[发明专利]全电动注塑机开合模电机和顶出电机的控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动注塑机领域，特别涉及一种电动注塑机开合模电机、顶出电机的控制系统及控制方法。

背景技术

在全电动注塑机注射过程中，合模装置是保证成型模具可靠的闭紧和实现模具启闭动作及顶出制品的部件。在注射成型时，由于进入模腔中的熔料还具有一定的压力，目前很多注塑机的合模装置没有足够的合紧力，模具在熔料的压力下被打开，从而导致制品溢边或使制品精度下降。

另外，目前很多合模电机驱动系统仍不能满足模具启闭时的速度要求，既没有考虑缩短空载行程的时间，同时又没有考虑到模具启闭过程的缓冲要求，以致损坏模具和制件，导致机器的生产率低，使机器受到强烈振动和产生撞击噪音。

此外，很多模具不能满足安装和制品取出时空间位置的要求，致使合模装置不能满足对合模力、速度、位置三方面的控制要求，承载能力低，结构不紧凑，运动性能差，力的放大比相对较小，在注射过程中易产生涨模现象。

很多顶出装置不具有足够而均匀的顶出力和可控的顶出次数、顶出速度，也不具有足够可调的顶出行程，导致了制品不能准确而平稳地从模内制品顶出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种全电动注塑机开合模电机和顶出电机的控制系统及控制方法，保证成型模具可靠的闭紧和实现模具启闭动作及制品准确而平稳地从模内顶出。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种全电动注塑机的开合模电机和顶出电机控制系统，与开合模电机和顶出电机连接，其特征是，包括电脑控制器、PLC控制器和开合模顶出驱动器；所述电脑控制器和PLC控制器分别通过CAN网络与开合模顶出驱动器信号连接，所述开合模顶出驱动器分别与开合模电机和顶出电机连接。

为了更好地实现本发明，所述开合模顶出驱动器由伺服控制器、IPM功率驱动板、电流传感器、码盘和开关电源组成；所述伺服控制器与外部电路信号连接；所述IPM功率驱动板连接伺服控制器和伺服电机；所述电流传感器连接IPM功率驱动板、伺服电机和伺服控制器；所述码盘连接伺服电机和伺服控制器；所述开关电源连接IPM功率模块、电流传感器、码盘和伺服控制器；所述伺服电机是指开合模电机和顶出电机。

所述开合模顶出驱动器中的伺服控制器是指数字信号处理芯片TMS320F2833X，其包括系统初始化程序模块、定时器下溢中断服务程序模块、正交编码器中断处理模块；所述芯片TMS320F2833X的一个输出端通过其自带的CAN总线通信模块、JTAG接口分别连接到注塑机电脑控制器和仿真器，另一输出端通过其自带的事件管理器EVA/B依次连接IPM功率驱动板和伺服电机，所述伺服电机通过电流传感器连接到芯片的模数转换模块ADC，所述伺服电机还通过码盘连接芯片的正交编码器单元QEP；所述伺服电机是指开合模电机和顶出电机。

上述的全电动注塑机开合模电机和顶出电机控制系统的控制方法，其特征是，包括如下步骤：

第一步，采用五支铰合模双曲肘合模机构和曲柄滑块顶出机构，根据双曲肘机构的开合模过程的移模速度特性和增力特性，确定合模装置和顶出装置选用的滚珠丝杠和开合模电机、顶出电机；

第二步，根据开合模电机、顶出电机的负载特性和工艺要求，对开合模电机和顶出电机进行控制并设置完善的模具保护措施，包括：

(1)合模过程中，首先以低压力快速进行合模，当动模板与定模板接近时，自动切换为低速合模，在确定模腔内无异物后，再次切换到高压将模具闭合；合模过程中，为防止模具物料溢出，需要施加较大的合模力，该过程开合模电机采用力矩控制；

(2)开模过程中，首先要保证注塑零件冷却模具型腔面脱离导柱的位置，然后动模板匀速移动快速开模，在接近动模板的起点位置时动模板慢速停止；

(3)通过调节顶出电机的转速来调整顶出速度，保证准确而平稳地将模内制品顶出。

为了更好地实现上述方法，所述第一步中的确定合模装置和顶出装置选用的滚珠丝杠和开合模电机、顶出电机是指：①根据五支铰合模双曲肘合模机构的平动工作状况，确定滚珠丝杠轴径、导程、丝杠长度、丝杠轴径和精度等级；②综合考虑所需的锁模力、移模速度、行程比、滚珠丝杠导程、皮带传动装置的传动比来选定开合模电机、顶出电机。

所述第二步第(1)中的确定模腔内无异物是指在接近定模板的位置设定一个检测区间，通过检测开合模电机负载电流的变化有否超限来确定有无障碍物。

所述第二步第(2)中保证注塑零件冷却模具型腔面脱离导柱的位置是指将所述位置设定为导柱与固定侧的模具接触时的位置。

所述第二步第(1)中的合模过程，包括：