塑性材料的注射模制设备的控制系统和方法
1.本技术是申请号为201980043186.x、申请日为2019年6月7日、题为“塑性材料的注射模制设备的控制系统和方法”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及一种用于塑性材料的注射成型设备的类型，该设备包括至少一个注射装置，该注射装置设置有针阀，该针阀在前进的关闭位置与后退的打开位置之间轴向可移位，用于塑性材料流向模具的腔。典型地，注射装置的针阀通过致动器驱动，致动器可能是电动或流体类型的。
3.更具体地，本发明涉及致动器是流体类型（液压或气动）的情况，并且具体地，本发明涉及致动器的控制，并且相应地涉及注射装置的针阀的控制。
背景技术：
4.在注射装置的致动器的电子控制系统中，可编程控制单元与致动器的递送和排放电动阀回路操作性地相关联，并且其被配置成调节针阀的位置、速度和加速度中的至少一个。电子控制单元又操作性地连接到位置传感器，该位置传感器检测致动器的柱塞的位置。
5.例如，在文献us-2015/0158227中描述并示出了一种布置：位置传感器物理地应用于流体致动器的缸，而因此它能够直接检测柱塞的位置。
6.这种布置表现出各种缺点。
7.首先，需要为模制设备提供特定致动器，特定致动器结合了相对位置传感器并且相对昂贵。此外，如果传感器出现故障，那么通常需要替换整个致动器。
8.其次，如果计划在没有电子控制的情况下升级其模制设备，通过添加电子控制单元来实施它，则使用者必须用设置有位置传感器的流体致动器来替换其流体致动器。
9.尽管文献us 2004/15295和us 5055026提供了间接检测致动器的柱塞的位置的事实，但它们给出的解决方案效果不佳。
技术实现要素：
10.本发明的目的是克服上述缺点，并且该目的主要通过一种用于控制流体致动器的系统来实现，该系统包括缸和柱塞，该柱塞致动上面限定类型的用于塑性材料的注射模制设备中的注射装置的轴向可移位针阀，其中位置传感器间接检测致动器的柱塞的位置，其独特的特征在于位置传感器相对于致动器布置在远处位置，并且更具体地，其与可移动构件操作性地相关联，可移动构件与致动器同时被致动，例如包括插入致动器的递送和排放回路中的辅助流体动力缸的柱塞。 因此，由位置传感器检测到的辅助流体动力缸的柱塞的位置将与注射装置的针阀的冲程成比例，并且由位置传感器传输到电子控制单元的信号将允许在注射期间根据该电子单元的编程来管理针阀的位置和/或速度和/或加速度。
11.根据本发明的控制系统表现出了灵活性的优点，因为它可以适用于任何类型的流体致动器，甚至是先前存在于模制设备中的流体致动器。此外，位置传感器可以安装在任何
位置——甚至是远处——并且因此更容易接近，例如安装在模具上、安装在压力机上，甚至安装在模制设备的压力机外部的位置。除了使位置传感器在故障情况下容易接近之外，这种定位使设备远离高温，从而获得整个电子控制的更大可靠性和精确度。
12.如果针阀处于完全关闭位置与最大打开位置之间的中间位置，则位置传感器还有利地适于通过电子控制单元来管理致动器的停止，并且它还适于用作所述针阀的移动的止挡端，以及检测致动器的流体回路的可能泄漏。
附图说明
13.现在将参考附图详细描述本发明，这些附图仅作为非限制性示例提供，其中：图1是示出根据本发明的位置传感器应用于电气-液压回路的第一示例的图，电气-液压回路用于致动注射装置的致动器，图2是类似于图1的第二示例的图，以及图3是位置传感器的实施例的截面示意图。
具体实施方式
14.首先参考图1，以下是用于塑性材料注射模制的设备的注射装置的控制系统的示例的概述，该设备以本身已知的方式（而因此未详细示出）包括喷嘴，在该喷嘴中，针阀在塑性材料从热流道到模具的腔流动的前进的完全关闭位置与后退的最大打开位置之间轴向可移位。通常，这样制作的设备可以是例如在前面提到的文献us-2015/0158227中描述和示出的类型。
15.注射装置的针阀的移位通过流体致动器a获得，流体致动器a包括缸a和柱塞b，柱塞b的杆c直接或间接地连接到注射装置的针阀。气动或液压的致动器a是双作用型的，并且它连接到加压流体的递送管线p和返回管线t，这两个管线根据致动器的柱塞b的移位方向以及因此根据注射装置的针阀的移位方向交替地相互颠倒。在本文所描述的液压情况下，流体由分配单元供应和排放，该分配单元由回路的部段y示意性示出，继而连接到递送部p和排放部t（部段z）。部段y可以采取示意性示出的各种配置，根据模制设备的使用者的需求和要求而定。
16.布置在致动器a与分配部段y之间的是三个部段b、c和e，它们都连接到可编程的电子控制单元d。
17.部段b包括块状电磁阀，通过该电磁阀，致动器a以及因此注射装置的针阀可以停止在完全关闭位置与最大打开位置之间的至少一个中间位置。
18.部段e包括流速调节电磁阀，通过该流速电磁阀能够控制致动器a的柱塞b的位移速度，从而控制注射装置的针阀的速度。在本文描述的示例中，部段e允许以单一恒定速度调节针阀的移位，该单一恒定速度可通过控制单元d编程。
19.部段b包括块状电磁阀，在控制单元d的命令下，该块状电磁阀在完全关闭位置与最大打开位置之间的至少一个中间位置停止致动器a的柱塞b的冲程，以及因此停止注射装置的针阀的冲程。
20.根据本发明，在这种情况下介于部段b与e之间的部段c包括总体上用s表示的位置传感器，该位置传感器间接检测致动器a的柱塞b以及因此注射装置的针阀的位置。
21.在说明书和随后的权利要求中，表达间接用于表示这样的事实：位置传感器s与致动器a分离，以及因此位置传感器s可以布置在远处位置并与热流道间隔开：例如布置在模具上，或者布置在压力机上，或者甚至布置在模制设备的压力机外部。
22.如图3中详细示出的，位置传感器s包括辅助液压回路，该辅助液压回路包括缸1，柱塞2可在缸1中移位，柱塞2在缸中界定两个腔室，每个腔室设置有连接到致动器a的液压回路的相应入口/出口3、4。线性位置换能器5包括杆6，由柱塞2携带的环形可移位接触件7可在杆6上滑动，线性位置换能器5操作性地连接到电子控制单元d，用于指示柱塞2的位置，以及因此间接地指示注射装置的针阀的位置。
23.如所提到的，辅助流体动力缸s的入口/出口3、4通过设置在部段c中的电磁阀连接到致动器a的液压回路，该电磁阀也由电子控制单元d控制，如下文所略述的。
24.在填充液压回路时，由电子单元d打开部段c的电磁阀，以允许流体进入辅助液压动力缸s的两个腔室中，以用油填充它们并排空它们的空气。在该步骤结束时，部段c的电磁阀关闭。
25.随后执行的是复位步骤，在该步骤期间致动器a被致动以将柱塞b以及注射装置的针阀带到完全关闭位置，以及然后到达最大打开位置，从而分别识别移位的原点和最大值。该步骤提供了在设有不同致动器a的模制系统中能够使用相同位置传感器s的可能性。
26.在正常体系操作期间，液压回路油将随着往复运动而流动，使辅助液压动力缸s的柱塞2与致动器a的柱塞b的冲程成比例地移位。换能器5将检测柱塞2的瞬时位置，以及将相关信号传输到电子控制单元d，电子控制单元d将对相关信号进行处理，并使用它来管理回路的各种电磁阀的电控制，以便以编程的方式控制注射装置的针阀的位置、速度以及可能的加速度。
27.图2中表示的液压图的变型类似于参考图1描述的实施例，并且它与后者的不同仅仅是因为部段e被配置成使得由电子单元d调节的针阀的移位速度可以是双重的而不是单一的。
28.从本发明中得到的优点，并且特别是位置传感器s与致动器a在物理上分离的优点，将在下文中概述：-由于能够适应任何尺寸和制造的不同类型的致动器而获得的最大的灵活性，-远处定位的可能性，而因此不受设备的热流道的高温的影响，-位置传感器s还作致动器a的冲程端部的可能性，-检测致动器a的流体回路中可能的泄漏以甚至发出致动器a的流体回路中可能的泄漏的信号的能力，-随后实施，即甚至将电子控制应用于先前存在的模制设备的可能性，而不必直接干预注射装置或每个注射装置的致动器。
29.显然，构造细节和实施例，特别是关于上文通过示例描述的位置传感器和相关换能器的配置，可以相对于已经描述和示出的内容有很大变化，而不脱离如随后的权利要求中描述的本发明的保护范围。
30.特别地，在远处位置进行的间接检测可以由不同的机械装置或本领域技术人员已知的能够执行相同功能的任何其他性质的装置来致动，而不是由辅助液压动力缸的柱塞来致动。