专利名称：一种驱动机构及应用该机构的吹塑机壁厚控制系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及中空吹塑成型技术领域，特别是涉及一种驱动机构及应用该机构的吹塑机壁厚控制系统。
背景技术：
塑料容器在人们的日常生活中广泛应用，在塑料容器成型的方法中，中空吹塑成型技术应用最广泛。中空吹塑成型技术是通过气压使塑化的型胚紧贴模具内壁成型，型胚的生产方式为挤出式，即将加热塑化的塑胶熔体从各种形状的模芯缝隙中基础，形成各种形状的筒状型胚。在中空塑料容器制品中，因其强度要求规定了最小壁厚，因此需要壁厚控制系统控制型胚的壁厚。而目前的壁厚控制系统是通过液压驱动机构达到壁厚控制的，如图1所示，液压驱动机构主要包括:油源1、油缸2、比例阀3、电子尺4，其中，通过油源I来驱动油缸2内的活塞，通过电子尺4采集油缸2中活塞的位置数据，得到的活塞的位置数据经过控制器5分析后，得到一个模拟信号提供给比例阀3，比例阀3根据所述模拟信号输出一电压信号，依据所述电压信号控制油缸2内活塞的移动距离，由油缸带动芯轴6运动。传统的壁厚控制系统的驱动机构采用液压油作为驱动能源，能源消耗高，液压驱动机构的工作噪音大，且液压驱动机构采用电子尺和比例阀控制油缸内活塞的移动，响应速度低，控制精度低。
实用新型内容为解决上 述技术问题，本申请实施例提供一种驱动机构及应用该机构的吹塑机壁厚控制系统，以降低能耗、噪音，并提高响应速度和控制精度，技术方案如下:本申请提供一种驱动机构，应用于吹塑机壁厚控制系统，包括:驱动器、伺服电机、减速器、速度传感器和滚珠丝杠，其中:所述速度传感器的信号输入端连接所述伺服电机的输出端，信号输出端连接所述驱动器的第一输入端，将采集到的所述伺服电机的运行状态参数检测值提供给所述驱动器；所述驱动器的第二输入端用来接收所述伺服电机的运行状态参数设定值，输出端与所述伺服电机的输入端连接，所述驱动器根据所述运行状态参数设定值，以及所述运行状态参数检测值，计算得到所述伺服电机的运行状态参目标值，并控制所述伺服电机的转速达到所述运行状态参数目标值；所述减速器的输入端连接所述伺服电机的输出端，所述减速器的输出端连接所述滚珠丝杠，所述减速器将所述伺服电机的转速进行减速后，推动所述滚珠丝杠运动，以使所述滚珠丝杠带动所述吹塑机壁厚控制系统的芯轴运动。优选的，所述驱动器依据接收到的运行状态参数设定值及所述运行状态参数检测值，通过比例-积分-微分运算，得到所述伺服电机的运行状态参数目标值，其中所述运行状态参数目标值包括所述伺服电机的转速和/或扭矩。优选的，所述速度传感器为编码器。本申请还提供一种吹塑机壁厚控制系统，包括:控制器、芯轴和上述的驱动机构，其中:所述控制器与所述驱动机构的驱动器相连，依据壁厚参数设定值通过计算得到所述驱动机构中的伺服电机的运行状态参数设定值，并提供给所述驱动机构中的驱动器；所述芯轴与所述驱动机构的滚珠丝杠连接，通过所述滚珠丝杠带动所述芯轴运动。优选的，所述控制器为单片机。优选的，所述控制器为计算机。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述驱动机构包括，驱动器、伺服电机、减速器、速度传感器和滚珠丝杠。由驱动器驱动伺服电机，通过减速器将伺服电机输出的高转速低扭矩的机械能，转化为低转速高扭矩的机械能，从而驱动滚珠丝杠运动；由滚珠丝杠驱动吹塑机壁厚控制系统中的芯轴运动；速度传感器实时采集伺服电机的运行状态参数，并提供给驱动器，再由驱动器依据所述伺服电机的运行状态参数计算得到运行状态参数目标值，并控制所述伺服电机的运行状态达到所述运行状态参数目标值，从而实现精确的型胚壁厚控制。由于本申请提供的驱动机构和吹塑机壁厚控制系统采用伺服驱动机构，采用电驱动，与现有技术中的液压驱动机构相比，无需消耗液压油，因此节约了能源，降低了能耗和工作噪音，提高了响应速度，而且，滚珠丝杠本身就具备高精度特性，且能够实现微进给量，能够控制芯轴小距离移动，因此，提高了整个壁厚控制系统的控制精度。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统的液压驱动机构的结构示意图；图2为本申请实施例一种吹塑机壁厚控制系统驱动机构的结构示意图；图3为本申请实施例一种吹塑机壁厚控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。请参见图2,示出了本申请实施例一种吹塑机壁厚控制系统驱动机构的结构示意图。所述驱动机构包括:驱动器11、伺服电机12、减速器13、速度传感器14和滚珠丝杠15。[0025]速度传感器14的信号输入端与所述伺服电机12相联，信号输出端连接驱动器11，速度传感器14用于采集伺服电机12运行状态参数，并提供给驱动器11。其中，所述运行状态参数包括伺服电机12的转速、扭矩等相关参数。具体实施时，所述速度传感器14可以通过编码器实现，编码器是将采集到的伺服电机的运行状态参数，进行编制、转换为电信号，能够将速度信号转换为驱动器能够识别的电信号。驱动器11的输出端与伺服电机12连接，用于驱动伺服电机12运转。驱动器11是整个机构的动力源，机构中的各个部件均受驱动器直接或间接控制。伺服电机12与减速器13连接，滚珠丝杠15连接减速器13，减速器13用于将伺服电机12输出的高转速低扭矩的机械能转化为低转速高扭矩的机械能,并提供给滚珠丝杠15，进而由滚珠丝杠15带动芯轴移动。其中，减速器是一种动力传递机构，利用齿轮的速度转换器，将伺服电机的转速降低至所要求的转速。滚珠丝杠是将旋转运动转换为直线运动的传动元件，具有高精度的特性。滚珠丝杠利用滚珠运转，因此，需要的启动力矩极小，而且能够实现精确的微进给，因此，提高了驱动机构的控制精度。所述吹塑机 壁厚控制系统驱动机构的驱动过程如下:驱动器11依据速度传感器14采集到的伺服电机12的运行状态参数检测值，以及接收到的运行状态参数设定值，进行PID运算得到伺服电机的运行状态参数目标值，比如，伺服电机的转速、扭矩；并实时调节伺服电机12的当前运行状态，使其达到所述运行状态参数目标值，该反馈调节过程会不断进行，直到整个壁厚控制系统的运行状态满足壁厚工艺要求。减速器13将伺服电机12输出的高转速低扭矩的机械能转化为低转速高扭矩的机械能后，驱动滚珠丝杠15移动，进而带动芯轴16移动，通过芯轴16的移动达到型胚壁厚的控制。一般壁厚的型胚分为扩展式和收缩式，其中，扩展式控制方式中，当芯轴向上移动，或者芯轴向上移动的速度快，则得到的型胚的壁厚变薄；当芯轴向下移动，或者芯轴向下移动的速度快，则型胚的壁厚变厚。收缩式控制方式中，当芯轴向上移动，或芯轴向上移动的速度快时，型胚的壁厚变厚；当芯轴向下移动，或芯轴向下移动的速度快时，型胚的壁厚变薄。因此通过控制滚珠丝杠上下移动的速度和距离，达到型胚壁厚控制要求。本实施例提供的吹塑机壁厚控制系统的驱动机构，采用电信号驱动方式，与现有技术中的液压驱动机构相比，无需消耗液压油，因此节约了能源，降低了能耗和工作噪音。由于所述吹塑机壁厚控制系统的驱动机构采用电驱动方式，驱动器直接根据计算得到的运行状态参数目标值控制伺服电机的运行状态，这个控制过程都是通过电信号控制的，与现有的采用液压油作为驱动介质的方式相比，提高了响应速度。而且，滚珠丝杠本身就具备高精度特性，且能够实现微进给量，能够控制芯轴小距离移动，因此，提高了整个壁厚控制系统的控制精度。本申请还提供一种吹塑机壁厚控制系统，如图3所示，所述吹塑机壁厚控制系统包括:上述的驱动机构110、控制器120和芯轴130，其中，驱动机构110包括驱动器111、伺服电机112、减速器113、速度传感器114和滚珠丝杠115。控制器120，用于接收加工的塑料产品的壁厚设定参数，依据预设的壁厚与伺服电机的运行状态参数间的对应关系，计算得到当前壁厚设定参数对应的伺服电机的运行状态参数设定值，并输出相应的电信号输送至驱动器111。速度传感器114采集伺服电机112的运行状态参数检测值，并提供给所述驱动器111。驱动器111，用于依据接收到的所述控制器发送的伺服电机的运行状态参数设定值对应的电信号，以及所述速度传感器114提供的伺服电机的运行状态参数检测值，依据PID (Proportional-1ntegral-Differential,比例-积分-微分)运算，计算得到运行状态参数目标值，并驱动伺服电机达到所述运行状态参数目标值。减速器113，用于将伺服电机112输出的高转速低扭矩的机械能转化为低转速高扭矩的机械能后，驱动滚珠丝杠115移动，从而由滚珠丝杠115带动芯轴130移动。本实施例提供的吹塑机壁厚控制系统，采用的驱动机构为伺服直驱机构，包括，驱动器、伺服电机、减速器、速度传感器和滚珠丝杠，该驱动机构的整个驱动过程为电信号驱动方式，与现有技术中的液压驱动机构相比，无需消耗液压油，因此节约了能源，降低了能耗和工作噪音。由于所述驱动机构中的驱动器直接根据计算得到的运行状态参数目标值，控制伺服电机的运行状态，整个控制过程都是通过电信号控制的，与现有的采用液压油作为驱动介质的方式相比，提高了响应速度。而且，滚珠丝杠本身就具备高精度特性，且能够实现微进给量，能够控制芯轴小距离移动，因此，提高了整个壁厚控制系统的控制精度。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅是本申请的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
权利要求1.一种驱动机构，应用于吹塑机壁厚控制系统，其特征在于，包括:驱动器、伺服电机、减速器、速度传感器和滚珠丝杠，其中: 所述速度传感器的信号输入端连接所述伺服电机的输出端，信号输出端连接所述驱动器的第一输入端，将采集到的所述伺服电机的运行状态参数检测值提供给所述驱动器； 所述驱动器的第二输入端用来接收所述伺服电机的运行状态参数设定值，输出端与所述伺服电机的输入端连接，所述驱动器根据所述运行状态参数设定值，以及所述运行状态参数检测值，计算得到所述伺服电机的运行状态参目标值，并控制所述伺服电机的转速达到所述运行状态参数目标值； 所述减速器的输入端连接所述伺服电机的输出端，所述减速器的输出端连接所述滚珠丝杠，所述减速器将所述伺服电机的转速进行减速后，推动所述滚珠丝杠运动，以使所述滚珠丝杠带动所述吹塑机壁厚控制系统的芯轴运动。
2.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动器依据接收到的运行状态参数设定值及所述运行状态参数检测值，通过比例-积分-微分运算，得到所述伺服电机的运行状态参数目标值，其中所述运行状态参数目标值包括所述伺服电机的转速和/或扭矩。
3.根据权利要求1或2所述的驱动机构，其特征在于，所述速度传感器为编码器。
4.一种吹塑机壁厚控制系统，其特征在于，包括:控制器、芯轴和权利要求1-3任一项所述的驱动机构，其中: 所述控制器与所述驱动机构的驱动器相连，依据壁厚参数设定值通过计算得到所述驱动机构中的伺服电机的运行状态参数设定值，并提供给所述驱动机构中的驱动器； 所述芯轴与所述驱动机构的滚珠丝杠连接，通过所述滚珠丝杠带动所述芯轴运动。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器为单片机。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器为计算机。
专利摘要本申请公开了一种驱动机构及应用该机构的吹塑机壁厚控制系统，所述驱动机构为伺服直驱机构，包括驱动器、伺服电机、减速器、速度传感器和滚珠丝杠，该驱动机构的驱动过程均为电驱动，与现有技术中的液压驱动机构相比，无需消耗液压油，因此节约了能源，降低了能耗和工作噪音。由于所述驱动机构中的驱动器直接根据计算得到的运行状态参数目标值，控制伺服电机的运行状态，整个控制过程都是通过电信号控制的，与现有的采用液压油作为驱动介质的方式相比，提高了响应速度。而且，滚珠丝杠本身就具备高精度特性，且能够实现微进给量，能够控制芯轴小距离移动，因此，提高了整个壁厚控制系统的控制精度。
文档编号B29L22/00GK203110311SQ20132006221
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者孙凌财, 曹峥 申请人:宁波弘讯科技股份有限公司