一种单伺服电机驱动的注塑装置的制作方法

本发明涉及注塑装置技术领域，尤其涉及单伺服电机驱动的注塑装置技术领域。

背景技术：

注塑装置是一种用于将塑料进行预塑，并且将预塑后熔化的塑料注射到模具中的机械装置。

图1是现有技术中注塑装置的结构示意图，如图所示，注塑装置通常包括注射单元和预塑单元，注射单元包括注射电机001、第一齿形皮带002、滚珠丝杠003、轴承004、注射单元滑板005，其中，注射电机001提供动力，通过第一齿形皮带002带动滚珠丝杠003做旋转运动，滚珠丝杠003与固定在注射单元滑板005上的螺母006接合；预塑单元包括预塑电机007、螺杆008、与预塑电机007相连的第一齿形带轮009、与螺杆008相连的第二齿形带轮010以及连接两齿形带轮的第二齿形皮带011，其中，预塑电机007驱动与其相连的第一齿形带轮009运动，通过第二齿形皮带011带动与螺杆008相连的第二齿形带轮010运动，进一步螺杆008进行旋转运动。此外，注射单元滑板005可以来回自由直线滑行。

注塑装置的运动过程大致分为以下三个阶段：

1、预塑阶段：包括熔料和背压，预塑电机007提供动力，通过齿形带轮传动，带动注塑装置的螺杆008旋转，实现熔料的动作，熔料过程中，螺杆008旋转对塑胶原料进行剪切，同时螺杆008受到剪切力的反作用力，注射单元被迫向后运动，滚珠丝杠003被迫后退且旋转，此时，注射电机001提供动力，阻碍滚珠丝杠003旋转，降低转速，丝杠通过与注射单元滑板005连接的螺母006，从而提供背压；

2、注射阶段：注射电机001提供动力，通过第一齿形皮带002传动带动滚珠丝杠003旋转运动，与滚珠丝杠003配合的螺母006被迫直线运动，螺母006带动注射单元滑板005进行直线运动，完成注射；

3、松退阶段：注射电机001提供动力，通过第一齿形皮带002传动，带动滚珠丝杠003旋转运动，与滚珠丝杠003配合的螺母006被迫做直线运动，带动与螺母006固定的注射单元滑板005后退，实现松退动作。

现有技术中，注塑装置的注射单元和预塑单元均需要电机提供动力，并分别由注射电机和预塑电机提供驱动力，即现有技术中的注塑装置需要两个电机来分别驱动螺杆和滚珠丝杠的运动。采用两个电机提供驱动力，使得该注塑装置的成本高昂。

有鉴于此，如何设计一种新的注塑装置，以消除现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的技术问题，本发明提供了一种单伺服电机控制的注塑装置，其结构紧凑、动态性能优良、制造成本低。

为了实现上述发明目的，本发明公开了一种单伺服电机驱动的注塑装置，包括一伺服电机、一注射单元、一预塑单元，所述预塑单元用于完成熔料动作，所述注射单元用于完成射出动作，所述注射单元和所述预塑单元由所述伺服电机提供动力，所述单伺服电机驱动的注塑装置还包括依次轴向分布的一弹簧、一组合齿轮组、一线圈，所述线圈用于驱动所述组合齿轮组沿所述伺服电机的一伺服电机轴滑动，所述弹簧用于提供所述组合齿轮组滑动的回复力。

更进一步地，所述组合齿轮组包括一第一齿轮和一第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮同轴设置。

更进一步地，所述线圈通电后，所述组合齿轮组滑动至所述第二齿轮与所述注射单元的一第三齿轮相互啮合，以驱动所述注射单元。

更进一步地，所述注射单元还包括一磁粉离合器，所述磁粉离合器用于提供所述单伺服电机驱动的注塑装置在熔料动作时的背压。

更进一步地，所述注射单元还包括一第四齿轮，所述第四齿轮和所述第三齿轮相互啮合，并与所述磁粉离合器相互连接，所述磁粉离合器通过所述第四齿轮提供所述单伺服电机驱动的注塑装置在熔料动作时的背压。

更进一步地，所述第三齿轮和所述注射单元的一滚珠丝杠相互连接，所述滚珠丝杠旋转以实现所述射出单元的射出动作和/或松退动作。

更进一步地，所述线圈断电后，所述组合齿轮组在所述弹簧的回复力的作用下滑动至所述第一齿轮与所述预塑单元的一第五齿轮相互啮合，以驱动所述预塑单元。

更进一步地，所述第五齿轮与所述预塑单元的一螺杆相互连接，所述螺杆通过旋转动作进行熔料动作。

与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案具有以下优点：仅通过一个伺服电机为注射单元和预塑单元提供驱动力，使注塑装置完成预塑阶段、注射阶段、松退阶段，使用单伺服电机的注塑装置，其空间结构更加紧凑、动态性能更加优良，同时，大大降低了注塑装置的生产制造成本，此外，利用阻尼可变的磁粉离合器提供背压，背压控制更加便捷和精准。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是现有技术中注塑装置的结构示意图；

图2是本发明所涉及的注塑装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明的目的在于提供一种单伺服电机驱动的注塑装置，实现注塑装置的单伺服电机控制。

下面结合附图2详细说明本发明的具体实施例。

图2是本发明所涉及的单伺服电机驱动注塑装置的结构示意图，其主要示意出了该注塑装置的传动机构。如图所示，本发明所提供的注塑装置包括伺服电机2、注射单元、预塑单元、控制单元(图中未示出)，弹簧6、线圈3、组合齿轮组；其中，组合齿轮组包括同轴连接的第一齿轮4和第二齿轮5；注射单元包括磁粉离合器10、相互配合的螺母9和滚珠丝杠8、相互啮合的第三齿轮7和第四齿轮11，该用于提供背压的磁粉离合器10阻尼可变，与第四齿轮11连接，固定于注射单元的滑板(图中未示出)上的滚珠丝杠8与第三齿轮7连接，螺母9固定在射座尾板上13；预塑单元包括相互连接的螺杆1和第五齿轮12，螺杆1进行旋转运动以实现注塑装置的熔料；伺服电机输出轴，其一端与伺服电机2连接，另一端与弹簧6连接，伺服电机2和弹簧6之间，依次安装有第二齿轮5、第一齿轮4、线圈3，其中，由第一齿轮4和第二齿轮5组合而成的组合齿轮组可以在该输出轴上进行自由滑动，线圈3通电后，用于提供作用力，迫使该组合齿轮组从图中II位移动至I位，弹簧6用于提供线圈3断电后，组合齿轮组从图中I位移动至II位的回复力，当组合齿轮组位于I位时，第二齿轮5和第三齿轮7相互啮合，当组合齿轮组位于II位时，该第一齿轮4和第五齿轮12相互啮合。此外，注射单元滑板可以来回自由直线滑行。

下面将根据注塑装置的三个不同阶段来说明本发明所提供的注塑装置：

(1)注射阶段：伺服电机2反转，带动第一齿轮4和第二齿轮5反转(此阶段线圈3通电，将组合齿轮组推至I位，弹簧6处于压缩状态)，第二齿轮5与第三齿轮7相互啮合,第三齿轮7正转(此阶段磁粉离合器10断电，无阻尼，第四齿轮11反转)，与第三齿轮7连接的滚珠丝杠8正转且前进，整个注射单元前进做射出动作。

(2)预塑阶段：

包括熔料动作和背压功能，如下：

A、熔料动作：伺服电机2正转，带动第一齿轮4和第二齿轮5正转(此阶段线圈3断电，弹簧6复位，将组合齿轮组推至II位)第一齿轮4与第五齿轮12相互啮合,第五齿轮12反转,与第五齿轮12花键连接的螺杆1随其反转，开始熔料。此时螺杆1反转的同时向后直线运动。

B、背压功能：螺杆1向后直线运动，即注射单元后退，此时滚珠丝杠8被迫后退且反转，第三齿轮7反转，与其啮合的第四齿轮11被迫正转(此时磁粉离合器10通电，提供一定扭矩的阻尼，扭矩的大小通过磁粉离合器10的电流大小调节),以此实现背压的功能。

(3)松退阶段：伺服电机2正转，带动第一齿轮4和第二齿轮5正转(此阶段线圈3通电，将组合齿轮组推至I位，弹簧6处于压缩状态)，第二齿轮5与第三齿轮7相互啮合,第三齿轮7反转(此阶段磁粉离合器10断电，无阻尼，第四齿轮11正转)，与第三齿轮7连接的滚珠丝杠8反转且后退，整个注射单元后退以实现松退功能。

下表是本发明所提供的第一实施例的单伺服电机驱动的注塑装置的各部件运动逻辑表：

与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案具有以下优点：仅通过一个伺服电机为注射单元和预塑单元提供驱动力，使注塑装置完成预塑阶段、注射阶段、松退阶段，使用单伺服电机的注塑装置，其空间结构更加紧凑、动态性能更加优良，同时，大大降低了注塑装置的生产制造成本，此外，利用阻尼可变的磁粉离合器提供背压，背压控制更加便捷和精准。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。