一种单伺服电机驱动的注塑装置的制作方法

本实用新型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，完成熔料的动作，熔料过程中，螺杆008旋转，注射单元受到剪切力的作用向后运动，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，本实用新型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。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型公开了一种单伺服电机驱动的注塑装置，包括伺服电机、注射单元、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，其特征在于，所述伺服电机的数量为一。

更进一步地，所述单伺服电机驱动的注塑装置还包括一电磁离合器，所述伺服电机通过所述电磁离合器控制所述注射单元和所述预塑单元。

更进一步地，所述注射单元还包括一磁粉离合器，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，所述电磁离合器包括一第一电磁离合器和一第二电磁离合器。

更进一步地，所述伺服电机通过所述第一电磁离合器控制所述注射单元。

更进一步地，所述伺服电机通过所述第二电磁离合器控制所述预塑单元。

更进一步地，所述电磁离合器为一电磁组合离合器，所述电磁组合离合器位于所述注射单元和所述预塑单元之间，并可沿一轴进行轴向滑动。

更进一步地，所述轴一端与所述注射单元连接，另一端与所述预塑单元连接。

与现有技术相比较，本实用新型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。

附图说明

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型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是本实用新型所涉及的第一实施例的注塑装置的结构示意图；

图3是沿图2中A-A的侧视图；

图4是本实用新型所涉及的第二实施例的注塑装置的结构示意图；

图5是沿图4中B-B的侧视图；

图6是本实用新型所涉及的第三实施例的注塑装置的结构示意图；

图7是沿图6中C-C的侧视图；

图8是本实用新型所涉及的第四实施例的注塑装置的结构示意图；

图9是沿图8中D-D的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。然而，应当将本实用新型理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本实用新型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，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，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。此外，在以下描述中所实用的“正转”一词是指，以图3为参考，其齿轮的顺时针方向为正转，相反，逆时针转为反转。

本实用新型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2-9详细说明本实用新型的具体实施例。

第一实施例

图2是本实用新型所涉及的第一实施例的单伺服电机驱动注塑装置的结构示意图，图3是沿图2中A-A的侧视图，其中，图3主要示意出了该注塑装置的传动机构。如图2-3所示，本实用新型提供的注塑装置包括注射单元滑板(图中未示出)、伺服电机108、磁粉离合器110、与磁粉离合器110连接的第四齿形带轮109、注射单元、预塑单元以及第一离合器106、第二离合器105。注射单元包括与伺服电机108连接的第三齿形带轮107、与滚珠丝杠112连接的第五齿形带轮114、连接第三、第四和第五齿形带轮的第一齿形皮带111、滚珠丝杠112，其中，滚珠丝杠112固定于注射单元滑板上，螺母113固定于射座尾板上，滚珠丝杠112和螺母113配合；丝杠预塑单元包括螺杆101、与螺杆101连接的第一齿形带轮102、与伺服电机108连接的第二齿形带轮104、连接第一、第二齿形带轮的第二齿形皮带103；第一电磁离合器106用来控制注射单元的第三齿形带轮107的运动，第二电磁离合器105用来控制预塑单元中第二齿形带轮104的运动。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实用新型第一实施例所提供的注塑装置：

(1)注射阶段：伺服电机108正转，(第一电磁离合器106吸合，对应的第三齿形带轮107随电机轴正转)带动第三齿形带轮107正转，通过第一齿形皮带111传动,第五齿形带轮114正转(此阶段磁粉离合器110断电，无阻尼,第四齿形带轮109正转)，与第五齿形带轮114联接的滚珠丝杠112正转且前进(滚珠丝杠112与第五齿形带轮114通过花键联接，螺母113直接固定在机座上；螺杆101、滚珠丝杠112均固定于注射单元上，可随注射单元直线往复运动，也可绕自身轴线作旋转运动)，从而带动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108反转，(第二电磁离合器105吸合，对应的第二齿形带轮104随电机轴反转)，通过第二齿形皮带103传动,第一齿形带轮102反转,与第一齿形带轮102花键联接的螺杆101随其反转，开始熔料，(此时螺杆101反转的同时向后直线运动)。

B、背压功能：螺杆101向后直线运动，即注射单元后退(螺杆101、滚珠丝杠112均固定于注射单元上，可随注射单元直线往复运动，也可绕自身轴线作旋转运动)，此时滚珠丝杠112被迫后退且反转，此时与滚珠丝杠112(滚珠丝杠112与第五齿形带轮114通过花键联接)联接的第五齿形带轮114反转，同时第四齿形带轮109被迫反转(此时磁粉离合器110通电，提供一定扭矩的阻尼，扭矩的大小通过磁粉离合器110的电流大小调节),如此，熔料的同时实现背压的功能。

(3)松退阶段：伺服电机108反转，(第一电磁离合器106吸合，对应的第三齿形带轮107随电机轴反转)带动第三齿形带轮107反转，通过第一齿形皮带111传动,第五齿形带轮114反转(此阶段磁粉离合器110断电，无阻尼,第四齿形带轮109反转)，与第五齿形带轮114联接的滚珠丝杠112反转且后退，整个注射单元后退以实现松退功能。

下表是本实用新型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：

第二实施例

图4是本实用新型所涉及的第二实施例的单伺服电机驱动的注塑装置的结构示意图，图5是沿图4中B-B的侧视图，其中，图5主要示意出了该注塑装置的传动机构。如图4和5所示，与第一实施例中的注塑装置不同的是：此实施例中用一组电磁组合离合器201代替第一实施例中的第一、第二电磁离合器。本实施例中，该电磁组合离合器201与伺服电机202连接，并且安装在注射单元的第一齿形带轮203和预塑单元的第二齿形带轮204之间，电磁组合离合器201可以轴向滑动，通过控制电磁组合离合器的开合控制齿轮的转动形式，具体为，当电磁组合离合器201与左侧注射单元的第一齿形带轮203吸合、与右侧预塑单元分离时，对应的左侧的第一齿形带轮203随电机轴转动，对应的右侧的第二齿形带轮204转动不受电机轴转动的影响；反之同理。

第三实施例

图6是本实用新型所涉及的第三实施例的单伺服电机驱动的注塑装置的结构示意图，图7是沿图6中C-C的侧视图，其中，图7主要示意出了该注塑装置的传动机构。如图6和7所示，伺服电机301的电机轴直接与注射单元的第一齿轮302、预塑单元的第二齿形带轮303相连接，第一齿轮302和第二齿形带轮303之间具有第二电磁离合器304，该第二电磁离合器304安装于电机轴上，用于控制第二齿形带轮303的转动形式，其中，注射单元中，第一齿轮302和第二齿轮305相互作用，并安装于同一根轴上，第一电磁离合器306安装于该轴上，且位于第二齿轮305和第三齿形带轮307之间，同时，第三齿形带轮307、第四齿形带轮308、第五齿形带轮309通过第一齿形皮带310相互固定传动，同时，滚珠丝杠311与第五齿形带轮309连接，并固定在注射单元滑板(图中未示出)上，螺母312固定于射座尾板上，滚珠丝杠311和螺母312配合；预塑单元中，第一齿形带轮313与第二齿形带轮303通过第二齿形皮带314传动，螺杆315直接与第二齿形带轮303连接。此外，磁粉离合器316与第四齿形带轮308相连接。

下面将根据注塑装置的三个不同阶段来说明本实用新型第三实施例所提供的注塑装置：

(1)注射阶段：伺服电机301反转，带动第一齿轮302反转，与之啮合的第二齿轮305正转(第二电磁离合器304分离，第一电磁离合器306吸合，对应的第三齿形带轮307随第二齿轮305的轴正转)带动第三齿形带轮307正转，通过第一齿形皮带310传动,第五齿形带轮309正转(此阶段磁粉离合器316断电，无阻尼,第四齿形带轮308正转)，与第五齿形带轮309联接的滚珠丝杠311正转且前进(滚珠丝杠311与第五齿形带轮309通过花键联接，螺母312直接固定在机座上；螺杆315、滚珠丝杠311均固定于注射单元上，可随注射单元直线往复运动，也可绕自身轴线作旋转运动)，从而带动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301反转，(第一电磁离合器306分离，第二电磁离合器304吸合，对应的第二齿形带轮303随电机轴反转)，通过第二齿形皮带314传动,第一齿形带轮313反转,与第一齿形带轮313花键联接的螺杆315随其反转，开始熔料，(此时螺杆315反转的同时向后直线运动)。

B、背压功能：螺杆315向后直线运动，即注射单元后退(螺杆315、滚珠丝杠311均固定于注射单元上，可随注射单元直线往复运动，也可绕自身轴线作旋转运动)，此时滚珠丝杠311被迫后退且反转，此时与滚珠丝杠311(滚珠丝杠311与第五齿形带轮309通过花键联接)联接的第五齿形带轮309反转，同时第四齿形带轮308被迫反转(此时磁粉离合器316通电，提供一定扭矩的阻尼，扭矩的大小通过磁粉离合器316的电流大小调节),如此，熔料的同时实现背压的功能。

(3)松退阶段：伺服电机301正转，带动第一齿轮302正转，与之啮合的第二齿轮305反转(第二电磁离合器304分离，第一电磁离合器306吸合，对应的第三齿形带轮307随第二齿轮305的轴反转)带动第三齿形带轮307反转，通过第一齿形皮带310传动,第五齿形带轮309反转(此阶段磁粉离合器316断电，无阻尼,第四齿形带轮308反转)，与第五齿形带轮309联接的滚珠丝杠311反转且后退，整个注射单元后退以实现松退功能。

下表是本实用新型所提供的第三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：

第四实施例

图8是本实用新型所涉及的第四实施例的单伺服电机驱动的注塑装置的结构示意图，图9是沿图8中D-D的侧视图，其中，图9主要示意出了该注塑装置的传动机构。如图8-9所示，伺服电机401为双出轴伺服电机，位于注射单元和预塑单元之间，通过电机轴分别与注射单元的第一齿形带轮402、预塑单元的第四齿形带轮403连接，并且，伺服电机401与第一齿形带轮402之间的电机轴上装设有第一电磁离合器404，伺服电机401与第四齿形带轮403之间的电机轴上装设有第二电磁离合器405，其中，注射单元中，第一齿形带轮402、第二齿形带轮406、第三齿形带轮407通过第一齿形皮带408传动，滚珠丝杠409与第三齿形带轮407连接，并固定在注射单元滑板(图中未示出)上，螺母410固定于射座尾板上，滚珠丝杠409和螺母410配合；预塑单元中，第四齿形带轮403、第五齿形带轮411通过第二齿形皮带412传动，螺杆413和第五齿形带轮411花键连接。此外，磁粉离合器414与第二齿形带轮相连接。

下面将根据注塑装置的三个不同阶段来说明本实用新型第四实施例所提供的注塑装置：

(1)注射阶段：伺服电机401正转，(第二电磁离合器405分离，第一电磁离合器404吸合，对应的第一齿形带轮402随电机轴正转)带动第一齿形带轮402正转，通过第一齿形皮带408传动,第三齿形带轮407正转(此阶段磁粉离合器414断电，无阻尼,第二齿形带轮406正转)，与第三齿形带轮联接的滚珠丝杠409正转且前进(滚珠丝杠409与第三齿形带轮407通过花键联接，螺母410直接固定在机座上；螺杆413、丝杠均固定于注射单元上，可随注塑单元直线往复运动，也可绕自身轴线作旋转运动)，从而带动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401反转，(第一离合器404分离，第二离合器405吸合，对应的第四齿形带轮403随电机轴反转)，通过第二齿形皮带412传动,第五齿形带轮411反转,与第五齿形带轮411花键联接的螺杆413随其反转，开始熔料，(此时螺杆413反转的同时向后直线运动)。

B、背压功能：螺杆413向后直线运动，即注射单元后退(螺杆413、丝杠409均固定于注射单元上，可随注射单元直线往复运动，也可绕自身轴线作旋转运动)，此时滚珠丝杠409被迫后退且反转，此时与滚珠丝杠409(滚珠丝杠409与第三齿形带轮407通过花键联接)联接的第三齿形带轮407反转，同时第二齿形带轮406被迫反转(此时磁粉离合器414通电，提供一定扭矩的阻尼，扭矩的大小通过磁粉离合器414的电流大小调节),如此，熔料的同时实现背压的功能。

(3)松退阶段：伺服电机401反转，(第二离合器405分离，第一离合器404吸合，对应的第一齿形带轮402随电机轴反转)带动第一齿形带轮402反转，通过第一齿形皮带408传动,第三齿形带轮407反转(此阶段磁粉离合器414断电，无阻尼,第二齿形带轮406反转)，与第三齿形带轮407联接的丝杠409反转且后退，整个注射单元后退以实现松退功能。

下表是本实用新型所提供的第四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：

此外，本领域的普通技术人员应当知悉，注塑装置注射单元主要包含三大板：1、头板：固定于注塑装置射座上，射出过程中是固定不动的，注塑装置料筒是安装于头板上；2、二板：即本申请文件中所称的注射单元滑板，安装于头板和尾板之间的拉杆上，是可以沿着注射方向直线滑动的，注塑装置螺杆安装在该板上，射出和松退就是该板的滑动带动螺杆前后运动的；3、尾板：固定于注塑装置射座上，射出过程中是固定不动的，丝杠螺母机构的螺母是固定于尾板上的。

与现有技术相比较，本实用新型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。

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实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型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，皆应在本实用新型的范围之内。