一种通过数字液压油缸精密控制的注塑机结构

技术领域

本发明涉及一种注塑机结构，尤其是涉及一种通过数字液压油缸精密控制的注塑机结构。

背景技术

任何系统其频率响应速度均与其所有环节的累计滞后时间构成反比关系。现有技术中，注塑机控制开合模是采用PLC+阀+普通液压油缸，液压油缸连接在注塑机的射台前板上，活塞杆前端采用螺母固定注塑机头板上，油缸活塞杆往复运动，实现注塑机射台前进后退动作，再此过程中由于采用的是PLC+阀+普通液压油缸+位置传感器的外部间接闭环反馈，控制精度相对较低，响应相对较慢。

例如，在中国专利文献上公开的“一种单阶瓶坯注塑机射台机构”，其公告号为CN113752463A，包括底座，所述底座上表面滑动连接有安装座，所述安装座顶端安装有料斗，所述安装座正面设有注塑通，所述注塑通圆弧面上安装有加热套筒，所述注塑通内部安装有输送螺杆，所述输送螺杆的尾端从安装座后端探出，所述安装座后端滑动连接有马达，所述马达的输出端与输送螺杆的尾端连接在一起，所述安装座两侧对称设有注射液压缸；该发明的不足之处在于，其在控制开合模时，需要通过位置传感器检测阀体位置，并反应给PLC系统，再通过液压控制油缸活塞杆运动带动注塑机模具开合，控制过程响应较慢，导致控制精度不足。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，通过普通油缸控制注塑机的开合模，导致响应速度较慢，控制精度不足的问题，提供一种通过数字液压油缸精密控制的注塑机结构，可以加快响应速度，从而使得注塑头的位置精度更高，进而提高产品的质量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明，一种通过数字液压油缸精密控制的注塑机结构，包括与模具适配的注塑头，以及用于开合模具的数字液压油缸，所述数字液压油缸包括驱动电机、控制器、阀体部和缸体部，阀体部上设有进液口、回液口、进位出液口和退位出液口，阀体部内安装有阀套和阀杆，缸体部内上有活塞腔和活塞，活塞腔的两端设有进位进液口和退位进液口，进位进液口和进位出液口之间通过进液管道相连，退位进液口和退位出液口之间通过退液管道连接。

本申请通过数字液压油缸直接机械闭环反馈，控制精度高，响应快，而注塑机和模具顶出位置精度越高，生产出来的产品越稳定；数字液压油缸是将：阀、缸、反馈与驱动控制巧妙的组合未一个整体，对外体现为一个独立的器件，用户无需惯性其内部构成与特性，仅了解输入输出固定的关系后，即可轻松掌握使用，并且这种一体式数字缸整体性好、抗污染能力强、精度高、稳定可靠、综合成本低廉；数字液压油缸由于其内部已经具有了位置闭环能力，因此其实现精确的微米级重复定位时就不再需要额外的传感器对其闭环控制，即使是在速度控制上，由于其运动特性的数字化，脉冲频率对应数字液压缸的运动速度特性，也使得其不必再采用传感器对其实施闭环控制。

作为优选，还包括料斗、注塑通，以及位于注塑通外侧的加热套筒，注塑通内设有螺旋输送结构，螺旋输送结构在靠近模具处上设有压力反馈结构；通过所述的压力反馈结构，可以及时检测注塑通内运送注塑材料的压力，进而判断注塑材料的熔融情况，若检测到的压力超过标准值，说明注塑通内的注塑材料没有熔融完全导致运送所受的阻力较大，而通过压力反馈结构将对应的信号反馈到控制器中，可以使得注塑头迅速与模具脱开，以避免没有熔融完全的材料进入模具，导致产品质量不合格的情况；当注塑头与模具脱开后，加热套筒仍对注塑头内材料进行加热，当注塑材料熔融完全后，注塑头端部的部分注塑材料回流，使得压力反馈结构处受到的压力再次减小，进而控制模具复位。

作为优选，螺旋输送结构包括可同步转动的固定输送结构和反馈输送结构，压力反馈结构包括压力传感器，压力传感器安装在反馈输送结构的一端；当注塑通内的注塑材料没有熔融完全时，由于受到较大的阻力，压力传感器所受的压力增加，并将对应信号反馈到控制器中，而当注塑材料完全熔融时，所述螺旋输送结构在注塑通内靠近料斗的一端产生的压力较小，由于在靠近料斗的一端，注塑通内注塑材料在正常情况下也不会熔融完全，该结构使得压力反馈的感应范围减小，进而使得感应精度提高。

作为优选，反馈输送结构包括导杆部，所述导杆部穿过固定输送结构内部，导杆部外侧设有导向筋，固定输送结构内部设有与导向筋适配的导向槽；该结构使得反馈输送结构可以在轴向方向上具有一定的自由度，从而确保可以通过轴向位移量来检测压力。

作为优选，螺旋输送结构包括螺旋输送槽，反馈输送结构上的螺旋输送槽的长度占螺旋输送槽总长度的1/5-1/2；若反馈输送结构的长度相对过小，可能会导致系统来不及响应，未完全熔融的注塑材料已经进入模具的情况；若反馈输送结构的长度相对过长，则会导致压力反馈的感应范围增加。

作为优选，注塑机结构还包括用于驱动螺旋输送结构的输送电机，所述驱动电机为双头轴电机，驱动电机的一端与阀杆连接，另一端与输送离合结构连接，所述输送离合结构包括离合器和离合传动结构，离合器的一端与所述输送电机的输出轴连接，另一端与螺旋输送结构连接；当驱动电机控制注塑头与模具分离时，也同时带动离合器移动，从而使得螺旋输送结构与输送电机分离，使得螺旋输送结构暂停输送，避免注塑通内靠近模具处的材料持续加压，而当驱动电机控制模具复位时，也同时使得螺旋输送结构与输送电机再次配合，使螺旋输送结构重新开始输送。

作为优选，螺旋输送结构包括转轴和安装在转轴外侧的螺旋片，所述螺旋片在转轴外侧形成螺旋输送槽，反馈输送结构上转轴的外径在朝向模具的方向上逐渐增大；该结构使得反馈输送结构在输送注塑材料时使注塑材料受到的压力越来越大，一旦材料没有熔融完全，更容易在反馈输送结构靠近模具处卡死，而在继续熔融的过程中，一旦材料完全熔融后，由于靠近模具处压力较大，部分材料会回流，从而使得压力传感器上的压力逐渐恢复；该结构确保了反馈的可靠性。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）以加快响应速度，从而使得注塑头的位置精度更高，进而提高产品的质量；（2）当注塑筒内部分注塑材料没有熔融完全时，可以将注塑头退出，避免未熔融完全的材料进入模具，或完全卡死注塑头，注塑头退出后，注塑材料重新熔融完全后，注塑头可以再次复位。

附图说明

图1是本发明的一种主视结构示意图。

图2是本发明数字液压油缸的一种剖视结构示意图。

图3是本发明数字液压油缸对图2部分结构的一种局部放大图。

图4是本发明注塑筒内的一种剖视结构示意图。

图5是本发明离合器处的一种剖视结构示意图。

图中：1、料斗 2、注塑筒 3、加热套筒 4、注塑头 5、数字液压油缸 6、驱动电机 7、阀体部 8、缸体部 9、进液口 10、回液口 11、进位出液口 12、退位出液口 13、活塞腔 14、活塞 15、进液管道 16、退液管道 17、固定输送结构 18、反馈输送结构 19、压力传感器20、导杆部 21、输送电机 22、离合器 23、离合传动结构 24、转轴 25、螺旋输送槽 26、离合轮 27、离合杆 28、联轴器 29、侧边限位筋 30、滚珠。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1-5所示的实施例中，一种通过数字液压油缸精密控制的注塑机结构，包括料斗1、注塑筒2、包覆在注塑筒外侧的加热套筒3、与模具适配的注塑头4，以及用于开合模具的数字液压油缸5，所述数字液压油缸包括驱动电机6、控制器、阀体部7和缸体部8，阀体部上设有进液口9、回液口10、进位出液口11和退位出液口12，阀体部内安装有阀套和阀杆，缸体部内上有活塞腔13和活塞14，活塞腔的两端设有进位进液口和退位进液口，进位进液口和进位出液口之间通过进液管道15相连，退位进液口和退位出液口之间通过退液管道16连接；所述阀杆为滚珠丝杆，而阀套为安装在滚珠丝杆上的螺母套，阀套的结构为现有技术，驱动电机为伺服电机或步进电机，当驱动电机转动时，阀套在阀杆的轴向方向上移动；根据驱动电机的旋转方向，液压油的输送方向不同，当驱动电机正向转动时，进液口和进位出液口连通，回液口和退位出液口连通，液压油通过进液管道进入缸体部，使得活塞推动模具朝向注塑头方向移动，待注塑头将模具中的阀口开启后，数字液压油缸随即停止移动，完成液压缸直线移动时对电控步进电机或伺服电机转角的跟踪，过程中实现了力矩放大；而当驱动电机反向转动时，进液口和退位出液口连通，回液口和进位出液口连通，液压油通过退液管道进入缸体部，使得活塞推动模具远离注塑头移动。

所述注塑通内设有螺旋输送结构，螺旋输送结构在靠近模具处设有压力反馈结构；螺旋输送结构包括可同步转动的固定输送结构17和反馈输送结构18，压力反馈结构包括压力传感器19，压力传感器安装在反馈输送结构的一端；反馈输送结构包括导杆部20，所述导杆部穿过固定输送结构内部，导杆部外侧设有导向筋，固定输送结构内部设有与导向筋适配的导向槽；螺旋输送结构包括螺旋输送槽，反馈输送结构上的螺旋输送槽的长度占螺旋输送槽总长度的2/5。

注塑机结构还包括用于驱动螺旋输送结构的输送电机21，所述驱动电机为双头轴电机，驱动电机的一端与阀杆连接，另一端与输送离合结构连接，所述输送离合结构包括离合器22和离合传动结构23，离合器的一端与所述输送电机的输出轴连接，另一端与螺旋输送结构连接；旋输送结构包括转轴24和安装在转轴外侧的螺旋片，所述螺旋片在转轴外侧形成螺旋输送槽25，反馈输送结构上转轴的外径在朝向模具的方向上逐渐增大；所述离合传动结构包括离合丝杆和离合滑块，所述离合滑块与离合器之间通过推杆连接；离合器内设有离合轮26，离合轮在朝向螺旋输送结构的一侧上设有第一离合齿，所述转轴的一端设有与所述第一离合齿啮合的第二离合齿；离合轮在背向螺旋输送结构的一侧处连接有离合杆27，离合杆的一端通过联轴器28与输送电机的输出轴相连，离合杆通过侧边限位筋29与联轴器进行周向限位；离合器内侧还设有与联轴器外侧接触的滚珠30。

在整个注塑过程中，通过所述的压力反馈结构，可以即时检测注塑通内运送注塑材料的压力，进而判断注塑材料的熔融情况。若检测到的压力超过标准值，说明注塑通内的注塑材料没有熔融完全导致运送所受的阻力较大，而通过压力反馈结构将对应的信号反馈到控制器中，可以使得注塑头迅速与模具脱开，以避免没有熔融完全的材料进入模具，导致产品质量不合格的情况；当注塑头与模具脱开的过程中，驱动电机的另一头也在带动离合传动结构运动，使得离合滑块朝向输送电机侧移动；离合滑块移动时通过推杆推动离合器朝向输送电机侧移动，从而使得转轴与离合轮分离，此时，离合轮处于空转状态，螺旋输送结构不再继续推动注塑材料，以免注塑筒内压力进一步增加，同时，加热套筒仍然保持注塑材料的加热，待注塑材料完全熔融后，注塑筒靠近模具侧的部分注塑材料会朝向输送电机侧回流，使得反馈输送结构压力减小；待检测到的压力小于设定值时，说明注塑筒内注塑材料已经完全熔融，此时，驱动电机再次带动模具与注塑头配合，同时使得离合轮与转轴配合，注塑过程和螺旋输送过程同时重启。