专利名称：合模装置以及该装置的工作控制方法
技术领域：
本发明总的涉及注塑成型机上的一种合模装置，其包括一个驱动装置，其带有一个由电动机驱动的滚珠丝杠，通过该滚珠丝杠使得一个动压板往复地移向、远离一个固定台，由此相应地打开或合上一个模具。更具体来讲，本发明涉及一种结构新颖的合模装置，其中采用了一个液压缸-活塞机构，以获得增大的合模力，本发明还涉及用来一种有效控制该合模装置工作的方法。
背景技术：
作为塑料成型机上用来夹紧模具的装置，现有技术中例如就存在一种直压式合模装置，该装置具有一个液压缸-活塞机构，该机构产生的驱动力直接作用到一个动压板上，使得动压板移向或远离一个固定台，以打开或合上在它们之间形成的模具，这样就将动压板推向固定台，以夹紧位于它们之间的模具，现有技术中还存在一种曲柄杠杆机构类型的夹紧装置，其具有一个连接机构，在该装置中，驱动力是通过该连接机构作用到动压板上的。另一种现有类型的合模装置包括一个滚珠丝杠以及一台电动机。在这种滚珠丝杠类型的夹紧装置中，电动机的旋转驱动力通过滚珠丝杠转变成一个往复的驱动力，通过该往复驱动力来执行上述的开模模具夹紧动作及夹紧动作。
在开模模具夹紧动作中，为了缩短注塑成型机一个成型作业的周期，上述的合模装置需要使动压板以相对较高的速度运动。而在另一方面，在模具夹紧动作中，合模装置需要对动压板施加相对较大的驱动力，从而使得动压板以足够大的合模力被顶向固定台，由此来保证注塑成型的高精度。但是，采用滚珠丝杠的普通合模装置对于满足这两方面的要求存在困难。
在日本文献JP-U-33389(公开号为3-3389的已审查日本实用新型申请)中，本发明人提出了一种合模装置，其除带有一个电动机和一个滚珠丝杠之外，还具有一套液压缸活塞机构。该合模装置还具有一个用来对压力流体进行蓄压的储能器，并这样进行设置动压板由滚珠丝杠推动而开合模具，并在通过滚珠丝杠所实现的模具开合过程中，动压板由液压缸活塞机构驱动、并利用储积在储能器中的压力流体而顶向固定台，以夹紧此间的模具。该合模装置可以满足上述两方面的要求。也就是说，所提出的合模装置通过组合使用一个电动机和小尺寸滚珠丝杠而使模具的开合工作能以相对较高的速度进行，并通过采用液压油缸活塞机构而保证了能产生相对较大的合模力。
然而，所提出的合模装置采用了事先储存在储能器中的压力流体，然后通过一个合适的开关阀输送到油缸活塞机构的一个油缸腔中。这就需要该开关阀的开关操作要在由压力流体产生的一个给定液压压力下进行的，这就需要一个尺寸相对较大的开关阀，以及相对较大的驱动力以驱动大尺寸的阀，导致开关阀的开关操作变得耗时。另外，所提出的合模装置受到当压力流体储存在储能器中时会发生压力损失问题的困扰。因而，所提出的合模装置并不能完全实现所需的特性要求。
因而，本发明的目的是设计一种改进的合模装置，该装置为确保动压板能以相对较高的速度进行往复运动，利用一台电动机和滚珠丝杠轻易地产生理想的驱动力，并通过采用一个液压装置而容易地产生相对较大的合模力。本发明的另一个目的是为这样的合模装置的工作控制设计一种合适的方法。
本发明公开的方案根据本发明下文的各种形式，上述目的可得以实现。本发明能以本发明这些形式的任意可能组合来进行实施。应当指明的是本发明并不仅限于本发明下述的这些形式以及下文描述的那些技术特征，而是应认定为基于本发明整个说明书文字和附图所公开设计思想上的范围，或者是被本领域工程人员在整个说明书文字和附图所公开内容的启示下所认识到的范围。
本发明的第一形式设计了注塑成型机上一种用来夹紧模具的合模装置，该合模装置包括(a)一个固定台和一个后台板，它们都固定地布置在注塑成型机的基架上，使得该固定台和后台板相互间隔一定距离地相对着；(b)一个布置在固定台和后台板之间的动压板，动压板在固定台和后台板之间、于固定台和后台板相互正对的方向上是可动的；(c)一个驱动机构，其具有一个电动机，其设置在后台板和动压板之间，并是可运转的，以推动动压板移向或远离固定台；(d)一套电动机滚珠丝杠类型的模具开合机构，其包括一个由动压板和后台板之一支撑的第一滚珠丝杆，一个与第一滚珠丝杆螺纹连接的第一滚珠螺母，其由动压板和后台板中的另一个支撑着，以及一台模具驱动电动机，其适于使第一滚珠丝杆和螺母相对转动，从而使第一滚珠丝杆和螺母产生相对轴向运动，而模具开合机构适于在第一滚珠丝杠和螺母相对轴向运动的基础上打开模具或合上模具；(e)一个布置在后台板侧面的压力发生缸装置，在第一滚珠丝杠和螺母相对轴向运动的基础上，该装置的工作可产生一个液压压力；(f)一个布置在后台板侧面的合模缸装置，在该装置上施加了由压力发生缸装置产生的液压压力，该合模缸装置具有一个合模滑枕，其可与动压板相连接；以及(g)一个接合装置，其在模具合上时，可将合模滑枕与动压板连接起来，由此来向动压板施加由合模缸装置所产生的合模力，其中合模缸装置是基于第一滚珠丝杆和螺帽间相对纵向运动的基础上产生合模力的。
在根据本发明第一种形式所造出的合模装置中，模具的开合操作是这样进行的滚珠丝杠类型的模具开合机构被用来将动压板在一个模具打开位置和一个模具闭合位置间往复运动。即第一滚珠丝杆和第一滚珠螺母通过模具驱动电动机而相对转动，从而产生相对纵向运动。动压板是由滚珠丝杆和螺母的纵向运动直接带动、而移向或远离固定台的，由此来打开或闭合模具。此外，模具夹紧操作和液压压力减压操作是除了利用了模具开合机构之外，还借助于压力发生缸装置和合模缸装置来进行的。也就是说，模具开合机构中的第一滚珠丝杆和滚珠螺母是通过模具驱动电动机带动而相对转动的，由此来产生第一滚珠丝杆和螺母之间的纵向运动，在此基础上，压力发生缸装置开始工作而产生一个液压压力。该由压力发生缸装置产生的液压力被施加到合模缸装置上，这样合模缸装置开始工作而产生一个增大的液压压力。该增大的液压压力被作用到动压板上，由此使动压板在该增大的液压力的作用下被推向固定台，这样就夹紧了位于动压板和固定台之间的模具。
在这样制成的合模装置中，只用了电动机作动力源。电动机的动力通过滚珠丝杠装置被直接输送到动压板上，其中滚珠丝杠装置包括滚珠丝杆和螺母，这样就为模具打开动作和闭合动作构成了一个直接的动力传动系统。电动机的动力还通过一套液压系统传递向动压板，液压系统包括压力发生缸装置和合模缸装置，这样就为模具夹紧动作设置了一套液压传动系统。尤其是在模具夹紧动作中，施加到动压板上的合模力并不是由滚珠丝杠装置产生的驱动力直接提供的，而是通过将滚珠丝杠装置产生的驱动力转化成液压力而获得的。
相应地，甚至在所需的合模力相对较大的情况下，本发明这种形式的合模装置也不需要一个大尺寸或大功率的滚珠丝杠装置。因而，该合模装置由滚珠丝杠装置满足模具快速开合动作的要求，同时能用小尺寸滚珠丝杠装置确保足够大的合模力。
在模具夹紧操作中，该合模装置这样工作使得压力发生缸装置由滚珠丝杠装置带动而产生液压力。该压力发生缸装置中产生的液压力被立即作用到合模缸装置上，并由此来产生一个增大的液压力，该增大的液压力作为合模力被作用到动压板上。由于合模力是由上述构造的液压系统产生的，并被直接作用到动压板上，而没有被储存在一个适当的储能器中，因而，根据本发明第一方面的合模装置有利于对合模力进行控制，并相比于采用储能器的合模装置，减小了工作流体的压力损失。
当合模装置从其模具开合操作变为模具夹紧操作、或反之时，在压力发生缸装置和合模缸装置之间的液压回路就可能被改变。在这样的情况下，液压回路可被变为处于相对较低的液压压力作用下，从而允许液压回路进行容易而快速的换接。因而，根据本发明第一形式所设计的合模装置保证了从模具开合操作向模具夹紧操作转换-或反过来时转换的平稳性。
此外，根据本发明第一形式所设计的合模装置具有这样的优点合模力可例如通过用一个合适的压力传感器对压力发生缸装置以及合模缸装置中的液压力进行检测，而容易精确地确定出合模力。
本发明的第二种形式提供了一种根据本发明第一形式的合模装置，该装置此外还包括一个偏置装置，该装置适于将压力发生活塞偏置向其一个完全回缩位置，以增大压力发生缸装置中一个压力发生腔的容积。偏置装置的设置使得压力发生活塞的初试位置容易进行确定，导致能对压力发生缸装置的工作进行精确容易的控制。在此方面，该偏置装置可被设置成具有理想的偏置力，偏置力对滚珠丝杠类型的模具开合机构的驱动力而言是阻力，其中的驱动力在模具闭合动作中作用到该偏置装置上。对于这样的设置，偏置装置的功能基于在模具闭合动作中，其偏置力阻挡了模具驱动电动机的功率或驱动力传递到压力发生缸装置，以阻止压力发生缸装置工作，且在模具闭合操作完成之后，使模具开合机构的驱动力施加到压力发生活塞上时，允许压力发生缸装置开始工作，其中模具开合机构的驱动力要大于偏置装置的偏置力。
本发明的第三种形式提供了一种根据本发明第一、第二形式的合模装置，其中的压力发生缸装置还包括一个锁止装置，其可操作地将压力发生活塞连接到压力发生缸装置中的压力发生缸上。这样就防止了压力发生活塞相对于压力发生缸位移。在这种形式的合模装置中，压力发生缸装置中的压力发生活塞通过锁止装置固定在预先设定的初始位置上，便于对动压板的模具开合位置进行控制。由于在模具闭合动作过程中，压力发生缸装置的运动被锁止装置可靠地阻止了，从而可由模具开合机构稳定地执行模具闭合操作，而不受到压力发生活塞在模具快速闭合过程中的意外工作产生的不利影响。应当指出的是，在模具夹紧动作中，锁止装置是松开的，这样合模装置就能平顺地从模具闭合操作转变到模具夹紧操作。
本发明的第四种形式设计了一种根据本发明第一到第三形式中任一种的合模装置，其另外包括一套液压系统，该系统具有一条液压回路，用于在压力发生缸装置中的压力发生腔和合模缸装置的合模腔之间实现流体连通；以及一开关阀，其交替地连接或断开压力发生腔和合模腔之间的连接。在本发明的这种形式中，合模装置的模具夹紧操作或模具闭合操作可通过控制开关阀的开关操作而实现控制，以接通或切断压力发生腔和合模腔之间的连接。例如，在模具闭合动作中，该开关阀的关闭能切断压力发生腔和合模腔之间的连接，以关断压力发生缸装置的工作，由此来稳定模具闭合动作。
本发明的第五种形式设计了一种根据本发明第一到第四形式中任一的合模装置，其中的压力发生活塞是一个圆筒形的中空部件，且压力发生腔的部分是由中空压力发生活塞的外周表面围成的，而第一滚珠丝杆设置在中空压力发生活塞中的一个孔洞中，并延伸穿过该孔洞，且第一滚珠螺母被固定到中空压力发生活塞上。在这种形式中，由于压力发生活塞为中空的圆筒部件，就可以通过利用中空压力发生活塞中孔洞的内部空间，来有效地布置第一滚珠丝杆和滚珠螺母，使得合模装置的体积减小。
本发明的第六种形式设计了一种根据本发明第一到第五形式中任一的合模装置，其中的合模缸装置是这样布置的使得合模缸装置的中心轴线与动压板的中心线成一线，且合模滑枕包括一个中空的圆筒形部件，该合模装置另外还包括一个固定到动压板上的机械滑枕，其延伸穿过中空合模滑枕中的一个孔洞，接合装置是可操作的，这样就能将中空合模滑枕保持与机械滑枕的连接关系。在此形式中，由合模缸装置所产生的合模力被作用到动压板的中心部分上，所以甚至在只使用一个合模装置的情况下，也能有效地防止了动压板出现姿态不正，因而，这种形式的合模装置保证了动压板在模具夹紧操作时姿态稳定。
本发明的第七种形式提供了一种根据本发明第六形式的合模装置，其中的接合装置包括一组制在机械滑枕外周表面上的第一可接合突起，第一可接合突起在机械滑枕的轴线方向上以一定的间隔相互离开；以及一个由合模滑枕支撑着的接合部件，其上具有一组第二可接合突起，这样就使得接合部件在机械滑枕的轴线方向上是不可动的，但能运动靠近或远离机械滑枕的外周表面，以使所述的第二可接合突起与所述第一可接合突起接合或脱开。在本发明的这种形式中，第二可接合突起与第一可接合突起的接合部位在机械滑枕的轴线方向上-即动压板往复运动的方向上能随意变动。这就意味着合模装置能用在具有不同厚度的各种类型模具上，第一可接合突起例如可在机械滑枕的外周方向上延伸。
本发明的第八种形式提供了一种根据本发明第七形式的合模装置，其另外还包括一个定位电机，其适于使接合部件在机械滑枕的轴线方向上相对于机械滑枕运动，这样接合部件上的第二可接合突起就能被正确地定位，以便于和机械滑枕上的第一可接合突起相接合。这样的设置有助于第一和第二可接合突起在机械滑枕轴线方向上的相对定位，在其中的轴线方向上，动压板往复运动。该定位电机最好是一台伺服电机，这样第一可接合突起和第二可接合突起相对定位的精度得以提高。
本发明的第九种形式提供了一种根据本发明第七或第八形式的合模装置，其中合模缸装置中的中空合模滑枕的工作行程长度被设计成大于第一可接合突起间的间距与一个轴向距离增加量之和，其中的轴向距离增加量是指当一个合模力作用在后台板和动压板之间时，后台板和动压板之间轴向距离的增加量。在这种形式下，由于考虑到了后台板和动压板间由于施加了合模力而造成的轴向距离增加，合模滑枕获得了理想的行程长度，这有助于第一和第二可接合突起的相对定位。
本发明的第十种形式提供了一种根据本发明第六到第九形式中任一种形式的合模装置，其中的机械滑枕包括一个中空圆筒形部件，且该合模装置还包括一个滚珠丝杠类型装置中的电驱动推注器，在这种类型中，一个推注器固定在动压板上，在中空机械滑枕的孔洞中设置了一个第二滚珠丝杆，并固定到机械滑枕和推注器二者之一上，一个和第二滚珠丝杆螺纹接合的第二滚珠螺母固定到机械滑枕和推注器二者中的另一个上；以及一台推注电机，其适于使第二滚珠丝杆和螺母发生相对转动，从而使第二滚珠丝杆和螺母产生相对纵向运动，由此来驱动推注器。在这种形式中，推注器装置是电动的。另外，该推注器装置还能被安装到机械滑枕的孔洞中去，以提高空间利用率，使得电动推注器装置的体积很小。此外，适于向推注器施加驱动力的第二滚珠丝杆和螺母能被设置成这样第二滚珠丝杆的中心线与动压板的中心线成一线。这样的布置能有效地防止推注器例如由于作用到其上的驱动力不平衡而产生的不利倾斜，使得推注器在推注工作过程中姿态、工作稳定。
本发明的第十一种形式提供了一种根据本发明第十形式的合模装置，其中的推注电机被固定地安装在中空机械滑枕的孔洞中，且机械滑枕具有一空气通道，该通道在轴向方向上穿过孔洞。在这种形式下，机械滑枕孔洞的内部空间被高效地利用了，这样就将推注电机布置在机械滑枕的孔洞中。在这样的情况下，电机可以是沿机械滑枕轴向方向的细长部件，这就使得在不增加合模装置尺寸的前题下，使推注电机的功率增大。另外，空气通道使得机械滑枕孔洞的内部空间会由于机械滑枕的轴向往复运动而进行换气的，这就有效地解决了推注电机的发热问题。
本发明的第十二种形式提供了一种根据本发明第一形式到第十一形式中任一形式的合模装置，其中的压力发生缸装置包括一组设置在动压板中心轴线周围的压力发生缸。在这种形式下，使用多个压力发生缸装置能显著地减小每个压力发生缸装置的尺寸，使得合模装置的总体尺寸减小。
本发明的第十三种形式提供了一种根据本发明第十二形式的合模装置，成组的压力发生缸装置中的每一个都包括一个中空圆筒形式的压力发生活塞；由中空压力发生活塞的外周表面部分限定成的压力发生腔；位于中空压力发生活塞孔洞中的第一滚珠丝杆，其穿过该孔洞；固定在中空压力发生活塞上的第一滚珠螺母；以及由动压板固定支撑的模具驱动电机，其适于使第一滚珠丝杆和螺母发生相对转动。在这种形式中，模具驱动电机是由动压板支撑的，这样就有效地减小了合模装置的总长度。此外，多个第一滚珠丝杆和螺母被布置在动压板的中心轴向附近，这样就确保了驱动力经第一滚珠丝杆组稳定地作用到动压板上，导致合模装置在模具开合操作过程中稳定性得以提高。
本发明的第十四种形式提供了一种根据本发明第六形式到第九形式中任一形式的合模装置，其中的机械滑枕包括一个中空的机械滑枕，且第一滚珠丝杆位于中空机械滑枕的一个孔洞中，并穿过该孔洞。在这种形式中，第一滚珠丝杆被设置在机械滑枕中，这样就提高了空间利用率。此外，第一滚珠丝杆可这样设置使得第一滚珠丝杆的轴线与动压板的中心轴线成一直线。因而，由一套模具开合机构产生的驱动力就经其第一滚珠丝杆可靠地施加到动压板上。
本发明的第十五种形式提供了一种根据本发明第十四形式的合模装置，其中，第一滚珠丝杆由注塑机的基架在轴向方向上不可移动地支撑着，所述固定台固定地支撑在该基架上，且压力发生活塞在机械滑枕的孔洞内滑动，这样就形成了压力发生缸装置，而第一滚珠螺母被固定到压力发生活塞上。在此形式中，第一滚珠螺母被有效地布置在机械滑枕孔洞内，提高了空间利用率，并有效地缩短了合模装置的轴向长度。
本发明的第十六种形式提供了一种根据本发明第一形式的合模装置，其中该装置包括(α)由注塑机基架支撑的模具开合机构中的第一滚珠丝杆，使得第一滚珠丝杆能绕其轴向转动，而在轴线方向上则是不可动的；(β)模具驱动电机，其适于使第一滚珠丝杆在前向方向和相反方向上转动；(γ)一个中空的机械滑枕，其布置在第一滚珠丝杆的径向外侧，且其轴向相对两端部之一固定在动压板上，这样中空机械滑枕就能在其轴线方向上相对于注塑机的基架轴向运动，而不能绕其轴线转动；(δ)设置在机械滑枕径向内侧的压力发生活塞，并使得压力发生活塞可在机械滑枕的轴线方向上往复滑动，而不能绕机械滑枕的轴线转动，该压力发生活塞与机械滑枕相配合而在此间形成一个压力发生腔，该压力发生腔的容积会由于所述压力发生活塞向机械滑枕相对两端部之一运动而减小，压力发生活塞和压力发生腔相配合而构成了压力发生缸装置；(ε)一个偏置装置，其适于将压力发生缸装置中的压力发生活塞相对于机械滑枕发生偏置，这样就使得压力发生活塞偏置向压力发生缸上远离动压板的那一轴向端部；(ζ)模具开合机构中的第一滚珠螺母，其与第一滚珠丝杆螺纹连接，并固定到压力发生缸装置中的压力发生活塞上，第一滚珠丝杆和滚珠螺母可相对转动，从而往复地移动压力发生活塞；(η)合模缸，其布置在机械滑枕的径向外侧，并由注塑机的基架固定地支撑着；(θ)合模缸装置的合模滑枕布置在机械滑枕的径向外侧，并布置在合模缸的径向内侧，这样合模滑枕就能在合模缸的轴线发生上滑动，合模滑枕与合模缸相配合而在它们之间围出一个合模腔；(ι)一台定位电机，其适于使合模滑枕相对于合模缸运动，以在合模缸轴线方向上对合模滑枕相对于合模缸进行定位；(κ)一套液压系统，其具有一条液压回路，用来使流体在压力发生缸装置的压力发生腔和合模缸装置中的合模腔之间连通，并使得压力发生腔由于第一滚珠丝杆和螺母的纵向相对运动而产生的液压力传递到合模腔，从而在合模腔中产生一个液压力，并将该液压力作为液压驱动力施加到合模滑枕上，其中第一滚珠丝杆和螺母的相对运动是由于所述第一滚珠丝杆的转动产生的；(λ)一个接合装置，其布置在合模缸装置的合模滑枕和机械滑枕之间，并能可操作地将合模滑枕和机械滑枕相连接，以便于将液压驱动力作为合模力作用到合模缸装置的合模滑枕和机械滑枕上。这种形式有效地构成了弹性滚珠丝杠类型的合模装置，这种类型类似于在本发明第十四和第十五形式中的情况，通过采用一个模具开合机构、一个压力发生缸装置以及一个合模缸装置而使构造简单。
在本发明的这种形式中，液压力缸腔最好是限定在机械滑枕的内周表面和压力发生活塞的外周表面之间，这样就使得压力缸腔具有一个圆筒形的构造。这样的布置使得能以很高的空间利用率来形成液压腔，并有效地提供了用来布置偏置装置的空间-例如在机械滑枕和压力发生活塞之间。
本发明的第十七种形式提供了一种根据本发明第一形式的合模装置，该装置还包括(μ)一组压力发生缸装置，其包括多个压力发生缸，它们布置在动压板中心轴线的延长线周围，从而平行于动压板的中心轴线延伸，且在后台板上固定了一组压力发生活塞，它们每个都为中空圆筒形状，且可滑动地布置在各个压力发生缸中，这样就由各个中空压力发生活塞的外周表面分别部分地围出一组压力发生腔，每个压力发生腔的容积会由于对应压力发生活塞在远离动压板方向上的滑动而变小；(ν)一组第一滚珠丝杆，它们布置在动压板的中心轴线周围，从而平行于动压板的中心轴线延伸，且它们位于各个中空压力发生活塞的孔洞中，并从这些孔洞中穿过，这组第一滚珠丝杆轴向不可动地固定在动压板上；(ξ)一组模具驱动电机，其设置在动压板上，并适于使第一滚珠丝杆绕它们的轴线向前和向后转动；(ο)一组第一滚珠螺母，它们固定到那一组压力发生活塞上，并和第一滚珠丝杆螺纹连接；(π)一组偏置装置，它们适于将压力发生缸装置中的压力发生活塞在轴向方向上偏顶向动压板；(ρ)合模缸装置包括固定地设置在后台板上的合模缸，其设置方式使得合模缸的中心轴线和动压板的中心轴线成一线，合模滑枕的形状为中空圆筒形，其在合模缸中可滑动，且合模腔的部分由合模滑枕的外周面围成，且其容积会由于合模滑枕在远离动压板方向上的滑动而变小；(σ)一个液压装置，该装置的启动会切断通向压力发生腔的流体，以使压力发生活塞相对于压力发生缸进行固定定位，这样动压板就由第一滚珠丝杆相对于后台板的转动而移动，以打开或合上模具，其中的后台板和压力发生缸固定连接，该液压装置还能可操作地接通压力发生腔和合模腔，以实现压力发生活塞的滑动，这样，在压力发生腔中由第一滚珠丝杠的转动而产生的液压力就被作用到合模缸装置中的合模腔中，由此向合模滑枕作用了一个液压驱动力；(τ)一个固定到动压板上的机械滑枕，其沿动压板的中心轴线突向后台板，机械滑枕延伸穿入合模缸装置中的合模滑枕上的一个孔洞中；(υ)接合装置，其布置在合模缸装置中的合模滑枕与机械滑枕之间，并能可操作地将合模滑枕和机械滑枕相互接合起来，以将合模缸装置的合模滑枕的液压驱动力作为合模力作用到机械滑枕上；以及(φ)一台滚珠丝杠类型的电动推注器装置，其包括一个固定到动压板上的推注器板；一个位于中空机械滑枕的孔洞中的第二滚珠丝杆，其固定到机械滑枕和推注器二者之一上；一个第二滚珠螺母，其与第二滚珠丝杆螺纹连接，并固定在机械滑枕和推注器二者之中的另一个上；以及一台推注器电机，其适于使第二滚珠丝杆和螺母发生相对转动，从而使它们产生纵向相对运动，由此来驱动推注器。类似于在本发明的第十二和第十三种形式那样，压力发生缸装置组被布置在动压板中心轴线的周围，在本形式中，这样该形式中的合模装置能以很高的稳定性对动压板进行均衡驱动。
本发明的第十八种形式提供了一种对本发明第一到第十七种形式中任一所限定的合模装置的工作进行控制的方法，其中的装置还包括制在合模滑枕和所述动压板二者之一上的一组第一可接合突起，这组第一可接合突起在合模滑枕和动压板相对运动的方向上以一定的间隔相互隔开，并在合模滑枕和所述动压板二者中的另一个上制出了一个接合部件，该接合部件上具有一组第二可接合突起，它们可与第一可接合突起相接合，该接合部件可运动向第一可接合突起或远离第一可接合突起，该方法包括步骤(i)确定动压板的一个参考位置，在动压板上固定了一个样模，其厚度要小于要实际工作中固定的模具的厚度，动压板运动向其模具闭合位置，在该位置处固定半模具和活动半模具被保持在相互接触状态，而在固定台和动压板之间夹紧样模具，此时动压板处于模具闭合位置的一个轴向位置被作为动压板的参考位置；(ii)确定合模缸装置中的合模滑枕的一个参考位置，在动压板位于其参考位置处时，调整合模滑枕到相对于合模缸的一个轴向位置，在该位置处可确保第一和第二可接合突起的接合关系，合模滑枕该调节后的轴向位置就作为合模滑枕的参考位置；以及(iii)在确定出动压板的参考位置、以及合模滑枕的参考位置的基础上，调整合模滑枕相对于合模缸在轴向方向上位置达到一个轴向位置，该位置能保证第一和第二可接合突起当固定了实际模具的所述动压板被保持在模具闭合位置时能发生接合。这样的设置使得合模滑枕和动压板能在动压板被滚珠丝杠类型的模具开合机构产生的直线驱动力运动向模具闭合位置后，通过接合装置快速稳定地相互接合，而无论任意模具的厚度如何。这样的设计通过该合模装置能有效地稳定推注成型工作，采用该合模装置还具有缩短推注成型工作的操作周期的效果。
如果要在样模的基础上获得了动压板和合模滑枕的参考位置，该样模可被实际地固定到动压板和固定台上，从而能实际测量这些参考点。作为替代方案，参考位置也可以通过假设在动压板和固定台上固定一个样模而计算出来。
本发明的第十九种形式提供了一种根据本发明第十八种形式的对合模装置的工作进行控制的方法，该方法还包括步骤调整合模滑枕在轴向方向上相对于合模缸的轴向位置，使得第一和第二可接合突起就在一个接合部位相互接合，该部位从合模滑枕的最大进给位置至少回缩了一段轴向距离，该距离对应于后台板和动压板由于在它们之间施加了合模力而增大的轴向距离，且在固定了实际模具的情况下，该位置最靠近合模滑枕的合模位置。根据该合模装置操作的控制方法，合模滑枕由于合模力的作用而增大的行程被考虑进去，导致合模装置的模具夹紧操作稳定性很高。
本发明的第二十种形式提供了一种根据本发明第十八种或第十九种形式的对合模装置的工作进行控制的方法，该方法还包括步骤计算出在样模和实际模具之间的模具厚度差；当动压板上固定了实际模具后，在模具厚度差和动压板参考位置的基础上，得出合模滑枕的一个模具闭合位置；算出在所得到合模位置和合模缸装置中的合模滑枕参考位置之间的距离；并在所算出的距离和第一可接合突起节距的基础上，得到合模滑枕相对于合模缸装置中的合模缸的轴向位置调整量，该调整量是保证第一和第二可接合突起相接合所必须的。根据这一对合模装置的操作进行控制的方法，就可以在模具闭合操作完成之后，快速有效地实现合模缸装置所需的动作量，以确保第一和第二可接合突起的连接。
本发明的第二十一种形式提供了一种对本发明第一到第十七种形式中任一所限定的合模装置的工作进行控制的方法，其中用来驱动第一滚珠丝杆的模具驱动电机包括一电动伺服马达，该方法包括如下的步骤在一个代表压力发生缸装置压力发生腔中的液压压力的检测信号的基础上，当模具夹紧操作时，控制电动伺服马达的输出扭矩。在此形式中，电动伺服马达被用作模具驱动电机，保证了对模具(动压板)定位控制的高精度。因而，本推荐方法就能在合模装置例如当检测到动压板和固定台之间存在一个异物而对模具进行保护操作时，以很高的精度对动压板的运动进行控制。例如，对电动伺服马达输出扭矩的控制是在合模腔中的液压压力的基础上进行的，使得对合模力的控制是高精度和高响应性的。其中的液压力作为合模力作用到动压板上。
本发明的第二十二种形式提供了一种对本发明第一到第十七种形式中任一所限定的合模装置的工作进行控制的方法，其中用来驱动第一滚珠丝杆的模具驱动电机包括一电动伺服马达，该方法包括如下的步骤通过将电动伺服马达的输出扭矩逐步减小到一个设定值，来降低合模腔中的液压力，从而完成合模腔中的减压操作。在这种形式中，电动伺服马达被用作模具驱动电机，且电动伺服马达的输出扭矩是被逐渐减小的，有效地、稳定地、容易地减小了在合模力减小工作过程中减小合模力时所发生冲击作用的幅度。
本发明的第二十三种形式提供了一种对本发明第一到第十七种形式中任一所限定的合模装置的工作进行控制的方法，其中用来驱动第一滚珠丝杆的模具驱动电机包括一电动伺服马达，该方法包括如下的步骤通过无级逐步地改变电动伺服马达在使合模腔中的液压力降低的方向上的转动速度，来实现合模腔中的液压压力降低，直到检测到有如下的至少一种情况发生已经过了一段设定的时间，这段时间是用来降低合模腔中的压力所需要的；合模腔中的压力已经被降低到一个设定的水平。在此形式中，伺服马达的旋转速度被控制，由此有效地、稳定地、容易地减小了在合模力降低操作过程中减小合模力时所发生冲击作用的幅度。尤其是，由于电动伺服马达是在其转动速度的基础上进行控制的，因而在合模力降低操作中，合模力能被连续地降低。
本发明的第二十四种形式提供了一种根据本发明第二十一形式到第二十三形式的对合模装置的工作进行控制的方法，其中的装置被限定在本发明的第二、第十六和第十七形式中的任一种中，该方法包括步骤在将压力发生活塞产生的、用来抵消偏置装置作用到其上的偏置力考虑进去的基础上，控制电动伺服马达的输出扭矩。在此形式中，电动伺服马达的控制考虑了偏置装置的偏置力，由此允许在确保偏置装置优异定位效果的同时，对合模力进行高精度的控制。
附图简要说明
图1是根据本发明一种最佳实施方式的合模装置的纵剖面结构的局部视图，图2示意图表示了图1中的合模装置所用的液压装置，图3的流程图代表了一个控制程序，合模滑枕和模具开合缸的接合位置由此方法进行调整，图4的示意图表示了根据本发明的一种方法、合模装置用来调整合模滑枕和模具开合缸的接合部分的特定操作的几个示例，图5的图线表示了根据本发明对合模压力进行控制的方法，图6的图线表示了根据本发明，对伺服马达的输出扭矩进行控制的方法，在此方法的基础上执行图1所示合模装置的合模压力减压操作，图7是图6所示的合模压力减压操作的时序图，以及图8是图1所示的合模压力减压操作另一种实施例的时序图，该控制是基于对根据本发明的电动伺服马达的转动速度进行的，
图9是根据本发明的第二种最佳实施例的合模装置的局部平面剖视图，且图10是图9中合模装置的局部放大图。
实施本发明的最佳形式通过下文结合附图对所示的本发明的推荐实施例的详细描述，可对本发明有更好的理解。
首先参见图1，图中示意地表示了用在一个注塑机中的合模装置，其构造是根据本发明的第一种实施方式设计的。该合模装置包括一个作为机械滑枕的模具开合缸12，其由注塑机的基架10支撑着，且其可轴向运动地在水平方向上延伸，以及一动压板14，其固定在模具开合缸12相对两端的之一上。模具开合缸12在其轴向方向上往复运动，这样就使得动压板14能往复地移向和远离一个固定台(图中未示出)，固定台与动压板相对布置。如现有技术中公知的那样，动压板14是由一组系杆(图中未示出)支撑的，使得动压板14可沿这些系杆移向或远离固定台。在下文中，按照动压板14的运动方向，图1中的左手侧将被称作为“回缩侧”，而图1中的右手侧将被称作为“进给侧”。
更具体地描述，本实施方式中的合模装置还包括一个布置在基架10上的支架16，以及一个其轴线方向平行于水平方向延伸的第一滚珠丝杆18。该第一滚珠丝杆18的轴向相对两端中的一端(在图1中为左手端)通过轴承19由支架16支撑着，这样就使得第一滚珠丝杆18能绕其轴线转动，但在其轴向方向上则是不可动的。第一滚珠丝杆18突出支架16轴向相对两侧的一侧(在图1中为突向支架的右手侧)很长的一段轴向长度，且第一滚珠丝杆18上受支撑的底端部略微地从支架16突出。第一滚珠丝杆18突出的末端部分上安装了一个齿牙带轮20。一个作为模具驱动电机的第一伺服马达22被安装在支架16上，且第一伺服马达22的输出轴上安装了一个齿牙带轮24。齿牙带轮20、24通过一条绕在它们外周表面上的齿牙带25相互机械连接起来，这样第一滚珠丝杆18的转动通过皮带轮20、24以及齿牙带25由第一伺服马达22的转动产生，并由此控制。
模具开合缸12的形状基本为中空圆筒形，并布置在第一滚珠丝杆18右手侧突起部分的径向外侧，并在其间留出一个给定的间隙，这样就包围了第一滚珠丝杆18的外周表面。与第一滚珠丝杆18同轴布置的模具开合缸12能相对于第一滚珠丝杆18在轴向方向上运动。在模具开合缸12的进给侧开口端，插入了一个圆筒状的法兰金属部件28，其轴向长度小于模具开合缸12的轴向长度(在该实施例中，基本为模具开合缸12轴向长度的一半)。法兰金属件28在其一个轴向相对端上形成了一个径向的环状突起30，使得其轴向向外突出。径向环状突起30叠压并螺栓固定到模具开合缸12的一个轴向端面上。金属法兰件28的内径要大于第一滚珠丝杆18的外径，而外径要小于模具开合缸12的内径。因而，第一滚珠丝杆18延伸到金属法兰件28的一个孔洞中，而模具开合缸12与金属法兰件配合而在它们之间形成了一个环状的缸接受空间32，该空间开口向模具开合缸12的回缩侧的开口端。模具开合缸12的轴向长度略大于第一滚珠丝杆18从支架16伸出的突起部分的长度。因而，模具开合缸12的进给侧开口端26从第一滚珠丝杆18上对应的轴向端面轴向向外伸出了略微的一段轴向长度。在模具开合缸12突出的端部上固定着一个动压板14。
在模具开合缸12的孔洞内，安装了一个圆柱形的活塞34。该圆柱活塞34的形状基本为圆筒形，并和模具开合缸12的内表面紧密地接触，使得圆筒活塞34在模具开合缸12的轴向方向上往复运动。模具开合缸12的内周表面在轴向回缩侧被制得大一些，这样就形成了一段大径内周表面36。在圆筒活塞34的轴向相对端部(图1中的左手侧端部)上制出了一个大径滑动面38，该滑动面38可滑动地紧密配装在模具开合缸12的大径内周表面36中，这样就在大径内周表面36和圆筒活塞34的外周表面间形成了一个液压腔40，从而液压腔40具有基本为环形的构造，并在其轴向方向上连续延伸。该液压腔40的容积随圆筒活塞34在模具开合缸12中的往复运动而增大、缩小。当圆筒活塞34向进给侧(图1中的右手侧)运动时，液压腔40的容积变小，而圆筒活塞34向回缩侧(图1中的左手侧)运动时，液压腔40的容积变大，在模具开合缸12的内周表面和圆筒活塞34的外周表面之间的滑动界面上，在圆筒活塞34的轴向相对两端上设置了一组密封件42，这样就使得密封件42在轴向方向上与间置在此间的液压腔40相互正对。在该实施例中，模具开合缸12和圆筒活塞34相配合而组成了压力发生缸装置。
圆筒活塞34进给侧的端部始终径向向外地布置在金属法兰件28上，并与此可滑动接触，这样制在圆筒活塞34的内周表面上的一组突起47就恒定地与制在法兰件28的外周表面上的一组沟槽44相嵌合。也就是说，圆筒活塞34与模具开合缸12组装在一起，使得圆筒活塞34相对于模具开合缸12轴向可动，而径向固定。
另外，在金属法兰件28的径向外侧布置了一作为偏置装置的螺旋弹簧46，其布置在圆筒活塞34的径向外侧。螺旋弹簧46适于对圆筒活塞34施加一个偏置力，从而使圆筒活塞34保持在其完全回缩位置处，以增大液压腔40的容积。圆筒活塞34的完全回缩位置是通过圆筒活塞34与一个径向内伸突起50的抵压接触而确定的，其中的突起50为环形，并固定到模具开合缸12回缩侧的开口端上。
此外，一个第一滚珠螺母48与第一滚珠丝杆18螺纹连接，该滚珠螺母用螺栓固定到圆筒活塞34的回缩侧端部。也就是说，第一滚珠螺母48被固定到圆筒活塞34上，这样第一滚珠螺母48就能在模具开合缸12中和圆筒活塞34一起在轴向方向上运动，而却不能绕其轴线转动地支撑着。第一滚珠丝杆18由第一伺服马达22驱动，由于第一滚珠丝杆18的转动被转化成了第一滚珠丝杆18和第一滚珠螺母48的纵向运动，这样第一滚珠螺母48以及与之相连的圆筒活塞就能在轴向上运动。当圆筒活塞34受到螺旋弹簧的推压而被顶到其完全回缩位置、而处于起始位置时，第一滚珠丝杆被转动而在轴向方向上向第一滚珠螺母48施加一个前向驱动力。在此情况下，圆筒活塞34被保持在其起始位置处，且相应地模具开合缸12和圆筒活塞34一起运动向其最大进给位置，直到作用在模具开合缸12上的阻力大于了液压腔40中的液压力和螺旋弹簧偏置力的和。在此情况下，第一滚珠丝杆18在相反方向上转动，且在第一滚珠螺母48上作用了在回缩方向上的驱动力，这样就使得模具开合缸12和圆筒活塞34在轴向方向上一起回缩，而圆筒活塞34保持抵压在径向内凸的突起50上。
通过模具开合缸12如上述那样在轴向上的往复运动，固定在模具开合缸12上的动压板也相应地在轴向上往复运动，由此来打开或合上模具。在本实施例中，第一滚珠丝杆18、第一滚珠螺母48和第一伺服马达22相互配合而组成了电动滚珠丝杠类型的模具开合机构。
如图2所示，本实施例中的合模装置包括一个液压单元52，该单元由一条连接到液压腔40上的液压回路组成。该液压单元52包括一个第一电磁开关阀54和第二电磁开关阀56，通过这两个开关阀能使液压腔40交替地处于闭合和打开状态。
在模具开合缸12的外周表面上设置了一个基本为圆筒形的合模缸58，在它们之间有一个径向间隔。合模缸58由一个从基架10上伸出的支架64固定地支撑着，这样合模缸58就不会干涉模具开合缸12的运动。合模缸58具有一个圆筒形的壁面部分，其直径在朝向模具开合缸12的进给侧的方向上(也就是在朝向动压板14的一侧)逐渐增大，并具有一个小直径的密封凸缘60和一个大直径的密封凸缘62，它们分别被固定在圆筒壁部分的大径开口端和小径开口端。
在合模缸58中，安装了一个合模滑枕66，其延伸穿过合模缸58的一个孔洞。合模滑枕66的内径要大于模具开合缸12的外径，这样合模滑枕66就布置在模具开合缸12的径向外侧，并在它们之间形成了一个合适的径向间隔，而不会干涉模具开合缸12的运动。另外，合模滑枕66的结构类似于合模缸58的构造，只是尺寸略小。合模滑枕66具有一个滑枕壁部分68，其直径在朝向模具开合缸12的进给侧的方向上逐渐增大，并在该滑枕壁部分的轴向相对两端上一体地制出了一个小径圆筒部分70和一个大径圆筒部分72。
也就是说，合模滑枕66能在合模缸58中滑动，这样在合模滑枕66的小径圆筒部分70和小径密封凸缘60之间的界面就通过设置在它们之间的一个环形密封件74而成为可滑动和流体密封的。而在合模滑枕66的大径圆筒部分72和大径密封凸缘62之间的界面通过设置在它们之间的环形密封件74而成为可滑动和流体密封的。这样的布置就在合模缸58和合模滑枕66之间形成了一个合模腔76，其在外环周方向上延伸。合模腔76中产生的液压力被作用到合模滑枕66上，这样合模滑枕66就在模具开合缸的轴向方向上移动向其进给位置。在本实施例中，合模缸58和合模滑枕66相配合而组成一个合模装置。
根据本实施例，合模缸58适于支撑一个第二伺服马达78，其用作定位电机，该电机用来调节和控制合模滑枕66和合模缸58的轴向相对位置。
合模滑枕66的大径圆筒部分72的端面上固定了接合装置79，用于进行连接。该接合装置79包括一对半环形的半螺母80，它们在直径方向上相互正对，以及一个导向罩82，该导向罩固定地布置在合模滑枕66上，通过该导向罩半螺母80可在直径方向运动、而在轴向方向上不可动地被支撑着。两个导向罩82分别被固定在缸装置84、84上，由此来使半螺母80相互移近或相互远离，并由此使半螺母80移近或远离模具开合缸12。
每个半螺母80具有一个内表面(即与合模缸12的外周表面相对的表面)，在它上面制出了一组第二可接合突起86，其延伸在半螺母80的圆周方向上，并在横断面上呈锯齿形状，并在轴向方向上相互拉开相同的距离。在另一方面，合模缸12的外周表面上也制出了一组第二可接合突起88，其在其圆周方向延伸，且对应于第一突起锯齿形的横截面，其剖面形状也为锯齿形，并在轴向方向上相互等距间隔。第一突起86和第二突起88以一定的间隔被类似地布置在轴向方向上。
当那对半螺母80分别由两个缸装置84保持在其回缩状态时(即在径向方向上远离模具开合缸12)，合模滑枕66从模具开合缸12上脱开，因而可自由地在轴向方向上运动，而不受到合模滑枕66的任何约束。
在模具开合缸12向前进给了一定程度后，制在模具开合缸12外周面上的第一可接合突起88就和制在半螺母80内周表面上的第二可接合突起86相对了，并在它们之间有一个径向的间隙，这对半螺母80有对应的缸装置84推动而顶向其进给位置，而使第一、第二可接合突起88、86相互接合或连接起来。在此条件下，合模滑枕66就通过接合装置79与模具开合缸12成整体地连接起来，这样合模滑枕66就在轴向方向上不能相对于模具开合缸12运动了。在该实施例中，在半螺母80的附近设置了一个传感器90，其用作一个限位开关，用来检测半螺母80的径向方向。在传感器90的输出信号的基础上，可以判断半螺母80和模具开合缸12是否相互接合。
在合模滑枕66和模具开合缸12通过接合装置79相互接合起来之后，液压腔40中产生的液压力就被传递到合模腔76，以由此用作用到合模滑枕66上液压力来将合模滑枕66运动向其进给位置，作用到合模滑枕66上的液压驱动力被传递到动压板14上，由此对动压板14施加合模力。
本发明设置了液压单元52，用来将液压腔40中产生的液压力作用到合模腔76，由此在合模腔76中产生一个液压力。更具体地描述，液压腔40通过第一螺线管驱动的开关阀54与合模腔76相连通。该开关阀54的打开和关闭可分布接通和切断两个腔室40、76。当第一开关阀54处于其常态(打开态)、且第二开关阀56处于其工作态(关闭态)时，就形成了一个闭合的液压回路。在此状态下，第一滚珠丝杆18被转动，以向圆筒活塞34施加抵抗螺旋弹簧46的偏置力的驱动力，由此使圆筒活塞34在轴向方向上产生进给运动。圆筒活塞34的进给滑动使得螺旋弹簧46在轴向方向上受到压缩，导致液压腔40的液压压力升高。因而，在液压腔40中的增大的液压压力就经第一电磁阀54被传送到合模腔76中。
在液压发生缸装置30的工作的基础上，就可对第一和第二电磁阀开关阀54、56的开关工作进行控制，由此可便于用工作液压流体来充满上述的闭合液压回路，并从闭合的液压回路中排出混入的空气。在此方面，图2表示出了一个泄流阀85，设置该阀的目的是为了防止由于伺服系统的失控而引起液压压力的增加异常，并设置了一个放气阀87，用来释放混入的空气。
在本实施例中，合模腔76的合模滑枕66具有一个压力接收表面区域，其面积相比于液压腔40的圆筒活塞34的面积显著加大。尤其是，在模具开合缸12和圆筒活塞34之间围成液压腔40，它们之间的径向间隙相对较小，确保了圆筒活塞34的一个足够缩小的压力接收表面区域。因而，在液压腔40中产生的液压力在合模腔76中有足够的放大，导致合模滑枕66的一个足够增大的轴向驱动力，这是足够增大的合模力。
如上构造的合模装置例如根据下面的方法进行工作而适合于打开和合上模具，以及夹紧模具。
开始时，模具开合缸12被移向如图1所示的、模具打开时的回缩位置。在此状态下，第一伺服马达22启动而转动第一滚珠丝杆18向其前向方向。随着第一滚珠丝杆18的前向转动，圆筒活塞34和模具开合缸12由于螺旋弹簧46偏置力的缘故而一起移向其进给位置，其中圆筒活塞34和模具开合缸12通过该偏置力而相对定位。动压板14也相应地移向其模具闭合位置，在该位置上动压板14靠近固定台(图中未示出)而闭合位于它们之间的模具。在该模具闭合工作过程中，第一和第二电磁开关阀54、56可以是打开的，也可以是关闭的。
在模具在固定台和动压板之间闭合上之后，缸装置84启动而将半螺母80移向其进给位置，从而和模具开合缸12相接合。随后，第一电磁开关阀的电磁线圈断开以打开第一电磁阀54，实现液压腔40和合模腔76之间的流体连通，而第二电磁开关阀56的电磁线圈通电，以保持液压腔40和合模腔76为闭合的液压回路，当两个腔室40、76在闭合的液压回路中相互连通后，第一伺服马达22再次启动，而使第一滚珠丝杆18在前向方向上转动，从而滑动地将圆筒活塞34相对于模具开合缸移向其进给位置。圆筒活塞34的进给运动会造成液压腔40中的液压压力升高，其中液压压力会传递到合模腔76，由此来增加合模腔76中的液压压力。在合模腔76中升高的压力作用到合模滑枕66上，由此合模滑枕66和模具开合缸12一体地移向固定台，这样就使得动压板14被推向固定台，而夹紧设置在它们之间的模具。
当模具如上述这样夹紧后，压注模制工作启动，以在模具中模制出一个产品。在压注模制过程之后，合模腔76中的液压压力以如下的步骤降低首先，通过对第一开关阀54断电，并使第二电磁开关阀56通电，而接通闭合液压回路中的液压腔40和合模腔76，第一伺服马达22启动，将第一滚珠丝杆18在反向上转动，以将动压板移向其模具闭合位置。
然后，一对缸装置84启动，将两个半螺母80移向其回缩位置，以便于脱开半螺母80和模具开合缸12之间的接合关系。在上文表示的闭合液压回路中，第一伺服马达22再次工作，将第一滚珠丝杆18反向转动，由此使圆筒活塞34和模具开合缸12一起滑移向模具打开位置，由此来打开模具。
在这样的合模装置中，在模具闭合操作之后和模具夹紧操作之前，希望将半螺母80和模具开合缸12接合或连接。第一和第二可接合突起88、86之间相对定位的不到位可能会造成第一和第二可接合突起88、86的连接失败。为了实现半螺母80和合模缸12之间合适接合，用第二伺服马达78，以例如下面的方法对第二可接合突起86相对于第一可接合突起88的相对定位操作进行合适的控制。
按照例如如下的方法，首先，先确定出第一伺服马达22的绝对角位置。(1)首先，在固定台和动压板上分别固定由一对半模具组成的、金属块形式的样模。该样模的厚度作为一个模具最小参考厚度，小于在模制工作中固定在这些台板上的实际所用模具的厚度。随后，模具开合缸12或者是手动、或者是慢速驱动地进给，直到半模具在模具闭合位置时相互抵压在一起为止。在模具闭合后，动压板的模具闭合位置被检测出，作为动压板的一个参考位置，且第一伺服马达22的转角位置也被检测下来作为第一伺服马达22的零位转角位置(0.00毫米)；(2)然后，在合模滑枕66的完全进给位置(进给运动的机械限度)的基础上，合模滑枕66的完全回缩位置(回缩运动的机械限度)被测量下来，作为合模滑枕66的机械零点位置，且将测量值A(毫米)储存。(3)在合模滑枕66被定于其模具闭合位置的状态下，即在第一伺服马达22处于其零角位置，且合模滑枕66处于其完全回缩位置时，半螺母80上的第二可接合突起86相对于模具开合缸12上的第一可接合突起88的轴向位置被精确地进行机械调整，从而使第一和第二可接合突起86、88相互接合。这样的精确机械调整例如是通过调节半螺母80相对于合模滑枕66的轴向(合模方向)安装位置、或者是通过合模缸58相对于支架64的轴向(合模方向)安装位置来实现的。在此方面，半螺母80和合模缸58的这些安装位置可例如通过调节螺丝等结构进行改变或调节。
随后，计算出用来控制合模滑枕66的第二伺服马达78的理想转角位置，以使得第一和第二突起88、86相互完全接合起来。第二伺服马达78的理想转角例如计算如下(1)首先，根据下面的等式(1)和(2)，计算出合模滑枕66的轴向位移的所需行程；(2)然后，根据图3的流程图所示的控制流程，计算出第二伺服马达78的所需的转角位置，以便于将合模滑枕布置在理想的轴向位置上(X毫米)，以确保第一和第二可接合突起88之间的完全接合。
F＝E+B …(1)E＜D≤F…(2)在此方面，D(毫米)是合模滑枕66的轴向位移的所需行程。合模滑枕66相对于模具开合缸12在其完全回缩位置和完全进给位置间的运动行程长度为A(毫米)，为了对第一和第二可接合突起88、86的定位进行实际操作，如果合模滑枕66相对于模具开合缸12移动了一定数目的、第二可接合突起86(或第一可接合突起88)节距B(毫米)，就足够了，这样该数值B就被设定为所需行程D。E(毫米)是D范围中的一个最小值，该数值的确定考虑了系杆在合模时的伸长量。这也就是说，将合模力作用在动压板14上会造成系杆伸长，其中的系杆连接构成后台板的支架64和固定台(图中未示出)，导致支架64和固定台(图中未示出)之间的距离变长，即相比于第一和第二可接合突起88、86接合时的尺寸，合模缸58和动压板14之间的距离变长。为了能产生一个有效的合模力，需要将合模缸58和动压板14之间的轴向距离的增加值加到合模滑枕66在进给方向上的行程中。F(毫米)是D范围的最大值，它是在假设数值F小于数值A的条件下，从上述的等式(1)计算出来的。
下面参见图4(a)，通过本发明合模装置一种实例的举例说明，在特定数值的基础上将详细地介绍上文的计算，特定的数值表示在下表1中表1
F＝E+B＝6.00+12.00＝18.00(mm)H＝G-C＝234.56-200.00＝34.56(mm)H/B＝34.56/12.00＝2余10.56毫米所以J＝10.56(mm)K＝A-B＝20-12＝8.000＜K，因而，K＝8.00-12.00＝-4.00(mm)L＝J+K＝10.56-4＝6.56(mm)E＜L，因而X＝L＝6.56(mm)如图4(a)所示，合模滑枕66从其机械零位位置向其完全回缩位置移动了X＝6.56毫米的量，由此来保证当动压板14被布置在其模具闭合位置时，模具开合缸12上的第一可接合突起88与半螺母80上的第二可接合突起86相接合。
另外，根据该实施例所设计的合模装置的工作例如可采用一个图2中所示的压力传感器92进行控制。更具体来讲，第一伺服马达22的输出扭矩在压力传感器92检测到的液压腔40和合模腔76中的液压力的基础上进行闭环反馈控制，使得对装置工作的控制精度提高。
如图5所清楚表示的那样，第一伺服马达22的输出扭矩除了一个对应于作为合模力的液压力的输出力矩之外，包括一个初始输出力矩，该力矩对应于克服螺旋弹簧46的偏置力所需的力。这就意味着合模压力的控制考虑到了第一伺服马达22的初始力矩。
根据该实施例的合模装置的工作过程，在压注模制工作之后，合模压力降低。该合模压力降低操作是通过控制第一伺服马达22的输出扭矩来执行的，由此来消除或缓解在合模腔76中的液压压力突变，压力突变会造成不利的冲击。为了有效地降低合模腔76中的合模压力，第一伺服马达22的输出力矩最好是如下控制的也就是说，第一伺服马达22的输出扭矩值是从一个数值M以N个工作步骤、在一个设定的时间段t内逐渐变小到一个T0值的，其中的M是合模工作时的扭矩值，而T0为合模压力降低操作完成后的扭矩。参见图6和图7，图中的图线表示了一个以四步骤控制过程进行控制的第一伺服马达22输出力矩的变化，以及一个用来说明本实施例的模具夹紧操作各个步骤的时序图，其中第一伺服马达22的输出力矩例如是以四个步骤进行控制的。在图7中，执行了一个“接合装置松开步骤”，以是半螺母80离开模具开合缸12。
作为替代方案，可在第一伺服马达22转动速度的基础上对其进行控制，以降低合模压力。具体来讲，一旦检测到代表合模压力减压操作开始的输入信号，第一伺服马达22就开始反向转动。在一段设定的时间t内，对第一伺服马达的转速V进行控制，其中的t是降低合模压力所需的，由此来有效地降低合模压力。希望第一伺服马达22的转速值V、控制步骤的数目、以及每个步骤的时长都是可调节的。该合模压力减压操作还可以这样进行使得当合模压力的测量值P达到一个设定值P时，即使合模压力降低操作所需的设定时间段t尚未达到时，也立即停止合模压力降低过程，其中的设定值P已足以完成合模压力减压操作。
图8的时序图表示了本实施例的模具夹紧操作的控制步骤，其中第一伺服马达22的转速控制例如是通过一个四步控制操作进行的。
下面参见图9和图10，它们分别表示了根据第二实施例设计的合模装置的部分剖面平视图、以及第二实施例的合模装置中一个主要部件的放大的剖面视图。该合模装置包括一个固定台102和后台板104，它们各自由注塑模制机的一个基架100固定地支撑着，这样它们就相互正对地远离着。类似于第一实施例中的合模装置，四根系杆106相互平行地延伸在固定台102和后台板104之间，一个动压板108由四根系杆106支撑着，从而可沿系杆在固定台102和后台板104之间运动。
在后台板104和动压板108之间，设置了一个由一个电机带动的驱动单元，通过该驱动单元使动压板108移向或远离固定台102。在固定台102和动压板108上分别连接了模具的一个固定半模具和活动半模具。通过动压板108的往复运动，动压板移向动压板，以闭合和夹紧模具，并从固定模具处移开以打开模具。
下面将描述该实施例的电动驱动单元的具体构造。
该驱动装置包括一对电动滚珠丝杠类型的模具开合机构110。这对模具开合机构110在垂直于后台板104和动压板108中心轴线的方向上相对地布置着。类似地，两个压力发生缸装置112在同一方向上相对布置。该驱动装置还包括一个合模缸装置114，其设置在后台板104和动压板108的中心轴线的径向外侧。在该实施例的驱动装置中，模具开合机构110适于使动压板以相对较高的速度移向或远离固定台102，而压力发生缸装置112和合模缸装置114适于在动压板108和固定台102间施加一个足够大的合模力。
更具体地描述，模具开合机构110包括一对作为模具驱动电机的第一伺服马达116，其分别固定到动压板108的相对水平面上；以及一对第一滚珠丝杆118，它们固定在后台板104的相对水平侧面上，从而平行于动压板108的运动方向-即动压板108的中心轴线延伸，每个第一滚珠丝杆118的进给侧轴向端由动压板108支撑，这样滚珠丝杆118就可绕其轴线转动，但在轴向方向上则是不可动的。这对第一滚珠丝杆119分别固定到第一伺服马达116的输出轴上。每个第一伺服马达116具有一个用来检测其转动量的编码器。
每个模具开合机构110还包括一个与第一滚珠丝杆118螺纹连接的第一滚珠螺母122，其位于后台板的侧面。第一滚珠螺母122分别由压力发生缸装置112支撑着，缸装置112固定在后台板104的各个表面上。
每个压力发生缸装置112都包括一个圆柱形的压力发生缸124以及一个压力发生活塞126，活塞可在压力发生缸124的孔洞中往复运动。压力发生活塞126的外周表面和压力发生缸124的内表面相配合而在它们之间围出一个压力发生腔128。该压力发生缸装置112的设置方式使得压力发生活塞126在远离或靠近压力发生缸124图9中左手侧的方向上运动，以此来缩小压力发生腔128的体积。
该压力发生缸装置112还包括一个设置在压力发生缸124和活塞126之间的螺旋弹簧130。该螺旋弹簧130适于相压力发生活塞126施加一个偏置力，从而压力发生活塞126被顶向图9中活塞126的右手侧，由此使压力发生腔128的体积达到最大。为了能以高可靠性地将压力发生活塞126保持在其回缩位置，在压力发生缸124上设置了一个作为锁止装置的锁止缸132。更具体来讲，锁止缸132包括一个在一个孔洞中往复运动的锁止销134。该锁止销134经一个通孔突向压力发生活塞126，并能移向或远离该压力发生活塞126，所述通孔制在压力发生缸124的外周表面上。因而，锁止销134能和压力发生活塞126接合或与压力发生活塞脱开。当锁止销134与压力发生活塞126相接合时，压力发生活塞126被可靠地保持在其回缩位置上，在此方面，锁止缸132最好是一个压缩气缸。
该压力发生活塞126是一个中空的圆筒部件，其具有一个孔洞136，第一滚珠螺母122被螺栓固定在该孔洞中。因而，第一滚珠丝杆118可活动地设置在压力发生活塞126的孔洞136中，并穿过该孔洞中，以及压力发生缸124的一个孔洞中。
当锁止缸132与压力发生活塞126相接合时，第一伺服马达116启动，使第一滚珠丝杆118转动。第一滚珠丝杆118相对于第一滚珠螺母122的转动被转换成第一滚珠丝杆118的纵向运动，这样就在后台板104和动压板108相互正对的方向上在它们之间施加了一个驱动力。相应地，动压板108就移向或远离固定台102，并以此来打开或闭合它们之间的模具。
在另一方面，在锁止缸132与压力发生活塞126脱开的条件下，第一伺服马达116启动而使第一滚珠丝杆118相对于第一滚珠螺母122转动时。在此情况下，第一滚珠丝杆118和螺母122的纵向运动会使得压力发生活塞126克服螺旋弹簧130的偏置力而滑动，由此减小了压力发生腔128的体积，而在其中产生一个液压压力。在压力发生腔128中产生的液压压力被输送到合模缸装置114中，由此驱动合模缸装置114在动压板108和固定台102之间施加一个合模力。
合模缸装置114与后台板104制成了一体，并包括一个合模缸138，其中心轴线与动压板108的中心轴线成一直线，在合模缸138的一个孔洞140中有一个可滑动的合模滑枕142。如同在第一实施例中的合模装置，该合模缸138和合模滑枕142相配合而围出一个合模腔144。
类似于第一实施例中的合模装置，在合模滑枕142的大径端面上固定了一个接合装置146。该接合装置146包括一对半螺母148，它们在其直径方向上相对，并在其内周表面上指出了一组第一可接合突起147，突起在其圆周方向上延伸，并在其轴线方向上以恒定的间隔相互离开；以及一对缸装置150，其适于使半螺母148在直径方向上移动。该合模滑枕142在其轴线方向上具有通孔152，并在大径部分142a和小径部分142b的两个端面上开通。一个机械滑枕154两个轴向相对端部中一个被固定到动压板108的两个轴向端面中的一个上，该端面远离固定台102，并经通孔152在远离固定台102的方向上延伸。
类似于第一实施例中的模具开合缸12，机械滑枕154也是一个中空的圆筒部件，并相对于动压板108这样定位使得机械滑枕154的中心轴线与经过动压板108中心的直线成一线。机械滑枕154上制有一组第二可接合环形突起156，每个突起的截面都呈锯齿形，它们在轴向上以一定的间距布置。半螺母148的第一可接合突起147可和机械滑枕154上的第二可接合环形突起相接合。在第一和第二可接合突起147、156成为一体，并被相互顶接起来时，第一伺服马达116启动而使第一滚珠丝杆118相对于第一滚珠螺母122转动，而使压力发生活塞126产生进给运动，以增加压力发生腔128中的液压压力。在压力发生腔128中产生的液压压力被传输到合模腔144中，由此使合模滑枕142由于在合模腔144中的液压压力升高而移向动压板108。合模滑枕142的进给运动经机械滑枕154被传递到动压板108，由此在动压板108和固定台102之间施加合模力。
对于图9中所示的用来控制压力发生缸装置112和合模缸装置114之间的工作流体的流动的液压单元52，第一实施例中的参考标号被用来表示本实施例中的对应部件，且对这些部件不进行描述。
如图10所示，机械滑枕154也是一个中空圆筒部件。在机械滑枕154的一个孔洞158中，设置了一个作为第二滚珠丝杆的推注滚珠丝杆160，其从孔洞158中穿过。该推注滚珠丝杆160轴向相对端部的一个(即右手端)通过一个轴承164由机械滑枕154支撑着，这样该推注滚珠丝杆160就可绕其轴线转动，而在轴线方向上则不可动。该推注滚珠丝杆160还从机械滑枕154中突出一段给定轴向长度，而伸向动压板108。一个作为滚珠丝杆的突出端166，一个作为第二滚珠螺母的推注滚珠螺母168与突出端166螺纹连接，且被固定到一个推注器台板170上，该推注器台板能配插到动压板108中。推注器台板170具有合适数目的推注器柱销172，如现有技术中公知的那样，它们适于在模具闭合动作之后，从模具中挤出一个模制产品。
在另一方面，推注滚珠丝杆160的另一个轴向端(即图10中左手端)固定连接了一个作为推注电机的推注伺服马达162的输出轴，这样使它们能相对转动。另外，推注伺服马达162被设置在机械滑枕154的孔洞158中，并螺栓固定到机械滑枕154的轴向开口端部分上。机械滑枕154的孔洞158在其轴向右手侧也是开口的，经一个连通孔174通向大气，连通孔174穿通地制在轴承164的基座部分上，而在其轴向左手端经一个空隙176通向外界大气，空隙形成在推注伺服马达162的外周表面和孔洞158之间，且在推注伺服马达162的法兰部分179上穿出一个孔洞178。连通孔174、空隙176以及孔洞178的设置使得在机械滑枕154往复运动时，孔洞158能实现通气。
推注伺服马达162启动，而使推注滚珠丝杆160相对于推注滚珠螺母168转动，造成推注滚珠螺母168在轴向方向上直线运动。通过推注器柱销172在轴向方向上的直线运动，推注器台板170移向或远离动压板108，使得推注器柱销172在轴向方向上产生进给运动和回缩运动。
因而，根据第二实施例设计的合模装置表现出与第一实施例的合模装置相同的理想效果。也就是说，本发明的合模装置由于模具开合机构110的直线运动直接作用于动压板108上，从而能使模具开合动作以相对高的速度进行。该合模装置还能在采用液压单元所产生的增大的液压力的基础上，对动压板108施加足够大的合模力，其中的液压单元包括压力发生缸装置112和合模缸装置114。
根据第二实施例的合模装置，在每个模具开合机构110中，第一滚珠丝杆118与伺服马达116的输出轴直接连接。这样的结构设置相比于第一滚珠丝杆和伺服马达的输出轴通过例如皮带的适当传动部件的情况，能减小噪音，并提高对各个滚珠丝杆118的定位控制的精度。
另外，根据本发明第二实施例的合模装置是这样设置的在后台板104和动压板108的一侧上布置了一个模具开合机构110和一个压力发生缸装置112，而在后台板104和动压板108的另一侧上布置了另一个模具开合机构110和另一个压力发生缸装置112。此外，第一伺服马达116安装在动压板108上。在这样的布置中，第二实施例的合模装置的轴向长度要小于第一实施例中的合模装置，使得第二实施例中的合模装置的尺寸减小。
在第二实施例的合模装置中，在动压板108移向和远离固定台的过程中，压力发生缸装置112的压力发生活塞126通过锁止柱销134以及螺旋弹簧130的偏置力而直接和压力发生活塞126的外周表面相接合，而保持在其回缩位置上。这样的设置进一步保证了模具开合动作的可靠性。
在第二实施例中，在后台板104和动压板108相对两侧的一侧上布置了一个模具开合机构110和一个压力发生缸装置112，而在后台板104和动压板108的另一侧上布置了另一个模具开合机构110和另一个压力发生缸装置112，这样机械滑枕154的孔洞158容纳了滚珠丝杠类型的电动推注机构，而得到了有效的利用。这样的设置不但实现了推注机构的电气化，而且对装置的部件进行了高效布置而提高了空间利用率。
另外，机械滑枕154的孔洞的内部空间经制在机械滑枕154轴向相对两端中的一端上的连通孔174、空隙176、以及制在机械滑枕154另一轴向端上的孔洞178通向大气，由此便于对机械滑枕154的内部空间进行通气，有效地防止或减小了配装在机械滑枕154的孔洞158中的伺服马达162的不利发热。
和第一实施例相同，根据第二实施例设计的合模装置最好带有一个作为定位电机的第二伺服马达(78)，以便于调整合模缸138相对于后台板104在机械滑枕154轴向上的位置。这就使调节第一和第二可接合突起147、156的接合变成可能，便于高精度地确定合模滑枕142的参考位置。
在实际模具固定到合模装置上后，第一、第二可接合突起的接合位置最好按照各种方法计算出来，其中的这些方法根据所用参考位置和思路的不同而相互不同，在本发明中任何方法都是可行的。最好是，可采用合模滑枕从其机械零位到接合位置行程最小的方法。
在上述的第一实施例的第(3)点的执行的精机械调节中，在合模滑枕66被定在其回缩位置条件下，半螺母上的第二可接合突起86被设置成与模具开合缸12上的第一可接合突起88相接合。但是，假如第一和第二可接合突起88、86由第一伺服马达22相对其零位转角位置的一个特定的转角位置确定出接合部分后，本发明的机械微调并不具体限定于这种结构。
尽管上文详细地对本发明的最佳实施例进行了描述，只是用来进行例示说明，可以理解，对于本领域普通技术人员，在不偏离本发明思路和范围的前提下，本发明并不限定于所示实施例的细节，而是以多种变化、改型、和改进进行实施。
工业实用性从上文的描述可以清楚地看到，根据本发明设计的合模装置可被用作注塑机上的合模装置。在本发明的合模装置中，用来驱动动压板移向和远离固定台的驱动是利用一个结构简单的滚珠丝杠机构有效地产生的。该滚珠丝杠机构与一个液压系统配套使用，能用简单的机构、极好的能耗效率产生足够大的合模力。因而，本发明的合模装置能有效地用在工业生产中作为一种新颖的混合型合模装置，其中的电动驱动机构和液压系统被有效地结合起来而共同作为一个动力源。
根据本发明的方法，根据本发明的合模装置的操作对于工业生产中的压注模制工作是适用的。该方法能使得模具闭合操作平稳地过渡到模具夹紧操作，并减小了在压力降低操作中的冲击的幅度。
权利要求
1.一种在注塑成型机上用来夹紧模具的合模装置，所述合模装置包括一个固定台和一个后台板，它们都固定地布置在注塑成型机的基架上，使得该固定台和后台板相互间隔一定距离地相对着；一个布置在所述固定台和所述后台板之间的动压板，所述动压板在固定台和后台板之间、于固定台和后台板相互正对的方向上是可动的；一个驱动机构，其具有一个电动机，其设置在所述后台板和所述动压板之间，并是可运转的，以推动所述动压板移向或远离固定台；一套电动机滚珠丝杠类型的模具开合机构，其包括一个由所述动压板和所述后台板之一支撑的第一滚珠丝杆，一个与所述第一滚珠丝杆螺纹连接的第一滚珠螺母，其由所述动压板和所述后台板中的另一个支撑着，以及一台模具驱动电动机，其适于使所述第一滚珠丝杆和所述螺母相对转动，从而使第一滚珠丝杆和螺母产生相对轴向运动，所述模具开合机构适于在第一滚珠丝杠和螺母相对轴向运动的基础上打开模具或合上模具；一个布置在所述后台板侧面的压力发生缸装置，在所述第一滚珠丝杠和螺母相对轴向运动的基础上，该装置的工作可产生一个液压压力；一个布置在所述后台板侧面的合模缸装置，在该装置上施加了由压力发生缸装置产生的液压压力，该合模装置具有一个合模滑枕，其可与动压板相连接；以及一个接合装置，其在所述模具合上时，可将所述合模滑枕与所述动压板连接起来，由此来向所述动压板施加由所述合模缸装置所产生的合模力，其中合模缸装置是基于所述第一滚珠丝杆和螺帽间相对纵向运动的基础上产生合模力的。
2.根据权利要求1所述的合模装置，其特征在于所述压力发生缸装置还包括一个偏置装置，该装置适于将压力发生活塞偏置向其一个最大回缩位置，以增大所述压力发生缸装置中一个压力发生腔的容积。
3.根据权利要求1或2所述的合模装置，其特征在于所述压力发生缸装置还包括一个锁止装置，其可操作地将所述压力发生活塞连接到所述压力发生缸装置中的压力发生缸上，这样就防止了压力发生活塞相对于压力发生缸位移。
4.根据上述权利要求1至3之一所述的合模装置，其特征在于还包括一套液压系统，该系统具有一条液压回路，用于在所述压力发生缸装置中的压力发生腔和所述合模缸装置的合模腔之间实现流体连通；以及一开关阀，其交替地连接或断开所述压力发生腔和所述合模腔之间的连接。
5.根据上述权利要求1至4之一所述的合模装置，其特征在于所述压力发生活塞是一个圆筒形的中空部件，且所述压力发生腔的部分是由所述中空压力发生活塞的外周表面围成的，所述第一滚珠丝杆设置在所述中空压力发生活塞中的一个孔洞中，并延伸穿过该孔洞，且所述第一滚珠螺母被固定到所述中空压力发生活塞上。
6.根据上述权利要求1至5之一所述的合模装置，其特征在于所述合模缸装置是这样布置的使得合模缸装置的中心轴线与所述动压板的中心线成一线，且所述合模滑枕包括一个中空的圆筒形部件，所述装置另外还包括一个固定到所述动压板上的机械滑枕，其延伸穿过所述中空合模滑枕中的一个孔洞，所述接合装置的操作可将中空合模滑枕保持与机械滑枕的连接关系。
7.根据上述权利要求6所述的合模装置，其特征在于所述接合装置包括一组制在所述机械滑枕外周表面上的第一可接合突起，第一可接合突起在机械滑枕的轴线方向上以一定的间隔相互离开；以及一个由所述合模滑枕支撑着的接合部件，其上具有一组第二可接合突起，并使得接合部件在机械滑枕的轴线方向上是不可动的，但能运动靠近或远离所述机械滑枕的外周表面，以使所述的第二可接合突起与所述第一可接合突起接合或脱开。
8.根据上述权利要求7所述的合模装置，其特征在于还包括一个定位电机，其适于使所述接合部件在所述机械滑枕的轴线方向上相对于机械滑枕运动，这样所述接合部件上的第二可接合突起就能被正确地定位，以便于和所述机械滑枕上的第一可接合突起相接合。
9.根据上述权利要求7或8所述的合模装置，其特征在于所述合模缸装置中的所述中空合模滑枕的工作行程长度大于第一可接合突起间的节距与一个轴向距离增加量之和，其中的轴向距离增加量是指当一个合模力作用在所述后台板和所述动压板之间时，后台板和动压板之间轴向距离的增加量。
10.根据上述权利要求6至9之一所述的合模装置，其特征在于所述机械滑枕包括一个中空圆筒形部件，所述合模装置还包括一个滚珠丝杠类型装置中的电驱动推注器，在这种类型中，一个推注器固定在所述动压板上，在所述中空机械滑枕的孔洞中设置了一个第二滚珠丝杆，并固定到所述机械滑枕和所述推注器二者之一上，一个和所述第二滚珠丝杆螺纹接合的第二滚珠螺母固定到机械滑枕和推注器二者中的另一个上；以及一台推注电机，其适于使所述第二滚珠丝杆和螺母发生相对转动，从而使第二滚珠丝杆和螺母产生相对纵向运动，由此来驱动推注器。
11.根据上述权利要求10所述的合模装置，其特征在于所述推注电机被固定地安装在所述中空机械滑枕的孔洞中，且所述机械滑枕具有一空气通道，该通道在轴向方向上穿过孔洞。
12.根据上述权利要求1至11之一所述的合模装置，其特征在于所述压力发生缸装置包括一组设置在所述动压板中心轴线周围的压力发生缸。
13.根据上述权利要求12所述的合模装置，其特征在于所述成组压力发生缸装置中的每一个都包括中空圆筒形式的所述压力发生活塞；由所述中空压力发生活塞的外周表面部分限定成的所述压力发生腔；位于所述中空压力发生活塞孔洞中的第一滚珠丝杆，其穿过该孔洞；固定在所述中空压力发生活塞上的第一滚珠螺母；以及由所述动压板固定支撑的所述模具驱动电机，其适于使第一滚珠丝杆和螺母发生相对转动。
14.根据上述权利要求6至9之一所述的合模装置，其特征在于所述机械滑枕包括一个中空的机械滑枕，且所述第一滚珠丝杆位于所述中空机械滑枕的一个孔洞中，并穿过该孔洞。
15.根据上述权利要求14所述的合模装置，其特征在于所述第一滚珠丝杆由注塑机的基架在轴向方向上不可移动地支撑着，所述固定台固定地支撑在该基架上，且所述压力发生活塞在机械滑枕的孔洞内滑动，这样就形成了所述压力发生缸装置，而所述第一滚珠螺母被固定到所述压力发生活塞上。
16.根据上述权利要求1所述的合模装置，其特征在于所述装置包括由注塑成型机基架支撑的所述模具开合机构中的第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆能绕其轴向转动，而在轴线方向上则是不可动的；所述模具驱动电机，其适于使第一滚珠丝杆在前向方向和相反方向上转动；一个中空的机械滑枕，其布置在所述第一滚珠丝杆的径向外侧，且其轴向相对两端部之一固定在所述动压板上，所述中空机械滑枕就能在其轴线方向上相对于注塑机的基架轴向运动，而不能绕其轴线转动；设置在所述机械滑枕径向内侧的所述压力发生活塞，并使得压力发生活塞可在所述机械滑枕的轴线方向上往复滑动，而不能绕机械滑枕的轴线转动，所述压力发生活塞与机械滑枕相配合而在此间形成一个压力发生腔，该压力发生腔的容积会由于所述压力发生活塞向机械滑枕相对两端部之一运动而减小，所述压力发生活塞和所述压力发生腔相配合而构成了压力发生缸装置；一个偏置装置，其适于将所述压力发生缸装置中的所述压力发生活塞相对于所述机械滑枕发生偏置，这样就使得压力发生活塞偏置向压力发生缸上远离动压板的那一轴向端部；所述模具开合机构中的所述第一滚珠螺母，其与所述第一滚珠丝杆螺纹连接，并固定到压力发生缸装置中的压力发生活塞上，第一滚珠丝杆和滚珠螺母可相对转动，从而往复地移动所述压力发生活塞；所述合模缸，其布置在所述机械滑枕的径向外侧，并由注塑机的基架固定地支撑着；所述合模缸装置的所述合模滑枕布置在机械滑枕的径向外侧，并布置在合模缸的径向内侧，这样合模滑枕就能在合模缸的轴线方向上滑动，合模滑枕与合模缸相配合而在它们之间围出一个合模腔；一台定位电机，其适于使所述合模滑枕相对于所述合模缸运动，以在合模缸轴线方向上对所述合模滑枕相对于所述合模缸进行定位；一套液压系统，其具有一条液压回路，用来使流体在所述压力发生缸装置的所述压力发生腔和所述合模缸装置中的所述合模腔之间连通，并使得压力发生腔由于所述第一滚珠丝杆和螺母的纵向相对运动而产生的液压压力传递到合模腔，从而在合模腔中产生一个液压力，并将该液压力作为液压驱动力施加到所述合模滑枕上，其中第一滚珠丝杆和螺母的相对运动是由于所述第一滚珠丝杆的转动产生的；一个接合装置，其布置在所述合模缸装置的所述合模滑枕和所述机械滑枕之间，并能可操作地将合模滑枕和机械滑枕相连接，以便于将液压驱动力作为合模力作用到合模缸装置的所述合模滑枕和所述机械滑枕上。
17.根据上述权利要求1所述的合模装置，其特征在于所述装置包括一组所述压力发生缸装置，其包括多个固定在所述后台板上的压力发生缸，它们布置在动压板中心轴线的延长线周围，从而平行于动压板的中心轴线延伸，且一组所述压力发生活塞，它们每个都为中空圆筒形状，且可滑动地布置在各个所述压力发生缸中，这样就由各个所述中空压力发生活塞的外周表面分别部分地形成一组压力发生腔，每个压力发生腔的容积会由于这组所述压力发生活塞在远离所述动压板方向上的滑动而变小；一组所述第一滚珠丝杆，它们布置在所述动压板的中心轴线周围，从而平行于动压板的中心轴线延伸，且它们位于各个所述中空压力发生活塞的孔洞中，并从这些孔洞中穿过，这组第一滚珠丝杆轴向不可动地固定在所述动压板上；一组所述模具驱动电机，其设置在所述动压板上，并适于使所述第一滚珠丝杆绕它们的轴线向前和向后转动；一组所述第一滚珠螺母，它们固定到所述的那组压力发生活塞上，并和所述第一滚珠丝杆螺纹连接；一组偏置装置，它们适于将所述压力发生缸装置中的所述压力发生活塞在轴向方向上偏顶向所述动压板；所述合模缸装置，其包括固定地设置在所述后台板上的所述合模缸，其设置方式使得合模缸的中心轴线和动压板的中心轴线成一线，所述合模滑枕的形状为中空圆筒形，其在合模缸中可滑动，且所述合模腔的部分由合模滑枕的外周面围成，且其容积会由于合模滑枕在远离所述动压板方向上的滑动而变小；一个液压装置，该装置的启动会切断通向所述压力发生腔的流体，以使所述压力发生活塞相对于所述压力发生缸进行固定定位，这样所述动压板就由所述第一滚珠丝杆相对于所述后台板的转动而移动，以打开或合上模具，其中的后台板和压力发生缸固定连接，该液压装置还能可操作地接通压力发生腔和合模腔，以实现所述压力发生活塞的滑动，这样，在压力发生腔中由第一滚珠丝杠的转动而产生的液压力就被作用到合模缸装置中的所述合模腔中，由此向所述合模滑枕作用了一个液压驱动力；一个固定到所述动压板上的机械滑枕，其沿所述动压板的中心轴线突向后台板，机械滑枕延伸穿入合模缸装置中的所述合模滑枕上的一个孔洞中；所述接合装置，其布置在所述合模缸装置中的所述合模滑枕与所述机械滑枕之间，并能可操作地将合模滑枕和机械滑枕相互接合起来，以将合模缸装置的合模滑枕的液压驱动力作为合模力作用到所述机械滑枕上；以及一台滚珠丝杠类型的电动推注器装置，其包括一个固定到所述动压板上的推注器板；一个位于所述中空机械滑枕的孔洞中的第二滚珠丝杆，其固定到机械滑枕和推注器二者之一上；一个第二滚珠螺母，其与所述第二滚珠丝杆螺纹连接，并固定在机械滑枕和推注器二者之中的另一个上；以及一台推注器电机，其适于使所述第二滚珠丝杆和所述螺母发生相对转动，从而使它们产生纵向相对运动，由此来驱动所述推注器。
18.一种用来对上述权利要求1至17之一限定的合模装置的工作进行控制的方法，其中所述装置还包括制在所述合模滑枕和所述动压板二者之一上的一组第一可接合突起，这组第一可接合突起在所述合模滑枕和所述动压板相对运动的方向上以一定的间隔相互隔开，并在所述合模滑枕和所述动压板二者中的另一个上制出了一个接合部件，该接合部件上具有一组第二可接合突起，它们可与所述第一可接合突起相接合，所述接合部件可运动向第一可接合突起或远离第一可接合突起，所述方法包括步骤确定所述动压板的一个参考位置，在所述动压板上固定了一个样模，其厚度要小于在实际工作中固定的模具的厚度，动压板运动向其模具闭合位置，此时动压板处于模具闭合位置的一个轴向位置被作为所述动压板的参考位置；确定所述合模缸装置中所述合模滑枕的一个参考位置，调整所述合模滑枕到相对于所述合模缸的某一轴向位置，在该位置处可确保所述第一和第二可接合突起的接合关系，所述合模滑枕该调节后的轴向位置就作为合模滑枕的参考位置；以及在确定出所述动压板的参考位置、以及所述合模滑枕的参考位置的基础上，调整连结了所述实际模具的所述合模滑枕相对于所述合模缸在轴向方向上位置达到某一轴向位置，以保证所述第一和第二可接合突起当固定了实际模具的所述动压板被保持在模具闭合位置时能发生接合。
19.根据权利要求18所述的对合模装置的工作进行控制的方法，其特征在于所述方法还包括步骤调整所述合模滑枕在轴向方向上相对于所述合模缸的轴向位置，使得所述第一和第二可接合突起就在一个接合部位相互接合，该部位从所述合模滑枕的最大进给位置至少回缩了一段轴向距离，该距离对应于所述后台板和所述动压板由于在它们之间施加了合模力而增大的轴向距离，且在固定了实际模具的情况下，该位置最靠近所述合模滑枕的合模位置。
20.根据权利要求18或19所述的对合模装置的工作进行控制的方法，其特征在于所述方法还包括步骤计算出在所述样模和所述实际模具之间的模具厚度差；当所述动压板上固定了所述实际模具后，在模具厚度差和动压板参考位置的基础上，得出所述合模滑枕的一个模具闭合位置；算出在所得到合模位置和所述合模缸装置中的所述合模滑枕参考位置之间的距离；以及在所算出的距离和所述第一可接合突起节距的基础上，得到所述合模滑枕相对于合模缸装置中的所述合模缸的轴向位置调整量，该调整量是保证所述第一和第二可接合突起相接合所必须。
21.一种用来对上述权利要求1至17之一限定的合模装置的工作进行控制的方法，其中用来驱动所述第一滚珠丝杆的所述模具驱动电机包括一电动伺服马达，所述方法包括如下的步骤在一个代表所述压力发生缸装置所述压力发生腔中的液压压力的检测信号的基础上，当模具夹紧操作时，控制所述电动伺服马达的输出扭矩。
22.一种用来对上述权利要求1至17之一限定的合模装置的工作进行控制的方法，其中用来驱动所述第一滚珠丝杆的所述模具驱动电机包括一电动伺服马达，所述方法包括如下的步骤通过将所述电动伺服马达的输出扭矩逐步减小到一个设定值，来降低所述合模腔中的液压力，从而完成所述合模腔中的减压操作。
23.一种用来对上述权利要求1至17之一限定的合模装置的工作进行控制的方法，其中用来驱动所述第一滚珠丝杆的所述模具驱动电机包括一电动伺服马达，所述方法包括如下的步骤通过无级逐步地改变所述电动伺服马达在使所述合模腔中的液压压力降低的方向上的转动速度，来实现所述合模腔中的液压压力降低，直到检测到有如下的至少一种情况发生已经过了一段设定的时间，这段时间是用来降低合模腔中的压力所需要的；所述合模腔中的压力已经被降低到一个设定的水平。
24.根据权利要求21至23之一所述的对合模装置的工作进行控制的方法，所述装置由权利要求2、16或17限定，所述方法包括步骤在将所述压力发生活塞产生的、用来抵消所述偏置装置作用到其上的偏置力考虑进去的基础上，控制所述电动伺服马达的输出扭矩。
全文摘要
一种混合型的合模装置,在该装置中,组合使用了一个电动机类型的驱动机构和一个液压缸类型的驱动机构作为一个动力源。所公开装置结构新颖,并以简单的机构和极高的效率实现了模具的快速开合操作和模具夹紧操作的高压力。该压力发生缸装置由滚珠丝杠机构18、48驱动。压力发生缸装置中的压力发生活塞34与机械滑枕12一体地运动,从而固定到机械滑枕12上的动压板14在模具开合方向上运动。压力发生活塞34还能相对于机械滑枕12运动,这样在压力发生缸40中产生的流体压力就能被传输到合模缸装置中的合模腔76中,压力发生缸40是在机械滑枕12和压力发生活塞34之间限定成的。在合模腔76中的流体压力被施加于机械滑枕12上,从而机械滑枕12运动而产生合模力。
文档编号B29C33/24GK1376107SQ00802574
公开日2002年10月23日 申请日期2000年11月7日 优先权日1999年5月20日
发明者盛田良三, 高士了治, 富田聆, 筱田隆志, 冈启二郎 申请人:株式会社名机制作所