注模机控制方法技术

注模机通常包括一个加热筒，一个在加热筒中旋转和往复运动的螺杆和一个螺杆传动系统。螺杆传动系统包括两台电动机和分别与电动机联接的两个传感器，控制系统结合螺杆转数和螺杆背压或单独地自动控制两台电动机以便精确地完成树脂测量工序。控制系统根据各种控制方式的螺杆速度指令，螺杆转数反馈信号和螺杆位置反馈信号执行对包括螺杆和螺杆传动装置的运动控制系统的适当控制。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在材料树脂测量工序中高精度控制配置在注模模加热筒中螺杆速度、位置和背压的注模机，而且还涉及一种控制同样用途的注模机的方法。在设计注模机时，特别在考虑各种步骤的控制或自动化操作时，必须注意产品质量的改进、节能和生产效率的提高，特别在材料树脂测量工序中尤其要注意这些问题。从产品质量改进这一点出发，由于其质量主要受注射速度、压力、树脂温度、注入量等的影响，就需要测量高精度注入树脂的精确量。从节能这一点出发，由于以颗粒形状喂入注模机加热筒的材料树脂是在注模机中加热，由螺杆剪切和搅拌以获得均匀熔融的树脂的，因此树脂测量过程的能量可根据螺杆转速(下面称为转数)和背压、要熔融的树脂的温度和种类及形式有效地控制螺杆操作而减至最小，而且，模制产品的生产效率能由减少测量工序所需时间间隔而提高。一般地说，在注模机中，材料树脂通过料斗喂入加热筒，喂入加热筒的树脂由螺杆旋转向前喂入。在这一操作过程中，树脂由加热器，如安置在加热筒外圆周的加热线圈加热，然后，由螺杆的旋转剪切，搅拌。当喂入在加热筒前端部分形成的空间中的树脂通过在加热筒前端部分形成的喷嘴注入模具。注入模具的树脂压力将螺杆稍微回缩，由此防止熔融的树脂向外流出。这时，由有效地联接螺杆的驱动机构向螺杆施加背压，由此防止从喷嘴和料斗把空气引入加热筒并精确测量树脂量。因此，螺杆靠树脂压力和由传动机构所加背压之间的压差逐渐拉回。螺杆的转数和背压是根据所用树脂的类型及温度凭经验予定。用于确定树脂注射量的螺杆在加热筒中的位置是由检测装置，如限位开关，(检测装置配置在传动机构中)以及推动螺杆旋转的装置和向螺杆提供背压的装置确定。由于上述通用型注模机的结构，螺杆的位置是由限位开关检测，然后间接地由螺杆转数和其背压之间相对关系控制。这样就产生这样一个问题由于限位开关动作后，螺杆停止旋转，使螺杆停在偏离所要求位置的位置上，在先有技术中为了克服这一缺点，只能在螺杆接近限位开关时逐渐降低螺杆的转动，或在考虑螺杆过度向后运动后，在理论操作点之前确定限位开关的操作点。出于上述原因，很有必要在树脂测量过程反复试探及修正来确定实际螺杆位置。而且，由于外部因素或干扰，如所用树脂的种类、模具形状、温度变化、树脂湿度和从料斗喂入加热筒的树脂量的变化，精确的确定限位开关的操作点是很复杂的，这样，获得树脂注入量以及限位开关操作点是很困难的。因此，不可能均匀地注入树脂，也不可能防止模制产品质量的下降，而且，在这种通常的技术中，即使在正常操作过程中，也得不必要地降低螺杆转数，使螺杆停在准确位置，才能在短时间内测量树脂量并获得较高的能源效率以及改进生产率。由于上述干扰，在树脂测量工序中螺杆的振动或过调在树脂测量工序有害地向树脂施加不必要地压缩或压力减少引起熔融的树脂从喷嘴流出，或相反地流入料斗。因此，就需要适当地根据螺杆的速度和位置控制注模机而甚至在注模机控制系统可变化操作过程中也不影响螺杆的特性。本专利技术的一个目的就是提供一种能够控制其传动机构的改进的注模机，以便精确地对机器单独的或与螺杆装置的转数和背压一起进行测量工序。本专利技术的另一个目的就是提供一种由适当地控制包括螺杆和螺杆传动机构的运动控制系统，精确地控制上述形式注模机测量工序的方法。一方面根据本专利技术，提供了一种形式的注模机，在该注模机中供入中空加热筒的材料树脂被加热并由螺杆向前喂入。该螺杆靠传动机构使其旋转并在加热筒中往复运动。在加热筒中熔融并塑化的树脂注入模具，螺杆的位置及其转数由检测装置检测。该注模机的特征在于传动机构包括使螺杆旋转的第一电动机和使螺杆往复运动的第二电动机。其特征还在于检测装置包括检测螺杆转数并发出螺杆转数反馈信号的有效联接在第一电动机的第一传感器以及检测螺杆位置并发出螺杆位置反馈信号的有效联接在第二电动机的第二传感器。第一和第二电动机由控制系统控制，螺杆位置的指令信号，螺杆转数的反馈信号以及螺杆位置的反馈信号输入该控制系统。控制系统向第一电动机发出螺杆旋转信号以及向第二电动机发出螺杆背压信号，使位置指令信号和位置反馈信号差值基本为零，该控制系统能够修改使其具有各种控制方式。另一方面，根据本专利技术提供了一种在树脂测量工序中控制注模机的方法，其中，螺杆速度调整输入值和螺杆速度输出值之间的差值输入到速度回路放大元件，控制包括螺杆和螺杆传动机构的运动控制系统，而且螺杆速度指令和螺杆输出值输入到和放大元件联接的适当的控制元件。该方法的特征是把来自放大元件的输出值加在速度指令上，螺杆速度输出值即输入该放大元件，以获得螺杆速度调整输入值，并且放大元件的放大值根据匹配的控制元件输出值而变化。还有一个方面，根据本专利技术提供了一种在树脂测量工序中控制注模机的方法，其中包括配备速度回路放大元件的速度控制系统，螺杆速度调整输入值和螺杆速度输出值之间的差值输入速度控制系统，还配备一个受控的运动控制系统，包括一个螺杆和一个螺杆传动机构以及放大元件。该方法特征还在于提供一种观测单元，螺杆速度指令就输入该观测单元。观测单元具有和速度控制系统同样的特性，予定放大值被一个常数相乘，使其等于螺杆速度输出值和观测单元输出值之间差值，而相乘后的输出值和螺杆速度指令的差值作为螺杆速度调整输出值。如上所述，根据本专利技术，加热筒中的树脂能够针对外部因素或干扰，如所用树脂的种类、模具形状、树脂之温度、湿度等改变控制螺杆传动系统的信号而精确地得到测量，完成测量所需的时间也可以减少，而且高质量模制产品的生产率可以大大地提高。本专利技术的特性、原理及应用在参照附图阅读了下面详细说明后将更清楚。附图中附图说明图1是通常形式注模机的原理纵剖视图;图2是本专利技术注模机的原理纵剖视图;图3是表示根据本专利技术注模机控制系统一个实施例的方框图;图4是表示图3中注模机螺杆转数和背压之间特性的曲线图;图5是本专利技术注模机纵剖视图;图6是表明图3中位置控制元件产生作用的一个实施例的曲线图;图7是表示位置控制元件操作的流程图;图8、图9和图11是表示图3速度控制元件产生作用的一个实例的曲线图;图10和图12是速度控制元件操作的流程图;图13是表示图3中背压控制元件产生作用的一个实例的曲线图;图14是表示背压控制元件操作的流程图;图15是表示图3中转数控制元件产生作用的一个实例的曲线图;图16是转数控制元件操作流程图;图17是表示本专利技术控制系统的另一个实施例的方框图;图18是表示图17中实施例相似于图14的特性的曲线图;图19是表示由图17背压控制元件产生作用的一个实例的曲线图;图20是背压控制元件操作流程图;图21是本专利技术控制系统另一个实施例的方框图;图22是表示图21中实施例相似于图4或图18的特性曲线图;图23是根据本专利技术解释控制原理的动力学系统模型图;图24是表示图3所示控制系统以速度为基准的方框图;图25是解释本专利技术控制方法的一个实施例的方框图;图26用于图25所示控制系统特性测量的阶跃响应曲线图;图27是在本专利技术的控制方法用在图3所示控制系统时控制系统的方框图。图28是解释本专利技术控制方法的另一个实施例的方框图。为了更好地理解本专利技术的准确特性，将参照图1讨论通用注模机的一般情况和已知类型注模机所遇到的各种问题。图1表示一个通用类型注模机原理纵剖面，其中，材料树脂4通过料斗3喂入加热筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在树脂测量工序中控制注模机的方法，在该方法中，螺杆速度指令和螺杆速度信号之间差值输入一个速度回路放大元件；一个包括螺杆和螺杆传动装置的运动控制系统被控制；上述螺杆速度指令和上述螺杆速度信号输入一个匹配的联接在增益元件的控制元件；上述方法包括下述步骤：把来自上述增益元件的输出信号加在上述螺杆速度指令上（螺杆速度信号输入在上述增益元件）；从上述第一步骤加得的结果获得螺杆速度控制信号；根据来自上述匹配的控制元件的输出信号，重新确定上述增益元件变化的增益。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木能成，小田悦司，栗田直树，永田博澄，前原弘之，
申请(专利权)人：东芝机械株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]