF28XXX型數位訊號處理器。優選的，所述伺服電機採用永磁同步電機；優選的，所述伺服泵採用徑向柱塞泵。本實用新型相對於現有技術具有如下的優點及效果1、伺服泵的應用，提升了傳統注塑機的整體性能選用高精度的永磁伺服電機 取代普通的異步電機，提高了系統的控制精度，實現注塑機鎖模、頂針、射膠等油缸的 伺服跟隨控制，並進行每個工藝段的油路閉環控制；同時，減少了伺服泵產生溢流的浪 費，可以通過注塑機上位機(即電腦控制器)設定參數而改變每個時刻注塑工藝段伺服泵 需要輸送油量的多少，進而精確控制每一時刻速度、壓力、電流等一些參數的需求，從 而能有效實現注塑工藝的順利進行；另外，節約了能源損耗，通過液壓伺服泵注塑機實 驗研究的方式測試實際能耗與傳統異步電機液壓伺服閥控制方法比較，其液壓伺服泵注 塑機型節能達到30% 50%，有效節約了電能、節約冷卻水，也更為環保。2、採用高精度的壓力傳感器及電機高精度正交編碼器監測電機速度，提高了射 出壓力、速度解析度，在控制過程中，壓力、流量指令與反饋作實時比較，控制誤差由 調節器綜合控制伺服電機。3、採用伺服控制系統，注塑時的壓力和流量採用實時閉環控制，穩定性和重複 精度高，提高了製品的成型穩定性。4、選用高精度的永磁伺服電機，提高了系統的控制精度，有利於進行系統設計 跟隨，並進行每個注塑工藝段的油路閉環控制，減少了每次泵送油的浪費，精確控制每一時刻速度、壓力、電流等一些參數的變化，從而有效實現工藝動作的注塑機開合模、 頂出、射膠、熔膠油缸的閉環伺服跟隨控制。5、伺服泵節能注塑機應用高品質交流伺服電機，高精度徑向排量柱塞泵，具有 低油溫，低噪音，精度高，穩定性好，節能可達30 50%;6、注塑機系統設計採用了壓力傳感器和伺服電機扭矩控制，可實現壓力和流量 的多級控制，簡化油路設計、效率高、系統穩定性好、衝擊少和噪音小等優點。7、伺服電機驅動柱塞泵型注塑機，由於使用了伺服電機控制柱塞泵速度，實現 了注塑機液壓系統由閥控向泵控的轉變，使常規的比例壓力和比例流量調節閥控制注塑 機閥門改變為使用伺服電機控制流量柱塞泵按比例速度調節注塑機動作閥門，使到注塑 機的控制性能指標有了新的改善和提高。注塑機伺服電機控制柱塞泵油路系統幾乎無節 流、溢流損失，系統運行時發熱大大減少，具有轉速高且穩定、實現多級調節、簡化液 壓元件、降低了造價成本，並且在節能、節約冷卻水、環保等多方面有特色優勢，其注 射控制精度較高，8個注射工藝段的每一個工序與傳統注塑機技術指標比較達到同等快速 響應的標準。

圖1是本實用新型伺服電機驅動柱塞泵注塑機注塑工藝流程；圖2是本實施例一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統的結構方框 圖；圖3是本實施例中伺服驅動器與伺服電機的連接示意圖；圖4是本實施例中伺服驅動器與壓力及速度綜合控制模塊的連接示意圖；圖5是伺服泵注塑機工藝控制方框圖；圖6是伺服電機的直接轉矩控制結構示意圖；圖7是定轉子參考坐標示意圖；圖8是徑向式柱塞泵截面原理示意圖；圖9是注塑機周期中的壓力設定參數值示意圖；圖10是注塑機伺服泵節電功率能譜圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。但本實用新型的實施方式 不限於此。一臺通用注塑成型機主要包括四大部分注射部分、合模部分、伺服電機動力 系統、電腦面板控制系統。電動式注塑機是用交流伺服電動機，配以滾珠絲槓、齒形帶輪等元器件來驅動 各個機構的注塑機，根本的特點是所有驅動模塊全為電動式。伺服電機驅動柱塞泵注塑 機是伺服電機柱塞泵式的注塑機機型，其注塑系統中的各機構(注射、塑化、計量和移 座等)及合模系統的各機構(開合模、頂出等)全部採用伺服電機驅動柱塞泵控制實現 的。射出驅動機構的主要作用是使塑料塑化成熔融狀態，並以足夠的壓力和速度將一定的熔料注到模腔內。因此，注射系統應具有塑化良好，計量精確的性能，並且在注 射時對熔料能提供壓力和速度。注射系統一般由塑化部件(熔膠筒、螺扦、噴嘴等等)、 料鬥、計量系統和螺杆傳動系統及注射等組成。射出驅動機構使螺杆前進後退。通過伺服電機的旋轉以及同步皮帶的作用，驅 動滾軸絲杆，滾軸絲杆把它轉化為直線運動，使螺杆前進或後退。它是使塑化的樹脂從 噴嘴填充到模具內的機構。螺杆熔膠機構通過伺服電機的旋轉以及同步皮帶的作用，使螺杆迴轉，進行計 量。料筒內的樹脂，隨著螺杆迴轉，樹脂之間的相互摩擦產生了熱量，同時由於料筒加 熱器的傳熱，使固體樹脂融成為可以射出的狀態。鎖模機構是保證成型模具可靠地閉合和實現模具啟閉動作，並頂出製品，即成 型製品的工作部件。因為在注射時，進入模腔中的熔料還具有一定的壓力，這就要求合 模系統給予模具以足夠的合緊力，以防止在熔料的壓力下模具被打開，從而導致製品溢 邊或使製品精度下降。合模系統主要由模板、拉杆(哥林柱)、合模機構(如機鉸)、制 品頂出系統和安全門、調模系統等組成。通過伺服電機的旋轉以及同步皮帶輪的作用，驅動滾珠絲杆，使模具打開或關 閉。射臺座動作機構中射出座的移動由齒輪電機控制，另外模具的接觸力是檢測彈簧應 力得知。頂出機構通過伺服電機的旋轉以及同步皮帶的作用，驅動滾珠導螺杆，使頂出 檔板前進或後退，完成成型品的頂出過程。模厚調整機構是通過齒輪電機的旋轉、精密 地維持磨盤的平行度以及鎖模力的平衡。注塑成型機是由塑料熔融、模子閉合、注射入模、壓力保持、製品固化、開模 取出製品等工序所組成的連續生產過程，電機和電氣則是為了保證注塑成型機按工藝過 程預定的要求(壓力、速度、溫度、時間及位置)和動作程序，準確無誤地進行工作而設 置的動力和控制系統.動力部分主要有伺服電機、伺服驅動器(電機控制器)、電腦控制 面板(控制動作參數)、螺杆溫控器、調模馬達、熔膠馬達等等。控制系統控制注塑周期的順序及維持過程溫度、時間、壓力及速度於設定值 (過程控制)。電氣部分主要由動力、動作程序和加熱等控制所組成。本實用新型液壓注塑機注塑工藝流程，電動注塑機的工藝流程是由一個伺服電 機驅動完成注塑功能，伺服電機實現注塑機的開合模控制、熔膠控制、射膠控制、保壓 控制、頂出控制、射臺移動控制，以及調模控制。其中一些動作是可以重合動作，如開 模同時可以頂出，鎖模可以進行射臺移動等等。全部動作由注塑機電腦控制器配合完 成。注塑機的動作程序噴嘴前進一注射一保壓一預塑一倒縮一噴嘴後退一冷卻一 開模一頂出一退針一開門一關門一合模一噴嘴前進。1、注塑機操作項目注塑機操作由面板控制鍵盤操作，檢查電器控制櫃、伺服 電機系統和機械潤滑系統三個方面。分別進行注射過程動作、加料動作、注射壓力、注 射速度、頂出型式的選擇，料筒各段溫度及電流、電壓的監控，注射壓力和背壓壓力的 調節等。2、注射過程動作選擇一般注塑機既可手動操作，也可以半自動和全自動操 作。手動操作是在一個生產周期中，每一個動作都是由操作者撥動操作開關而實現的。一般在試機調模時才選用。半自動操作時機器可以自動完成一個工作周期的動作，但每 一個生產周期完畢後操作者必須拉開安全門，取下工件，再關上安全門，機器方可以繼 續下一個周期的生產。全自動操作時注塑機在完成一個工作周期的動作後，可自動進入 下一個工作周期。在正常的連續工作過程中無須停機進行控制和調整。每臺注塑機的動 作過程可大致表示成圖1所示的基本循環程序(1)閉模和合緊注塑機的成型周期一般從模具開始閉合時起。模具首先以低壓力快速進行合 模，當動模板(二板)與定模板(頭板)接近時，合模的動力系統應改切換成低壓，低速 在確定模腔內無異物存在時，再切換成高壓而將模具合緊。(2)注射系統前移和注射在確認模具達到所要求的合緊力，注射系統前移，使噴嘴和模具貼合，當噴嘴 與模具完成貼合後，便可開動注射電機，於是與電機相接的螺杆，則以高壓高速將生產 的熔料注入模腔。此時螺桿頭部作用於熔料上的注射壓力，又稱為射膠壓力。(3)壓力保持(保壓)注入模腔的熔料，由於低溫模具的冷卻作用，使注入模腔內的熔料在冷卻時產 生收縮，為製得質量緻密的製品，故對熔料還需保持一定的壓力進行補縮。此時螺杆作 用於熔料上的壓力稱之為保壓壓力，在保壓時螺杆有少量的前移。(4)製品冷卻和預塑化當保壓進行到模腔的熔料失去澆口回流可能性時(即澆口封閉)，注射電機的保 壓壓力即可卸去(此時合模電機的高壓也可撤除)，使製品在模內冷卻定型。此時，螺杆 在電機的驅動下轉動，將來自料鬥的粒狀或粉狀的膠料向前輸送，並使其塑化。由於螺 桿頭部熔料壓力作用，使螺杆在轉動的同時又產生後退。螺杆在塑化時的後移量，即表 示了螺桿頭部所積存的熔料積量。當螺杆回退到計量值時，螺杆即停止轉動，準備下一 次注射。製品冷卻與螺杆塑化在時間上通是重疊的，在一般情況下，要求螺杆塑化計量 時間要少於製品冷卻時間。(5)注射系統後退和開模頂出製品螺杆塑化計量完畢後，為了使噴嘴不至於因長時間和冷模接觸而形成冷料等緣 故，經常需要噴嘴撤離模具，即注射系統後退，此動作進行與否或先後的程序，機器均 可供選擇。模腔內的熔料經冷卻定型後，合模系統即行間模，並自動頂出製品。(6)機器的操作①手動狀態手動是調試注塑機各個動作是否符合注塑要求。根據注塑動作循環工藝要求， 手動開合模、射臺前進、熔膠、注射、頂出等動作獨立完成。②半自動狀態手動各種動作正常後，可進行半自動狀態下調試，應該將「ON」和「OFF」的 旋鈕掣及鈕子開關在「ON」以防搬回手動時有所動作。旋鈕掣於「半自動」位置及關 上安全門，鎖模動作及按設定的參數開始進行循環工作。這個操作狀態適用於試注射產 品和某些不能用全自動加工的產品。工作過程是，當關上安全門，行程開關閉合，鎖模 動作進行，射臺前進，射膠，保壓冷卻，熔膠，至開模動作結束後則安全門可打開，整個循環至頂針動作停止。③全自動狀態當手動及半自動調試正常，按鈕撥到全自動。關上安全門，則全自動開始。7、溫度控制以測溫熱電偶為測溫元件，配以測溫毫伏計成為控溫系統，指揮料筒和模具電 熱圈電流的通斷，有選擇地固定料筒各段溫度和模具溫度。本實用新型一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統，包括油箱、伺服 泵、調模馬達、鎖模油缸、頂針油缸、射移油缸、射膠油缸、熔膠馬達和電子尺測量傳 感器，還包括電腦控制器、壓力及速度綜合控制模塊、伺服驅動器、伺服電機和壓力傳 感器，其中所述電腦控制器通過壓力及速度綜合控制模塊與伺服驅動器連接，所述伺服 驅動器與伺服電機連接，所述伺服電機還與伺服泵相連接，所述伺服泵進口端與油箱相 連接，所述伺服泵出口端分別與調模馬達、鎖模油缸、頂針油缸、射移油缸、射膠油 缸、熔膠馬達相連接，所述壓力傳感器分別與調模馬達、鎖模油缸、頂針油缸、射移油 缸、射膠油缸、熔膠馬達、伺服驅動器和電腦控制器相連，所述電子尺測量傳感器分別 與鎖模油缸、頂針油缸、射膠油缸、伺服驅動器和電腦控制器相連。所述伺服電機採用永磁同步電機，所述伺服泵採用徑向柱塞泵。如圖3所示，所述伺服驅動器的控制電路包括主電路、反饋電路、DSP驅動 器、電壓檢測電路、驅動控制電路、驅動電路和光耦隔離電路，所述主電路外接伺服電 機，所述伺服電機分別與主電路、反饋電路相連；所述DSP驅動器分別與電子尺測量 傳感器、壓力傳感器相連，所述DSP驅動器通過壓力及速度綜合控制模塊與電腦控制器 相連，所述DSP驅動器還分別通過電壓檢測電路、驅動控制電路與主電路相連接，所述 DSP驅動器還依次通過光耦隔離電路、驅動電路與主電路相連接。所述主電路設有IPM逆變器，所述IPM逆變器分別與驅動控制電路、驅動電 路相連接。DSP驅動器包括故障保護模塊、制動控制模塊、輸入指令電路、PWM驅動 模塊、A/D轉換模塊和QEP正交編碼脈衝模塊。反饋電路包括電流檢測電路及正交編 碼器。所述電壓檢測電路、驅動控制電路、驅動電路和反饋電路中的電流檢測電路分別 與主電路連接；電壓檢測電路與故障保護模塊連接，所述電壓檢測電路包括系統的過壓 保護電路、過流保護電路以及過熱保護電路；驅動控制電路一端與IPM逆變器連接，用 於限制電壓，另一端與制動控制模塊相連；PWM驅動模塊依次通過光耦隔離電路、驅 動電路與IPM逆變器連接；IPM逆變器、反饋電路分別與伺服電機連接，反饋電路通過 電流檢測電路對伺服電機的電流進行檢測，將伺服電機的電流檢測信號發送至DSP驅動 器的A/D轉換模塊，同時反饋電路中的正交編碼器將測試到的脈衝反饋發送至DSP驅 動器的QEP正交編碼脈衝模塊，實現伺服電機的閉環控制。所述DSP驅動器採用TI 公司的TMS320LF28XXX型數位訊號處理器。本實施例中伺服電機採用永磁同步電機 (PMSM)。在傳統的異步電機注塑機的基礎上對伺服泵注塑機的電路進行一定的改造，就 能得到如圖4所示的伺服電機接線圖，本實用新型液壓注塑機通過伺服電機控制伺服 泵，實現對注塑成型工藝的準確控制，同時利用壓力傳感器的液壓壓力反饋信號經光電 隔離放大後控制伺服驅動器，即可實現伺服驅動器動態跟蹤注塑機伺服信號而自動調速，伺服跟隨隔離型雙通道模擬輸入，提供電壓型電流型分離變量的加權比例控制，控 制靈活，抗幹擾強。將傳統的定量泵改造成徑向柱塞泵，使通過溢流閥的回流流量降到 最低，伺服泵輸出與整機運行所需要壓力和流量匹配，無高壓溢流能量損失。明顯改善 注塑機油溫高、噪聲大、機械和密封件使用壽命短等現象。如圖5所示，所述壓力及速度綜合控制模塊包括相互連接的PWM脈衝光電隔離 電路、積分電路、調節器和前饋比例微分控制電路。電腦控制器將控制信號經PWM脈衝光電隔離電路後，整形為跟隨工藝操作的序 列脈衝信號，經積分電路得到平均電壓，並採用前饋比例微分控制電路和積分電路來克 服信號給伺服電機造成的純滯後時間，最後通過調節器將信號傳輸給伺服驅動器，實現 了整個控制迴路的閉環控制。上述伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統的工作流程，如圖5所示，包 括以下步驟Si、電腦控制器接收注塑機工藝動作指令，開啟系統，進入步驟S2;S2、壓力傳感器實時測量系統的壓力，並把實際壓力指令信號發送給伺服驅動 器和電腦控制器；電子尺測量傳感器實時測量鎖模油缸、頂針油缸或射膠油缸的位移 值、速度值，並將位移值、速度值發送至電腦控制器和伺服驅動器；伺服驅動器採集伺 服電機的旋轉速度、電機軸扭矩和電流，並把旋轉速度、電機軸扭矩和電流反饋信號發 送至電腦控制器；進入步驟S3 ；S3、電腦控制器根據液壓注塑機工藝動作指令，根據關安全門、鎖模、注射、 保壓、冷卻、熔膠、開模及製品頂出的各個注塑工藝對伺服泵流量的需求，找出該段工 藝的最佳壓力和最佳速度，形成壓力指令信號和速度指令信號並發送給壓力及速度綜合 控制模塊，進入步驟S4;S4、壓力及速度綜合控制模塊接收電腦控制器的壓力指令信號和速度指令信 號，同時，壓力及速度綜合控制模塊接收鎖模油缸、頂針油缸、射膠油缸的速度位置反 饋，所述壓力指令信號和速度指令信號經PWM脈衝光電隔離電路隔離後，整形為跟隨工 藝操作的序列脈衝信號，與所述鎖模油缸、頂針油缸、射膠油缸的速度位置反饋經積分 電路得到平均電壓後，採用前饋比例微分控制電路控制和積分電路疊加來克服信號給伺 服電機造成的純滯後時間，將壓力和速度疊加的綜合信號，經過調節器運算最後形成壓 力速度綜合信號並發送至伺服驅動器，進入步驟S5 ；S5、伺服驅動器接收壓力速度綜合信號，經過運算處理形成電機控制信號並發 送至伺服電機，進入步驟S6;S6、伺服電機根據電機控制信號調整轉速，改變伺服泵的供油量，進入步驟 S7 ；S7、電腦控制器根據壓力傳感器測量得到的實際壓力指令信號，電子尺測量傳 感器實時測量得到的鎖模油缸、頂針油缸或射膠油缸的位移值、速度值，以及接收的伺 服電機的旋轉速度、電機軸扭矩和電流反饋信號，判斷該時刻系統的壓力及伺服泵的流 量速度是否最佳值，若是，則進入步驟S8;若否，則返回至步驟S3;S8、電腦控制器判斷是否收到用戶的結束操作指令，若是，則結束操作，關閉 系統；若否，則返回至步驟S7。[0081] 如圖6所示，本系統採用直接轉矩控制方式控制永磁同步電機[0082] 本系統中永磁同步電機的電壓、磁鏈和電磁轉矩的數學模型如下[0083] 定子電壓方程
權利要求1.一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統，包括油箱、伺服泵、調模馬 達、鎖模油缸、頂針油缸、射移油缸、射膠油缸、熔膠馬達和電子尺測量傳感器，其特 徵在於，還包括電腦控制器、壓力及速度綜合控制模塊、伺服驅動器、伺服電機和壓力 傳感器，其中所述電腦控制器通過壓力及速度綜合控制模塊與伺服驅動器連接，所述伺 服驅動器與伺服電機連接，所述伺服電機還與伺服泵相連接，所述伺服泵進口端與油箱 相連接，所述伺服泵出口端分別與調模馬達、鎖模油缸、頂針油缸、射移油缸、射膠油 缸、熔膠馬達相連接，所述壓力傳感器分別與調模馬達、鎖模油缸、頂針油缸、射移油 缸、射膠油缸、熔膠馬達、伺服驅動器和電腦控制器相連，所述電子尺測量傳感器分別 與鎖模油缸、頂針油缸、射膠油缸、伺服驅動器和電腦控制器相連。
2.根據權利要求1所述一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統，其特徵在 於，所述伺服驅動器的控制電路包括主電路、反饋電路、DSP驅動器、電壓檢測電路、 驅動控制電路、驅動電路和光耦隔離電路，所述主電路外接伺服電機，所述伺服電機分 別與主電路、反饋電路相連；所述DSP驅動器分別與電子尺測量傳感器、壓力傳感器相 連，所述DSP驅動器通過壓力及速度綜合控制模塊與電腦控制器相連，所述DSP驅動器 還分別通過電壓檢測電路、驅動控制電路與主電路相連接，所述DSP驅動器還依次通過 光耦隔離電路、驅動電路與主電路相連接。
3.根據權利要求2所述一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統，其特徵在 於，所述主電路設有IPM逆變器，所述IPM逆變器分別與驅動控制電路、驅動電路相連 接；所述DSP驅動器包括故障保護模塊、制動控制模塊、輸入指令電路、PWM驅動模 塊、A/D轉換模塊和QEP正交編碼脈衝模塊；反饋電路包括電流檢測電路及正交編碼 器；所述電壓檢測電路、驅動控制電路、驅動電路和反饋電路中的電流檢測電路分別與 主電路連接；電壓檢測電路與故障保護模塊連接；所述驅動控制電路一端與IPM逆變器 連接，另一端與制動控制模塊相連；PWM驅動模塊依次通過光耦隔離電路、驅動電路與 IPM逆變器連接；IPM逆變器、反饋電路分別與伺服電機連接。
4.根據權利要求2所述一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統，其特徵在 於，所述DSP驅動器採用TI公司的TMS320LF28XXX型數位訊號處理器。
5.根據權利要求1所述一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統，其特徵在 於，所述伺服電機採用永磁同步電機。
6.根據權利要求1所述一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統，其特徵在 於，所述伺服泵採用徑向柱塞泵。
專利摘要本實用新型公開了一種伺服電機驅動柱塞泵型液壓注塑機控制系統，包括油箱、伺服泵、調模馬達、鎖模油缸、頂針油缸、射移油缸、射膠油缸、熔膠馬達和電子尺測量傳感器，還包括電腦控制器、壓力及速度綜合控制模塊、伺服驅動器、伺服電機和壓力傳感器。本實用新型採用了壓力傳感器和伺服電機扭矩控制，可實現壓力和流量的多級控制；注塑時的壓力和流量採用實時閉環控制，在控制過程中，壓力、流量指令與反饋作實時比較，精確控制每一時刻速度、壓力、電流等一些參數的變化，從而有效實現工藝動作的注塑機開合模、頂出、射膠熔膠油缸的閉環伺服跟隨控制。本實用新型具有高精度、快速高效、節能環保、低噪音等優點。
文檔編號B29C45/76GK201792464SQ20102052372
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者鍾漢如 申請人:華南理工大學