专利名称：用于电驱动压铸机的伺服调速装置、方法和转向设施的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调速装置，并且应用于机器轴的电动调整传动，或用于对一个或多个机器轴被调参量的调整，该调速装置包括带有一个或多个内部信号处理机的转向和调速装置，所述内部信号处理机包含有相角调整器(ψ)，电流(I)和速度(V)的调节器，本发明还涉及到压铸机的控制装置和进行压铸机的压铸操作的方法，这些压铸机械均设有多个轴、一数据传输系统和计算机装置。
过去20年中调速技术经历了巨大的变化。闭环控制早已被看作是超越简单控制的高级阶段。要获得最好的效果，采用简单的控制技术一般均必须充分掌握工作过程的细节。如果对影响过程的参数没有足够的或者不会都了解，则一种调节就要反复进行。早在80年代利用过程处理信号机就可以被认为是最高的发展阶段。根据从加工机械上的传感器或由计量手段取得的生产参数所产生的信号。过程处理计算机对所有的主要功能加以集中调配的控制、调整、这种方式随后为所谓的存储程序控制(SPS)所代替，此时要将繁重的计算任务加给一微处理机。为此，控制和闭锁功能，以及部分的初始程序，起动程序等均被分派到此SPS。此微处理机部分地接管过程调节。一段时期来，待服电机在许多加工机械，例如在压铸机中得到越来越广泛的应用。此时这种电机产生的转动本身用作传动，而在需要时进行变换传动。采用伺服电机能以极高的精确度实现调节，这是通过控制电场(ψ)和调节电流(I)，或对电机轴进行相应的瞬时调节，转轴的速度及位置都是由一内插补器按照预定的额定值加以控制的。今天机器控制表现为对过程控制和调整的CNC控制。伺服电机按照具体应用要求，分布在整个机器上。协同作用的控制和调节设备(下面称之为驱动器)可构成一组。由内插补器通过为此所需的连接每个驱动器的连接线，实现频率式的或模拟量的数据传输。在模拟量传输中，信号将以正负10V范围的值的电压形式传输。这种办法的缺点是，数据传输本身就存在一系列问题。信号线路，特别是用于调速运行的，必须对抗电磁场干扰作特殊的保护。几乎不能或者极有限地设置很有效的母线系统，因为这一母线系统不能保证数据的传输速度。在CNC控制中加入内插补器，在目前是最理想的方案，已证明在这种情况下，充分利用了整个系统的负荷极限。这里调整过程是基于这样一个总的原则它设置有一中央运算单元，由其向接受控制的轴发送所有的控制、即调整指令，并接受对调整参数的测量值的总的数据。因此这种公知的调速过程具有前述的缺点。
压铸机用于对例如热塑性合成材料作成型加工。原材料，即塑料颗粒，在一加热圆筒中依靠增塑蜗杆加以熔化，并通过此增塑蜗杆作轴向(纵方向)移动来压缩成型。该模型是一多半为两半的模具所形成的空间，此模具通过一动一固定的模具夹板依靠夹紧刀来进行压合。为了取下成型部件，将活动的半个模型移到模型打开位置，通过推料装置使成型部件脱离型腔。这一过程循环地重复进行。这一模具亦作为推料的动作本身与控制过程无关，为生产率考虑应该十分迅速，即应在尽可能短的时间内完成。所有这些与控制过程无关的动作均归到所谓的干燥过程时间内。一台100顿压合力的现代压铸机的典型干燥过程时间为1.4至2.9秒。干燥过程时间是限制生产率的主要因素之一。完全与所期望的不一致，迄今在采用电气驱动情况下不可能满意地在压铸机中特别是在增压阶段对在增塑和压力保持过程中的制动压力建立阶段的临界阶段作有效的控制。对此近来提出了大量建议。例如试图采用不同的探测脉冲对蜗杆亦即增塑蜗杆加以定位来控制注入量和注入压力(见欧洲专利说明书No.216940，217963，167631，249641)。在此，特别针对驱动电机转矩的控制或调速来调节亦即控制速度亦即加速度参数。人们试图借助一误差记录器实现多种特定的矫正过程来逐步消除偏差，亦即当时所产生的误差(欧洲专利说明No.280734)。类似于液压控制的驱动方式，这种方法以控制注入力亦即注入压力为目的，以驱动转矩为基础，从物理上看，在驱动器(电机控制机调速装置)转矩信号及所达到或可能达到的注入压力之间可以存在有或多或少的内在联系。但相应的方法具有很大的缺点。通过对驱动器(伺服电机的电子调速器)模拟量电动机电流的限制输入，仅能基本上达到伺服控制调节。以下的边界条件是实现精确的动力控制，亦即准确地按预定的额定值运行所必须考虑的首先，难以预计的摩擦力大大干扰了实际的静态力。这就歪曲了从电机电流变换成转矩开始的对力亦即压力的运行过程中的转矩信号。
其次，与液压系统相反，惯性力特别是在由充气压力变换为下游压力时起着很重要的作用。惯性力与蜗杆汽缸中的弹性塑料物质共同作用，使运动着的质粒构成低频质粒/弹性振动器。因此特别是难于对较簿的部件进行精确的加工，甚至常常是不可能的。对所有的参数的控制，例如在当注入和增塑过程期间，尤其是在由充氧到增压以及由增压到增塑的转换阶段，难于保证压铸部件的质量。
现在提出本发明的目的，即通过具有极高精度的伺服用调速操作来控制机器，或加工机械的工作过程，使能根据应用要求而工作，例如提高效率和/或提高其可重复性能和/或质量。本发明还进一步提出这样的部件结构，它高质量地控制工作过程，以便能大大提高效率，例如说不存在质量下降的前提下，达到例如在压铸过程中，所有重要参数的特别高的精确性和重复性能，从而可能以很短的周期制造出具有高精度的本身很薄的部件，例如壁厚为0.4mm的杯形件。
按照第一种方案本发明这样来解决这一任务，即装设一可分开安装的、与机器计算机无关的、用于独立控制或实现转轴(M1，M2，M3)调速的组件，它具有信号计算机，还具有置于其上的上一级处理计算机，后者用于对转轴(M1，M2，M3)进行无延迟的实时亦即同时的控制或调速，它所需的信息来自该组件中的存储器。另一很有用的方案的特点则在于，提供一可分别安装的一与机器计算机无关的多参数调节器，用于自动控制或调整各调节参量，这个调节器除具有信号计算机外，还具有其上级处理计算机，后者用来无延迟地作实时即同时的对调整参量作为选择的控制或调整，而且它所需的信息取自该多参数调节器中设置的存储器。
本发明的解决方案还涉及到按照使用机械手的要求实现调节传动的应用，这里包括焊接机械手，压铸机，起重机，喷铸机，浇铸和压缩机，纺织和造纸机，以及机床。
对此，按本发明的伺服调速方案，首要的是具有利用过程计算机及用于容纳程序的存储器(即工作存储器)的一种驱动器机制的控制单元，这些程序为至少对二个转轴的调速进行编制。本发明人注意到，最近的发展是出于错误的前提。这一点从一起重机或一机械手的立体运动模型就可很直观地清楚理解。一般机器人手爪可在所有三个空间方向上运动。迄今为止的出发点是，在三个空间方向(三个轴向)的每一个上的各运动分量得到控制后，就可控制机器人手爪的组合动作。计算机仅仅必须足够快，和对每一驱动的命令要正确。如假定，空间曲线的计算机足够正确，人们就认为其结果几乎可以说必定是100%的正确。但是可惜实际上情况并不如此。存在着各种不同的惯量、摩擦力以及其他的阻力是大家所知道的，人们试图用大量纠错程序来消除它们。但是还常常只能取得有限的结果。第一错误出发点是，从三维空间的观点来考虑问题，然后再简单地将其分解亦即简化为三维向量。但事实这是大于三维的问题，因为例如用速度变化反映的时间的作用就象存在一第四单元。因此仅仅建立在三维基础上的数学模型就是错误的。第二个错误出发点是，三个空间运动的互相影响的因素很大，因为存在着摩擦，交变的惯性力，不同速度等。最终最好的数学模型也只能是一个粗略的近似。即当不合逻辑的函数具有很大影响时，对一工作过程的每一步控制在微量级范围(μ秒/μmm等)就不可能存在一固定的控制逻辑或调节逻辑。第三也可能是最严重的错误前提是，过程处理机的效率，即加工速度，以及具有光速的数据传输系统中的信号传送，被看成大得几乎不再起任何作用，而系统中该地点进行数据处理。人们是从同一时间考虑的。许多实际情况表明，所有复杂的信号传输系统从开始发出信号到一命令的完成，总需要大至数秒的相当大的时间间隔。这取决于例如说要通过许多交接点以及转换，而且也由于传输保护，要通过采取覆盖层和信号确认的保护系统。在复杂系统时常常必须同时解决许多计算任务。累加计算本身的最小的时间延迟也要产生一难适应调节功能的惰性系统。实际的错误就在于这种伺服调速系统的内部调速技术被分割开工作，即分成实际过程调节或工作过程控制。对于中央调节功能来说，超过10毫秒的延时就已经太大了。
本发明人进一步理解到，解决办法只可能是对过程控制或调节的修正补偿应尽可能在事件现场进行，并尽可能快地完成。这必须实现与现场的直接共同合作，亦即对驱动器实现直接的控制和调速。公共控制单元亦即公共的过程计算机将各驱动器直接纳入其工作之内，从而能以几乎同时间地来协调所有驱动器的激励控制和电流、位置、以及速度调整。本身已属公知的驱动计算机的特定结构符合一公共控制单元的想法。这些驱动器已经具有内部的ψ控制器以及各种的Ⅰ、Ⅴ、和位置调节器。这些本身就使得可能在机器内部有很大变动力的情况下，以极高的精确度例如通过时间进行定位。此控制单元可以作为内插补器几乎无延时地例如协调二或三轴的位置调节器的工作。为此，控制单元就以驱动器的智能来承担所要求的计算任务。此控制单元可支配所有作为现场处置或程序的直接需要的量值。这样就形成了一前述措施框架内的功能单元，它能作为一真正的高灵敏度的调节器甚至在二轴情况下工作。这种耦合系统不再成为负担，相反地此耦合系统不再延迟过程的调节。二个或更多个被调速轴的同步按此方式可以保证达到迄今达不到的完善程度。本发明使得所有的轴能实现真正的同时的协同工作，因为此时针对一实际调速功能的空间偏差和有害的通过母线的数据传输都不存在了。最好能采用多重驱动器作为具有主要作数字信号处理的内设有集成的程序存储器和驱动计算机的构件来使电气上由多台伺服电动机驱动的机器的运动曲线及/或轨迹实现多轴同步化。在技术上，过程计算机被用作通过必要数量的传感器与过程连系的独立核心。在伺服电机处这样就能直接由信号计算机取得位置的实际值和速度实际值。根照这一新发明，过程计算机和信号计算机依靠将分配给它的处理机能作为不可分割的功能单元作为一智能“正向调节器”。如后面指出的那样，这一新发明使得可能有选择地对各当前必要的参数加以控制或调整，特别是作用环调节，例如针对一机械手或一起重机吊钩。
本发明这样通过一第二方案来解决这一任务，即为一驱动器选取一速度信号(亦即路程额定信号)作为调节参量，并针对压力(即下游压力)和/或增塑阶段，作为目标参量特别是注入压力基本上同时地来调整，即限制行程范围，特别是主要进行非线性调节。本发明使得在下游压力和/或增塑期间可能依靠驱动器的有关伺服电机转子亦即合成磁场的速度信号(作为调节参量)来调整转子的运动。另外本发明也使得在当下游压力和/或增塑期间能够借助驱动器有关伺服电机的转子亦即合成磁场的信号变化的速度信号(作为调节参量)来调整力亦即压力，依此将之主要作为有关时间或有关注入蜗杆的轴向运动的路程函数来调节目标参量(压力和/或速度)。根据本发明会看到，迄今人们太过分依赖于在流体与电气之间模拟相似思想。人们已经注意到，在电气系统与整个机器特别是注入物质之间，基本物理规律同样在起作用，从合理性上说它是完全无法正确地由事后的纠错程序来加以考虑的。本发明人认为电气驱动的注入蜗杆具有下列特性-塑料物质在达到大于2000巴的压力是一种具有弹性的材料，象弹簧那样可被压缩20%以上具有更不利作用的是铸模及注入喷筒中的所有塑料物质均处于弹性状态，以致使注入喷射筒中的注入蜗杆按照弹性程度可能形成达到例如该数厘米的外壳。注入蜗杆的准确位置取决于塑料物质中当时的压力。当系统振荡时，压力就改变。已经看到，现有技术采用约2.5Hz的振荡频率的解决方法影响转矩，亦即注入压力额定值的变化。这种特性引起一系列问题，并给注入压力的快速和准确调整造成困难；-由伺服电机到注入蜗杆上的机械变换相反地被认为是作为刚性不可压缩的物体，它仅遵循机械/几何上的变化特点；-转子及机械上过渡升高是承受惯性力的实际质量，在此转子本身具有相对小的质量，但从运动观点上看则体现着主要惯性；-改变伺服电机的驱动转矩，可控制注入蜗杆的工作，这遵循“质量×加速度”的定理，
即用等式 W = (mV2)/2 表示。
式中W-能量，V-速度，m-质量。
质量的速度变化，或较大的加速度决定着对应的力。机械部分(通过电动机转矩)产生的力不仅导致作用力，或在压铸机上的压力，此外还引起很强的、与其他因素如摩擦力共同作用的无法控制的振荡。但此振荡的频率是不能预先测定的，因为它与注入物质的有效量有关，与特定的工具、塑料的质量、温度亦即时间等均有关；-由于最后注入系统的功能单元连同压铸机的型模及型模支撑部件作为一整体引起振荡，所以这种基于驱动转矩引入系统的控制或调节的作法是错误的。
这一点本身是公知的，即在伺服电机的情况下，特别是在优先选择无刷伺服电机，例如“电子整流无刷电机”形式(商标Fastaet)的电动机，可以很高的精度控制转子的位置。这种驱动器亦即电动机型表现出高动态的生硬的速度调节亦即位置调节。因此转子似乎可以看作为与驱动器相结合的一个被装进磁场中的物体，它因其本身相对小的质量和过分大的供支配的力几乎同时与磁场相关连。磁场和传子的位置可以极高的连续性亦即与之相适应的交变状态加以控制，以使得系统的低频振荡为本新发明所抑制。信号变化可能导致超过100Hz的频率。这可以迅速而准确地为一预设的标定曲线跟踪。整个对应的处理过程可以通过对运动的控制来几乎完全地得到控制和/或调节。代替作用于物质上的交变力脉冲而直接加给机械部件以运动脉冲，这就可能消除系统的许多低频振荡。这样就可以省去迄今为止所采用的昂贵的误差记存器，何况仍然无法最终实现误差修正。此新发明主要在于，具有充足的转矩储备来使得可能不仅对位置亦即行程、同时还对速度实现真正的控制。因为钢本身是弹性材料，本新发明也能相应地避免、或者甚至能积极地利用原来有害的作用。
按照另一特别有利的发明思想的建议是，对驱动器通过一多值调节装置由速度信号来调整亦即限定注入压力、注入速度及行程极限，以便不超限地(即不至达到有害的程度)达到最接近的目标额定量值。众所公知，历来的控制技术都是从组成分量(距离及其所属的调节器)的线性特性出发的。在此，基于驱动器中作为基础的速度调节装置，所要求的位置调整是按额定/实际值偏差的反馈来进行的。对一按传统的速度和位置调节观点制成的闭合单元的试验，如所预期的采用约2秒的干燥过程时间(按EURO-MAP12)。因此，本发明还有一个附带的目的，就是实现还可能接近于理论上可能的0.65秒的时间。
本发明可具有大量的有利的实施方案，如权利要求2至13中所描述的。在此，(例如说)过程计算机被作成用作多值过程控制器亦即多值调节装置的一个功能单元，它可被输入以调节参量的极限值作为目标量值(例如力和/或速度和/或路程)，以最大可能接近于目标参量-额定值。目前，在许多加工过程中，例如在压铸过程中都存在着，应对哪一个物理参数应当并且必须加以控制的争论，通过任一个-机器程序参数控制，或-机器程序参数调节；通过一个-过程(参数)控制，或一个-过程(参数)调节；和/或一个-生产性能调整。
这一新的多值调节装置对所有这些问题都作了理想的回答。发明者已经理解到，在实际对工作过程中的控制中很少必须所有的参数都同时作最完全的稳定的控制。其中很频率存在的主要任务是，迅速地从一点O到达点B，但不能超越例如一定的速度或加速度，一定的力和一定的路程边界。在起始阶段，速度或加速度经常处于临界的和实际上必须加以调整其大小的状态。在加工过程中存在有反作用力，它们就可能成临界值，必然使得例如速度降低或者必须停止。这样，例如说作闭环调节，使得仅仅一定的力或一定的压力随额定转矩过程而定。在结束阶段，位置调整实际上可能达到点B的邻近。那些每次不作处理的调节参数保持受到监视，但是未在调节处理上给予逐步的注意。为此本发明使得可能按照现实的要求，在目标量值方面进行控制亦即调整，或者不进行控制亦即不进行调整。按照一种有利的实现方案，可采用主要是数字信号处理方式(软件)来作多值调节装置的分级式的调节亦即限值操作。虽然有可能，在此多值控制器中确定具有各不同目标量(例如力或速度或行程)的多个工作阶段，它主要是通过速度信号来作驱动器调节亦即限值的。特别是对于循环工作过程，如在焊接机械手或在压铸或喷铸机械或者在造纸或印刷工业中，可以将在各个完整的工作周期中的所有所要求的和部分变换的额定值存入工作存储器中，从而能实现从一个阶段到另一阶段在一个周期内无静止时间的过渡。按照另一实施方案，可选择速度输入(Ⅴ)或电流输入作为电气驱动(轴)的调节量值，此时实际速度和实际位置可由驱动器取得亦即计算得。在许多情况下，最低限度在加工机器的领域内的传感器上能得到理想的结果。按照另一建议，在大信号区间，即在很大调节偏差量时，驱动器的速度调节信号基本上由压力额定实际偏差和/或路程-额定-实际偏差的抛物线亦即方根式函数以最大可能放大系数来计算，以接近伺服电机的最大的加速度，特别重要的是采用公式 首先在大信号区内，放大系数K1或K2(图8)是不对称的；以及/或者在最小信号区，亦即在小调节偏差时，为了达到稳定，在小调整偏差时的速度调节信号可以作为驱动器的额定-实际-偏差的线性函数计算。已证明，对于速度与标定路程差为抛物线型的关系的大信号区中的压铸机的压力和/或位置调节，可以达到(时间上)理想的处理功能。换句话说，在本发明的调整装置中，额定/实际偏差对速度调节量值的作用必须是抛物线式的，而不是如传统调节器那样为线性的。相应的差别很容易由速度曲线看出。在现有技术中，额定值跃变时的衰振是指数状的。根据本新发明可见，在压力额定值跃变时，绝大部分速度曲线均随时间作具有较高梯度的线性变化。目标点位置偏差的标定实际值差在本发明中呈抛物线状增强，并被例如作为速度调节参量送至对应的驱动器。另外还进一步表明并且能在一定的边界条件下试验证明，在作压力调整时这种模拟是适宜的，只要试着将额定路程信号以额定压力信号以及相应的实际信号加以替换。根据是这样的事实，即在静止状态下行程差与对应的压力差之间存在着直接的线性关系。在1000KN IMM的情况下，系统静态压强在前蜗杆区间内为约200巴/mm)，而在后面的区间内则降为该值的1/3左右。因此位置和压力调节可以利用相等的参数，只要压力差基本上与一标度因子相适配(KP)。另外在大信号区间内要完善注入过程，关键的是非对称地引用放大系数(图9中的K1，K2)，以便利用带负荷下的较高角度滞后状态。另一特别有利的实施方案的特点是，在小信号区间内为了达到稳定状态，驱动器的速度调整信号基本上作为额定和实际偏差值的线性区数予以计算。
电气驱动理想的是采用例如-永磁伺服电机或一受控异步电极(如鼠笼式电枢)或受控直流电机。在许多情况下，可选择速度输入作为电气驱动的调节参量，前提是电机驱动的驱动侧具有至少一件机械上为弹性的系统部件亦即弹簧式的部件的话。具有伺服电机特性的电动机，例如永磁式伺服电机或向量控制的异步电动机(如鼠笼式电枢)，或受控直流电机，均特别适用于电机驱动。此外也可以利用AC及DC伺服电机或DC无刷电机，或者价格合理的磁阻式电动机，特别适用的是开关式磁阻式电动机。根据另一十分有益的实施设想，将过程计算机用于三个或以上的轴，它具有一连接点用以经由一数据传输系统连接到一机器计算机，在此工作过程最好在机器计算机中定义，而对应的量值，额定值，极限值等可工作程序予设，并通过数据传输系统输入进过程计算机的驱动器智能单元的工作存储器中。数据传输系统最好设置为数据母线，尤其适宜于作为一传感器/执行者的母线接口，亦即Can母线。更有利的是，由机器计算机至少为个别值确定一安全极限区亦即容许值范围，并将其作为工作程序的部分传送到过程计算机，以控制亦即监视例如特定的阶段。这样例如对于个别轴在超过此容许值范围时停止和/或使运动反转。采用这种方式不仅能使机器部件非常有效地安全工作而且能有效地控制生产质量。在机器很多时就存在有通过工作过程而得的功能组。完全有可能与此功能组无关地通过一个单个的大控制单元来协调所有的轴。根据系统的总体结构，干扰控制，以及在某种情况下标准化，在具有超过4或5个轴的工作机器情况下被看成是特别有利的解决方案，予设二或更多个控制单元，即模块，每一模块作为功能组协调二或三个轴。机器计算机可作成计算器一存储器，例如价格适宜的PC，而基本工作程序，特别是起动程序和过程程序作数据选择存储。整个系统按这种方式作成模块式的分散的开放系统。这样，各单个的硬件部分或软件就可以有选择地适应当前的新发展。
本发明使得有可能进行大量的进一步的扩展。一种有利的发展是，予设附加对时间和/或对路程的压力极限值，亦即压力额定值，在些时压力实际值或对之修正的值加以测量并用于调整及其促成的修正过程。另外还建议，在注入阶段，特别是装填阶段，对注入速度作为另一目标量值进行调节亦即限量。将至少一个目标量值的额定值予设为常数量，或者作为时间应即路程的函数是很有用的。最好是对目标参量以数字计算(软件)逐级进行调整，亦即限值。按照另一实施方案，在注入阶段将通过喷注咀流过的塑料的体积流亦即质量流(m)作为目标量值加以调节亦即限值，特别是由所得到的值压力梯度、蜗杆速度和位置以及蜗杆直径，材料常数(由BVT图得)等来进行计算。此后，可以测量注入蜗杆上的轴向位移力，以之与一标定力对时间和/或行程的曲线进行比较，再用来矫正速度信号。特别有用的是，取得实际压力和/或力的曲线相对一予定的速度曲线的偏差来通过数字调节装置来进行控制亦即调整。在此，将一冲程行程调节加到此压力亦即力的调节上，以避免与机械冲程限制相冲突。另一有效的实施考虑的特点在于，借助扰动作用补偿通过喷射咀的物质流(m)作为压力调节功能加入，以便在高注入速度时亦能使喷射压力最大可能地接近额定值。
本发明还涉及一电气驱动的注入蜗杆的压铸机，此蜗杆通过驱动器及机械传动装置可作轴向位移工作，其特点是，电子控制驱动器可对速度输入(以及电动机位置反馈或位置亦即位置断面的输入)加以控制。此驱动器设置有数字计算机，对目标参量特别是压铸过程作逐级调整亦即限值。
按照一优选实施方案，至少对压铸机的一个轴，例如说合型和/或推料机和/或炉芯行程和/或注入组件位移加以调节，亦即限值。压铸机最好设置计算机及存储器，用于额定值调节，用于综合磁场的位置变化以及驱动器的相应控制单元，它最近设置为同步电动机。已经表明，在许多应用场合下，上述的控制及调节观点可以单独地或者在特定的组合中用于压铸机的其他方面，为此特别建议，至少设置一个传感器在注入轴的位移机械上，和/或在闭合轴和/或推料轴上，和/或在注入组件轴上，用以测得加到塑料材料的压力和/或有关驱动电动机的力和/或电流。另外还建议，在旋转轴的领域内，例如注入轴，至少装设一个力和/或行程传感器，为止至少要为控制过程列入一个调节装置，以加入压力和/或力和/或行程调节，它至少在达到预定的限定值时能自动地进入。特别有益的还在于，在一与机器控制分开的存贮器中(例如PC型式)存贮以个别产品所需的方案类型的基本数据，并将机器控制用作控制基本数据亦即整个的工作方案。压铸机最好具有一控制电子电路，在此当前的伺服电机即可由W控制电子电路对速度输入及电动机位置反馈或者位置或位置断面的输入加以控制。
所描述的发明技术方案也可能应用于压铸机，前提是，将此有自身不可压缩的金属溶液的系统以在驱动单元与活动的注入部件之间加入一真正的弹性环节，例如压力弹簧，来实现与塑料压铸机时相类似的系统特性。本发明还涉及到用于处理具有肘杆闭合系统和电机驱动合模工作的并设有成型保护阶段的调整装置。在液压驱动的压铸机中，存在有检测压模之间的异物的方法。在此，对合模动作的最后数毫米或数厘米规定一较低的压力和较小的速度，以使活动模板刚好动作。这时如在模板之间存在有异物时，它们就维持在微小的压力或力的作用下。在一定时间之后(它在型模处于静止状态被确定)产生障碍信号，型模可被重新打开，以去除异物。这一现存的方法因此称之为低压型模保护，因为它是在很微小的压力下进行闭合操作。这些方法原则上可用于电气压铸机。代替这种低压校准，对伺服电动机或控制电子电路采用相应的转矩限定。但这种方法在灵敏度和闭合时间方面显现出有不足之处。
另一有效的解决办法的特点在于，它具有一测量装置，用来通过例如电动机电流来测量驱动肘杆的力，或用来测量万向接头的有效力传递。发明人了解到，在电气塑料压铸和压铸机的情况下，质量起着很重要的作用，因而开发了下述的方法在型模保护闭合阶段对活动模板作速度调节。此时，作用力通过电动机电流或者最好通过一力传感器例如对万向接头加以测量，并与一校准曲线例如F=f(s)进行比较。如果此力超过预定的容许范围。就立即停止闭合运动，和/或反转。一种有效的措施是一种调节压铸机的方法，其特点在于，在型模保护阶段每一闭合动作均通过测取电动机电流或在万向接头的范围内测量这种力，加以存储，并对之确定一容许范围，以控制此成型保护阶段。十分有效的是在二半型模相接触之前的区间(例如5mm至40mm)内将闭合动作减缓到20%，最好到10%，测量为克服所有的对在二半型模相接触之前的运动产生反作用的力亦即相应的力的曲线(特别是摩擦力)，并加以存储，由此根据对之所确定的起动容许范围对接着的成型保护阶段进行控制。如果接着的闭合之后标准曲线总能被适应以使得摩擦力的变化例如说由于润滑情况随时间恶化在肘杆机构及在型模引导机械中总得到补偿的话，就能得到最佳的结果。按照另一优选实施方案，对于每一个别的闭合周期均适宜地以一个或多个直接前导的有效的力曲线测量(顺序校准力测量)作为基础，为不断的矫正一用于在成型保护阶段如要有效地产生作用的力的顺序容许范围。可以予置一安全区来限定此容许范围，亦即设定容许范围的最大调整程度。此容许范围一般由惯性曲线及一正容差来限定。按照另一建议对注入周期数加以计算并存贮，用以在成型保护阶段作用力达到安全极限之前，例如经由一中央润滑装置根据试验数据亦即该注入数来控制润滑脉冲。为监视型模(二模具)中的导轨的咬住，这种适配必须限定在其最大调整量之内。采用这一方法可以在最为微小的力变化情况下查明异物。确认存在异物时力的增大在最顺利的情况下-1000Kn的机器仅仅约在例如100N或更低的数量级的范围内。这一方法的另一优点在于调整时间很短，因为仅仅必须一次自动地求得最初的起动曲线(但是可由观察监视地)，向进一步的再校准则自动执行。因此就不象上述液压机器那样的繁杂错误的方法中必须装定时器和压力调整装置。主要在于闭合动作是通过多量值调节装置来加以控制亦即调整的。已经证明采用多值调节和数字技术，特别是对成型保护阶段这种Fasi-Logik技术非常适用，从而可持续地相适配。
下面根据一些实施例来对发明加以介绍。所取附图为
图1为多值调节器的中央功能部件的示意图；图2为多轴控制调节装置的控制方案图；图3为一多轴控制调节装置；图4为空间运动曲线O-E；图5为在一平面上由O至A和B的运动图；图6，6a，6b表示不同的线性--抛物线型调节装置；图7说明静态压力行程特性曲线与线性及非线性调节器间的对比；
图8表明一理想的线性/抛物线函数；图9示意表示一具有一注入模导体和一成型模块的压铸机的完整控制方案图；图10示意表示本发明的压铸机的中央功能部件的图形；图11作为时间函数的压力曲线；图12作为相当于一完整注入周期的作为行程函数的压力图；图13为型模闭合运动时的力的曲线图；图13a为成型保护行程的速度图示；图14为现有技术中的实际压力或速度曲线图；图15为对按本发明实现的压铸机测量得的实际压力或速度曲线；图16为一完整的压铸机图。
现在对图1给予说明。驱动电动机1包括具有永磁铁和位置传感器3的转子2。定子4具有多个通常为3或4个绕组(对)和换向器。由以键固定在转子(2)轴上的从动轮5通过升速传动装置6来驱动真正的传动机械7，该升速装置6例如说可以是齿轮皮带传动装置，但最好是齿轮升速装置。此传动机构7将电动机驱动的旋转运动变换为直线运动，此直线运动是直接由一齿条8取得的，齿条8与工作轴9作力传递连接，使得转子2有关的旋转运动直接转换为直线运动18，并执行工作过程所要求的运动。不过代替所述的升速装置6也可以使转子2的轴直接与工作轴连接。为将旋转运动变换成直线运动，可在它们之间设置例如锥形细杆。在齿条8与工作轴9之间装有一弹簧10。弹簧10可以是一真实的压力式弹簧，或者一机械系统相应的弹性，或者就是欲设置部件的弹性。在压铸机的情况下，流体的塑料物质就有这种弹性。力或压力检出元件通过一传感器亦即变换器12及信号线13将对应的信息送至一多值过程控制器或调节器25。此多值过程控制具有一由驱动器人工智能23和程序存储器24组成的控制单元26。驱动器人工智能23与一过程亦即驱动计算机22作直接工作耦合，计算机22通过一内插补器21及控制器20控制亦即调整转子2的运动。14和“X”表示机器的过程的，或产品的一个或多个功能参数的实际值，它们均按照需要作为控制、调整或限值功能被加以控制。工作程序通过指令装置16亦即机器计算机以及数据线17被读入该驱动人工智能23的数据存储器24。
图2是说明适用于一多轴轭动器亦即多轴控制/调整装置30的主要功能部件的原理图。图2同时也是图1的对应部分的剪辑。带有计算机数据存贮器19的机器计算机15通过母线亦即传感器/执行部件母线17连接到一多轴驱动器30，它由三个信号计算机亦即控制器20(20.2，20.1，20.3等)和一具有工作程序的存贮器24组成。驱动计算机22由内插补器21和三个位置调整器Pos.M1，Pos.M2.Pos M3所组成，它们作为功能部件保证在所有位置调整器之间进行最完善和尽可能短暂的协调。每一控制器20各自具有一自己的速度调节器(V-1，V-2，V-3)及一个调整转矩的电流调节器(I1，I2，I3)，以及磁场控制器(ψ1，ψ2，ψ3)，并且每次与一个轴或者相应的电动机M1，M2或M3相耦合。必要的机器的如开关、控制器、传感器、辅助电机等的信号或控制端也可被连接到传感器/执行装置母线17，例如图1中所示。可是所有调节任务均直接在多轴驱动器20上高速处理，而且均以为每一特定工作由计算机数据存贮器19传送的额定值、极限值，亦即相应的程序，以及容许范围值为依据。
图3中简化描述了按照本发明的具有三个轴(M1，M2，M3)的多重驱动器亦即多轴驱动器的硬件情况。核心部件是多轴驱动器30，在此它是针对同时协调地控制和调节三个轴亦即三台电动机(M1，M2，M3)设计的。数据传输可按照整个控制任务的扩展程序或复杂性，通过直接连线17’，或者如图1或图2所示那样的数据母线17来达到。在指令装置16例如机器控制装置或机器计算机15的PC上进行观察。这一新解决方案所赖以作为基础的基本组成部分是，与各自的电动机(M1，M2，M3)相连的控制接线(S1，S2，S3)和应答连线(R1，R2，R3)，后者用于作出ψ控制亦即各个轴的实际位置值，即对之进行相应的内部调整的值。多轴驱动器是对多个轴作电动机控制/调节，如图3中所示集中成一个横块。
下面参看图4，它说明坐标X-Y-Z上的空间曲线CR-SO11。一个基本任务是，由起点O准确地沿着曲线CR-SO11以一个预定的速度，在某种情况下以一速度曲线达到点正，例如采用一机械手爪或者起重机吊钩。图4说明该理想化了的曲线，在此必须以足够短的步距，最好是在毫秒的范围内，对每一坐标或各相对应的轴M1，M2和M3，给予有关的新动作指令。
图5以图示说明在一个平面X-Y上的两个步距0→A及A→B。在图5中假定了各种非逻辑参数，如摩擦(Ri)，振动质量(M)。在点A处，质点以一规定的速度Vi在方向Ri上运动，到达的不是位置A而是A’。但位置A’在标定曲线O-A-B之外，而在A’处必定要得到在X和Y两方向上的矫正命令，并被传送。
图6表示一按照本发明改善的位置调整，具体实现于一压铸机，其中71为定位控制功能组件；72为基本驱动器/电动机速度调节器；73为电动机转数/位置实际值的机械式求积仪；RK-FUB，在时间上亦即最佳加速或延迟的时间点上保持的近似值，包括予设的最大加速和延迟值，以及为所容许的及所期望的处理速度的值，后者是不能超过的。
图6a表示一经优化的压力调节，其中81为定位控制功能组件；82为基本驱动器/电动机速度调节器；83为电动机转数/位置实际值的机械式积分仪；84为静态系统压力增强(巴/米)。
按照本发明可看出，现应在一定的边界条件下也可以采用数学方法来对压力调节加以模拟，只要能以标定压力信号及相应地实际信号来代替标定行程信号。根据是这一事实，即在静态条件下，在行程差与相应的压力差之间存在着直接的线性关系。在1000KNIMM的情况下，在前面的运动区域内静态系统压强约为200(巴/mm)，而在后面的运动区域内则减少到此值的1/3左右。因此就可能对位置和压力调节利用相等的参数，只要将此压力差与一换算因子相适配(KP)。例如在注入过程中，一般不仅要预定压力，也要预定速度。在最初阶段经常是优先考虑速度控制，而到后来则转移到压力设定。另外还必须为此运行注入控制器的软件，使得不致越过最终位置，这就是说，在正常情况下不要触及到它。在任何情况下均不允许以高速度在机械极限内操作。为此对注入控制器提出下列要求--控制予设的(最大)加速度和延迟；--控制(最大)注入速度=F(s，t)；--控制(最大)注入压力=f(s，t)--控制(最小/最大)行程→(机器类型)。
图6b表示--更高等级优化的注入控制器，其中91为力--压力调整强度匹配；92为位置(超程)限定；93为位置控制功能组件；94为带基本电流调节器的基本驱动器/电动机速度调节器；95为电动机转数字/位置实际值的机械积分器；96为静态系统力-压力强度(巴/m)；a为最大行程限制；b为最小行程限制；c为额定加速度；d为额定延迟；e为额定注入速度=f(s，t)这一经优化的注入控制器还可进一步完成特定的任务。特别是在大信号范围内作为进一步完善可将Kp或Kz可作不对称的放大，以便利用负荷下的高角度滞后。
按照图7可看到在压力跃变应答的情况下的实际速度的近乎理想的线性曲线。图7表明与之相对照的静态压力行程特性。这里非常明显地表现出，非线性的调节器可以被非常接近地运用到规划的极限值。
图8表明一线性--抛物线调节器的功能曲线。为此，在小信号区间高放大不能带来实际的稳定值，就将邻近标定位置区间的抛物线以传统的线性函数替换。可看到，在大信号区间中作位置调整时，利用速度与标定行程差间的抛物线关系可以得到(在时间上)理想的处理功能。换言之，新的调节器中额定/实际偏离对速度调节量的作用主要是抛物线型的，而不仅仅是象在传统的调节器中那样为线性的。
图9表示一十分有利的总控制设施布局，其中由一工作母线17实现通信联系。此时所有的标定程序均被置予一计算机存贮器例如说-PC15中，当前工作中特定的成型亦即材料方面的情况均以工作程序(例如SPS)中一定数量的等同的部分予以考虑。由此通过工作母线17给出综合所有剩余的传感器信号加以协调所得的工作信号。图9中将二多轴驱动器硬件单元合并成模块41和42。模块41针对压铸机的示例协调用于注入(传送)、增塑(旋转)及聚合动作的三个轴的运转。模块54设置二个轴型模闭合及推料(型芯引导)。其他的组合也是可能的。
概括地说，可按本发明的技术方案设计成简单、全面和稳定的机床控制--从对工作过程自身的实际引导和监视出发；--根据一特别有效的新式多参量调节装置，对象力、速度和行程引导等基本参数以迄今不可能的方式进行控制；
--特别地将直接相互作用的轴功能组合成针对多个轴的调节和控制模块。作为多参量调节器，主要地但不是唯一地是按照多个目标参量进行的对轴亦即驱动的调节。针对每一具体工作任务为多参量调节器予设(图示的)以由三个称之为基本参数组成的空间包络限界帽(现行的调节器与此相反，其特点是额定值与实际值之间的严格结合，在此它总在起作用，并倾向于使二者相吻合。)这种多值调节装置与此部分地有原则上的区别。因为预先给定至少二或三个额定值或相应的极限值作为目标量值，在一般情况下每次仅有一个量值在现有的意义上加以调整亦即限定，而在相对应的时间点其他的调节器部分是不作用的，但是对应的值则有偏差。实际上这就意味着，例如说在达到最大予设压力(如2000巴)时，对应的压力调整接收调整命令，而此时另外二个调节过程则不起作用。这也同样适用于另外的参数。但由此实际中能够依靠相应的电气驱动头达到使所有的基本参数(压力/力，速度等)理想化。例如在对一压铸机作注入蜗杆调节的情况下，就选择一注入蜗杆作轴向运动的速度信号。因此机器整体可以在或者为注入过程或者为型模闭合中引用新的各自的控制亦即调整机理，它们将减轻整个过程任务的控制并使得能有最大质量效果的很大灵活性。此外，特别紧张的阶段亦即处理领域可以在很短的全部周期时间内以迄今无法达到的稳定性和生产流程的可重复性来完成。这里特别有效的是多参量调节和多轴驱动的结合。按照另一方案还可能，将速度调整信号进行积分并作为行程调节信号(在某种情况下为行程信号)被送到控制电子部件(具有装入的速度和位置调节器的驱动器)。特别有利的是本发明能由驱动器人工智能协调控制至少一部件，最好是一机器人例如焊接机械手或一起重机的所有轴。这一新的技术方案还对注铸和压制机以及吹风机，通用的压模和压铸，以及压铸、注塑，或DixoTrophen压制，以及纺织、造纸加工机器和机床，例如用于木材、石料或金属材料加工的工作过程中的控制提供改善。
图示的注入汽缸111中增塑蜗杆110的调整达到填充阶段的末尾，使得在注入汽缸111中仍有相当数量的注入材料112，现在它由注入喷咀113进入空腔114中为二半型模115和116所压缩。所述过程是通过一驱动器120对合成磁场位置变化的控制和转子2运动的对应控制来完成的。驱动器120所需要的全部控制信号由一电子控制装置121装备和传送。在此，该电子控制装置121具有一数据存贮器或程序存贮器122，由此对为压铸过程所予先确定的运动过程的速度和压力标定值的各所要求的基本程序加以变换，而求得所希望的速度和压力曲线。电子控制装置121最好作成多参量调节器。利用所述的基本功能可以控制整个压铸过程。一方面针对新的尚未了解的形状式材料，同时也为在材料质量变化时的安全保护，经常地由相应的传感器来取得附加的过程参数是有利的。这样，通过一力或压力接收器11来测知整个注入过程中一蜗轮轴109的轴向力，和通过可能作为母线传输系统的信号线13来传送电子控制功能，从而使得例如在超过极限值时立即由运动控制单元给出矫正命令。另一可能是通过压力传感器125直接获取压力，其信号同时被用于电子控制单元121中的运动导向机构。
图11描述一整个注入周期的压力曲线。这里专门强调临界的变化过程。A表示由充填阶段向增压力阶段的变化。B标明增压力阶段到增塑阶段的转移，以及C为增塑过程中的自身变化。
图12用于说明增塑蜗杆10的线性运动曲线的压力行程功能。
运动由一起端(Start)开始并在同一Start结束，由此构成连续的周期。
图13表明一压铸机在作型模闭合运动期间的本身已公知的力的曲线；其中GK为对万向接头最大作用力，PK说明可运动的板的肘杆的力能，MS为在整个闭合行程上的电动机电流消耗。曲线形状基本上与联杆上的力相对应，在此，高速时发生的惯性力叠加在所示曲线上，例如如图13a所示。
图13a表明例如万向接头通过行程特别是通过灵敏的成型保护行程(FS)时的速度曲线(V)。图13b表示特别对于例如处于100至200N下的半型模之间的行程的力的曲线，这可以通过所谓的香熔头试验加以证明。很大的优点在于，在一扰动情况下可以短的制动行程达到很强的下降速度，因为在激发起电动机最大可能的迟缓力的作用下可将质体置于静止状态，从而保护模具的推料销免遭损坏，并高灵敏度地打开型模。
图14说明现有技术中的振动特性。在现有技术中，第一阶段，即装填阶段，引入速度(Vco)，第二阶段，即后压力阶段，控制压力和转矩(Mdco)。后者迄今公知的是压铸机的电气驱动。本身不是临界的装填阶段通过纯净的速度导入取得良好结果。在后压力范围内情况则相反，会出现象D围绕的压力曲线和正围绕的速度曲线标明的那样的极有害的其半波长约为200毫秒的振荡运动。线性调节器得到的是在标定值跃变时很不利的指数性振荡。
图15表明与之相对的本新发明的示例。实际值接近理想地跟随予设的额定值。并得到基本上为线性的速度曲线和由一阶段到另一阶段的非常尖锐的跃变。这一过程没有发生振荡运动。但是对此有可能明显引起不仅系统自身的约21/2Hz的振荡，而且引起现有技术的中心缺点。在现有技术中必须通过许多修正调整亦即修正补偿控制来消除注入过程的决定性阶段中不能容许的干扰参量。由图14还清楚地表示出，在对运动本身加以控制时，存在的振荡运动得到抑制，和压力及速度曲线均表现出很高的稳定性。新发明的所有尝试均已表明，在作运动控制时完全没有发生有关的振荡，并能够产生对应于所要求的目标参量功能的理想曲线。在压力跃变应答时出现接近理想的实际速度的线性曲线。此新的非线性调整器可以非常接近于设计极限值工作。
图16所示为一在机器基座130带有一型模闭合装置131的整个压铸机，该型模闭合装置通过一转子132及传动装置139以及双曲柄绞链134使得一可运动的座板135带着一半成型模16每次向前向后地向对应的打开或闭合位置动作。另一驱动装置载有推料装置137。塑性材料由一供料牵引装置140送入。增塑蜗料9的旋转运动由一驱动电机141作相应的转换来得到。另一轴142是为注入机构予设的。注入口由校准件143实现。另外还可以针对标定值选择实际速度或者最好是注入口143的物质流的(局部为)二次方干扰量补偿来使得压力速度特性(限压特性)进一步优化。按照另一很有用的方案，可以借助注入咀物质流(m)的干扰量补偿来作为压力调整功能的叠加亦即接入，以使在高的压注速度时也能最大限度地接近压注压力的额定值。例如可利用如K1XV2-K2XP2
形式的干扰量补偿到压力额定值。其中K1，K2为相应的常数，V为蜗杆运转速度，P为压注压力梯度。
按本发明的解决措施来设计出简单、能全面的和稳定的调节的机器控制装置--按真正引入压注过程本身出发；--按照一特别有用的新多量值调节器，以进行迄今不可能方式控制的基本参数；压注压力、压注速度及行程引导。
所谓多量值调节器主要但不是唯一地被理解为对多个目标量值进行的一个轴亦即一个驱动装置的调整。给多量值调节装置预先作出由针对各具体工作任务的三个所谓的基本参数所组成的一空间上的外层--限界--罩盖(如图示)的工作子程序。(与此相反，已有的调节器是以额定值与实际的严格耦合为特征，在此它总是在工作的，并且总要使二者相吻合。)多量值调节器与此部分存在重要的不同。因为至少予设有二或三个额定值或相应的极限值作为目标量值，所以通常仅仅只有一个过去意义上的量值加以调整亦即限值，而在对应的时刻其它调节器部件则是不工作的。实际上这就意味着，例如在达到最大的予定压力(如2000巴)时对应的压力调节单元就接受调整命令，而此时另二个调节单元则不起作用。这种过程同样适用于另外的参数。但在此实际上可以由相应的电气驱动装置来达到所有基本参数(压力、速度和行程)的优化，因为在对所有三个作为调整量进行注入蜗杆调整的情况下是选择此注入蜗杆的轴向运动的速度信号。这就是说，例如对于三个中心内容，即利用一压铸机的成型部分的第一压铸方法，此时；
a)注入蜗杆借助电动机及与其相连接的变速驱动机构作轴向运动；b)对运行参数加以调整或控制；c)在如此作调整/控制、包括对作为调整量值的加在注入物质上的压力的限值时，选择注入蜗杆轴向运动的速度信号。
由压铸机所可能进行的成型部分的第二压铸方法，此时；a)注入蜗杆借助电动机及与之相连接的变速传动机构作轴向运动；b)调整或控制运行参数；c)在进行调节/控制、包括对作为调节量值的注入蜗杆的行程加以限值时，选择速度信号。
第三个可能的方法，按照第一或第二方法进行，如此为进行调整/控制、包括对作为调节量的注入蜗杆的轴向速度加以限值时，选择为注入蜗杆作轴向运动的一速度信号。此外第四可由此运行参数组(加到压铸物质的压力，注入蜗杆的轴向速度，和注入蜗杆行程等)，每次对一运行参数进行调节/控制，以达到其极限值即带宽。运行参数的极限值或带宽可作为时间和/或行程的函数予先给定。类似地，在型模闭合时至少可部分地按同样的“指导思想”行事。
机器作为整体因而可以用新的统一的控制亦即调节机制来管理注入过程和型模闭合过程，这就减轻了对整个操作流程的控制，并使得可能有取得最高质量结果的极大灵活性。此外，过程中特别临界的阶段亦即区间，有可能以至今无法达到的生产流程的稳定性和重复性在很短的全部周期内得到处理。另外十分有利的是多量值调节和多轴驱动的相结合。按照另一方案还可能将速度调整信号加以积分并作为行程调整信号(有时为行程信号)送至电子控制设施(集中有速度和位置调节器的驱动装置)。
执行上述方法的注压机或压铸压机的特点是，设有一由电动机及机械传动装置驱动可作轴向位移的注入蜗杆，和一用于调节或控制运行参数的电子设备；这里的调整/控制电子设备是这样设置的，即在进行调整/控制、包括对加在注入物质上的压力进行限值时，提供给带有针对注入蜗杆的轴向运动的速度信号的调节量值输入。按一执行此方法的注压机亦即压铸机的第二实施方案，其特征则在于设有一由电动机及机械传动装置驱动可作轴向移动的注入蜗杆，和一用于调节或控制前述运行参数的电子设施，这时该调节/控制电子设施是这样设置的，即在进行调整/控制包括对注入蜗杆行程加以限值时，要求输入的调节参数带有速度信号。
权利要求
1.用于对电机驱动的机器(例如压铸机)轴的被调参数进行调整的调速装置，设有一在内部有信号计算机(20)的转向和调速装置，它们侧重于控制和/或调整下列被调参数相角调节(φ)、电流调节(I)和速度调节(V)，其特征是，包括予先设定的可分开安装的、与机器计算机(15，16)无关的多值调节器(25)，用于独立地控制或调整调节参数，该调节器(25)除具有信号计算机(20)外，还有其上级的过程计算机(22)，它被配置用于对调节参数进行无延时的有选择的控制或调节，并由一设置在多值调节器(25)内的存储器(24)取得计算所必须的信息。
2.按权利要求1的调速装置，其特征是，一个模块(30)，除具有多个信号计算机(20)外，还有过程处理计算机(22)，它被配置用于无延迟地、同时地控制或调整多个轴(M1，M2，M3)。
3.用于对机器(例如压铸机)的电动机驱动轴(M1，M2，M3)的调速装置，具有内设一或多个信号计算机(20)的控制和调整装置，它特别包括有相角调节(ψ)、电流调节(I)和速度调节(V)功能，其特征是，包括一可分开安装的、与机器计算机(15，16)无关的、用于独立控制或调整多个轴(M1，M2，M3)的模块(30)，它除具有信号计算机(20)外，还具有上级过程计算机(22)，后者被配置成用于无延迟地、同时地控制或调节轴(M1，M2，M3)，并由模块(30)中予设的存储器(24)取得该计算机所需的信息。
4.按照权利要求3的调速装置，其特征是，过程计算机(22)被设置成至少作用于一个轴(M1，M2，M3)的多值调节器(25)，它可被输入以作为目标量值的调节量(例如力和/或速度和/或行程)的极限值。
5.按照权利要求1至4中之一的调速装置，其特征是，多值调节器(25)作成分级式调节器，主要以一交接点连接到数据母线(17)或直接连到机器计算机(15，16)。
6.按照权利要求1至5之一的调速装置，其特征是，可以多值调节器(25)中的不同额定值或目标值(例如力或速度或行程)确定多个工作阶段。
7.按前述权利要求之一的调速装置，其特征是，调节信号在小调整偏差时为调整偏差的线性函数，而在大调整偏差时为调整偏差的方根函数。
8.按前述权利要求之一的调速装置，其特征是，电机驱动装置(1)是一永磁式伺服电机，一受向量调节的异步电动机，一受控直流电动机，一无刷直流电动机或一磁阻式电动机。
9.按前述权利要求之一的调速装置，其特征是，过程计算机(22)被设置作用于三个或更多个轴。
10.按前述权利要求之一的调速装置，其特征是，在具有四个或更多个轴的加工机械的情况下，设置二个或更多的模块(30)，它们通过起动和工作程序协调工作，在此主要的是作为上级模块的模块(30)包含有所述起动和工作程序。
11.按前述权利要求之一的调速装置，其特征是，至少为单个值在模块(30)中设定一安全极限区间，并由其过程计算机(22)传输，该计算机的部分程序执行监控功能。
12.按照前述权利要求之一的调速装置应用于机器人，包括焊接机械手，压气机，塑铸机，起重机，浇铸机和压型机，纺织和纸张加机及机应。
13.压铸机中进行压铸过程的方法，其中注入蜗杆由电机驱动和机械传动作轴向运动，其特征是，选取一驱动器的速度信号(或行程额定信号)作为调整参数，并针对压力阶段(或增压阶段)和/或增塑阶段，将压铸压力作为目标值调节或限定，同时最好也对行程限制进行调节，特别是这种调节或限定是非线性的。
14.压铸机中进行压铸过程的方法，其中注入蜗杆基本上按照权利要求13由电机驱动和机械传动作轴向运动，其特征是，由一多值调整器通过一驱动器的速度信号调整或限定压注压力、压注速度及行程限量，以获得最大可能地接近目标额定值的近似值。
15.按照权利要求13或14的进行压铸过程的方法，其特征是，在大信号区间，驱动器的速度调整信号作为压力额定-实际-偏差和/或行程额定-实际-偏差的抛物线式或方根式函数，最好乘以最大可能的放大系数来计算得出，它近似于同伺服电动机的最大可能的加速度值，特别是主要按照下述公式
16.按照权利要求13至17之一的方法，其特征是，主要在大信号范围内，为了优化压铸过程，以利用加负荷下的高滞后角，不对称地采用放大系数K1，K2和/或在最小信号区为达到稳定，将驱动器的速度调节信号作为额定-实际-偏差的线性函数加以计算。
17.按照权利要求13-17之一的方法，用于电气驱动压铸机的转向装置，在此至少调节或限定压铸机的一个轴，例如注入蜗杆，和/或型模闭合装置，和/或推料装置，和/或内核拖动装置，和/或注入联动装置，其特征是，驱动器可由一控制电子设备通过一速度输入信号来进行控制，该电子设备被作成为多量值调节器，并具有一数字计算机，用来分级调整或限定特别是压铸过程的目标量值。
18.按权利要求17的控制装置，其特征是，在压铸机的领域内，至少装有一个用于取得对塑料物质的压力和/或力和/或有关驱动电机的电流信号的传感器，它装置在压铸轴和/或闭合轴和/或推料轴和/或注入联动机构轴的移位机械上。
19.按权利要求17或18之一的用于带肘柄闭合系统，以及带有针对成型保护阶段的成型保护的型模闭合的电气驱动的控制装置，其特征是，它具有一测量装置，用于通过电机电流测出驱动曲柄的力，或者用于万向接头中的力的导向。
20.按权利要求19的控制装置，其特征是，对于成型保护阶段的每一闭合运动，通过取得电动机电流或在万向接头范围内测量的作用力，加以存贮，并由此确定一容许区间，用以控制和监视此成型的保护阶段，在当随后的闭合运动中超过该容许区间时即停止运动和/或使其换向。
全文摘要
本发明提供一种作成多值调节器(25)的调速装置。它设有由驱动器人工智能(23)构成的控制单元(26)。它选择或者速度或者一电动机(1)的输入电流。根据要求，可以将例如一个力、速度或者行程作为目标参量，由上一级机器计算机(15)传给工作存贮器(24)，它仅预设作为调节量(或设计极限值)的对应值，以最大可能地接近目标参量额定值。新发明提议对电气驱动的压铸机进行控制。过程参数能以很高精度实现控制，因而能以极高的精度制造很薄的部件。
文档编号H02P1/00GK1106736SQ9411792
公开日1995年8月16日 申请日期1994年9月30日 优先权日1993年10月27日
发明者R·西格里斯特, B·施蒂尔哈德, H·布洛林格 申请人:普罗控制公开股份有限公司