一種電動注塑機的雙電機并行注射控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動注塑機的雙電機并行注射控制方法，是當(dāng)控制器通過解讀設(shè)定的工藝參數(shù)，建立運動模型，將速度和扭矩參數(shù)指令分別下達給主驅(qū)動器和從驅(qū)動器，兩個驅(qū)動器分別跟隨控制器指令輸出頻率和電流，驅(qū)動伺服電機執(zhí)行動作?？刂破魍ㄟ^控制兩個驅(qū)動器，平衡兩個伺服電機的輸出扭矩，使兩個伺服電機扭矩疊加。同時，控制器通過對主驅(qū)動器的速度控制，以及兩個伺服電機之間的同步帶驅(qū)動，使系統(tǒng)達到速度同步，優(yōu)點是降低成本和降低伺服電機慣量。
【專利說明】一種電動注塑機的雙電機并行注射控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動注塑機的注射控制方法，尤其是涉及一種電動注塑機的雙電機并行注射控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電動注塑機注射部件采用單個伺服驅(qū)動器和單個伺服電機來控制螺桿的射進和射退動作。因注射部件工況有以下特性:
1.注射，螺桿做注射進動作，將熔融的塑料粒子擠入模腔，直至熔膠將模腔充滿。
[0003]2.保壓，螺桿在模腔充滿后繼續(xù)做前進動作，原料的壓縮產(chǎn)生保壓壓力，此時，螺桿速度基本接近零速。
[0004]在上述兩種運動工況中，注射伺服電機都需要大扭矩輸出。隨著市場需求的日益增長，電動注塑機逐步向大型化發(fā)展。當(dāng)電動注塑機的大型化發(fā)展到一定程度時，大功率的伺服電機和伺服驅(qū)動器受到了制造工藝的制約，尤其是大功率伺服電機結(jié)構(gòu)因個體大，系統(tǒng)慣量也非常大，在性能上已難以滿足正常的注射工藝(響應(yīng)速度快，輸出扭矩高)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電動注塑機的雙電機并行注射控制方法，電動注塑機的注射部件由兩個伺服電機通過同步帶同時驅(qū)動一根滾珠絲杠，采用同步控制方法，實現(xiàn)扭矩的疊加輸出。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種電動注塑機的雙電機并行注射控制方法，包括控制器、主驅(qū)動器、從驅(qū)動器、主伺服電機、從伺服電機、安裝于主伺服電機內(nèi)的主編碼器和安裝于從伺服電機內(nèi)的從編碼器，控制器通過第一通訊總線與所述的主驅(qū)動器連接，控制器通過第二通訊總線與從驅(qū)動器連接，所述的主驅(qū)動器與所述的主伺服電機連接，所述的從驅(qū)動器與所述的從伺服電機連接，安裝于主伺服電機內(nèi)的主編碼器與主伺服電機的主軸連接，安裝于從伺服電機內(nèi)的從編碼器與從伺服電機的主軸連接，主伺服電機通過主伺服電機同步帶輪及第一同步帶與滾珠絲杠帶輪連接，從伺服電機通過從伺服電機同步帶輪及第二同步帶與所述的滾珠絲杠帶輪連接，所述的滾珠絲杠帶輪與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠與所述的注射螺桿連接，具體步驟包括:
1)控制器根據(jù)電動注塑機的注射速度、注射加速度和注射行程參數(shù)，建立相應(yīng)的速度曲線，并將該速度曲線通過第一通訊總線實時地將速度曲線中的速度參數(shù)發(fā)送給主驅(qū)動器，同時控制器向主驅(qū)動器發(fā)送由主伺服電機在跟隨該速度曲線過程中主驅(qū)動器輸出的扭矩限幅參數(shù)；
2)主驅(qū)動器通過第一通訊總線得到控制器給定的速度參數(shù)和扭矩限幅，實時向主伺服電機輸出運行速度所需頻率和扭矩輸出所需的電流；
3)主驅(qū)動器通過第一通訊總線將主驅(qū)動器從主伺服電機讀取的主編碼器實時速度和主驅(qū)動器的實時輸出扭矩信號發(fā)送給控制器； 4)控制器通過接收主驅(qū)動器反饋的主驅(qū)動器從主伺服電機讀取的主編碼器實時速度，即時調(diào)整速度曲線，并將調(diào)整后速度曲線的速度參數(shù)實時發(fā)送給主驅(qū)動器，控制器通過主驅(qū)動器驅(qū)動主伺服電機，主驅(qū)動器在扭矩限幅下，調(diào)整主伺服電機的跟隨轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)主伺服電機的速度閉環(huán)控制；
5)控制器將接收到的主驅(qū)動器的實時輸出扭矩信號作目標(biāo)扭矩參數(shù)，通過第二通訊總線實時發(fā)送給從驅(qū)動器；同時，控制器向從驅(qū)動器發(fā)送由從伺服電機在跟隨該目標(biāo)扭矩參數(shù)過程中從驅(qū)動器輸出的速度限幅；
6)從驅(qū)動器通過第二通訊總線得到控制器給定的目標(biāo)扭矩和速度限幅，實時向從伺服電機輸出運行所需電流和頻率；從伺服電機輸出與主伺服電機相等的扭矩，使主伺服電機和從伺服電機輸出的扭矩之和達到目標(biāo)扭矩，實現(xiàn)扭矩的疊加；
7)主伺服電機通過主伺服電機同步帶輪及第一同步帶驅(qū)動滾珠絲杠，同時從伺服電機通過從伺服電機同步帶輪及第二同步帶驅(qū)動所述的滾珠絲杠，從伺服電機和主伺服電機的速度一致，主伺服電機作速度閉環(huán)控制，從伺服電機作扭矩的疊加輸出。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是當(dāng)控制器通過解讀設(shè)定的工藝參數(shù)，建立運動模型，將速度和扭矩參數(shù)指令分別下達給主驅(qū)動器和從驅(qū)動器，兩個驅(qū)動器分別跟隨控制器指令輸出頻率和電流，驅(qū)動伺服電機執(zhí)行動作。控制器通過控制兩個驅(qū)動器，平衡兩個伺服電機的輸出扭矩，使兩個伺服電機扭矩疊加。同時，控制器通過對主驅(qū)動器的速度控制，以及兩個伺服電機之間的同步帶驅(qū)動，使系統(tǒng)達到速度同步。雙電機并行注射控制方法相比于單個驅(qū)動器和伺服電機驅(qū)動螺桿注射動作具有如下優(yōu)點:
1、降低成本，使用雙電機并行注射控制的注射部件，可以減半伺服電機、伺服驅(qū)動器的單體功率，降低制造難度，縮減成本。
[0008]2.降低伺服電機慣量，提高系統(tǒng)響應(yīng)性能。注射部件采用兩個小功率伺服電機后，其系統(tǒng)的慣量為采用單個伺服電機的1/4，大幅提高了系統(tǒng)的響應(yīng)性能。伺服電機慣量的大小，直接影響到全電動注塑機的注射響應(yīng)能力。在注射工況中需要更高的注射響應(yīng)性能，通過雙電機并行注射控制方法，可以極大地提高機器性能，滿足注射工況需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的雙電機驅(qū)動滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)框圖；
圖3為本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0011]一種電動注塑機的雙電機并行注射控制方法，包括控制器1、主驅(qū)動器2、從驅(qū)動器3、主伺服電機4、從伺服電機5、安裝于主伺服電機4內(nèi)的主編碼器和安裝于從伺服電機5內(nèi)的從編碼器，控制器I通過第一通訊總線6與主驅(qū)動器2連接，控制器I通過第二通訊總線7與從驅(qū)動器3連接，主驅(qū)動器3與主伺服電機4連接，從驅(qū)動器3與從伺服電機5連接，安裝于主伺服電機4內(nèi)的主編碼器與主伺服電機4的主軸連接，安裝于從伺服電機5內(nèi)的從編碼器與從伺服電機5的主軸連接，主伺服電機4通過主伺服電機同步帶輪8及第一同步帶9與滾珠絲杠帶輪10連接,從伺服電機4通過從伺服電機同步帶輪11及第二同步帶12與滾珠絲杠帶輪10連接，滾珠絲杠帶輪10與滾珠絲杠13連接，滾珠絲杠13與注射螺桿連接，具體步驟包括:
1)控制器I根據(jù)電動注塑機的注射速度、注射加速度和注射行程參數(shù)，建立相應(yīng)的速度曲線，并將該速度曲線通過第一通訊總線6實時地將速度曲線中的速度參數(shù)發(fā)送給主驅(qū)動器2，同時控制器I向主驅(qū)動器2發(fā)送由主伺服電機4在跟隨該速度曲線過程中主驅(qū)動器2輸出的扭矩限幅參數(shù)；
2)主驅(qū)動器2通過第一通訊總線6得到控制器I給定的速度參數(shù)和扭矩限幅參數(shù)，實時向主伺服電機4輸出運行速度所需頻率和扭矩輸出所需的電流；
3)主驅(qū)動器2通過第一通訊總線6將主驅(qū)動器2從主伺服電機4讀取的主編碼器實時速度和主驅(qū)動器2的實時輸出扭矩信號發(fā)送給控制器I ;
4)控制器I通過接收主驅(qū)動器2反饋的主驅(qū)動器2從主伺服電機4讀取的主編碼器實時速度，即時調(diào)整速度曲線，并將調(diào)整后速度曲線的速度參數(shù)實時發(fā)送給主驅(qū)動器2，控制器I通過主驅(qū)動器2驅(qū)動主伺服電機4，主驅(qū)動器2在扭矩限幅下，調(diào)整主伺服電機4的跟隨轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)主伺服電機4的速度閉環(huán)控制；
5)控制器I將接收到的主驅(qū)動器2的實時輸出扭矩信號作目標(biāo)扭矩參數(shù)，通過第二通訊總線7實時發(fā)送給從驅(qū)動器3 ;同時，控制器I向從驅(qū)動器3發(fā)送由從伺服電機5在跟隨該目標(biāo)扭矩參數(shù)過程中從驅(qū)動器3輸出的速度限幅；
6)從驅(qū)動器3通過第二通訊總線7得到控制器I給定的目標(biāo)扭矩和速度限幅，實時向從伺服電機5輸出運行所需電流和頻率；從伺服電機5輸出與主伺服電機4相等的扭矩,使主伺服電機4和從伺服電機5輸出的扭矩之和達到目標(biāo)扭矩，實現(xiàn)扭矩的疊加；
7)主伺服電機4通過主伺服電機同步帶輪8及第一同步帶9驅(qū)動滾珠絲杠，同時從伺服電機5通過從伺服電機同步帶輪11及第二同步帶12驅(qū)動滾珠絲杠，從伺服電機5和主伺服電機4的速度一致，主伺服電機4作速度閉環(huán)控制，從伺服電機5作扭矩的疊加輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種電動注塑機的雙電機并行注射控制方法，其特征在于包括控制器、主驅(qū)動器、從驅(qū)動器、主伺服電機、從伺服電機、安裝于主伺服電機內(nèi)的主編碼器和安裝于從伺服電機內(nèi)的從編碼器，控制器通過第一通訊總線與所述的主驅(qū)動器連接，控制器通過第二通訊總線與從驅(qū)動器連接，所述的主驅(qū)動器與所述的主伺服電機連接，所述的從驅(qū)動器與所述的從伺服電機連接，安裝于主伺服電機內(nèi)的主編碼器與主伺服電機的主軸連接，安裝于從伺服電機內(nèi)的從編碼器與從伺服電機的主軸連接，主伺服電機通過主伺服電機同步帶輪及第一同步帶與滾珠絲杠帶輪連接，從伺服電機通過從伺服電機同步帶輪及第二同步帶與所述的滾珠絲杠帶輪連接，所述的滾珠絲杠帶輪與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠與所述的注射螺桿連接，具體步驟包括: 1)控制器根據(jù)電動注塑機的注射速度、注射加速度和注射行程參數(shù)，建立相應(yīng)的速度曲線，并將該速度曲線通過第一通訊總線實時地將速度曲線中的速度參數(shù)發(fā)送給主驅(qū)動器，同時控制器向主驅(qū)動器發(fā)送由主伺服電機在跟隨該速度曲線過程中主驅(qū)動器輸出的扭矩限幅參數(shù)； 2)主驅(qū)動器通過第一通訊總線得到控制器給定的速度參數(shù)和扭矩限幅參數(shù)，實時向主伺服電機輸出運行速度所需頻率和扭矩輸出所需的電流； 3)主驅(qū)動器通過第一通訊總線將主驅(qū)動器從主伺服電機讀取的主編碼器實時速度和主驅(qū)動器的實時輸出扭矩信號發(fā)送給控制器； 4)控制器通過接收主驅(qū)動器反饋的主驅(qū)動器從主伺服電機讀取的主編碼器實時速度，即時調(diào)整速度曲線，并將調(diào)整后速度曲線的速度參數(shù)實時發(fā)送給主驅(qū)動器，控制器通過主驅(qū)動器驅(qū)動主伺服電機，主驅(qū)動器在扭矩限幅下，調(diào)整主伺服電機的跟隨轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)主伺服電機的速度閉環(huán)控制； 5)控制器將接收到的主驅(qū)動器的實時輸出扭矩信號作目標(biāo)扭矩參數(shù)，通過第二通訊總線實時發(fā)送給從驅(qū)動器；同時，控制器向從驅(qū)動器發(fā)送由從伺服電機在跟隨該目標(biāo)扭矩參數(shù)過程中從驅(qū)動器輸出的速度限幅； 6)從驅(qū)動器通過第二通訊總線得到控制器給定的目標(biāo)扭矩和速度限幅，實時向從伺服電機輸出運行所需電流和頻率；從伺服電機輸出與主伺服電機相等的扭矩，使主伺服電機和從伺服電機輸出的扭矩之和達到目標(biāo)扭矩，實現(xiàn)扭矩的疊加； 7)主伺服電機通過主伺服電機同步帶輪及第一同步帶驅(qū)動滾珠絲杠，同時從伺服電機通過從伺服電機同步帶輪及第二同步帶驅(qū)動所述的滾珠絲杠，從伺服電機和主伺服電機的速度一致，主伺服電機作速度閉環(huán)控制，從伺服電機作扭矩的疊加輸出。
【文檔編號】B29C45/77GK103624946SQ201310558117
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】傅南紅, 朱寧迪, 朱淦 申請人:寧波長飛亞塑料機械制造有限公司