阅读说明：本技术 注塑机控制装置及其控制方法、注塑机 (injection molding machine control device, control method thereof and injection molding machine ) 是由 匡业 何春茂 葛智光 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：一种注塑机控制装置及其控制方法、注塑机,注塑机控制装置包括压力感应器件,压力感应器件固定于注塑机的顶针的一端,压力感应器件用于根据制品反馈的压力值生成压力感应信号；控制器,控制器与压力感应器件电连接,控制器根据接收到的压力感应信号调节输出的模式调节信号；电机,电机与控制器电连接,顶针在电机的控制下移动,电机根据接收到的模式调节信号调节对顶针的控制模式；其中,控制模式包括位置控制模式和转矩控制模式。通过本发明的技术方案,形成了完整的闭环控制过程,提高了对注塑机的控制过程的可靠性,避免了开环控制导致的影响产品美观以及无法保证产品合格率的问题,有利于提高注塑产品的成品率,提升产品的美观度。(an injection molding machine control device and a control method thereof, as well as an injection molding machine, wherein the injection molding machine control device comprises a pressure sensing device, the pressure sensing device is fixed at one end of an ejector pin of the injection molding machine, and the pressure sensing device is used for generating a pressure sensing signal according to a pressure value fed back by a product; the controller is electrically connected with the pressure sensing device and adjusts the output mode adjusting signal according to the received pressure sensing signal; the motor is electrically connected with the controller, the thimble moves under the control of the motor, and the motor adjusts the control mode of the thimble according to the received mode adjusting signal; the control mode comprises a position control mode and a torque control mode. Through the technical scheme of the invention, a complete closed-loop control process is formed, the reliability of the control process of the injection molding machine is improved, the problems that the attractiveness of products is influenced and the qualification rate of the products cannot be ensured due to open-loop control are solved, the yield of injection molding products is improved, and the attractiveness of the products is improved.)

注塑机控制装置及其控制方法、注塑机

技术领域

本发明实施例涉及注塑领域，尤其涉及一种注塑机控制装置及其控制方法、注塑机。

背景技术

注塑机中一般设置有模具，利用模具进行所需制品的生产，顶针装置在注塑系统中的作用是克服制品与模具型腔式型芯的粘结力和摩擦力，将制品顺利顶出落下即使得制品脱离模具以供给后续应用，而作为注塑机成型过程中最后一个环节，顶针将制品顶出过程的质量好坏很大程度上决定产品的质量。

目前采用的顶针运动控制方法仅对伺服电机的位置进行控制，该方法虽然能够保证顶针运动到位，顺利将制品顶出，但整个控制过程为开环控制过程，难以保证制品的质量，往往会在产品上留有印记，影响产品美观，甚至会使产品发生形变，无法保证产品的合格率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种注塑机控制装置及其控制方法、注塑机，形成了完整的闭环控制过程，提高了对注塑机的控制过程的可靠性，有利于提高注塑产品的成品率，提升产品的美观度。

第一方面，本发明实施例提供了一种注塑机控制装置，包括：

压力感应器件，所述压力感应器件固定于注塑机的顶针的一端，所述压力感应器件用于根据制品反馈的压力值生成压力感应信号；

控制器，所述控制器与所述压力感应器件电连接，所述控制器用于根据接收到的所述压力感应信号调节输出的模式调节信号；

电机，所述电机与所述控制器电连接，所述顶针在所述电机的控制下移动，所述电机用于根据接收到的所述模式调节信号调节对所述顶针的控制模式；其中，所述控制模式包括位置控制模式和转矩控制模式。

进一步地，所述注塑机控制装置还包括：

位置感应器件，所述位置感应器件设置于所述制品临近所述顶针的表面，所述位置感应器件用于检测所述顶针设置有所述压力感应器件的一端所在位置并生成位置感应信号；

所述控制器与所述位置感应器件电连接，所述控制器用于根据接收到的所述压力感应信号以及所述位置感应信号调节输出的模式调节信号。

进一步地，所述的注塑机控制装置还包括：

输入装置，所述输入装置用于接收用户输入的设定参数并生成设定参数信号。

进一步地，所述设定参数包括距离参数，所述输入装置用于生成距离参数信号；其中，所述距离参数包括所述制品临近所述顶针的表面到所述顶针设置有所述压力感应器件的一端的初始位置的距离；

所述控制器与所述输入装置电连接，所述控制器用于根据接收到的所述距离参数信号调节输出的速度调节信号；

所述电机根据接收到的所述速度调节信号在所述位置控制模式下控制所述顶针的移动速度。

进一步地，所述设定参数包括特性参数，所述输入装置用于生成特性参数信号；其中，所述特性参数包括所述制品的物理特性；

所述控制器与所述输入装置电连接，所述控制器用于根据接收到的所述特性参数信号以及所述压力感应信号调节输出的转矩调节信号；

所述电机根据接收到的所述转矩调节信号在所述转矩控制模式下控制其自身的转矩。

进一步地，所述压力感应器件刚性固定于所述注塑机的顶针的一端。

第二方面，本发明实施例还提供了一种注塑机控制方法，包括：

压力感应器件根据制品反馈的压力值生成压力感应信号；

控制器根据接收到的所述压力感应信号调节输出的模式调节信号；

电机根据接收到所述模式调节信号调节对注塑机的顶针的控制模式；其中，所述控制模式包括位置控制模式和转矩控制模式。

进一步地，所述注塑机控制方法包括：

当所述控制器根据接收到的所述压力感应信号判定所述制品反馈的压力值变为非零值时，所述控制器输出的模式调节信号为第一模式调节信号，电机在接收到所述第一模式调节信号时由位置控制模式进入转矩控制模式；

当所述控制器根据接收到的所述压力感应信号判定所述制品反馈的压力值变为零值时，所述控制器输出的模式调节信号为第二模式调节信号，电机在接收到所述第二模式调节信号时由转矩控制模式进入位置控制模式并反转进入顶退过程。

进一步地，所述注塑机控制方法包括：

当所述控制器根据接收到的所述压力感应信号判定所述制品反馈的压力值为零值时，所述控制器控制所述电机处于位置控制模式；

当所述控制器判定顶针处于第一运动路段内时，所述控制器控制所述电机带动所述顶针加速移动；其中，所述第一运动路段的起点为所述顶针设置有所述压力感应器件的一端的初始位置，所述制品临近所述顶针的表面到所述顶针设置有所述压力感应器件的一端的初始位置的距离为第一距离，所述第一运动路段的终点到所述第一运动路段的起点的距离大于所述第一距离的一半且小于所述第一距离；

当所述控制器判定顶针处于第二运动路段内时，所述控制器控制所述电机带动所述顶针减速移动；其中，所述第二运动路段的起点为所述第一路段的终点，所述第二运动路段的终端为所述制品临近所述顶针的表面所在位置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种注塑机，包括如第一方面所述的注塑机控制装置，所述注塑机还包括模具和顶针，所述顶针内嵌在所述模具中，所述顶针相对于所述模具可移动，所述顶针用于使所述制品脱离所述模具。

本发明实施例提供了一种注塑机控制装置及其控制方法、注塑机，设置注塑机控制装置包括压力感应器件、控制器和电机，压力感应器件固定于注塑机的顶针的一端，压力感应器件用于根据制品反馈的压力值生成压力感应信号。控制器与压力感应器件电连接，控制器根据接收到的压力感应信号调节输出的模式调节信号。电机与控制器电连接，顶针在电机的控制下移动，电机根据接收到的模式调节信号调节对顶针的控制模式；其中，控制模式包括位置控制模式和转矩控制模式，这样，利用压力感应器件使得对顶针的控制过程形成完整的闭环控制过程，即可以在顶针接近制品的过程中，根据制品反馈的压力值并通过控制器和电机实现对顶针的反馈控制，提高了对注塑机的控制过程的可靠性，避免了开环控制导致的影响产品美观以及无法保证产品合格率的问题，有利于提高注塑产品的成品率，提升产品的美观度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例的示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的方案。

图1为本发明实施例提供的一种注塑机控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种注塑机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种注塑机控制装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的注塑机控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种注塑机控制方法的具体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。贯穿本说明书中，相同或相似的附图标号代表相同或相似的结构、元件或流程。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供了一种注塑机控制装置，注塑机控制装置包括压力感应器件、控制器和电机，压力感应器件固定于注塑机的顶针的一端，压力感应器件用于根据制品反馈的压力值生成压力感应信号。控制器与压力感应器件电连接，控制器根据接收到的压力感应信号调节输出的模式调节信号。电机与控制器电连接，顶针在电机的控制下移动，电机根据接收到的模式调节信号调节对顶针的控制模式；其中，控制模式包括位置控制模式和转矩控制模式。

注塑机中一般设置有模具，利用模具进行所需制品的生产，顶针装置在注塑系统中的作用是克服制品与模具型腔式型芯的粘结力和摩擦力，将制品顺利顶出落下即使得制品脱离模具以供给后续应用，而作为注塑机成型过程中最后一个环节，顶针将制品顶出过程的质量好坏很大程度上决定产品的质量。目前采用的顶针运动控制方法仅对伺服电机的位置进行控制，该方法虽然能够保证顶针运动到位，顺利将制品顶出，但整个控制过程为开环控制过程，难以保证制品的质量，往往会在产品上留有印记，影响产品美观，甚至会使产品发生形变，无法保证产品的合格率。

本发明实施例利用压力感应器件使得对顶针的控制过程形成完整的闭环控制过程，即可以在顶针接近制品的过程中，根据制品反馈的压力值并通过控制器和电机实现对顶针的反馈控制，提高了对注塑机的控制过程的可靠性，避免了开环控制导致的影响产品美观以及无法保证产品合格率的问题，有利于提高注塑产品的成品率，提升产品的美观度。

以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种注塑机控制装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种注塑机的结构示意图。结合图1和图2，注塑机控制装置包括压力感应器件1、控制器2(图2中未示出)和电机3(图2中未示出)，压力感应器件1固定于注塑机的顶针4的一端，压力感应器件1用于根据制品7反馈的压力值生成压力感应信号。控制器2与压力感应器件1电连接，控制器2根据接收到的压力感应信号调节输出的模式调节信号。电机3与控制器2电连接，顶针4在电机3的控制下移动，电机3根据接收到的模式调节信号调节对顶针4的控制模式，控制模式包括位置控制模式和转矩控制模式。

具体地，结合图1和图2，压力感应器件1固定于注塑机的顶针4的一端，顶针4内嵌在模具8中且顶针4相对于模具8可移动，图2示例性地示出了两个顶针，每个顶针的一端均设置有压力感应器件1，在需要使制品7脱离模具8时，顶针4沿水平方向a移动，以将制品7顶出进而使制品7滑落，压力感应器件1远离制品7的一面用于固定，压力感应器件1临近制品7的一面用于感应制品7反馈的压力。当顶针4在移动的过程中，压力感应器件1在还没有和制品7接触之前，压力感应器件1检测到的制品7反馈的压力值一直为零，当压力感应器件1接触到制品7并进一步向邻近制品7的方向移动时，压力感应器件1检测到的制品7反馈的压力值不再为零，且压力感应器件1在顶针4的带动下距离制品7越近，压力感应器件1检测到的制品7反馈的压力值越大。示例性地，压力感应器件1可以包括压力传感器，优选地，可以设置压力传感器为纽扣型压力传感器以匹配注塑机中顶针4的尺寸。

控制器2与压力感应器件1电连接，压力感应器件1向控制器2传输压力感应信号，控制器2根据接收到的压力感应信号调节输出的模式调节信号，电机3与控制器2电连接，顶针4在电机3的控制下移动，电机3根据接收到的模式调节信号调节对顶针4的控制模式，电机3例如可以为伺服电机3。当控制器2根据压力感应器件1反馈的压力感应信号判断制品7反馈的压力值为零时，则可以判定压力感应器件1还没有接触到制品7，此时控制器2可以控制电机3进入位置控制模式，即仅控制电机3调节顶针4的移动速度。当控制器2根据压力感应器件1反馈的压力感应信号判断制品7反馈的压力值由零变为非零值时，则可以判定压力感应器件1刚刚接触到制品7，此时控制器2可以控制电机3进入转矩控制模式，即仅控制电机3的转矩，电机3的转矩代表电机3给顶针4的推力。

例如在压力感应器件1接触到制品7且不断靠近制品7的过程中，控制器2通过压力感应信号判定制品7反馈的压力值在不断增加，则可以调节处于转矩控制模式的电机3加大转矩，以向制品7提供足够大的推力，确保制品7能够沿远离模具8的方向移动并脱落，且可以控制调节处于转矩控制模式的电机3的转矩不过大，避免过大的推力影响制品7的质量和美观度。另外，当制品7脱落于模具8后，控制器2可以根据接收到的压力感应信号判定到制品7反馈的压力值再次变为零，则控制器2可以控制电极切换至位置控制模式并且可以控制电机3反转进入顶退过程，即使顶针4回到工作前的初始位置。

这样，利用压力感应器件1使得对顶针4的控制过程形成完整的闭环控制过程，即可以在顶针4接近制品7的过程中，根据制品7反馈的压力值并通过控制器2和电机3实现对顶针4的反馈控制，且可以根据压力反馈值设计闭环控制算法，从而实现对伺服电机3的转矩的控制，提高了对注塑机的控制过程的可靠性，避免了开环控制导致的影响产品美观以及无法保证产品合格率的问题，有利于提高注塑产品的成品率，提升产品的美观度。

图3为本发明实施例提供的另一种注塑机控制装置的结构示意图，在图1和所示结构的注塑机控制装置的基础上，图3所示结构的塑机控制装置还可以包括位置感应器件5(图2中未示出)，位置感应器件5设置于制品7临近顶针4的表面，位置感应器件5用于检测顶针4设置有压力感应器件1的一端所在位置并生成位置感应信号。控制器2与位置感应器件5电连接，控制器2根据接收到的压力感应信号以及位置感应信号调节输出的模式调节信号。

具体地，结合图1至图3，位置感应器件5设置于制品7临近顶针4的表面，位置感应器件5用于检测顶针4设置有压力感应器件1的一端所在位置并生产位置感应信号，位置感应器件5例如可以为限位开关，位置感应器件5设置于制品7临近顶针4的表面是指位置感应器件5紧贴制品7临近顶针4的表面，可以设置位置感应器件5在检测到顶针4设置有压力感应器件1的一端到达制品7临近顶针4的表面的位置，即压力感应器件1与制品7接触时产生的位置感应信号，与位置感应器件5在检测到顶针4设置有压力感应器件1的一端没有到达制品7临近顶针4的表面的位置，即压力感应器件1还没有与制品7接触时产生的位置感应信号的电平的高低不同。

控制器2与位置感应器件5电连接，控制器2根据接收到的压力感应信号以及位置感应信号调节输出的模式调节信号，控制器2既可以根据制品7反馈的压力值判定压力感应器件1与制品7接触的节点，又可以利用位置感应器件5判定顶针4设置有压力感应器的一端是否达制品7临近顶针4的表面的位置，即同样可以判定压力感应器件1与制品7接触的节点，进而切换电机3的控制模式，提高了控制器2对电机3模式切换的控制过程的准确性。

可选地，结合图1至图3，在图1和所示结构的注塑机控制装置的基础上，图3所示结构的注塑机控制装置还可以包括输入装置6(图2中未示出)，输入装置6用于接收用户输入的设定参数并生成设定参数信号。可选地，设定参数可以包括距离参数，输入装置6用于生成距离参数信号，距离参数包括制品7临近顶针4的表面到顶针4设置有压力感应器件1的一端的初始位置A0的距离。控制器2与输入装置6电连接，控制器2根据接收到的距离参数信号调节输出的速度调节信号，电机3根据接收到的速度调节信号在位置控制模式下控制顶针4的移动速度。

具体地，输入装置6例如可以设置在注塑机上的触摸屏等输入装置，用户可以通过输入装置6输入制品7临近顶针4的表面到顶针4设置有压力感应器件1的一端的初始位置A0的距离L1，顶针4设置有压力感应器件1的一端的初始位置A0即顶针4在向邻近制品7的方向开始运动前所处位置，距离L1也为制品7从开始移动到刚接触到制品7所要移动的距离。

控制器2与输入装置6电连接，控制器2可以根据接收到的距离参数信号获取到距离L1的信息，进而可以进行运算获取二分之一倍的距离L1的信息，控制器2根据接收到的距离参数信号调节输出的速度调节信号，电机3根据接收到的速度调节信号在位置控制模式下控制顶针4的移动速度。示例性地，可以设置控制器2控制顶针4在电机3的带动下，从初始位置A0移动到A点的过程不断加速，A点位于二分之一倍的距离L1和距离L1之间，即控制距离L1内的前面大部分时段，顶针4的移动速度不断增加，确保顶针4能够快速达到A点，提高制品7脱落过程中注塑机控制装置的工作效率。另外，可以设置控制器2控制顶针4在电机3的带动下，在A点后剩余的运动路段中，即A点至制品7临近顶针4的表面的运动路段中，即控制距离L1内的后面时段，顶针4的移动速度不断减小，避免顶针4以较高的速度接触制品7，影响制品7的质量或者美观度。

结合图1至图3，注塑机控制装置还可以包括输入装置6，输入装置6用于接收用户输入的设定参数并生成设定参数信号。可选地，设定参数包括特性参数，输入装置6用于生成特性参数信号，特性参数包括制品7的物理特性。控制器2与输入装置6电连接，控制器2根据接收到的特性参数信号以及压力感应信号调节输出的转矩调节信号，电机3根据接收到的转矩调节信号在转矩控制模式下控制其自身的转矩。

具体地，输入装置6例如可以设置在注塑机上触摸屏等输入装置6，用户可以通过输入装置6输入制品7的物理特性，例如制品7的密度和比容等物理参数。控制器2与输入装置6电连接，控制器2可以根据接收到的特性参数信号以及压力感应信号调节输出的转矩调节信号，电机3根据接收到的转矩调节信号在转矩控制模式下控制其自身的转矩。

例如在压力感应器件1接触到制品7且不断靠近制品7的过程中，即电机3处于转矩控制模式时，控制器2通过压力感应信号判定制品7反馈的压力值在不断增加，且通过特性参数信号判定制品7硬度较高，则可以调节处于转矩控制模式的电机3加大转矩，以向制品7提供足够大的推力，确保制品7能够沿远离模具8的方向a移动并脱落，且不至于损坏制品7的表面。或者控制器2通过压力感应信号判定制品7反馈的压力值在不断增加，但通过特性参数信号判定制品7硬度较低时，同样可以调节处于转矩控制模式的电机3加大转矩，以向制品7提供足够大的推力，确保制品7能够沿远离模具8的方向移动并脱落，但是增加的转矩可以小于对应制品7硬度较高时施加的转矩，避免对制品7表面的损坏。这样，可以根据制品7的不同特性自适应调节电机3的转矩，进而调节顶针4运动的控制算法，进而实现对注塑机的智能控制。

可选地，可以设置压力感应器件1刚性固定于注塑机的顶针4的一端，例如可以设置压力感应器件1通过刚性的硬质的机械件9固定连接在注塑机的顶针4临近制品7的一端，以提高压力感应器件1检测反馈压力值的准确性。需要说明的是，本发明实施例对上述刚性的机械件9的具体形式不作限定，确保通过该刚性的机械件9能够使得压力感应器件1刚性固定于注塑机的顶针4的一端即可。

需要说明的是，本发明实施例示附图只是示例性的表示各元件的大小，并不代表注塑机中各元件的实际尺寸。

本发明实施例还提供了一种注塑机控制方法，图4为本发明实施例提供的注塑机控制方法的流程示意图，可以由上述实施例提供的注塑机控制装置执行，如图4所示，注塑机控制方法包括：

S110、压力感应器件根据制品反馈的压力值生成压力感应信号。

S120、控制器根据接收到的压力感应信号调节输出的模式调节信号。

S130、电机根据接收到模式调节信号调节对注塑机的顶针的控制模式；其中，控制模式包括位置控制模式和转矩控制模式。

可选地，结合图1至图4，当控制器2根据接收到的压力感应信号判定制品7反馈的压力值变为非零值时，控制器2输出的模式调节信号为第一模式调节信号，电机3在接收到第一模式调节信号时由位置控制模式进入转矩控制模式。当控制器2根据接收到的压力感应信号判定制品7反馈的压力值变为零值时，控制器2输出的模式调节信号为第二模式调节信号，电机3在接收到第二模式调节信号时由转矩控制模式进入位置控制模式并反转进入顶退过程。

可选地，结合图1至图4，当控制器2根据接收到的压力感应信号判定制品7反馈的压力值为零值时，控制器2控制电机3处于位置控制模式。当控制器2判定顶针4处于第一运动路段内，即A0至A之间的运动路段时，控制器2控制电机3带动顶针4加速移动，第一运动路段的起点为顶针4设置有压力感应器件1的一端的初始位置A0，制品7临近顶针4的表面到顶针4设置有压力感应器件1的一端的初始位置A0的距离为第一距离，第一运动路段的终点到第一运动路段的起点的距离大于第一距离的一半且小于第一距离，确保顶针4能够快速达到A点，提高制品7脱落过程中注塑机控制装置的工作效率。当控制器2判定顶针4处于第二运动路段内时，即A至制品7临近顶针4的表面之间的运动路段时，控制器2控制电机3带动顶针4减速移动；其中，第二运动路段的起点为第一路段的终点A，第二运动路段的终端为制品7临近顶针4的表面所在位置，避免顶针4以较高的速度接触制品7，影响制品7的质量或者美观度。

本发明实施例利用压力感应器件使得对顶针的控制过程形成完整的闭环控制过程，即可以在顶针接近制品的过程中，根据制品反馈的压力值并通过控制器和电机实现对顶针的反馈控制，提高了对注塑机的控制过程的可靠性，避免了开环控制导致的影响产品美观以及无法保证产品合格率的问题，有利于提高注塑产品的成品率，提升产品的美观度。

图5为本发明实施例提供的一种注塑机控制方法的具体流程示意图。如图5所示，塑机控制方法包括：

S210、程序启动。

S220、根据产品种类在界面端设置参数。

在注塑机开始加工产品前在控制界面输入相关产品的物理参数如密度与比容等，用于控制算法的计算。

S230、伺服电机以位置控制模式运行。

当制品制成并且开模到位后，顶针开始运动，首先是位置控制模式下的运动，在压力感应器件接触到制品之前维持位置控制模式。

S240、根据压力传感器的反馈判断顶针是否接触到制品；若是，执行S250，若否，执行S230。

S250、伺服电机切换至转矩控制模式，

S260、再次判断是否有压力反馈；若是，执行S250；若否，执行S270。

S270、顶针回退。

顶退回退后，顶针进行上述往复运动。

本发明实施例还提供了一种注塑机，注塑机包括上述任意实施例的注塑机控制装置，因此，本发明实施例提供的注塑机同样具备上述有益效果，这里不再赘述。如图2所示，注塑机还包括模具8和顶针4，顶针4内嵌在模具8中，顶针4相对于模具8可移动，顶针4用于使制品7脱离模具8。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。