專利名稱：：全電動注射成形機注射壓力的檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種檢測全電動注射成形機注射壓力的方法及裝置，適用于全電動注射成形機(其中注射與預塑動作由電機驅(qū)動)注射壓力的檢測。
背景技術：
：注射成形機按驅(qū)動源不同可分為三大類(1)全液壓式，(2)電液混合式，(3)全電動式。目前，全液壓式的注射壓力一般直接由油壓表讀取；電液混合式的注射壓力檢測既有讀取油壓表，也有采用壓力傳感器直接檢測；全電動式的注射壓力檢測則采用壓力傳感器直接檢測，也有采用其它方法間接檢測。對于全電動注射成形機，若采用壓力傳感器進行注射壓力的檢測，由于整個充模至保壓過程時間很短，熔料溫度較高，不可能在模腔內(nèi)放置很多的壓力傳感器，而且在模腔內(nèi)安裝壓力傳感器還會影響制品的表面質(zhì)量，應變式壓力傳感器和壓阻式壓力傳感器在高溫場合及實際安裝中也存在一定困難，即使在料筒中安裝壓力傳感器，其測量誤差也比較大，結構復雜，對于精度高的壓力傳感器價格比較昂貴。
發(fā)明內(nèi)容在全電動注射成形機中，為了實現(xiàn)對注射壓力的檢測，目前大多采用壓力傳感器放置在模腔內(nèi)或料筒中進行直接測量。為了克服直接檢測的不足，本發(fā)明提出一種間接檢測注射壓力的方法，通過測量注射壓力對螺桿的反作用力間接反應注射壓力，然后再通過測量此反作用力對注射與預塑驅(qū)動電機相電流的影響，得到該反作用力與驅(qū)動電機相電流之間的對應關系，進而獲得注射壓力與相電流之間的對應關系。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是通過反復實驗，對注射壓力與其對螺桿的反作用力對應關系進行標定，再通過檢測裝置測量與標定螺桿反作用力與驅(qū)動電機相電流之間的對應關系。通過在驅(qū)動電機相線上串聯(lián)敏感電阻，然后再通過電壓傳感器檢測敏感電阻兩端的電壓，計算出電流值，或直接在驅(qū)動電機相線上串聯(lián)電流傳感器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點是，可以有效地檢測注射壓力，測量時避免影響制品的表面質(zhì)量，不會改變模腔結構及充模特性，而且電壓傳感器與電流傳感器不需在高溫場合下工作，實際安裝比較容易，結構簡單，測量精度高，成本低，可在全電動注射成形機的控制系統(tǒng)中廣泛應用。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。圖1是本發(fā)明用于測量注射壓力對螺桿的反作用力與相電流之間對應關系的檢測裝置示意圖。圖2是本發(fā)明表1第一組數(shù)據(jù)擬合的螺桿反作用力與相電流關系曲線。圖3是本發(fā)明表1第二組數(shù)據(jù)擬合的螺桿反作用力與相電流關系曲線。圖4是本發(fā)明伺服電機與伺服單元及電源連接圖。圖5是圖4伺服電機與伺服單元連接簡圖。圖中1(15).伺服電機，2厲珠絲桿，3.固定臺，4.滾珠絲桿螺母，5.推力計，6.底座，7.電流坐標軸，8.電流壓力曲線1，9.壓力坐標軸，IO.電流壓力曲線2，ll.配線用斷路器，12.干擾過濾器，13.伺服單元(伺服驅(qū)動器)，14.伺服單元三相電(U、V、W)，16.伺服單元與編碼器連接線，17.編碼器，18.伺服單元電源，19.繼電器，20.接點，21.顯示用指示燈，22.抑制器，23二極管。具體實施例方式在圖中，伺服電機(1、15)與滾珠絲桿(2)同軸剛性連接，固定臺(3)與滾珠絲桿螺母(4)固定在一起'，底座(6)固定在地面上，推力計(5)安裝在底座(6)上并水平頂住固定臺(3)，通過調(diào)節(jié)推力計(5)末端的螺釘改變推力大小。推力計(5)產(chǎn)生的推力用來模擬注射壓力對螺桿的反作用力，三相電通過配線用斷路器(11)給伺服單元(13)供電，同時起到保護伺服單元(13)的作用，伺服單元(B)輸出的三相電(U、V、W)(14)結合編碼器(17)驅(qū)動伺服電機(1、15)，伺服單元與編碼器連接線CN2(16)是伺服單元(13)控制伺服電機(1、15)的控制信號線(即編碼信號)，顯示用指示燈(21)是伺服異常時指示用。本發(fā)明中提及的用于標定注射壓力對螺桿的反作用力與驅(qū)動電機相電流對應關系時采用的測量手段，可以是采用敏感電阻測量加上萬用表或毫安表自行標定，也可以采用已經(jīng)標定過的電流或電壓傳感器進行標定。本試驗采用前者，即檢測伺服電機相電流時采用3個相同型號的敏感電阻分別與伺服單元三相電(U、V、W)(14)串聯(lián)，再分別與伺服電機(1、15)的三相(A、B、C)(如圖4所示)相聯(lián)。所謂注射壓力就是為了克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和模腔等處的流動阻力，注射時螺桿施加給熔料的作用力，可以認為注射壓力的大小與螺桿前端所受到的熔料反作用力相等。由于滾珠絲桿螺母(4)與固定臺(3)固聯(lián)，可以認為伺服電機(1、15)對滾珠絲桿(2)的作用力，近似為施加在固定臺(3)的推力，因此只要測出此推力與其它參數(shù)(如驅(qū)動電機參數(shù))的關系，就可以間接測量到注射壓力。本發(fā)明利用伺服電機的位置控制特性，即在正常工作情況下伺服電機相電流受到電機負載的影響而改變。再利用伺服電機相電流與載荷的關系，間接得到伺服電機相電流與壓力的關系，從而建立電流與壓力對應關系的數(shù)據(jù)表。使用時只要檢測相電流，就可以通過查找標定值得到注射壓力。如果更換電機型號，只需重新標定數(shù)據(jù)表即可。檢測裝置如圖1所示，試驗過程如下-(1)讓伺服電機工作在位置控制模式下設定速度；(2)讓固定臺運動到方便檢測的位置，伺服電機處于伺服on狀態(tài)且靜止;(3)用推力計給固定臺施加推力，用毫安表分別測量伺服電機三相(A、B、C)(如圖4所示)的電流值；(4)將同一推力時測出的三相電流值取平均值以減小測量誤差；(5)反復實驗得出多組電流與推力的對應關系數(shù)據(jù)表；(6)處理數(shù)據(jù)表，標定對應關系。試驗表明，在伺服電機正常工作且處于伺服on狀態(tài)時，即使沒有發(fā)出轉(zhuǎn)動信號，電流與壓力之間就存在一一對應的關系。通過上述試驗方法測量出電流與推力，可得如表1所示的試驗數(shù)據(jù)。表1電流與壓力的關系<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>其中電流單位是mA(毫安培)，壓力單位是kgf(公斤力)。權利要求1、一種全電動注射成形機注射壓力的檢測方法，包括注射壓力對螺桿的反作用力與驅(qū)動電機相電流對應關系A的標定。其特征是在伺服電機處于伺服on狀態(tài)且靜止時，若有外力迫使伺服電機改變靜止狀態(tài)，這時伺服電機的輸出功率增大，而且輸出功率與伺服電機的相電流存在關系。2、根據(jù)權利要求1所述的檢測方法，其特征是注射壓力與其對螺桿的反作用力相等。3、根據(jù)權利要求1所述的檢測方法，其特征是采用毫安表或傳感器檢測伺服電機的相電流，再結合關系A，標定出注射壓力與驅(qū)動電機相電流的對應關系B。4、根據(jù)權利要求1所述的檢測方法，其特征是全電動注射成形機采用兩個伺服電機分別控制注射與預塑過程，注射電機與滾珠絲桿同軸，預塑電機的軸線與相應滾珠絲桿的軸線平行。5、權利要求l所述檢測方法使用的裝置，其特征是主要由推力計、毫安表、傳感器(電壓或電流)、固定臺、伺服電機、滾珠絲桿和底座構成，伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿，固定臺固定在滾珠絲桿的螺母上，伺服電機與滾珠絲桿同軸，推力計用來給固定臺施加推力，該力方向與滾珠絲桿的軸線平行。全文摘要本發(fā)明涉及全電動注射成形機注射壓力的檢測方法及裝置，通過采用價格低廉、測量方便的電流或電壓傳感器，替代價格較高、測量不便的壓力傳感器，實現(xiàn)間接測量注射壓力。包括注射壓力對螺桿的反作用力與驅(qū)動電機相電流對應關系A的標定，并利用注射壓力與其對螺桿的反作用力相等，從而得到注射壓力與驅(qū)動電機相電流的對應關系B。所述檢測方法使用的裝置主要由推力計、毫安表、傳感器、固定臺、伺服電機、滾珠絲桿和底座構成，伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿，固定臺固定在滾珠絲桿的螺母上，伺服電機與滾珠絲桿同軸。采用此方法檢測注射壓力，不會影響制品的表面質(zhì)量，實際安裝也比較容易，而且檢測裝置的結構簡單、測量精度高、成本低，可廣泛應用于全電動注射成形機的注射壓力檢測。文檔編號G01L1/08GK101113929SQ20071002900公開日2008年1月30日申請日期2007年6月29日優(yōu)先權日2007年6月29日發(fā)明者鵬向,李繡峰,杜遙雪申請人:五邑大學