[发明专利]电动注塑机的曲柄滑块射胶装置及控制方法

权利要求书

1.电动注塑机的曲柄滑块射胶装置，其特征在于：包括机筒、螺杆、注射推动杆、曲柄转盘、伺服电机和控制系统，螺杆放置在机筒内，螺杆外端与注射推动杆铰接，注射推动杆与曲柄转盘铰接，伺服电机带动曲柄转盘，控制系统连接控制伺服电机。

2.根据权利要求1所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置，其特征在于：所述注射推动杆为相同的2个，曲柄转盘为相同的2个，螺杆外端设有一块纵板，纵板与2个注射推动杆铰接，每个注射推动杆分别与一个曲柄转盘铰接，2个曲柄转盘之间通过2个相同的齿轮啮合传动，伺服电机带动其中一个齿轮。

3.根据权利要求1或2所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置，其特征在于：所述注射推动杆通过止推轴承与螺杆外端连接。

4.根据权利要求1所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置，其特征在于：所述控制系统包括电脑控制器、PLC控制器和射胶驱动器，电脑控制器、PLC控制器通过CAN网络连接控制射胶驱动器，射胶驱动器连接控制伺服电机。

5.根据权利要求4所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置，其特征在于：所述射胶驱动器为DSP控制器，DSP控制器以TMS320F2833X控制器芯片为核心，TMS320F2833X控制器芯片分别连接CAN2接口、I2C键盘、EQEP模块、编码器、PWM模块与A/D模块，CAN接口连接CAN网络，A/D模块连接控制伺服电机。

6.根据权利要求5所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置，其特征在于：所述伺服电机为永磁同步电机，编码器为永磁同步电机自带的2500脉冲/转的正交式编码器，正交式编码器安装在永磁同步电机转子轴上。

7.根据权利要求5所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)根据模具容腔的容积量，确定螺杆的起始位置；

(2)根据螺杆的起始位置，在电脑控制器里设定注射推动杆的起始角度；

(3)根据需要在电脑控制器内将螺杆的射胶速度设定分为N段，N为自然数，射胶速度在每一段为恒速的，射胶速度的加速和减速为瞬间变化；

(4)根据螺杆的速度、加速度、位移和曲柄转盘的角速度、位置的函数关系，射胶驱动器的编码器计算曲柄转盘的转速与位置，曲柄转盘的转速时刻变化，射胶驱动器通过伺服电机来调节曲柄转盘的转速和位置；

(5)当注射推动杆到达死点，注射推动杆的射胶推力最大，螺杆达到注射的最大位移，熔料全部推入模具的熔腔中，结束。

8.根据权利要求7所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置的控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中，螺杆的速度、加速度、位移和曲柄转盘的角速度、位置的函数关系为：

设定曲柄转盘的中心点为O点，注射推动杆与曲柄转盘的接点为A点，注射推动杆与螺杆的接点为B点，曲柄转盘的半径为R，注射推动杆长度为L，OA与水平线OB的夹角为曲柄转盘以角速度ω作旋转运动，逆时针方向为正，得出螺杆的速度V、加速度a、位移S和曲柄转盘的角速度、位置的函数关系为：

9.根据权利要求8所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置的控制方法，其特征在于：所述步骤(5)中，注射推动杆的最大射胶推力为F_Ax：F_Ax-f-ma＝0，其中，f为螺杆所受的摩擦力，m为螺杆的质量，a为螺杆的加速度。

10.根据权利要求8所述的电动注塑机的曲柄滑块射胶装置的控制方法，其特征在于：所述R＝100mm，L＝2000mm，

当S取得最大值为200mm，

当V取得最大值为3145.507mm/s，

当a取得最大值为93761.24mm/s²，

在从0°到180°的过程中，当注射推动杆与曲柄转盘相切时，设从0°到θ的过程中，注射推动杆做负功，从θ到180°的过程中，注射推动杆做正功。