專利名稱：單電機驅動全電動合模和移模系統及其實現方法與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動式合模和移模系統，特別涉及一種高分子材料吹塑機械電動式 合模和移模系統，具體地說是同一套電機-轉向器傳動裝置實現合模和移模功能的單電 機驅動的全電動合模和移模系統及其實現方法與應用。
背景技術：
高分子材料吹塑機械一般采用液壓技術，即合模和移模等均采用液壓傳動。近 年來，電動式吹塑機械已逐漸被研發和應用。與液壓式吹塑機械相比，電動式吹塑機械 具有對合模速度和行程等的控制精度較高、響應較快、能耗和噪音較低等優點。但現有 的電動式吹塑機械的結構基本上是合模和移模分別單獨采用一套電動式傳動裝置。這 種電動式吹塑機械主要存在如下缺點(1)合模和移模均需單獨的傳動裝置，這使結構 龐大和復雜，增加制造成本；(2)兩臺電機分別驅動時電機頻繁啟停會導致其發熱較嚴 重，影響其使用壽命，滾珠絲桿不斷啟停會使其承受沖擊力而加速磨損。
發明內容
本發明的目的在于克服上述的現有電動式吹塑機械的缺點，即合模和移模需要 兩套傳動裝置，其中一套電機-絲桿傳動裝置實現合模功能，另一套電機-絲桿傳動裝置 實現移模功能，提供一種采用一套電機_絲桿傳動系統實現合模和移模的電動裝置。本發明的另一目的在于提供一種由上述系統實現的全電動合模和移模的方法。本發明的再一目的在于提供上述單電機驅動的全電動合模和移模系統的應用。本發明的目的通過下述技術方案實現一種單電機驅動的全電動合模和移模系 統，包括單臺電機、主聯軸器、轉向器、合模裝置、移模裝置、支座板和底座；所述電 機通過主聯軸器與轉向器連接，所述轉向器具有多輸出端，分別與合模裝置和移模裝置 連接；所述電機、主聯軸器、轉向器和合模裝置連接成一體固定在支座板上，支座板和 移模裝置相連安裝在底座上。優選地，所述合模裝置包括合模離合器、合模聯軸器、合模滾珠絲桿及其螺 母、五桿機構、合模直線導軌、支撐板、定模板、動模板、左半模具和右半模具；所述 合模離合器與轉向器相連接，合模離合器固定在支板上，合模離合器的輸出端通過合模 聯軸器與合模滾珠絲桿相連；合模滾珠絲桿穿過支撐板，合模滾珠絲桿的螺母與五桿機 構相連；五桿機構的左端固定在支撐板上，右端固定在動模板左側；左半模具安裝在動 模板右側，右半模具安裝在定模板的左側，動模板可以在合模直線導軌上往復移動。優選地，所述移模裝置包括移模離合器、傳動件、移模滾珠絲桿及其螺母、圓 錐滾子軸承、移模安裝板、移模直線導軌；所述移模離合器與轉向器相連接，移模離合 器固定在安裝板上，移模離合器的輸出端與傳動件相連；移模滾珠絲桿的一端通過安裝 在支座板上的圓錐滾子軸承固定，另一端穿過移模安裝板，移模滾珠絲桿的螺母固定在 移模安裝板上，移模安裝板通過螺栓固定在底座上。
所述傳動件可為同步帶傳動組件、齒輪傳動組件或鏈輪傳動組件。所述同步帶傳動組件包括同步帶、主動帶輪、從動帶輪，主動帶輪通過同步帶 與從動帶輪相連接。所述轉向器可為螺旋傘齒傳動箱，具有兩輸出端；或為具有三輸出端的轉向 器，同時連接兩套合模和移模裝置，實現雙工位開合模。所述電機為伺服電機；在控制精度要求不高時，也可用普通電機替代伺服電 機。一種利用上述系統實現的全電動合模和移模的方法，主要包括下述步驟(1) 啟動電機使其正向旋轉，合模離合器通電，使合模滾珠絲桿正轉，五桿機構帶動動模板 向定模板方向移動，使左右兩半模具相互貼緊，緊接著合模離合器斷電，完成合模和鎖 模步驟；(2)移模離合器通電，帶動移模滾珠絲桿正轉，使移模裝置向型坯吹脹工位方 向移動，到達吹脹工位后，移模離合器斷電，電機停轉，完成移模步驟；(3)啟動電機 使其反轉，合模離合器通電，合模滾珠絲桿反轉，五桿機構帶動動模板開模，當動模板 到達開模極限位置時，合模離合器斷電，完成開模步驟；(4)移模離合器通電，使移模 滾珠絲桿反轉，帶動支座板移動到型坯成型工位時，移模離合器斷電，電機停轉，完成 整個成型周期。所述步驟(1)具體可為當動模板處于開模極限位置時，啟動電機使其正轉， 通過主聯軸器帶動轉向器轉動，合模離合器通電吸合，轉向器的橫向輸出端通過合模離 合器和合模聯軸器驅動合模滾珠絲桿正轉，合模滾珠絲桿的螺母帶動五桿機構移動，使 動模板向定模板方向移動，進行合模，當兩半模具貼緊時，五桿機構剛好被拉直從而進 行鎖模，此時合模離合器斷電，完成合模和鎖模步驟。所述步驟(2)具體可為合模和鎖模步驟完成后，移模離合器通電吸合，轉向 器的縱向輸出端通過移模離合器帶動同步帶正向轉動，同步帶帶動移模滾珠絲桿正轉， 使移模裝置往型坯吹脹工位方向移動，到達吹脹工位后，移模離合器斷電，電機停轉， 完成移模步驟。所述步驟(3)具體可為移模步驟完成后，進行型坯吹脹和制品冷卻，產品成 型后，啟動電機使其反轉，合模離合器通電吸合，轉向器的橫向輸出端通過合模離合器 和合模聯軸器驅動合模滾珠絲桿反轉，合模滾珠絲桿的螺母帶動五桿機構移動，到達動 模板的開模極限位置時，合模離合器斷電，完成開模步驟。所述步驟(4)具體可為開模步驟完成后，移模離合器通電吸合，轉向器的縱 向輸出端通過移模離合器帶動同步帶反向轉動，同步帶帶動移模滾珠絲桿反轉，使移模 裝置向型坯成型工位方向移動，到達型坯成型工位后，移模離合器斷電，電機停轉，完 成移模步驟。至此，完成了一個合模-移模-開模-移模周期，并可按以上步驟進入下 一工作過程。利用上述電動裝置實現的單電機驅動的全電動合模和移模功能的方法還可有如 下的變化形式不啟動移模裝置，只啟動合模裝置，完成單方向的合模鎖模步驟，即可 用于電動注塑機的合模過程。本單電機驅動的全電動合模和移模系統可應用于高分子材料加工成型，如塑料 吹塑和塑料注塑等。
本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果(1)采用一臺電機實現合模和移模，從而使系統結構簡單、緊湊，可節省材料， 降低成本，控制過程亦相應簡化，有利于實現不同方向運動的精確控制。(2)通過兩套離合器，電機的一次正反轉即可完成整個成型周期，從而使作業流 程合理、操作簡單、工作可靠，可達到節能降耗的目的。(3)生產過程穩定，可較好地提高制品的生產精度和性能，降低廢品率。
圖1是本發明單電機驅動的全電動合模和移模系統的結構示意圖。圖2是圖1所示系統的俯視圖。圖3是圖1所示系統的軸側圖。圖4是圖1所示系統的轉向器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不 限于此。實施例1圖1至圖4示出了本發明單電機驅動的全電動合模和移模系統的具體結構。由 圖1和圖2可見，本單電機驅動的全電動合模和移模系統包括電機1、主聯軸器2、轉向 器3、合模離合器4、移模離合器19、合模聯軸器6、支撐板7、動模板11、定模板14、 合模滾珠絲桿8、移模滾珠絲桿23、同步帶22、支座板16和底座18等。所述電機1安裝在板21上，電機1的輸出軸通過主聯軸器2與轉向器3的輸入 端3-1相連，轉向器3的橫向輸出端3-2與合模離合器4相連，合模離合器4固定在支板 5上，合模離合器4的輸出端通過合模聯軸器6與合模滾珠絲桿8相連；合模滾珠絲桿8 穿過支撐板7，合模滾珠絲桿8的螺母9與五桿機構10相連，五桿機構10的左端固定在 支撐板7上，右端固定在動模板11的左側；左半模具12安裝在動模板11右側，右半模 具13安裝在定模板14左側；合模時，五桿機構10在合模滾珠絲桿8的驅動下，帶動動 模板11沿著合模直線導軌15向定模板14方向移動，左半模具12向右半模具13方向移 動；動模板11可以在合模直線導軌15上往復移動；所述電機1、主聯軸器2、轉向器3、 合模離合器4、合模聯軸器6、合模滾珠絲桿8及其螺母9、五桿機構10、合模直線導軌 15、支撐板7、定模板14、動模板11、左半模具12和右半模具13連接成一體，固定在支 座板16上，支座板16可在移模直線導軌17上往復移動。如圖2和圖3所示，轉向器3的縱向輸出端3-3與移模離合器19相連，移模離 合器19固定在安裝板27上，移模離合器19的輸出軸與主動帶輪20-1相連；從動帶輪 20-2與移模滾珠絲桿23連接；移模滾珠絲桿23的一端通過安裝在支座板16上的圓錐滾 子軸承26固定，另一端穿過移模安裝板24，移模滾珠絲桿23的螺母28固定在移模安裝 板24上；移模安裝板24通過螺栓25固定在底座18上。如圖4所示，轉向器3是螺旋傘齒傳動箱，包括一個輸入端3-1和兩個輸出端， 即橫向輸出端3-2與縱向輸出端3-3。
上述單電機驅動的全電動合模和移模系統的工作過程當動模板11處于開模極 限位置時，啟動電機1使其正轉，通過主聯軸器2帶動轉向器3轉動，合模離合器4通電 吸合，轉向器3的橫向輸出端3-2通過合模離合器4和合模聯軸器6驅動合模滾珠絲桿8 正轉，合模滾珠絲桿8的螺母9帶動五桿機構10移動，使動模板11向定模板14方向移 動，進行合模，當兩半模具12和13貼緊時，五桿機構10剛好被拉直從而進行鎖模，此 時合模離合器4斷電，完成合模和鎖模步驟；合模和鎖模步驟完成后，移模離合器19通 電吸合，轉向器3的縱向輸出端3-3通過移模離合器19帶動同步帶22正向轉動，同步帶 22帶動移模滾珠絲桿23正轉，使移模裝置往型坯吹脹工位方向移動，到達吹脹工位后， 移模離合器19斷電，電機1停轉，完成移模步驟；移模步驟完成后，進行型坯吹脹和制 品冷卻，產品成型后，啟動電機1使其反轉，合模離合器4通電吸合，轉向器3的橫向輸 出端3-2通過合模離合器4和合模聯軸器6驅動合模滾珠絲桿8反轉，合模滾珠絲桿8的 螺母9帶動五桿機構10移動，到達動模板11的開模極限位置時，合模離合器4斷電，完 成開模步驟；開模步驟完成后，移模離合器19通電吸合，轉向器3的縱向輸出端3-3通 過移模離合器19帶動同步帶22反向轉動，同步帶22帶動移模滾珠絲桿23反轉，使移 模裝置向型坯成型工位方向移動，到達型坯成型工位后，移模離合器19斷電，電機1停 轉，完成移模步驟。至此，完成了一個合模-移模-開模-移模周期，并可按以上步驟 進入下一工作過程。本單電機驅動的全電動合模和移模系統可較好地應用于塑料吹塑加工工藝過 程。實施例2本實施例除下述特征外同實施例1 :本單電機驅動的全電動合模和移模系統的 轉向器具有三輸出端，同時連接兩套合模和移模裝置，實現雙工位合模。實施例3本實施例除下述特征外同實施例1 不啟動移模裝置，只啟動合模裝置，完成 單方向的合模鎖模操作，即可用于電動注塑機的合模過程(此過程不需移模)。以上所述的僅是本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施 例的限制，還可采用其他方案。如轉向器可以不用螺旋傘齒傳動箱，而用其它的一個 輸入、兩個輸出的傳動裝置；離合器可選擇兩端都帶有軸伸的結構；控制精度要求不高 時，也可采用普通電機替代伺服電機；同步帶傳動可以用鏈傳動、齒輪傳動等其它方式 替代。其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合和 簡化，均應視為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種單電機驅動的全電動合模和移模系統，其特征在于包括單臺電機、主聯 軸器、轉向器、合模裝置、移模裝置、支座板和底座；所述電機通過主聯軸器與轉向器 連接，所述轉向器具有多輸出端，分別與合模裝置和移模裝置連接；所述電機、主聯軸 器、轉向器和合模裝置連接成一體固定在支座板上，支座板和移模裝置相連安裝在底座 上。
2.根據權利要求1所述的單電機驅動的全電動合模和移模系統，其特征在于所述 合模裝置包括合模離合器、合模聯軸器、合模滾珠絲桿及其螺母、五桿機構、合模直線 導軌、支撐板、定模板、動模板、左半模具和右半模具；所述合模離合器與轉向器相連 接，合模離合器固定在支板上，合模離合器的輸出端通過合模聯軸器與合模滾珠絲桿相 連；合模滾珠絲桿穿過支撐板，合模滾珠絲桿的螺母與五桿機構相連；五桿機構的左端 固定在支撐板上，右端固定在動模板左側；左半模具安裝在動模板右側，右半模具安裝 在定模板的左側，動模板可以在合模直線導軌上往復移動。
3.根據權利要求1所述的單電機驅動的全電動合模和移模系統，其特征在于所述 移模裝置包括移模離合器、傳動件、移模滾珠絲桿及其螺母、圓錐滾子軸承、移模安裝 板、移模直線導軌；所述移模離合器與轉向器相連接，移模離合器固定在安裝板上，移 模離合器的輸出端與傳動件相連；移模滾珠絲桿的一端通過安裝在支座板上的圓錐滾子 軸承固定，另一端穿過移模安裝板，移模滾珠絲桿的螺母固定在移模安裝板上，移模安 裝板通過螺栓固定在底座上。
4.根據權利要求1所述的單電機驅動的全電動合模和移模系統，其特征在于所述 傳動件可為同步帶傳動組件、齒輪傳動組件或鏈輪傳動組件。
5.根據權利要求4所述的單電機驅動的全電動合模和移模系統，其特征在于所述 同步帶傳動組件包括同步帶、主動帶輪、從動帶輪，主動帶輪通過同步帶與從動帶輪相 連接。
6.根據權利要求1所述的單電機驅動的全電動合模和移模系統，其特征在于所述 轉向器為螺旋傘齒傳動箱，具有兩輸出端；或為具有三輸出端的轉向器，同時連接兩套 合模和移模裝置，實現雙工位開合模。
7.—種單電機驅動的全電動合模和移模的方法，其特征在于包括下述步驟(1)啟動 電機使其正向旋轉，合模離合器通電，使合模滾珠絲桿正轉，五桿機構帶動動模板向定 模板方向移動，使左右兩半模具相互貼緊，緊接著合模離合器斷電，完成合模和鎖模步 驟；(2)移模離合器通電，帶動移模滾珠絲桿正轉，使移模裝置向型坯吹脹工位方向移 動，到達吹脹工位后，移模離合器斷電，電機停轉，完成移模步驟；(3)啟動電機使其 反轉，合模離合器通電，合模滾珠絲桿反轉，五桿機構帶動動模板開模，當動模板到達 開模極限位置時，合模離合器斷電，完成開模步驟；(4)移模離合器通電，使移模滾珠 絲桿反轉，帶動支座板移動到型坯成型工位時，移模離合器斷電，電機停轉，完成整個 成型周期。
8.根據權利要求7所述的單電機驅動的全電動合模和移模的方法，其特征在于所述步驟(1)為當動模板處于開模極限位置時，啟動電機使其正轉，通過主聯軸 器帶動轉向器轉動，合模離合器通電吸合，轉向器的橫向輸出端通過合模離合器和合模 聯軸器驅動合模滾珠絲桿正轉，合模滾珠絲桿的螺母帶動五桿機構移動，使動模板向定模板方向移動，進行合模，當兩半模具貼緊時，五桿機構剛好被拉直從而進行鎖模，此 時合模離合器斷電，完成合模和鎖模步驟；所述步驟(2)為合模和鎖模步驟完成后，移模離合器通電吸合，轉向器的縱向輸 出端通過移模離合器帶動同步帶正向轉動，同步帶帶動移模滾珠絲桿正轉，使移模裝置 往型坯吹脹工位方向移動，到達吹脹工位后，移模離合器斷電，電機停轉，完成移模步 驟；所述步驟(3)為移模步驟完成后，進行型坯吹脹和制品冷卻，產品成型后，啟動 電機使其反轉，合模離合器通電吸合，轉向器的橫向輸出端通過合模離合器和合模聯軸 器驅動合模滾珠絲桿反轉，合模滾珠絲桿的螺母帶動五桿機構移動，到達動模板的開模 極限位置時，合模離合器斷電，完成開模步驟；所述步驟(4)為開模步驟完成后，移模離合器通電吸合，轉向器的縱向輸出端 通過移模離合器帶動同步帶反向轉動，同步帶帶動移模滾珠絲桿反轉，使移模裝置向型 坯成型工位方向移動，到達型坯成型工位后，移模離合器斷電，電機停轉，完成移模步 驟；至此，完成了一個合模-移模-開模-移模周期，并可按以上步驟進入下一工作過 程。
9.根據權利要求7所述的單電機驅動的全電動合模和移模的方法，其特征在于不 啟動移模裝置，只啟動合模裝置，完成單方向的合模鎖模步驟，即可用于電動注塑機的 合模過程。
10.根據權利要求1-6任一項所述的單電機驅動的全電動合模和移模方法的應用，應 用于塑料吹塑和塑料注塑過程。
全文摘要
本發明提供一種單電機驅動的全電動合模和移模系統，包括電機、主聯軸器、轉向器、合模裝置、移模裝置、支座板和底座；所述電機通過主聯軸器與轉向器連接，所述轉向器具有多輸出端，分別與合模裝置和移模裝置連接；所述電機、主聯軸器、轉向器和合模裝置連接成一體固定在支座板上，支座板和移模裝置相連安裝在底座上；本發明同時提供一種由上述系統實現的單電機驅動的全電動合模和移模的方法。本發明的全電動合模和移模系統的結構緊湊，可降低造價、節省材料、降低能耗、提高可靠性、明顯延長電機和滾珠絲桿的使用壽命，易于推廣應用。
文檔編號B29C45/64GK102009467SQ20101052737
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月31日 優先權日2010年10月31日
發明者李為平, 黃漢雄 申請人:華南理工大學