專利名稱：用于注射成型機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于注射成型機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)單元，包括在一液缸中兩個(gè)終端位置之間能夠液壓運(yùn)動(dòng)、用以使一注射成型機(jī)部件運(yùn)動(dòng)的活塞；用以輸送液壓油的液壓泵； 在液壓泵和液缸之間的液壓管路；以及用以控制或調(diào)節(jié)液壓泵(并且必要時(shí)用以控制或調(diào)節(jié)一閥)的控制或調(diào)節(jié)單元。本發(fā)明還涉及一種配有這種液壓驅(qū)動(dòng)單元的注射成型機(jī)。
背景技術(shù)：
在注射成型機(jī)的不同區(qū)域或結(jié)構(gòu)單元中要執(zhí)行液壓驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。例如，為抽芯機(jī)構(gòu)(Kernzilge)、頂料器(頂出桿)、夾緊板(鎖模板)等類似部件設(shè)置這類驅(qū)動(dòng)單元，其中， 多數(shù)是采用將液壓油相應(yīng)地輸送到一定液缸區(qū)域之中的方式使得活塞在液缸內(nèi)作平移運(yùn)動(dòng)。這類液壓驅(qū)動(dòng)單元的重要之處在于，可以通過(guò)整個(gè)液壓系統(tǒng)盡可能精確地調(diào)整活塞的運(yùn)動(dòng)和位置，從而能夠以準(zhǔn)確、順利、節(jié)能的方式執(zhí)行相關(guān)的注射成型機(jī)工作循環(huán)，控制或調(diào)節(jié)單元可以根據(jù)在注射成型機(jī)工作循環(huán)期間所采集的數(shù)據(jù)，來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓泵或者可能存在的閥的液壓供油量。為了能夠盡可能準(zhǔn)確地確定活塞在液缸內(nèi)的位置，例如DE 10 2007 007005 Al公開(kāi)了一種用于注射成型機(jī)的電液控制裝置，具有一個(gè)可以調(diào)節(jié)的流體泵和一個(gè)轉(zhuǎn)速可變的電驅(qū)動(dòng)裝置，其中，由位移測(cè)量系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)來(lái)推斷活塞的位置。然后就可根據(jù)該被測(cè)參量算出一定的調(diào)節(jié)參量以及注射成型過(guò)程各個(gè)階段所需的壓力介質(zhì)需求量。DE 34 04 927 Al以類似方式和方法公開(kāi)了一種用于注塑機(jī)的注射缸的、帶有一個(gè)機(jī)電式位移測(cè)量系統(tǒng)的液壓控制裝置。DE 10 2008 010 703 Al詳細(xì)介紹了這種用以檢測(cè)活塞-液缸單元的活塞位置的
位移測(cè)量系統(tǒng)。這些液壓驅(qū)動(dòng)單元的缺點(diǎn)在于位移測(cè)量系統(tǒng)在注射成型機(jī)區(qū)域內(nèi)所要占用的空間位置比較大，必須有單獨(dú)的接線和布線，而且必須將其集成到整個(gè)控制器或調(diào)節(jié)器之中。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，闡述一種與現(xiàn)有技術(shù)相比經(jīng)過(guò)改進(jìn)的液壓驅(qū)動(dòng)單元。尤其是不需要昂貴和麻煩的位移測(cè)量系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)出活塞位置，同時(shí)還能保留調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于具有權(quán)利要求1前序部分所述特征的液壓驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)現(xiàn)上述目的的方式為由一個(gè)測(cè)量裝置(在液壓管路中或者在液壓管路的開(kāi)始處)能夠測(cè)定單位時(shí)間的液壓油體積流量，并且相應(yīng)的信號(hào)被傳送給控制或調(diào)節(jié)單元，該控制或調(diào)節(jié)單元由此算出活塞的位置。這樣便無(wú)需直接、但繁瑣地測(cè)量活塞位置，由所述測(cè)量裝置就能推斷出活塞位置。 換句話說(shuō)，由經(jīng)過(guò)液壓管路的液壓油通流量來(lái)推斷驅(qū)動(dòng)活塞的位置。本發(fā)明的第一種實(shí)施例可規(guī)定可以由測(cè)量裝置借助設(shè)置于液壓管路之中用以調(diào)整體積流量和/或者液壓壓力的閥來(lái)測(cè)定體積流量。在此，所述閥提供一個(gè)實(shí)際值信號(hào)，該信號(hào)相當(dāng)于實(shí)際的體積流量(依負(fù)荷壓力而定)?，F(xiàn)在如果在液缸運(yùn)動(dòng)沖程期間在控制器中分析隨時(shí)間變化的該信號(hào)，則該值就相當(dāng)于液缸容積。也就是說(shuō)，例如對(duì)于抽芯缸 (Kernzugzylinder)，必須運(yùn)行一次基準(zhǔn)沖程(無(wú)所謂以何種速度)，以便確定實(shí)際的液缸容積。然后在控制器中將流量實(shí)際值換算成位移值，這樣液缸就能通過(guò)該“準(zhǔn)實(shí)際值”而利用位移傳感器的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)此特別優(yōu)選的是，可以規(guī)定將該閥設(shè)計(jì)成所謂的PQ閥形式，其中，這種PQ閥布置在泵與負(fù)載設(shè)備之間，這樣，不僅允許控制和調(diào)節(jié)液壓壓力和/或體積流量，而且也能在 PQ閥的出口范圍內(nèi)測(cè)定實(shí)際流過(guò)的液壓油流量?？梢詫F(xiàn)有技術(shù)條件下已知的閥的壓力及流量比例功能整合在這種PQ閥中。在這種實(shí)施方式中，有利的是，不需要在模具中設(shè)位移傳感器，而僅需一個(gè)閥。 此外，還可以通過(guò)有針對(duì)性的制動(dòng)(斜坡)，來(lái)防止抽芯機(jī)構(gòu)在終端位置的硬沖擊。也可以通過(guò)在終端位置前面及時(shí)進(jìn)行制動(dòng)，防止在型芯終端位置出現(xiàn)高的壓力峰值。也可以使抽芯機(jī)構(gòu)朝向中間停止位運(yùn)動(dòng)。此外還可以使用型芯作為具有成型件完工執(zhí)行功能 (Profilabarbeitung)的頂料器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)往機(jī)器人(機(jī)械手)的一種利索和準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)送。這些關(guān)于抽芯機(jī)構(gòu)的功能說(shuō)明均為示例，并且可以將其應(yīng)用于注射成型機(jī)中的所有運(yùn)動(dòng)。按照第二種可選實(shí)施例，可以規(guī)定可以由測(cè)量裝置借助液壓泵來(lái)測(cè)定體積流量。 這樣就不必使用PQ閥(因此可以將其省去)，而是通過(guò)泵的回轉(zhuǎn)角度來(lái)進(jìn)行流量檢測(cè)。液壓泵提供一個(gè)實(shí)際值信號(hào)，該信號(hào)相當(dāng)于當(dāng)前的泵體積流量。類似于PQ閥的分析方式，在液缸運(yùn)動(dòng)沖程期間在控制或調(diào)節(jié)單元中分析隨時(shí)間變化的信號(hào)，這就相當(dāng)于液缸容積。這里同樣也需要一個(gè)基準(zhǔn)沖程來(lái)確定實(shí)際的液缸容積。然后在控制器中將流量實(shí)際值換算成位移值，液缸可以通過(guò)該“準(zhǔn)實(shí)際值”而利用位移傳感器的優(yōu)點(diǎn)(亦參見(jiàn)第一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn))O通過(guò)泵進(jìn)行這種測(cè)量相對(duì)于通過(guò)閥進(jìn)行測(cè)量的好處是可以節(jié)約成本，這是因?yàn)椴辉傩枰y，而且實(shí)際上可以在任何現(xiàn)有的注射成型機(jī)中安裝和使用這種測(cè)量方案。而通過(guò)閥進(jìn)行測(cè)量相對(duì)于通過(guò)泵進(jìn)行測(cè)量的好處則是多個(gè)液缸(系統(tǒng))可以同時(shí) (平行)運(yùn)動(dòng)，并且，由于從閥到液缸的液壓管路長(zhǎng)度保持得較短，因此測(cè)量更加精確。在這兩種所述的方案中均可以設(shè)定一種學(xué)習(xí)功能(Lernfimktion)。通過(guò)該學(xué)習(xí)功能可逐級(jí)改善精度。在正常運(yùn)行時(shí)，可重新測(cè)量和修正在校準(zhǔn)過(guò)程中所測(cè)定的位移實(shí)際值 (=泵流量)?？梢詫?duì)該過(guò)程進(jìn)行一次或者循環(huán)設(shè)置。代替校準(zhǔn)，也可以將針對(duì)兩個(gè)方向的液缸容積都予以輸入。隨后的學(xué)習(xí)功能將改善該設(shè)置。也可以在控制或調(diào)節(jié)單元中輸入液缸數(shù)據(jù)(行程、桿和活塞直徑)作為參數(shù)。由此算出兩個(gè)方向的液缸容積。在此，隨后的學(xué)習(xí)功能也可以改善這些設(shè)置。還可設(shè)想，將在模具中液缸終端位置的端位開(kāi)關(guān)予以取消，這是因?yàn)?，基于持續(xù)進(jìn)行的容積計(jì)算便可在任何時(shí)間即時(shí)得出液缸的位置。校準(zhǔn)過(guò)程中的終端位置是通過(guò)體積流量實(shí)際值為0而可以被識(shí)別出來(lái)的。該方法也可用于液缸的終端位置識(shí)別。此外，還可以針對(duì)不同的速度設(shè)置來(lái)儲(chǔ)存特定的特性曲線，該特性曲線在校準(zhǔn)過(guò)程中被確定。對(duì)于所述的兩種實(shí)施例(通過(guò)閥或者泵檢測(cè)流量)，可以將測(cè)量裝置直接整合在
4閥或者泵之中。例如具體地采用流量傳感器或者轉(zhuǎn)角傳感器，則可以從其檢測(cè)的數(shù)據(jù)中推導(dǎo)或者算出流量，同時(shí)計(jì)入流通時(shí)間。就這兩種實(shí)施方案而言，可以規(guī)定在控制或調(diào)節(jié)單元中儲(chǔ)存實(shí)際的、能夠在基準(zhǔn)運(yùn)行中確定的最大液缸容積，其中，一流量-位移換算器加上在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)由閥傳輸?shù)捏w積流量，并根據(jù)最大液缸容積換算到活塞的位移值。這種流量-位移換算器可以接在控制或調(diào)節(jié)單元的上游，或者構(gòu)成控制或調(diào)節(jié)單元的一部分。重要的是，要由相應(yīng)的傳感器按照規(guī)則的時(shí)間間隔(例如每隔6毫秒)將閥或者泵中的相關(guān)通流量傳輸給該流量-位移換算器，并由此通過(guò)相加而算出一定時(shí)段內(nèi)輸送的液壓油量。針對(duì)于最大可能的液缸容積確定該容積值，由此就可以算出液缸的填充容積并從而算出活塞的位置。對(duì)于配有本發(fā)明所述液壓驅(qū)動(dòng)單元的注射成型機(jī)也請(qǐng)求獲得保護(hù)。
以下將根據(jù)
并且參照附圖所示的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋。相關(guān)附圖如下附圖1按照現(xiàn)有技術(shù)繪制的液壓驅(qū)動(dòng)單元示意圖，附圖2按照本發(fā)明通過(guò)閥進(jìn)行測(cè)量的液壓驅(qū)動(dòng)單元第一種實(shí)施例示意圖，以及附圖3和4按照本發(fā)明通過(guò)泵進(jìn)行測(cè)量的液壓驅(qū)動(dòng)單元第二種實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式應(yīng)當(dāng)注意下述功能說(shuō)明都是針對(duì)于注射成型機(jī)的抽芯機(jī)構(gòu)，在此僅僅是將其作為示例性說(shuō)明，因?yàn)榭梢詫⒁话阈缘墓δ苡糜谧⑸涑尚蜋C(jī)液壓傳動(dòng)構(gòu)件的所有運(yùn)動(dòng)。一般而言，液壓驅(qū)動(dòng)單元1可以通過(guò)液缸2的活塞使得例如抽芯機(jī)構(gòu)在固定模具夾板3的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。模具半體9設(shè)置在該固定模具夾板3上，在此，可以通過(guò)可動(dòng)模具夾板11使得第二個(gè)模具半體10朝向模具半體9運(yùn)動(dòng)。在標(biāo)準(zhǔn)型注射成型機(jī)中，通過(guò)控制泵對(duì)注射成型機(jī)部件的運(yùn)動(dòng)裝置(液缸2與活塞)的壓力和流量進(jìn)行控制。在特殊情況下(如附圖1所示)使用壓力比例閥。這樣就能通過(guò)屏幕對(duì)于每一個(gè)注射成型機(jī)部件(例如抽芯機(jī)構(gòu))單獨(dú)地實(shí)現(xiàn)各自的壓力輸出，即使有多個(gè)抽芯機(jī)構(gòu)同時(shí)(平行)工作。此外還可選用流量比例閥，這樣就能使得各個(gè)抽芯機(jī)構(gòu)相互間以不同的速度同時(shí) (平行)工作。在此，可通過(guò)終端開(kāi)關(guān)或者如附圖1所示通過(guò)位移傳感器8來(lái)定位各個(gè)抽芯機(jī)構(gòu)或者說(shuō)抽芯機(jī)構(gòu)的液缸2。但是這些位移傳感器8均有比較大的空間需求，需要單獨(dú)地和比較麻煩地集成到控制器之中，并且成本很高。一般而言，由控制或調(diào)節(jié)單元7通過(guò)控制信號(hào)S來(lái)控制或調(diào)節(jié)液壓泵4 (利用圖中沒(méi)有繪出的前置馬達(dá))。該控制或調(diào)節(jié)單元還可根據(jù)所儲(chǔ)存的額定特性曲線，將壓力額定值 Pgffi和體積流量額定值9 ^發(fā)送給閥6，這樣控制或調(diào)節(jié)單元7即可對(duì)泵4或者閥6后面直至負(fù)載設(shè)備(液缸2、的液壓管路5中的體積流量Q和液壓壓力ρ進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)。按照現(xiàn)有技術(shù)(參見(jiàn)附圖1)，由位移傳感器8檢測(cè)出通過(guò)輸入液壓油而改變的液缸2的活塞12的位置P，作為位移值，將位移發(fā)送給控制或調(diào)節(jié)單元7。而按照本發(fā)明的第一種實(shí)施例(參見(jiàn)附圖2)，則是由閥6本身測(cè)定液壓管路5中單位時(shí)間t的液壓油體積流量Q，并將相應(yīng)的信號(hào)傳送給控制或調(diào)節(jié)單元7或者傳送給流量-位移換算器Qs，該換算器由此算出液缸2的活塞12的位置P，然后將相應(yīng)的信號(hào)即位移提供給控制或調(diào)節(jié)單元7。據(jù)此，測(cè)量裝置就是閥6的一部分。因此，流量-位移換算器Qs可通過(guò)所述閥6間接地推斷液缸容積V。這樣就能將位移值即位移提供給控制或調(diào)節(jié)單元7，該位移值相應(yīng)于活塞12在終端位置E1和氏之間的位置P (不使用位移傳感器 8)。如附圖3所示，按照本發(fā)明的第二種實(shí)施例，閥6也不再需要了。具體而言，泵4 本身即用以測(cè)定經(jīng)過(guò)泵4以及接下來(lái)經(jīng)過(guò)液壓管路5的體積流量Q 測(cè)量裝置就是泵4 的一部分。也可以測(cè)定泵4中的液壓壓力ρ娜。然后將所測(cè)定的值Q娜和ρ娜提供給控制或調(diào)節(jié)單元7，控制或調(diào)節(jié)單元的流量-位移換算器Qs便可通過(guò)泵4間接地推斷液缸容積 V。又如附圖4所示，控制或調(diào)節(jié)單元可以將儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器之中用于壓力額定值Pgffi 和/或體積流量額定值9 ^輸出給泵4的特性曲線作為計(jì)算和控制依據(jù)。采用按附圖2、3和4所示的本發(fā)明的液壓驅(qū)動(dòng)單元1，可以利用位移傳感器8的優(yōu)點(diǎn)，而并不需要使用該位移傳感器。因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，好處在于僅僅還需要一個(gè)閥6，例如PQ閥的形式，或者只是還需要泵4。通過(guò)提供位移值即位移$_，可以防止抽芯機(jī)構(gòu)在終端位置中的硬沖擊(例如由針對(duì)性的制動(dòng)所引起)。還可以使得液缸活塞停在不同的中間位置。此外，還可以通過(guò)及時(shí)制動(dòng)而防止在型芯終端位置出現(xiàn)很高的壓力峰值。在型芯作為具有成型件完工執(zhí)行功能的頂料器的情況下，則可以實(shí)現(xiàn)往機(jī)器人(機(jī)械手)的一種利索的轉(zhuǎn)送。再者，在本發(fā)明中有利的是，可以獨(dú)立于負(fù)荷壓力來(lái)確定體積流量Q。此外有利的是，可以在一次校準(zhǔn)循環(huán)中運(yùn)行基準(zhǔn)沖程(無(wú)論以何種速度)來(lái)確定實(shí)際的液缸容積V。也可以很方便地將這種新系統(tǒng)加裝在已有的注射成型機(jī)上，因?yàn)橛土?體積流量Q)與活塞所經(jīng)過(guò)的位置P是成比例的。因此，本發(fā)明披露了一種經(jīng)改進(jìn)的液壓驅(qū)動(dòng)單元1，其中，可以根據(jù)測(cè)量裝置所測(cè)定的經(jīng)過(guò)液壓管路5的液壓油流量Q來(lái)推斷一負(fù)載設(shè)備2的活塞位置P，并且該值可供控制或調(diào)節(jié)單元用作調(diào)整閥6中或者液壓泵4中液壓壓力ρ和/或體積流量Q的計(jì)算依據(jù)。該測(cè)量裝置要么是使用閥6的測(cè)量信號(hào)要么是使用泵4的測(cè)量信號(hào)來(lái)確定流量Q。
權(quán)利要求
1.用于注射成型機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)單元(1)，包括-在一液缸O)中兩個(gè)終端位置(EnE2)之間能夠液壓運(yùn)動(dòng)、用以使注射成型機(jī)部件運(yùn)動(dòng)的活塞，-用以輸送液壓油的液壓泵G)，-在所述液壓泵(4)和所述液缸( 之間的液壓管路(5)，以及-用以控制或調(diào)節(jié)所述液壓泵的控制或調(diào)節(jié)單元(7)，其特征在于，由一測(cè)量裝置能夠測(cè)定單位時(shí)間(t)的液壓油體積流量⑴)，并且相應(yīng)的信號(hào)被傳送給所述控制或調(diào)節(jié)單元(7)，該控制或調(diào)節(jié)單元由此算出活塞的位置(P)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，在所述控制或調(diào)節(jié)單元(7)中儲(chǔ)存有實(shí)際的、能夠在基準(zhǔn)運(yùn)行中確定的最大液缸容積(V)，其中，一流量-位移換算器Ois) 加上在規(guī)定的時(shí)間間隔(t)內(nèi)由所述測(cè)量裝置傳輸?shù)捏w積流量(Q)并且根據(jù)所述最大液缸容積(V)換算到活塞的位移值(位移《0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，體積流量(Q)能夠由所述測(cè)量裝置能借助所述液壓泵(4)進(jìn)行測(cè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，體積流量(Q)能夠由所述測(cè)量裝置借助一個(gè)設(shè)置于所述液壓管路(5)中用以調(diào)整體積流量(Q)和成者 液壓壓力(P) 的閥(6)進(jìn)行測(cè)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，所述閥(6)能由所述控制或調(diào)節(jié)單元(7)進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)。
6.注射成型機(jī)，其特征在于設(shè)有如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的液壓驅(qū)動(dòng)單元(1)。
全文摘要
用于注射成型機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)單元(1)，包括在一液缸(2)中兩個(gè)終端位置(E1，E2)之間能夠液壓運(yùn)動(dòng)、用以使一注射成型機(jī)部件運(yùn)動(dòng)的活塞；用以輸送液壓油的液壓泵(4)；在液壓泵(4)和液缸(2)之間的液壓管路(5)；以及用以控制或調(diào)節(jié)液壓泵(4)的控制或調(diào)節(jié)單元(7)；其中，由一測(cè)量裝置能夠測(cè)定單位時(shí)間(t)的液壓油體積流量(Q)，并且相應(yīng)的信號(hào)被傳送給所述控制或調(diào)節(jié)單元(7)，該控制或調(diào)節(jié)單元由此算出活塞的位置(P)。
文檔編號(hào)B29C45/82GK102211390SQ20111009318
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者A·洛納克爾, H·弗里茨 申請(qǐng)人:恩格爾奧地利有限公司