复式注射成型机及节能的方法 【技术领域】
本发明属於高分子材料成型加工设备领域，涉及一种高效节能的高分子材料注射成型装置。
背景技术
高分子材料注射成型加工是最传统也是应用范围最广泛的高分子材料成型方法之一，其机械设备通常俗称为注射机，分有卧式、直角式、立式等多种形式，其锁模机构分有全液压式、曲肘式、液压传动式、电动式等等。对其较多研究主要在於注射机的节能性、精密性和高速等方面。
瑞士专利294071公开了一种简单的注射机用锁模机构，以使注射机具有一定的节能功能，但是所公开的装置系统过于简单不适合装配于现代注射机。
中国专利CN1351929A公开了一种注射机节能变频调速器及节能方法，即在普通变频调速器中用软件或硬件方式增加一个信号处理装置，该装置接收注射机的工艺参数设置和工作状态信号，计算出变频调速器的运行设定频率值，并用该运行设定频率值控制电机的运转速度，但是该专利申请公开说明书所介绍的计算方法在具体实施中有一定的难度。
中国专利CN1410245A公开了一种变频注射机的节能装置及其节能方法，它包括注射机控制器、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，其所述驱动单元不包括电机和能低速转动的油泵，所述的压力控制单元将接受到的压力传感器的系统压力反馈信号与注射机控制器设定的工艺参数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地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。然而，该专利申请公开说明书所介绍的技术方案之控制方式过於复杂，且不太适于高速及/或多段高速注塑工艺。
德国专利DE4335403C1公开了一种用于供应一工作单元特别是注射机里液压装置，其中采用了其速度由一变频器控制的三相电动机来解决节能问题，该三相电动机是三相同步电动机。但是此专利申请公开说明书提出的解决节能方案，由於提出采用的是一种较为昂贵的三相同步电动机以及需要较复杂而且昂贵的电子控制系统，实施时需要成本较高。
上述公开的专利以及至今对注射机节能性、精密性和高速性等方面的研究均局限在对单机，即仅具备一个锁模装置和一个塑化注射装置的注射成型机，或其个别系统的研究和发掘。
【发明内容】
本发明的目的是借助于一种经济的解决方案来
1)避免传统的高分子材料或其混合物系注射成型机的能量浪费，
2)同时保持注射成型机的高精密和高速性能，
3)降低注射成型机的制造成本，
4)减少注射成型机用户的设备投资和生产成本。
采用一种具有权利要求1所述的注射成型机和具有权利要求9或10所述特征的方法，就可以实现上述目的。
本发明涉及的注射成型机包括两个锁模装置、两个塑化注射装置以及至少一个加料斗、一个电机驱动油泵，仅由一个CPU控制系统控制的高分子材料注射成型机。其中一套锁模装置/塑化注射装置与另一套锁模装置/塑化注射装置安置在一个整体或多个分体机座或机架上。这种注射成型机具备大於或等於两台注射成型机的生产能力，但需较少的电力能源，较小的占地面积和较少的周边辅助设备。
在本发明中，避免能量浪费，即节能，是通过根据高分子材料注射成型周期及其阶段所需油压和油流量，合理分配两套锁模装置/塑化注射装置能量来达到的。应用到注射成型机里的驱动机构简单的是普通恒速电机驱动定量油泵，其工作原理是电机以额定转速带动油泵在预定机器系统压力下向机器提供额定油流量。然而，由於每个高分子材料注射成型周期中，机器都要依秩(序)实施锁模、熔料注射、保压、制品冷却、开模及制品顶出等动作，而其间每一动作或每一过程所需要的能量不同，在机器所需较小能量的动作或过程，诸如制品冷却时，这种驱动机构产生的油流量绝大多数要被浪费排回油箱。按照本发明的方法的一个有利的实施例的特征为，将其中一套锁模装置/塑化注射装置执行最小能量动作或过程中过剩油流量导入另一套锁模装置/塑化注射装置来执行最大或较大能量动作或过程，避免能量浪费。
在本发明中，节能的同时保持注射成型机的高精密性和高速性能，是通过普通的传统液压阀件或其之间的快速切换来达到的。而不是依赖现有的采用变速电机或电机变频调速来改变输出油流量的方式，由於反应滞后等因素采用变速电机或电机变频调速来改变输出油流量难于满足诸如多段快速注射成型的工艺要求。
在本发明中，降低注射成型机的制造成本，主要是通过将原本两台注射成型机所需的至少两台电机减少到至少一台电机，至少两个油泵减少到一个油泵，至少两个压力比例阀和两个流量比例阀甚至减少到一个压力比例阀和一个流量比例阀、两套CPU控制系统减少到一套控制系统来实现的。
在本发明中，减少注射成型机用户的设备投资和生产成本，主要是通过本发明的上述节能方法和将原本两台注射成型机所需的至少两个加料斗减少到至少一个加料斗来实现的。本发明中这一特征的进一步意义在於：加工同样产品或同样材料的不同形状产品时，按照本发明可以减少至少一套昂贵的加料计量装置、减少至少一套材料烘干装置和减少至少一套上/吸料装置。
本发明涉及的加料斗可安置在任一塑化注射装置上或旁边，而不影响两个塑化注射装置的单独前后运动。
本发明另一有利的实施例的特征为，两套锁模装置/塑化注射装置动作周期时间不一样，即两套锁模装置/塑化注射装置的动作，诸如熔料注射可能在同一时间发生时，本发明涉及的油液蓄储器可将在低耗能阶段收集的油量合理地分配给两套锁模装置/塑化注射装置参与执行预定的高耗能动作。
【附图说明】
图1是表示本发明所涉及的由一个CPU控制系统控制的，包括两个锁模装置、两个塑化注射装置、一个加料斗、一个电机驱动油泵的高分子材料注射成型机的俯视示意图。
图2是表示本发明所涉及的由一个CPU控制系统控制的，包括两个锁模装置、两个塑化注射装置、一个加料斗、一个电机驱动油泵、液压回路中具有油液蓄储器的高分子材料注射成型机的俯视示意图。
【具体实施方式】
本发明涉及的注射成型机的具体实施方式，参照附图详细说明下：
参照图1：
在控制面板(100)上设定好塑化注射装置(2，62)和锁模装置(25，75)的加工参数，当加工温度达到预定值后，启动机器，电机(80)驱动油泵(85)供压力油，按照预先设定，锁模装置(25)/塑化注射装置(2)先行动作，压力油按速度和压力预定值由流量比例阀(未图示)和压力比例阀(未图示)调节控制，分别通过油管(36)、油液控制阀群(88)和油管(51，52，53，54)进入锁模装置(25)里的各液压油缸(未图示)，驱动装有成型模具(17，18)的锁模装置(25)进行调模、合模、开模、制品顶出等动作；通过油管(35)、液压控制阀群(89)和油管(31，32，33，38)，按预定动作进入塑化注射装置(2)里的各液压油缸(未图示)，驱动塑化注射装置(2)前后运动、塑化、注射保压等动作。
其中执行完熔料注射动作后，主要压力油分别通过油管(36)、油液控制阀群(88)和油管(55，56，57，58)进入锁模装置(75)里的各液压油缸(未图示)，驱动锁模装置(75)进行调模、合模、开模、制品顶出等动作；通过油管(35)、液压控制阀群(89)和油管(95，96，97，98)，按预定动作进入塑化注射装置(62)里的各液压油缸(未图示)，驱动塑化注射装置(62)前后运动、塑化、注射保压等动作。
当塑化注射装置(2)和锁模装置(25)进行到低耗能动作，诸如制品冷却时，由油泵(85)产生的过剩油液由液压控制阀群(88，89)控制进入塑化注射装置(62)和锁模装置(75)的各液压油缸(未图示)执行高耗能动作。
参照图2：
在控制面板(100)上设定好塑化注射装置(2，62)和锁模装置(25，75)的加工参数，当加工温度达到预定值后，启动机器，电机(80)驱动油泵(85)供压力油，按照预先设定，锁模装置(25)/塑化注射装置(2)先行动作，压力油按速度和压力预定值由流量比例阀(未图示)和压力比例阀(未图示)调节控制，分别通过油管(36)、油液控制阀群(88)和油管(51，52，53，54)进入锁模装置(25)里的各液压油缸(未图示)，驱动装有成型模具(17，18)的锁模装置(25)进行调模、合模、开模、制品顶出等动作；通过油管(35)、液压控制阀群(89)和油管(31，32，33，38)，按预定动作进入塑化注射装置(2)里的各液压油缸(未图示)，驱动塑化注射装置(2)前后运动、塑化、注射保压等动作。
其中执行完熔料注射动作后，主要压力油分别通过油管(36)、油液控制阀群(88)和油管(55，56，57，58)进入锁模装置(75)里的各液压油缸(未图示)，驱动锁模装置(75)进行调模、合模、开模、制品顶出等动作；通过油管(35)、液压控制阀群(89)和油管(95，96，97，98)，按预定动作进入塑化注射装置(62)里的各液压油缸(未图示)，驱动塑化注射装置(62)前后运动、塑化、注射保压等动作。
当其中一套锁模装置/塑化注射装置或两套锁模装置/塑化注射装置同时进行到低耗能动作，诸如制品冷却时，由油泵(85)产生的过剩油液进入并存储在油液蓄储器(600)内，在其中一套或两套锁模装置/塑化注射装置同时执行高耗能动作，诸如两套同时进行熔料注射时，而出现油压和油量不足时，电磁阀(610)开通，让油液蓄储器(600)内的油液通过电磁阀(610)和油路(601，602)进入塑化注射装置(62)/锁模装置(75)中的注射油缸(未图示)/和锁模油缸(未图示)，使其执行注射/和合模增压动作，与此同时塑化注射装置(2)/锁模装置(25)中的注射/和合模增压动作则依靠正常的油路来进行。