CN102009467B

CN102009467B - 单电机驱动全电动合模和移模系统及其实现方法与应用

Info

Publication number: CN102009467B
Application number: CN2010105273755A
Authority: CN
Inventors: 黄汉雄; 李为平
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2010-10-31
Filing date: 2010-10-31
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2030-10-31
Also published as: CN102009467A

Abstract

本发明提供一种单电机驱动的全电动合模和移模系统，包括电机、主联轴器、转向器、合模装置、移模装置、支座板和底座；所述电机通过主联轴器与转向器连接，所述转向器具有多输出端，分别与合模装置和移模装置连接；所述电机、主联轴器、转向器和合模装置连接成一体固定在支座板上，支座板和移模装置相连安装在底座上；本发明同时提供一种由上述系统实现的单电机驱动的全电动合模和移模的方法。本发明的全电动合模和移模系统的结构紧凑，可降低造价、节省材料、降低能耗、提高可靠性、明显延长电机和滚珠丝杆的使用寿命，易于推广应用。

Description

单电机驱动全电动合模和移模系统及其实现方法与应用

技术领域

本发明涉及电动式合模和移模系统，特别涉及一种高分子材料吹塑机械电动式合模和移模系统，具体地说是同一套电机-转向器传动装置实现合模和移模功能的单电机驱动的全电动合模和移模系统及其实现方法与应用。

背景技术

高分子材料吹塑机械一般采用液压技术，即合模和移模等均采用液压传动。近年来，电动式吹塑机械已逐渐被研发和应用。与液压式吹塑机械相比，电动式吹塑机械具有对合模速度和行程等的控制精度较高、响应较快、能耗和噪音较低等优点。但现有的电动式吹塑机械的结构基本上是合模和移模分别单独采用一套电动式传动装置。这种电动式吹塑机械主要存在如下缺点：(1)合模和移模均需单独的传动装置，这使结构庞大和复杂，增加制造成本；(2)两台电机分别驱动时电机频繁启停会导致其发热较严重，影响其使用寿命，滚珠丝杆不断启停会使其承受冲击力而加速磨损。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的现有电动式吹塑机械的缺点，即合模和移模需要两套传动装置，其中一套电机-丝杆传动装置实现合模功能，另一套电机-丝杆传动装置实现移模功能，提供一种采用一套电机-丝杆传动系统实现合模和移模的电动装置。

本发明的另一目的在于提供一种由上述系统实现的全电动合模和移模的方法。

本发明的再一目的在于提供上述单电机驱动的全电动合模和移模系统的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种单电机驱动的全电动合模和移模系统，包括单台电机、主联轴器、转向器、合模装置、移模装置、支座板和底座；所述电机通过主联轴器与转向器连接，所述转向器具有多输出端，分别与合模装置和移模装置连接；所述电机、主联轴器、转向器和合模装置连接成一体固定在支座板上，支座板和移模装置相连安装在底座上。

优选地，所述合模装置包括合模离合器、合模联轴器、合模滚珠丝杆及其螺母、五杆机构、合模直线导轨、支撑板、定模板、动模板、左半模具和右半模具；所述合模离合器与转向器相连接，合模离合器固定在支板上，合模离合器的输出端通过合模联轴器与合模滚珠丝杆相连；合模滚珠丝杆穿过支撑板，合模滚珠丝杆的螺母与五杆机构相连；五杆机构的左端固定在支撑板上，右端固定在动模板左侧；左半模具安装在动模板右侧，右半模具安装在定模板的左侧，动模板可以在合模直线导轨上往复移动。

优选地，所述移模装置包括移模离合器、传动件、移模滚珠丝杆及其螺母、圆锥滚子轴承、移模安装板、移模直线导轨；所述移模离合器与转向器相连接，移模离合器固定在安装板上，移模离合器的输出端与传动件相连；移模滚珠丝杆的一端通过安装在支座板上的圆锥滚子轴承固定，另一端穿过移模安装板，移模滚珠丝杆的螺母固定在移模安装板上，移模安装板通过螺栓固定在底座上。

所述传动件可为同步带传动组件、齿轮传动组件或链轮传动组件。

所述同步带传动组件包括同步带、主动带轮、从动带轮，主动带轮通过同步带与从动带轮相连接。

所述转向器可为螺旋伞齿传动箱，具有两输出端；或为具有三输出端的转向器，同时连接两套合模和移模装置，实现双工位开合模。

所述电机为伺服电机；在控制精度要求不高时，也可用普通电机替代伺服电机。

一种利用上述系统实现的全电动合模和移模的方法，主要包括下述步骤：(1)启动电机使其正向旋转，合模离合器通电，使合模滚珠丝杆正转，五杆机构带动动模板向定模板方向移动，使左右两半模具相互贴紧，紧接着合模离合器断电，完成合模和锁模步骤；(2)移模离合器通电，带动移模滚珠丝杆正转，使移模装置向型坯吹胀工位方向移动，到达吹胀工位后，移模离合器断电，电机停转，完成移模步骤；(3)启动电机使其反转，合模离合器通电，合模滚珠丝杆反转，五杆机构带动动模板开模，当动模板到达开模极限位置时，合模离合器断电，完成开模步骤；(4)移模离合器通电，使移模滚珠丝杆反转，带动支座板移动到型坯成型工位时，移模离合器断电，电机停转，完成整个成型周期。

所述步骤(1)具体可为：当动模板处于开模极限位置时，启动电机使其正转，通过主联轴器带动转向器转动，合模离合器通电吸合，转向器的横向输出端通过合模离合器和合模联轴器驱动合模滚珠丝杆正转，合模滚珠丝杆的螺母带动五杆机构移动，使动模板向定模板方向移动，进行合模，当两半模具贴紧时，五杆机构刚好被拉直从而进行锁模，此时合模离合器断电，完成合模和锁模步骤。

所述步骤(2)具体可为：合模和锁模步骤完成后，移模离合器通电吸合，转向器的纵向输出端通过移模离合器带动同步带正向转动，同步带带动移模滚珠丝杆正转，使移模装置往型坯吹胀工位方向移动，到达吹胀工位后，移模离合器断电，电机停转，完成移模步骤。

所述步骤(3)具体可为：移模步骤完成后，进行型坯吹胀和制品冷却，产品成型后，启动电机使其反转，合模离合器通电吸合，转向器的横向输出端通过合模离合器和合模联轴器驱动合模滚珠丝杆反转，合模滚珠丝杆的螺母带动五杆机构移动，到达动模板的开模极限位置时，合模离合器断电，完成开模步骤。

所述步骤(4)具体可为：开模步骤完成后，移模离合器通电吸合，转向器的纵向输出端通过移模离合器带动同步带反向转动，同步带带动移模滚珠丝杆反转，使移模装置向型坯成型工位方向移动，到达型坯成型工位后，移模离合器断电，电机停转，完成移模步骤。至此，完成了一个合模-移模-开模-移模周期，并可按以上步骤进入下一工作过程。

利用上述电动装置实现的单电机驱动的全电动合模和移模功能的方法还可有如下的变化形式：不启动移模装置，只启动合模装置，完成单方向的合模锁模步骤，即可用于电动注塑机的合模过程。

本单电机驱动的全电动合模和移模系统可应用于高分子材料加工成型，如塑料吹塑和塑料注塑等。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)采用一台电机实现合模和移模，从而使系统结构简单、紧凑，可节省材料，降低成本，控制过程亦相应简化，有利于实现不同方向运动的精确控制。

(2)通过两套离合器，电机的一次正反转即可完成整个成型周期，从而使作业流程合理、操作简单、工作可靠，可达到节能降耗的目的。

(3)生产过程稳定，可较好地提高制品的生产精度和性能，降低废品率。

附图说明

图1是本发明单电机驱动的全电动合模和移模系统的结构示意图。

图2是图1所示系统的俯视图。

图3是图1所示系统的轴侧图。

图4是图1所示系统的转向器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

图1至图4示出了本发明单电机驱动的全电动合模和移模系统的具体结构。由图1和图2可见，本单电机驱动的全电动合模和移模系统包括电机1、主联轴器2、转向器3、合模离合器4、移模离合器19、合模联轴器6、支撑板7、动模板11、定模板14、合模滚珠丝杆8、移模滚珠丝杆23、同步带22、支座板16和底座18等。

所述电机1安装在板21上，电机1的输出轴通过主联轴器2与转向器3的输入端3-1相连，转向器3的横向输出端3-2与合模离合器4相连，合模离合器4固定在支板5上，合模离合器4的输出端通过合模联轴器6与合模滚珠丝杆8相连；合模滚珠丝杆8穿过支撑板7，合模滚珠丝杆8的螺母9与五杆机构10相连，五杆机构10的左端固定在支撑板7上，右端固定在动模板11的左侧；左半模具12安装在动模板11右侧，右半模具13安装在定模板14左侧；合模时，五杆机构10在合模滚珠丝杆8的驱动下，带动动模板11沿着合模直线导轨15向定模板14方向移动，左半模具12向右半模具13方向移动；动模板11可以在合模直线导轨15上往复移动；所述电机1、主联轴器2、转向器3、合模离合器4、合模联轴器6、合模滚珠丝杆8及其螺母9、五杆机构10、合模直线导轨15、支撑板7、定模板14、动模板11、左半模具12和右半模具13连接成一体，固定在支座板16上，支座板16可在移模直线导轨17上往复移动。

如图2和图3所示，转向器3的纵向输出端3-3与移模离合器19相连，移模离合器19固定在安装板27上，移模离合器19的输出轴与主动带轮20-1相连；从动带轮20-2与移模滚珠丝杆23连接；移模滚珠丝杆23的一端通过安装在支座板16上的圆锥滚子轴承26固定，另一端穿过移模安装板24，移模滚珠丝杆23的螺母28固定在移模安装板24上；移模安装板24通过螺栓25固定在底座18上。

如图4所示，转向器3是螺旋伞齿传动箱，包括一个输入端3-1和两个输出端，即横向输出端3-2与纵向输出端3-3。

上述单电机驱动的全电动合模和移模系统的工作过程：当动模板11处于开模极限位置时，启动电机1使其正转，通过主联轴器2带动转向器3转动，合模离合器4通电吸合，转向器3的横向输出端3-2通过合模离合器4和合模联轴器6驱动合模滚珠丝杆8正转，合模滚珠丝杆8的螺母9带动五杆机构10移动，使动模板11向定模板14方向移动，进行合模，当两半模具12和13贴紧时，五杆机构10刚好被拉直从而进行锁模，此时合模离合器4断电，完成合模和锁模步骤；合模和锁模步骤完成后，移模离合器19通电吸合，转向器3的纵向输出端3-3通过移模离合器19带动同步带22正向转动，同步带22带动移模滚珠丝杆23正转，使移模装置往型坯吹胀工位方向移动，到达吹胀工位后，移模离合器19断电，电机1停转，完成移模步骤；移模步骤完成后，进行型坯吹胀和制品冷却，产品成型后，启动电机1使其反转，合模离合器4通电吸合，转向器3的横向输出端3-2通过合模离合器4和合模联轴器6驱动合模滚珠丝杆8反转，合模滚珠丝杆8的螺母9带动五杆机构10移动，到达动模板11的开模极限位置时，合模离合器4断电，完成开模步骤；开模步骤完成后，移模离合器19通电吸合，转向器3的纵向输出端3-3通过移模离合器19带动同步带22反向转动，同步带22带动移模滚珠丝杆23反转，使移模装置向型坯成型工位方向移动，到达型坯成型工位后，移模离合器19断电，电机1停转，完成移模步骤。至此，完成了一个合模-移模-开模-移模周期，并可按以上步骤进入下一工作过程。

本单电机驱动的全电动合模和移模系统可较好地应用于塑料吹塑加工工艺过程。

实施例2

本实施例除下述特征外同实施例1：本单电机驱动的全电动合模和移模系统的转向器具有三输出端，同时连接两套合模和移模装置，实现双工位合模。

实施例3

本实施例除下述特征外同实施例1：不启动移模装置，只启动合模装置，完成单方向的合模锁模操作，即可用于电动注塑机的合模过程(此过程不需移模)。

以上所述的仅是本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，还可采用其他方案。如转向器可以不用螺旋伞齿传动箱，而用其它的一个输入、两个输出的传动装置；离合器可选择两端都带有轴伸的结构；控制精度要求不高时，也可采用普通电机替代伺服电机；同步带传动可以用链传动、齿轮传动等其它方式替代。其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种由单电机驱动的能实现全电动合模和移模功能的系统，包括合模装置、移模装置和电机，其特征在于：还包括主联轴器、转向器、支座板和底座；所述电机为单台电机；所述电机通过主联轴器与转向器连接，所述转向器具有多输出端，分别与合模装置和移模装置连接；

所述合模装置包括合模离合器、合模联轴器、合模滚珠丝杆及其螺母、五杆机构、合模直线导轨、支撑板、定模板、动模板、左半模具和右半模具；所述合模离合器与转向器相连接，合模离合器固定在支板上，合模离合器的输出端通过合模联轴器与合模滚珠丝杆相连；合模滚珠丝杆穿过支撑板，合模滚珠丝杆的螺母与五杆机构相连；五杆机构的左端固定在支撑板上，右端固定在动模板左侧；左半模具安装在动模板右侧，右半模具安装在定模板的左侧，动模板能够在合模直线导轨上往复移动；

所述移模装置包括移模离合器、传动件、移模滚珠丝杆及其螺母、圆锥滚子轴承、移模安装板、移模直线导轨；所述移模离合器与转向器相连接，移模离合器固定在安装板上，移模离合器的输出端与传动件相连；移模滚珠丝杆的一端通过安装在支座板上的圆锥滚子轴承固定，另一端穿过移模安装板，移模滚珠丝杆的螺母固定在移模安装板上，移模安装板通过螺栓固定在底座上；支座板能够在移模直线导轨上往复移动；

所述电机、主联轴器、转向器和合模装置连接成一体固定在支座板上，支座板和移模装置相连安装在底座上。

2.根据权利要求1所述的由单电机驱动的能实现全电动合模和移模功能的系统，其特征在于：所述传动件为同步带传动组件、齿轮传动组件或链轮传动组件。

3.根据权利要求2所述的由单电机驱动的能实现全电动合模和移模功能的系统，其特征在于：所述同步带传动组件包括同步带、主动带轮、从动带轮，主动带轮通过同步带与从动带轮相连接。

4.根据权利要求1所述的由单电机驱动的能实现全电动合模和移模功能的系统，其特征在于：所述转向器为螺旋伞齿传动箱，具有两输出端；或为具有三输出端的转向器，同时连接两套合模和移模装置，实现双工位开合模。

5.一种如权利要求1所述的系统的操作方法，其特征在于包括下述步骤：(1)启动电机使其正向旋转，合模离合器通电，使合模滚珠丝杆正转，五杆机构带动动模板向定模板方向移动，使左右两半模具相互贴紧，紧接着合模离合器断电，完成合模和锁模步骤；(2)移模离合器通电，带动移模滚珠丝杆正转，使移模装置向型坯吹胀工位方向移动，到达吹胀工位后，移模离合器断电，电机停转，完成移模步骤；(3)启动电机使其反转，合模离合器通电，合模滚珠丝杆反转，五杆机构带动动模板开模，当动模板到达开模极限位置时，合模离合器断电，完成开模步骤；(4)移模离合器通电，使移模滚珠丝杆反转，带动支座板移动到型坯成型工位时，移模离合器断电，电机停转，完成整个成型周期。

6.根据权利要求5所述的系统的操作方法，其特征在于：

所述步骤(1)为：当动模板处于开模极限位置时，启动电机使其正转，通过主联轴器带动转向器转动，合模离合器通电吸合，转向器的横向输出端通过合模离合器和合模联轴器驱动合模滚珠丝杆正转，合模滚珠丝杆的螺母带动五杆机构移动，使动模板向定模板方向移动，进行合模，当左右两半模具贴紧时，五杆机构刚好被拉直从而进行锁模，此时合模离合器断电，完成合模和锁模步骤；

所述步骤(2)为：合模和锁模步骤完成后，移模离合器通电吸合，转向器的纵向输出端通过移模离合器带动传动件正向转动，传动件带动移模滚珠丝杆正转，使移模装置往型坯吹胀工位方向移动，到达吹胀工位后，移模离合器断电，电机停转，完成移模步骤；

所述步骤(3)为：移模步骤完成后，进行型坯吹胀和制品冷却，产品成型后，启动电机使其反转，合模离合器通电吸合，转向器的横向输出端通过合模离合器和合模联轴器驱动合模滚珠丝杆反转，合模滚珠丝杆的螺母带动五杆机构移动，到达动模板的开模极限位置时，合模离合器断电，完成开模步骤；

所述步骤(4)为：开模步骤完成后，移模离合器通电吸合，转向器的纵向输出端通过移模离合器带动传动件反向转动，传动件带动移模滚珠丝杆反转，使移模装置向型坯成型工位方向移动，到达型坯成型工位后，移模离合器断电，电机停转，完成移模步骤；至此，完成了一个合模-移模-开模-移模周期，并按以上步骤进入下一工作过程。

7.根据权利要求5所述的系统的操作方法，其特征在于：不启动移模装置，只启动合模装置，完成单方向的合模锁模步骤，即用于电动注塑机的合模过程。

8.根据权利要求1-4任一项所述的由单电机驱动的能实现全电动合模和移模功能的系统的应用，应用于塑料吹塑和塑料注塑过程。