专利名称：一种注塑机控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于注塑机的控制装置。本发明同时涉及一种注塑机的控制方法。
背景技术：
当今的注塑机工作流程都是由锁模、射胶、熔胶、冷却、开模、顶出组成的。注塑机是塑料成型的关键设备，它主要耗电是电机带动的液压油泵，占整机负载70％负荷功率。注塑制造业工作性质是“连续循环不间断生产”。以往，电机开动后，就是全速，全电压(380V)、频率50Hz运转。按生产工艺要求，注塑机对液压泵流量和压力的需求是变化的，电机并不是始终处于满载状态，平均只有60％负载率。有40％左右(或更多)电能浪费在工艺空载和轻载时间，能量经流量比例阀和压力比例阀控制通过溢流阀放回油箱，且电机感性负载功率因素大部份用电设备得不到电容补偿。电能浪费非常严重。2004年7月28日授权公告的中国专利ZL02138601.3中公开了一种变频注塑机的节能装置及其节能方法，其包括注塑机控制器、驱动单元、压力控制单元、变频伺服控制器和管道压力传感器及转速传感器，所述驱动单元又包括电机和能低速转动的油泵，所述的压力控制单元将接收到的压力传感器的系统压力反馈信号与注塑机控制器设定的工艺参数信号比较处理后输入给变频伺服控制器一个相应的控制信号，所述的转速传感器将采集到的电机转速信号输入到变频伺服控制器中，变频伺服控制器根据上述控制信号和转速信号输出相应的控制电机转动的变频信号，电机通过联轴器驱动油泵输出满足工艺要求的流量。但是该装置存在以下缺点1)产品质量不稳定，它通过流量比例阀和压力比例阀来采集信号，转化成4～20毫安或0～10伏的电流电压信号；2)不能对产品的稳定性进行控制；3)600吨以上注塑机同轴多油泵、老式油制型注塑机无流量比例阀和压力比例阀机组、多个流量比例阀和压力比例阀的机组，模拟技术是无法实现控制的；4)模拟信号控制精度低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种注塑机的控制装置，它能使注塑机产品的质量和产量稳定。
本发明进一步要解决的技术问题是提供一种注塑机的控制装置，易于对600吨以上注塑机同轴多油泵、老式油制型注塑机无流量比例阀和压力比例阀机组、多个流量比例阀和压力比例阀的机组实现控制。
本发明次进一步要解决的技术问题是提供一种注塑机的控制装置，控制精度高。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种注塑机的控制方法，它能使注塑机产品质量稳定。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种注塑机控制装置，包括数据采集处理装置，用于采集锁模装置，射胶装置，熔胶装置，冷却装置，开模装置和顶出装置的工作状态信号并将此工作状态信号运算为数字信号；其特征在于还包括控制单元，所述控制单元接收所述数据采集处理装置输出的数字信号，并根据输入的数字信号发出控制信号到锁模装置，射胶装置，熔胶装置，冷却装置，开模装置和顶出装置。
所述控制单元为可编程序逻辑控制器PLC。
还包括变频器，该变频器用于接收所述控制单元传来的控制信号，并根据此控制信号控制电机的转速。
所述数据采集处理装置与所述变频的可编程输入端或脉冲输入端相连。
一种注塑机控制方法，其特征在于包括实时监控步骤，用于采集工艺的工作状态信号，并对此工作状态信号进行处理，并根据处理后的工作状态信号发出控制信号来控制工艺，所述工艺依次为锁模工艺、射胶工艺、熔胶工艺、冷却工艺、开模工艺和顶出工艺。
所述实时监控步骤包括如下步骤1)信号采集步骤，用于采集工艺的工作状态信号；2)信号处理步骤，用于将工作状态信号编制为数字信号；3)判断比较步骤，用于将编制后的数字信号与存储在控制单元里的预设参数进行比较；
4)控制步骤，发出控制信号来控制注塑机的工艺，用于当判断比较步骤满足存储在控制单元里的预设参数时进行下一工艺，否则返回到锁模工艺重新开始到锁模工艺。
本发明的技术效果是(1)该注塑机的产品稳定。其原理是这样的，在每个工艺都包括实时监控步骤，该实时监控步骤用于采集工艺的工作状态信号，并对此工作状态信号进行处理，并根据处理后的工作状态信号发出控制信号来控制工艺，当满足条件时进行下一工艺，否则返回到锁模工艺重新开始到锁模工艺，从而有效地保证的产品的质量和产量。
(2)可以对产品的稳定性进行控制。通过对存储在控制单元里的预设参数范围进行设置从而对产品的稳定性进行控制，当对产品的稳定性要求比较低时，可以选择一个相对较宽的范围，当对产品的稳定性要求比较高时，可以选择一个相对较窄的范围。
(3)易于对600吨以上注塑机同轴多油泵、老式油制型注塑机无流量比例阀和压力比例阀机组进行控制。通过采用PLC对注塑机工艺传感器动作的同步信号进行扫描、运算变为二进制数，而不必通过流量比例阀和压力比例阀来采集信号，只要在600吨以上注塑机同轴多油泵、老式油制型注塑机无流量比例阀和压力比例阀机组安装传感器，就可以实现对它们的控制。
(4)控制精度高。本发明采用采用PLC数字控制，周期运行数字控制频率精度约为0.01Hz，而模拟控制频率精度约为0.5Hz，数字控制频率精度要比模拟控制频率精度高50倍左右。
(5)节能效果更佳。利用数字信号来控制变频器，通过变频器来控制电机的转速，因为数字控制精度高，所以节能的效果更好，而且采用PLC采集注塑机工艺传感器动作的同步信号进行扫描、运算变为二进制数，根据注塑机的人机交换介面显视的“锁模、射胶、熔胶、抽胶、冷却、开模、顶出”压力、流量和速度压力参数百分比和其他参数的条件，配合变频器内部需要设定地址的内容参数，变频器由CPU按设定参数去访问PLC管理软件程序输出的各工艺段端口地址单元的内容，实现变频器与注塑机同步调速，从而达到节能的目的。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明图1本发明注塑机控制装置结构示意图；图2本发明注塑机控制方法流程示意图。
具体实施例方式
一种注塑机控制装置，包括数据采集处理装置1，用于采集锁模装置2，射胶装置3，熔胶装置4，冷却装置5，开模装置6和顶出装置7的工作状态信号并将此工作状态信号运算为数字信号；还包括控制单元8，所述控制单元8接收所述数据采集处理装置1输出的数字信号，并根据输入的数字信号发出控制信号到锁模装置2，射胶装置3，熔胶装置4，冷却装置5，开模装置6和顶出装置7。
所述控制单元8为可编程序逻辑控制器PLC。
还包括变频器9，该变频器9用于接收所述控制单元8传来的控制信号，并根据此控制信号控制电机的转速。所述数据采集处理装置1与所述变频器9的可编程输入端相连。
一种注塑机控制方法，其特征在于包括实时监控步骤，用于采集工艺的工作状态信号，并对此工作状态信号进行处理，并根据处理后的工作状态信号发出控制信号来控制工艺，所述工艺依次为锁模工艺、射胶工艺、熔胶工艺、冷却工艺、开模工艺和顶出工艺。
所述实时监控步骤包括如下步骤1)信号采集步骤，用于采集工艺的工作状态信号；2)信号处理步骤，用于将工作状态信号编制为数字信号；3)判断比较步骤，用于将编制后的数字信号与存储在控制单元里的预设参数进行比较；4)控制步骤，发出控制信号来控制注塑机的工艺，用于当判断比较步骤满足存储在控制单元里的预设参数时进行下一工艺，否则返回到锁模工艺重新开始到锁模工艺。
图1是本发明注塑机控制装置的一个具体实施例的结构示意图，所述注塑机控制装置，包括，数据采集处理装置1，用于采集锁模装置2，射胶装置3，熔胶装置4，冷却装置5，开模装置6和顶出装置7的工作状态信号并将此工作状态信号运算为数字信号；还包括控制单元8，所述控制单元8接收所述数据采集处理装置1输出的数字信号，并根据输入的数字信号发出控制信号到锁模装置2，射胶装置3，熔胶装置4，冷却装置5，开模装置6和顶出装置7。其中，所述控制单元8为可编程序逻辑控制器PLC。还包括变频器9，该变频器9用于接收所述控制单元8传来的控制信号，并根据此控制信号控制电机的转速。所述数据采集处理装置1与所述变频器9的可编程输入端相连。
在本发明注塑机控制装置的另一个具体实施例中，所述数据采集处理装置1与所述变频器9的脉冲输入端相连。
图2是本发明注塑机控制方法流程示意图。所述控制方法的流程为锁模后，数据采集处理装置1采集锁模工艺的工作状态信号，把此工作状态信号编制为二进制数字，把此二进制信号输入到控制单元8进行判断，当满足条件时进行射胶工艺，否则重新锁模，其中所满足的条件1)锁模压力满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；2)限位开关满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；3)电子尺度量满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；4)锁模时间满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；5)流量比例满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始。射胶后，数据采集处理装置1采集射胶工艺的工作状态信号，把此工作状态信号编制为二进制数字信号输入到控制单元8进行判断，当满足条件时进行熔胶工艺中的保压子工艺，否则重新锁模，其中所满足的条件1)射胶量满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；1)射胶时间满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；2)射胶压力满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；3)限位开关满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始。4)射胶量满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始。经过溶胶工艺中的子工艺倒缩工艺后，数据采集处理装置1采集倒缩子工艺的工作状态信号，把此工作状态信号编制为二进制数字信号输入到控制单元8进行判断，当满足条件时进行冷却工艺，否则重新锁模，其中所满足的条件1)倒缩时间满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；2)背压压力满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；3)电子尺度量满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；4)限位开关满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始。冷却后，数据采集处理装置1采集冷却工艺的工作状态信号，把此工作状态信号编制为二进制数字信号输入到控制单元8进行判断，当满足条件时进行开模工艺，否则重新锁模，其中所满足的条件冷却时间满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始。开模后，数据采集处理装置1采集开模工艺的工作状态信号，把此工作状态信号编制为二进制数字信号输入到控制单元8进行判断，当满足条件时进行顶出工艺，否则重新锁模，其中所满足的条件1)开模时间满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；限位开关满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；2)电子尺度量满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；3)限位开关满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始。顶出后，数据采集处理装置1采集顶出工艺的工作状态信号，把此工作状态信号编制为二进制数字信号输入到控制单元8进行判断，当满足条件时取制品，否则重新锁模，其中所满足的条件1)顶出时间满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始；2)限位开关满足预设值时往下执行、否则返回到锁模工艺重新开始。
其节能的原理是这样的，采用PLC采集注塑机工艺传感器动作的同步信号进行扫描、运算变为二进制数，根据注塑机的人机交换介面显视的“锁模、射胶、熔胶、抽胶、冷却、开模、顶出”压力、流量和速度压力参数百分比和其他参数的条件，配合变频器内部需要设定地址的内容参数，变频器由CPU按设定参数去访问PLC管理软件程序输出的各工艺段端口地址单元的内容，实现变频器与注塑机同步调速，节能稳定运行。
各段频率的确定(1)因为在一个工艺循环周期中的不同的工艺阶段内，注塑机对流量有不同的需求。注塑过程一般依次有以下7个工艺阶段锁模工艺、射胶工艺、熔胶工艺、冷却工艺、开模工艺、顶出工艺和取制品。在每一个工艺阶段，对应有一个确定的流量。由于液压泵的流量与电机的转速有以下关系Q＝nq (1)式(1)中n电机转速；q液压泵的排量；Q液压泵的流量。
电机的转速可表示为n＝60f/p (2)式(2)中f电源频率；p电机磁极对数；n电机转速。
将式(1)、(2)结合，可得到Q＝60f/qp＝kf (3)式(3)中K比例系数，k＝60q/p。
对于每一个确定的流量，按照式(3)，都有一个频率与之对应f＝Q/k (4)按照式(4)，就可以将每一个工艺阶段的流量编制为对应的频率。然后列出各工艺阶段的频率，这样就解决了频率确定的问题。
表1
表2
表3从表1至表3可以看出，利用本发明注塑机的控制装置后，实现变频器与注塑机同步调速，节能稳定运行，节能效果明显。
权利要求
1.一种注塑机控制装置，包括，数据采集处理装置(1)，用于采集锁模装置(2)，射胶装置(3)，熔胶装置(4)，冷却装置(5)，开模装置(6)和顶出装置(7)的工作状态信号并将此工作状态信号运算为数字信号；其特征在于还包括控制单元(8)，所述控制单元(8)接收所述数据采集处理装置(1)输出的数字信号，并根据输入的数字信号发出控制信号到锁模装置(2)，射胶装置(3)，熔胶装置(4)，冷却装置(5)，开模装置(6)和顶出装置(7)。
2.根据权利要求1所述的注塑机控制装置，其特征在于所述控制单元(8)为可编程序逻辑控制器PLC。
3.根据权利要求1或2所述的注塑机控制装置，其特征在于还包括变频器(9)，该变频器(9)用于接收所述控制单元(8)传来的控制信号，并根据此控制信号控制电机的转速。
4.根据权利要求3所述的注塑机控制装置，其特征在于所述数据采集处理装置(1)与所述变频器(9)的可编程输入端或脉冲输入端相连。
5.一种注塑机控制方法，其特征在于包括实时监控步骤，用于采集工艺的工作状态信号，并对此工作状态信号进行处理，并根据处理后的工作状态信号发出控制信号来控制工艺，所述工艺依次为锁模工艺、射胶工艺、熔胶工艺、冷却工艺、开模工艺和顶出工艺。
6.根据权利要求5所述的注塑机控制方法，其特征在于所述实时监控步骤包括如下步骤1)信号采集步骤，用于采集工艺的工作状态信号；2)信号处理步骤，用于将工作状态信号编制为数字信号；3)判断比较步骤，用于将编制后的数字信号与存储在控制单元里的预设参数进行比较；4)控制步骤，发出控制信号来控制注塑机的工艺，用于当判断比较步骤满足存储在控制单元里的预设参数时进行下一工艺，否则返回到锁模工艺重新开始到锁模工艺。
7.根据权利要求5或6所述的注塑机控制方法，其特征在于锁模工艺存储在控制单元里预设参数包括锁模时间、锁模压力、限位开关、电子尺度量和流量比例。
8.根据权利要求5或6所述的注塑机控制方法，其特征在于射胶工艺存储在控制单元里预设参数包括射胶量、射胶时间和限位开关。
9.根据权利要求5或6所述的注塑机控制方法，其特征在于熔胶工艺存储在控制单元里预设参数包括电子尺度量、背压压力、限位开关和倒缩时间。
10.根据权利要求5或6所述的注塑机控制方法，其特征在于冷却工艺存储在控制单元里预设参数为冷却时间。
全文摘要
本发明公开了一种注塑机控制装置，包括数据采集处理装置，用于采集锁模装置，射胶装置，熔胶装置，冷却装置，开模装置和顶出装置的工作状态信号并将此工作状态信号运算为数字信号；本发明同时公开了一种注塑机控制方法，其特征在于包括实时监控步骤，用于采集工艺的工作状态信号，并对此工作状态信号进行处理，并根据处理后的工作状态信号发出控制信号来控制工艺，所述工艺依次为锁模工艺、射胶工艺、熔胶工艺、冷却工艺、开模工艺和顶出工艺。它能有效的对注塑机进行控制，从而易于对注塑机产品质量进行控制，节能效果更佳。
文档编号B29C45/76GK1765611SQ20041008126
公开日2006年5月3日 申请日期2004年11月12日 优先权日2004年11月12日
发明者侯金来 申请人:侯金来