[发明专利]一种注射塑化装置及其控制系统和塑化方法

说明书

本发明涉及一种注射塑化装置及其控制系统和塑化方法；其中，注射塑化装置，包括注射筒、塑化螺杆、驱动机构、滚珠丝杠、滚珠司筒和注射电机；注射筒设有容纳塑化螺杆前端的腔体，驱动机构的一端与塑化螺杆的后端传动联接，另一端与滚珠丝杠联接，滚珠司筒分别与滚珠丝杠和注射电机联接，以形成滚动传动。本发明的注射塑化装置，结构简单，减低了生产成本且稳定性好，提高了控制精度；安全性高，避免了因停电所引发的不安全因素；在注射过程中能判断注射堵塞和塑化螺杆碰撞，在塑化过程中，能检出塑化背压压力，使整个控制系统变得经济实用，提高了市场竞争力；结构紧凑，安装方便，动作不会出现锁死现象；实用性强，适合大力推广。

技术领域

本发明涉及注射塑化领域，更具体地说是指一种注射塑化装置及其控制系统和塑化方法。

背景技术

注射塑化装置的工作原理是在一定压力、速度的作用下，将塑化好的熔体塑料快速注射到模腔内，注射完成后，进入塑化备料过程，达到塑化计量要求，进入下一次注射过程。第一，在快速注射塑化好的熔体塑料的过程中，注射压力、速度、位置均为变量，并能够在可控制的范围内，采用注射伺服马达直驱式注射，通过注射伺服马达编码器反馈的位置脉冲，获得当前位置和速度，通过注射伺服马达转矩获得当前注射压力，实现精密注射。第二，在储料塑化过程中，塑化伺服马达转动，开始塑化储料过程，螺杆前端塑化好的熔体塑料不断堆积，达到一定密度后，对螺杆前端产生压力，压力经机械传动作用在滚珠丝杠上，形成对注射伺服马达轴产生反向静力矩，促使注射伺服马达正转，带动螺杆后移，以维持螺杆头前端的一定压力。第三，在储料塑化过程中，塑化伺服马达带动塑化螺杆开始转动，塑料原料进入注射筒内受到挤压、剪切、排气、均化等作用，这种作用称为塑化，塑化压力、速度、位置均为变量，并能够在可控制的范围内，通过塑化伺服马达编码器反馈的位置脉冲，获得当前转动速度，通过塑化伺服马达转矩获得当前塑化压力，实现精密塑化效果。第四，注射伺服马达直驱式注射，采用刚性机械连接，压力传动损耗极小，能快速准确的与注射伺服马达形成对应关系。第五，注射过程中，注射伺服马达转矩、转速、位置反馈信号与位置、速度、压力实现闭环控制；在储料塑化过程中，塑化伺服马达转矩、转速、位置反馈信号与位置、速度、压力实现闭环控制，同时，注射伺服马达转矩、转速、位置反馈信号与位置、速度、压力实现闭环控制，实现全闭环的自动化智能化控制方法。

传统的注射塑化装置，主要有三种：一，液压注射塑化装置，油污严重，能耗大，注射速度慢，安全性和稳定性比较低；二，伺服电动注射塑化装置，采用花键结构，机构复杂，工作过程中花键在转动中往返移动，磨损严重，材料及加工精度要求很高，生产成本压力加大，维护成本高；伺服电动注射的驱动采用同步带传动控制，影响到马达转矩与注射压力的线性关系，注射压力精密度受到限制；三，伺服电动注射塑化装置，采用高精密的压力传感器(1.5万到2万元人民币)，也采用了花键结构，机构复杂，工作过程中花键在转动中往返移动，磨损严重，材料及加工精度要求很高，生产成本压力更大，维护成本高；伺服电动注射的驱动采用同步带传动控制，影响到马达转矩与注射压力的线性关系，注射压力精密度受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种注射塑化装置及其控制系统和塑化方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

注射塑化装置，包括注射筒、塑化螺杆、驱动机构、滚珠丝杠、滚珠司筒和注射电机；所述注射筒设有容纳所述塑化螺杆前端的腔体，所述驱动机构的一端与所述塑化螺杆的后端传动联接，另一端与所述滚珠丝杠联接，所述滚珠司筒分别与所述滚珠丝杠和所述注射电机联接，以形成滚动传动。

其进一步技术方案为：所述注射筒的上侧还设有用于塑料进入所述腔体的进料口。

其进一步技术方案为：所述驱动机构包括螺杆联轴器、塑化同步从轮、塑化同步带、塑化同步主轮和塑化电机；所述螺杆联轴器与所述塑化同步从轮传动联接，所述塑化同步从轮和塑化同步主轮通过所述塑化同步带传动联接，所述塑化电机与所述塑化同步主轮传动联接。