專利名稱：注塑機的伺服節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注塑機領(lǐng)域，尤其是一種注塑機的伺服節(jié)能控制系統(tǒng)。
(二)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的注塑機的節(jié)能控制，通常采用變頻器或變量泵來實現(xiàn)，或 者通過控制電機來實現(xiàn)，變頻器采用的節(jié)能控制效果比較差，且在低 轉(zhuǎn)速時不能實現(xiàn)節(jié)能控制。
如中國專利申請?zhí)枮?00610155035.8，發(fā)明名稱為伺服節(jié) 能注塑機，包括液壓控制回路、給液壓系統(tǒng)提供壓力的油泵和驅(qū)動油 泵的電機及控制電機的控制系統(tǒng)，電機為永磁同步伺服電機，其軸與 油泵軸直接連在一起，控制電機的控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)的壓力傳感 器、與電機相連的伺服控制器和電機轉(zhuǎn)速編碼器，壓力傳感器檢測的 系統(tǒng)壓力信號與注塑機控制器設(shè)定的壓力參數(shù)比較處理后給伺服控制 器一個相應(yīng)的控制信號，電機轉(zhuǎn)速編碼器將采集到的電機轉(zhuǎn)速信號輸 入到伺服控制器中，伺服控制器根據(jù)上述控制信號和轉(zhuǎn)速信號輸出相 應(yīng)的控制電機轉(zhuǎn)動的信號，圖l為其控制原理圖。
該伺服節(jié)能控制器采用了小閉環(huán)伺服系統(tǒng)，伺服電機是非通用產(chǎn) 品，而且伺服控制器外還要增加一個閉環(huán)卡，或者伺服控制器內(nèi)增加 一個類似于閉環(huán)卡一樣的控制電路，適用性差，節(jié)能效果較差；伺服 控制器給電機的是一個綜合信號，不能優(yōu)先選擇速度特性或者壓力特 性，控制效果一般、節(jié)能效果不理想。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有的注塑機節(jié)能控制系統(tǒng)的適用性差、控制效果較差、 節(jié)能效果較差的不足，本發(fā)明提供一種適用性好、控制更敏捷、準確、 達到良好的節(jié)能效果的注塑機的節(jié)能伺服控制系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種注塑機的伺服節(jié)能控制系統(tǒng)，包括伺服電機、給液壓系統(tǒng)提 供壓力的定量油泵、壓力檢測傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及控制元件，所 述伺服電機帶有伺服控制器，所述的伺服電機的輸出連接定量油泵， 所述定量油泵的輸出連接控制元件，所述壓力檢測傳感器安裝在定量 油泵輸出的油路上，所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝在伺服電機內(nèi)，所述的控制 系統(tǒng)還包括用于實現(xiàn)壓力、流量自動閉環(huán)調(diào)節(jié)的節(jié)能控制器，所述壓 力檢測傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器的輸出連接節(jié)能控制器，所述的伺服電機 包括扭矩調(diào)節(jié)輸入端、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸入端；所述的節(jié)能控制器包括 壓力控制模塊，用于根據(jù)當(dāng)前工作階段的壓力控制值，當(dāng)采集到的壓 力傳感器的壓力值與壓力控制值有差值時，調(diào)節(jié)壓力信號的輸出值；
流量控制模塊，用于根據(jù)當(dāng)前工作階段的流量控制值，當(dāng)采集到的轉(zhuǎn) 速傳感器的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的流量值與流量控制值有差值時，調(diào)節(jié)流量信號
的輸出值；所述壓力控制模塊、流量控制模塊的輸出連接所述伺服控 制器；所述的伺服控制器包括扭矩驅(qū)動單元，用于將壓力信號轉(zhuǎn)換 為扭矩控制信號；轉(zhuǎn)速驅(qū)動單元，用于將流量信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速信號； 所述的扭矩驅(qū)動單元連接伺服電機的扭矩調(diào)節(jié)輸入端，所述的轉(zhuǎn)速驅(qū) 動單元連接伺服電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸入端。
作為優(yōu)選的一種方案在所述的壓力控制模塊中，設(shè)有壓力與電 壓的線性對應(yīng)序列，壓力傳感器采集的壓力值為電壓值；在流量控制
模塊中，設(shè)有轉(zhuǎn)速與電壓的線性對應(yīng)序列，轉(zhuǎn)速傳感器采用的轉(zhuǎn)速值 為電壓值。
所述的伺服電機為交流永磁同步伺服電機。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為通過壓力檢測傳感器檢測壓力、轉(zhuǎn)速傳感 器檢測電機轉(zhuǎn)速(鑒于采用定量泵，轉(zhuǎn)速與流量成正比)，檢測信號經(jīng) 過節(jié)能控制器處理后直接輸出給伺服控制器，動力源、檢測部件和控 制器之間形成一個系統(tǒng)的大閉環(huán)，能夠達到良好的節(jié)能效果；所有的 零配件全部是通用產(chǎn)品，更有利于以后的技術(shù)推廣，適用性好。
在控制器中，比較檢測的壓力與預(yù)設(shè)的壓力大小，轉(zhuǎn)速與預(yù)設(shè)的
轉(zhuǎn)速的大?。豢刂破鬏敵龅氖菈毫?、流量兩個互不干涉而且可以獨立 調(diào)節(jié)的信號，伺服控制器給電機的也是兩個可以獨立控制的信號，使 得控制更敏捷、更準確；而且在操作員輸入的壓力流量不合理時，系 統(tǒng)可以自動根據(jù)各個動作的特性，啟動優(yōu)先程序，優(yōu)選速度特性或者 壓力特性，調(diào)整不合理輸出，使扭矩和轉(zhuǎn)速更協(xié)調(diào)，合理有效的完成 各個動作。
在高精密的檢測單元的監(jiān)控下和控制器形成了一個終端閉環(huán)控 制，使輸出扭矩、轉(zhuǎn)速和設(shè)備需求的壓力、流量匹配，即按需分配(輸 出)，最大限度的減少了由于溢流和電動機空轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的能量損失，達 到節(jié)能的效果(根據(jù)產(chǎn)品的不同可以節(jié)能20~70%);同時額外能量的 減少使系統(tǒng)的發(fā)熱量減少，所以設(shè)備對冷卻水的需求大大的減少；由 于伺服電機的特性使系統(tǒng)還具有很高的響應(yīng)速度，低噪音等優(yōu)點。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、適用性好；2、控制更敏捷、
準確；3、控制更精密、更穩(wěn)定；4、達到良好的節(jié)能效果；

圖1是現(xiàn)有的伺服控制原理圖。
圖2是本發(fā)明的伺服控制原理圖。 圖3是節(jié)能控制器的原理框圖。 圖4是指令電壓——轉(zhuǎn)速之間的特性的示意圖。 圖5是指令電壓——扭矩之間的特性的示意圖。 具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
參照圖2 圖5， 一種注塑機的伺服節(jié)能控制系統(tǒng)，包括伺服電機 1、給液壓系統(tǒng)提供壓力的定量油泵2、壓力檢測傳感器3、轉(zhuǎn)速傳感 器4以及控制元件5，所述伺服電機1帶有伺服控制器6，所述的伺服 電機1的輸出連接定量油泵2，所述定量油泵2的輸出連接控制元件5， 所述壓力檢測傳感器3安裝在定量油泵輸出的油路上，所述轉(zhuǎn)速傳感 器4安裝在伺服電機1內(nèi)，所述的控制系統(tǒng)還包括用于實現(xiàn)壓力、流 量自動閉環(huán)調(diào)節(jié)的節(jié)能控制器7，所述壓力檢測傳感器3、轉(zhuǎn)速傳感器 4的輸出連接節(jié)能控制器7，所述的伺服電機1包括扭矩調(diào)節(jié)輸入端、 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸入端；所述的節(jié)能控制器包括壓力控制模塊8，用于根 據(jù)當(dāng)前工作階段的壓力控制值，當(dāng)采集到的壓力傳感器的壓力值與壓 力控制值有差值時，調(diào)節(jié)壓力信號的輸出值；流量控制模塊9，用于 根據(jù)當(dāng)前工作階段的流量控制值，當(dāng)采集到的轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速對應(yīng) 的流量值與流量控制值有差值時，調(diào)節(jié)流量信號的輸出值；所述壓力 控制模塊8、流量控制模塊9的輸出連接所述伺服控制器6;所述的伺 服控制器6包括扭矩驅(qū)動單元，用于將壓力信號轉(zhuǎn)換為扭矩控制信
號；轉(zhuǎn)速驅(qū)動單元，用于將流量信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速信號；所述的扭矩驅(qū) 動單元連接伺服電機1的扭矩調(diào)節(jié)輸入端，所述的轉(zhuǎn)速驅(qū)動單元連接 伺服電機1的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸入端。
在所述的壓力控制模塊8中，設(shè)有壓力與電壓的線性對應(yīng)序列， 壓力傳感器采集的壓力值為電壓值；在流量控制模塊9中，設(shè)有轉(zhuǎn)速 與電壓的線性對應(yīng)序列，轉(zhuǎn)速傳感器采用的轉(zhuǎn)速值為電壓值。
電壓的大小與轉(zhuǎn)速值呈對應(yīng)關(guān)系，圖4給出了電壓——扭矩之間 的特性的示意圖；電壓的大小與扭矩值呈對應(yīng)關(guān)系，圖5給出了電壓 ——扭矩之間的特性的示意圖。
本實施例的工作過程為在注塑機的各個工作階段設(shè)置了不同的 壓力、流量控制值，如注塑機運行在不同的工作階段，則相應(yīng)給伺服 控制器相應(yīng)的控制信號，伺服控制器分別將扭矩控制信號、轉(zhuǎn)速控制 信號輸出到伺服電機；
當(dāng)運行在某一工作階段時，鑒于壓力與指令電壓成正比，如檢測 到的壓力傳感器的壓力值比壓力控制值大，則節(jié)能控制器實時調(diào)節(jié)， 將壓力控制信號(指令電壓)適當(dāng)?shù)恼{(diào)小，直到檢測到的當(dāng)前壓力值 與壓力控制值一致；反之，如壓力傳感器的壓力值比壓力控制值小， 則調(diào)大壓力控制信號(指令電壓)；
轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)跟壓力調(diào)節(jié)類似，均實現(xiàn)了負反饋調(diào)節(jié)。
在節(jié)能控制器7中，比較檢測的壓力與預(yù)設(shè)的壓力大小，轉(zhuǎn)速與 預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速的大??；控制器輸出的是壓力、流量兩個互不干涉而且可 以獨立調(diào)節(jié)的信號，伺服控制器給電機的也是兩個可以獨立控制的信 號，使得控制更敏捷、更準確；而且在操作員輸入的壓力流量不合理 時，系統(tǒng)可以自動根據(jù)各個動作的特性，啟動優(yōu)化程序，優(yōu)選速度特 性或者壓力特性，調(diào)整不合理輸出，使扭矩和轉(zhuǎn)速更加協(xié)調(diào)，合理有 效的完成各個動作。
權(quán)利要求
1、一種注塑機的伺服節(jié)能控制系統(tǒng)，包括伺服電機、給液壓系統(tǒng)提供壓力的定量油泵、壓力檢測傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及控制元件，所述伺服電機帶有伺服控制器，所述的伺服電機的輸出連接定量油泵，所述定量油泵的輸出連接控制元件，所述壓力檢測傳感器安裝在定量油泵輸出的油路上，所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝在伺服電機內(nèi)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)還包括用于實現(xiàn)壓力、流量自動閉環(huán)調(diào)節(jié)的節(jié)能控制器，所述壓力檢測傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器的輸出連接節(jié)能控制器，所述的伺服電機包括壓力調(diào)節(jié)輸入端、流量調(diào)節(jié)輸入端；所述的節(jié)能控制器包括壓力控制模塊，用于根據(jù)當(dāng)前工作階段的壓力控制值，當(dāng)采集到的壓力傳感器的壓力值與壓力控制值有差值時，調(diào)節(jié)壓力信號的輸出值；流量控制模塊，用于根據(jù)當(dāng)前工作階段的流量控制值，當(dāng)采集到的轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的流量值與流量控制值有差值時，調(diào)節(jié)流量信號的輸出值；所述壓力控制模塊、流量控制模塊的輸出連接所述伺服控制器；所述的伺服控制器包括扭矩驅(qū)動單元，用于將壓力信號轉(zhuǎn)換為扭矩控制信號；轉(zhuǎn)速驅(qū)動單元，用于將流量信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速信號；所述的扭矩驅(qū)動單元連接伺服電機的扭矩調(diào)節(jié)輸入端，所述的轉(zhuǎn)速驅(qū)動單元連接伺服電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸入端。
2、 如權(quán)利要求1所述的注塑機的伺服節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于在 所述的壓力控制模塊中，設(shè)有壓力與電壓的線性對應(yīng)序列，壓力傳感 器采集的壓力值為電壓值；在流量控制模塊中，設(shè)有轉(zhuǎn)速與電壓的線 性對應(yīng)序列，轉(zhuǎn)速傳感器采用的轉(zhuǎn)速值為電壓值。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的注塑機的伺服節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的伺服電機為交流永磁同步伺服電機。
全文摘要
一種注塑機的伺服節(jié)能控制系統(tǒng)，包括伺服電機、給液壓系統(tǒng)提供壓力的定量油泵、壓力檢測傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及控制元件，控制系統(tǒng)還包括用于實現(xiàn)壓力、流量自動閉環(huán)調(diào)節(jié)的節(jié)能控制器，壓力檢測傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器的輸出連接節(jié)能控制器，伺服電機包括扭矩調(diào)節(jié)輸入端、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸入端；所述的節(jié)能控制器包括壓力控制模塊、流量控制模塊；壓力控制模塊、流量控制模塊的輸出連接所述伺服控制器；伺服控制器包括扭矩驅(qū)動單元、轉(zhuǎn)速驅(qū)動單元，扭矩驅(qū)動單元連接伺服電機的扭矩調(diào)節(jié)輸入端，所述的轉(zhuǎn)速驅(qū)動單元連接伺服電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸入端。本發(fā)明提供一種適用性好、控制更敏捷、準確、達到良好的節(jié)能效果的注塑機的節(jié)能伺服控制系統(tǒng)。
文檔編號B29C45/82GK101100105SQ20071006999
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者陳一青 申請人:昌盛達機械(浙江)有限公司