[发明专利]注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法，包括液压缸和单向液压泵，二者经过电磁换向阀连接，伺服电机及伺服驱动器在控制单元的控制下驱动单向液压泵并继而驱动液压缸动作，实现射胶、抽胶、熔胶的背压控制等功能，射胶位移传感器、压力传感器参与位置、压力闭环控制，液压蓄能器用于保证液压油进、出于液压缸有杆腔和无杆腔之间的油量平衡；控制单元在射胶时进行射胶位置控制和保压控制，熔胶时进行背压控制，抽胶时进行抽胶位置控制。本发明可达到全电动注塑机相当的射胶位移精度、保压压力精度、抽胶位移精度和背压控制精度，造价低廉、可靠性高，相比伺服阀控的液压射胶机构，有更好的精度和节能效果。

技术领域

本发明涉及液压精密传动控制装置，具体为一种注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法。

背景技术

传统的注塑机射胶动作通常是通过电机带动油泵旋转，经过阀组控制以油压驱动液油缸实现射胶动作，注塑机电脑读取安装在射台上的电子尺或其它位置反馈元件，根据工艺要求控制阀块的动作，从而控制射胶的位移行程和压力等。传统方案由于阀组动作的延时长(通常达到几十至上百毫秒)、重复性差(受实际油压和流速影响)，因而难以保证射胶位置、速度、压力的控制精度，使得制品精度波动大、合格率不高。

全电动注塑机或电液混合型注塑机的射胶动作有两种主流方案：

1、采用蓄能器+伺服阀控制油缸的动作，实现高精度、高响应性的射胶动作。

2、采用电机带动精密滚珠丝杆或精密齿轮-齿条传动机构，继而推动射胶螺杆实现高精度、高响应性的射胶动作。

所述“蓄能器+伺服阀”方案存在以下几点不足：

1、驱动液压泵的电机必须连续不间断运行而给蓄能器输入高压油，能量浪费大。

2、伺服阀动作时采用高压溢流方法控制出口流量和压力，能量浪费。

3、伺服阀机构复杂、价格昂贵且维修困难，导致系统设备的购置和使用维护成本大幅增加。

4、受限于伺服阀的工作原理，当射胶行程超程时，系统并没有瞬间换向反向控制回程的能力，导致过程中的位置控制精度不理想。

所述“精密滚珠丝杆或精密齿轮-齿条”方案存在以下几点不足：

1、精密滚珠丝杆或精密齿轮-齿条造价昂贵，其相关结构件如推力轴承、用于测量射胶推力的力传感器等造价都十分昂贵。

2、由于射胶动作属于长期重复动作，丝杆或齿轮-齿条的磨损严重，导致机构寿命受限，且由于射胶动作终点过于集中，机械结构的磨损会集中在一点，更加缩短了寿命周期。

3、该机构与电机连接的传动机构中采用的同步带、同步轮需要很高强度，因而造价不菲、寿命不长，而采用电机直驱方案也会导致电机造价大大上升。

专利ZL201710138308.6《一种单电机双泵的伺服泵控液压直线驱动系统及控制方法》及专利201521053147.3《一种伺服泵控液压直线驱动系统》分别描述了采用电机驱动液压泵，并进而驱动液压缸实现高精密、高频响直线往复运动控制的方案。

这些方案虽然解决了传统液压直线运动机构的上述问题，但未结合注塑机射胶动作进行合理的结构规划和运动控制算法规划，难以直接应用于注塑机领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种注塑机用液压伺服泵控射胶装置及其控制方法，在射胶或抽胶时以液压缸的推杆带动注塑机射胶机构完成射胶动作、抽胶动作和在熔胶时通过液压缸实现熔胶背压控制。

本发明注塑机用液压伺服泵控射胶装置，其技术方案包括通过推杆带动射胶机构完成射胶动作、抽胶动作和熔胶背压控制的液压缸，所述液压缸进、出油口的管路通过电磁换向阀连接单向液压泵的出、回油口；