压铸机的发展趋势为全电动驱动，最新的全电动压铸机采用交流伺服电动机驱动，但存 在价格昂贵，控制方式复杂，易损，不容易维修等缺点，最主要的是电动机不能控制角位移、 角速度。压铸机的执行机构各装置需要位移、速度、压力准确可控，频繁起停、频繁往复移 动，这成为本领域难以解决的技术难题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种结构简单、成本低、工作效率高，能够实现 微机智能数控电动机角位移和角速度以及起停、正反转，易实现压铸机各执行装置运动的时 间、位移和速度、压力的数字化控制，解决本领域长期以来难以解决的技术难题的数控压铸 机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该数控压铸机，包括压铸机和工控微 计算机，其特征在于：设置开关磁阻调速电机，包括开关磁阻调速压射电机、开关磁阻调速 合模电机、开关磁阻调速顶出电机、开关磁阻调速调模电机和开关磁阻调速插芯电机，开关 磁阻调速压射电机、开关磁阻调速合模电机、开关磁阻调速顶出电机、开关磁阻调速调模电 机和开关磁阻调速插芯电机分别连接压铸机的压射装置、合模装置、顶出装置、调模装置和 插芯装置，各开关磁阻调速电动机连接控制器，控制器连接转换器，转换器连接工控微计算 机，传感器安装在压铸机上，数据采集卡分别连接传感器、按钮板和工控微计算机。
所述的传感器包括应力传感器和三相电流传感器。
所述的应力传感器的安装位置在连接板、拉杆上和顶杆的一端，三相电流传感器安装在 电源输入端。
所述的开关磁阻调速压射电机连接压铸机的压射装置是指开关磁阻调速压射电机通过螺 旋副传动连接压射杆，开关磁阻调速调模电机连接调模装置是指开关磁阻调速调模电机通过 链传动和螺旋副传动连接后固定模板，开关磁阻调速顶出电机连接顶出装置是指开关磁阻调 速顶出电机通过花键传动和螺旋副传动连接顶杆，开关磁阻调速合模电机连接合模装置是指 开关磁阻调速合模电机通过螺旋副传动和五柱销肘杆机构连接移动模板，开关磁阻调速插芯 电机连接插芯装置是指两开关磁阻调速插芯电机分别通过螺旋副传动连接推杆。
所述的开关磁阻调速电动机U1-U6的A1、A2、B1、B2、C1、C2端连接控制器U7-U12的 A1、A2、B1、B2、C1、C2端，开关磁阻调速电动机U1-U6的角度位置信号ANG端连接控制 器U7-U12的ANG1端，开关磁阻调速电动机U1-U6的RS232/485信号端连接转换器U13的 RS232/485端，转换器U13的RS232端连接工控微计算机U16的RS232脚，手动按钮板的五 个按钮开关S1-S5，分别连接到数据采集卡U15的DI0、DI2、DI4、DI6、DI8脚，应力传 感器T1-T5、三相电流传感器T6与数据采集卡U15的AI1、AI3、AI5、AI7、AI9、AI2 端口相连，AI2端口连接三相电流传感器T6，三相电源A、B、C通过开关S1连接各开关磁阻 调速电机电源L1、L2、L3，数据采集卡U15的输出端与工控微计算机U16主板的PCI主线插 槽相连，键盘U17和显示屏U14连接于工控微计算机U16。
所述的插芯装置是连接板连接推杆、型芯。
与现有技术相比，该数控压铸机所具有的有益效果是：由于开关磁阻调速电动机驱动， 可数控电动机的角位移和角速度，极大地简化压铸机的构造，通过控制开关磁阻调速电动机 的角位移、角速度以及起停、正反转和对应力传感器的反馈，实现压铸机执行机构各装置转 动、移动输出特性和压力特性的微机智能柔性化数字化无级调控，低压、中压、高压、低速、 中速、高速兼并，达到压铸机的执行机构各装置运动能按照所加工产品的不同、工艺要求的 不同和材料的不同而变化的目的。该数控压铸机起动性能好，对电网无冲击；传动安全可靠， 稳定性高，使用寿命长；低速运行不发热，效率高，安装和维修方便。利用工控微计算机进 行操作，达到键盘输入、屏幕显示、系统运行、系统监测、信号反馈及校正与危机处理的全 闭环控制。智能数控，操作便捷，运行安全，易于维护；节能、整洁、安静、精度高及易维 护、不易损。工控微计算机支撑软件丰富，联网极为方便，适合远程控制和制造业信息化的 需求。
附图说明
图1是本实用新型数控压铸机的结构示意图。
图2是本实用新型数控压铸机压射装置结构示意图。
图3是本实用新型数控压铸机调模装置、合模装置、顶出装置结构示意图。
图4是本实用新型数控压铸机插芯装置结构示意图。
图5是图1的控制原理框图。
图6是图1的电路原理图。
图7是本实用新型数控压铸机实施例2合模装置、顶出装置结构示意图。
图8是本实用新型数控压铸机实施例3合模装置结构示意图。
图9是本实用新型数控压铸机实施例4合模装置结构示意图。
图1-6是本实用新型数控压铸机的最佳实施例，图1-9中：
7、21、47联轴器  8、19、46、59轴承  9、22、24、37、43、66、71 螺母  10、67、73滑块  11、36、41、56、57、65、70螺杆  12、69、75连接板  13 压射杆  14、51、68、74导轨  16机身  17、18轴  20链轮  23十字头  25、27、 29、31、33柱销  26中间杆  28撑座  30、64后连杆  32前连杆  34动模  35 定模  38前固定模板  39顶杆  42、72移动模板  44花键轴  45轴承座板  48、 58、61支架  49拉杆  52后固定模板  53垫圈  54大链轮  55链条  60轴承座  62推杆 63型芯。
U1(1)开关磁阻调速压射电机  U2(2)开关磁阻调速调模电机  U3(3)开关 磁阻调速顶出电机  U4(4)开关磁阻调速合模电机  U5(5)开关磁阻调速插芯电机  U6 (6)开关磁阻调速插芯电机  U7-U12控制器  U13 232/485转换器  U14显示屏  U15 数据采集卡  U16工控微计算机  U17键盘  T1-T5(15)、(40)、(50)应力传感器  T6 三相电流传感器、S1三刀开关  S2-S6开关。

下面结合附图1-9对本实用新型数控压铸机作进一步说明：
实施例1：
如图1所示：数控压铸机的压射装置、调模装置、顶出装置、合模装置和插芯装置的电 动机分别采用开关磁阻调速压射电机1、开关磁阻调速模调电机2、开关磁阻调速顶出电机3、 开关磁阻调速合模电机4和开关磁阻调速插芯电机5、6。开关磁阻调速压射电机1、开关磁 阻调速调模电机2、开关磁阻调速顶出电机3、开关磁阻调速合模电机4和开关磁阻调速插芯 电机5、6分别安装在压射装置、调模装置、顶出装置、合模装置和插芯装置上。
如图2所示：压射装置包括开关磁阻调速压射电机1安装在机身16上，开关磁阻调速压 射电机1的输出轴通过联轴器7连接螺杆11，螺杆11通过轴承8安装在机身16内，螺杆11 与螺母9螺旋副传动，螺母9与滑块10联结为一体，机身16上设置有导轨14，导轨14与 滑块10滑动配合，连接板12得一端与滑块10连接为一体，连接板12的另一端与压射杆13 连接为一体。
连接板12上安装有应力传感器15，应力传感器15共三个，此处安装一个。
如图3所示：合模装置包括开关磁阻调速合模电机4安装在支架58上，支架58与后固 定模板52联结为一体，开关磁阻调速合模电机4的输出轴通过联轴器21连接螺杆57，螺杆 57外圆段通过轴承59安装在后固定模板52内，螺母22与螺杆57螺旋副传动，十字头23 与螺母22连接为一体，十字头23与中间杆26通过柱销25连接，中间杆26通过柱销27连 接后连杆30，后连杆30通过柱销31连接前连杆32的一端，前连杆32的另一端通过柱销33 连接移动模板42。撑座28的一端通过柱销29连接后连杆30，撑座28的另一端与后固定模 板50联结为一体。以机身的对称轴线为中心，四根拉杆49分别连接后固定模板52、移动模 板42和前固定模板38，四根螺杆56与拉杆49连接，移动模板42与拉杆49滑动配合。
顶出装置包括开关磁阻调速顶出电机3安装在支架48上，支架48与移动模板42联结为 一体，开关磁阻调速顶出电机3的输出轴通过联轴器47连接花键轴44的一端，花键轴44套 在螺杆41一端内，花键轴44与螺杆41花键滑动配合，螺杆41的另一端与顶杆39连接为一 体，花键轴44外圆段连接轴承46，轴承46连接轴承座板45，轴承座板45与移动模板42连 接为一体，螺母43与螺杆41螺旋副连接，螺母43与移动模板42联结为一体。
应力传感器40安装在螺杆41一端。
调模装置包括开关磁阻调速调模电机2安装在支架61上，支架61与后固定模板52联结 为一体。开关磁阻调速调模电机2的输出轴通过联轴器17连接轴18的一端，轴18通过轴承 19安装在轴承座60上，轴18与链轮20联结为一体，链轮20通过链条55与链轮20链条传 动，链轮20的内孔有螺纹，内孔的螺纹与螺杆56螺旋副传动，螺杆56与拉杆49的一端连 接为一体，链轮54的端部与垫圈53相配合，垫圈53套在螺杆56外被链轮53压紧在后固定 模板50上，后固定模板52与导轨51滑动配合。
应力传感器50安装在垫圈53上。
如图4所示：插芯装置的结构与图2所示压射装置结构不同的是连接板12连接推杆62、 型芯63。应力传感器15二个分别安装在两组插芯装置的连接板12上。
如图5所示，工控微计算机连接数据采集卡、转换器、键盘和显示屏，数据采集卡连接 按钮板、传感器。转换器连接控制器，控制器分别连接开关磁阻调速压射电机、开关磁阻调 速合模电机、开关磁阻调速顶出电机、开关磁阻调速调模电机和两台开关磁阻调速插芯电机。 开关磁阻调速压射电机、开关磁阻调速合模电机、开关磁阻调速顶出电机、开关磁阻调速调 模电机和两台开关磁阻调速插芯电机连接压射装置、合模装置、顶出装置、调模装置和两套 插芯装置，压射装置、合模装置、顶出装置、调模装置和两套插芯装置组成压铸机。压铸机 连接传感器。
如图6所示，开关磁阻调速电动机与控制器相连，开关磁阻调速电动机U1-U6的A1、A2、 B1、B2、C1、C2端连接控制器U7-U12的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，开关磁阻调速电动 机U1-U6的角度位置信号ANG端连接控制器U7-U12的ANG1端，开关磁阻调速电动机U1-U6 的RS232/485信号端连接转换器U13的RS232/485端，转换器U13的RS232端连接工控微计 算机U16的RS232脚，手动按钮板的五个按钮开关S1-S5，分别连接到数据采集卡U15的DI0、 DI2、DI4、DI6、DI8脚，应力传感器T1-T5、三相电流传感器T6与数据采集卡U15的AI1、 AI3、AI5、AI7、AI9、AI2端口相连，AI2端口连接三相电流传感器T6，三相电源A、B、 C通过开关S1连接各开关磁阻调速电机电源L1、L2、L3，数据采集卡U15的输出端与工控 微计算机U16主板的PCI主线插槽相连。键盘U17和显示屏U14连接于工控微计算机U16。
实施例2：
如图7所示：与实施例1图3不同的是合模装置中的后连杆64连接柱销29和柱销31， 中间杆61连接柱销31和柱销25。顶出装置中螺杆65通过螺母66、滑块67、连接板69连 接顶杆39，螺杆65与螺母66螺旋副传动，螺母66与滑块67连接为一体，滑块67与导轨 68滑动连接，连接板69与滑块68连接为一体，顶杆39的一端与连接板69连接为一体，导 轨68固定在移动模板42内。
实施例3：
如图8所示：与实施例1图3不同的是合模装置中螺杆70与螺母71螺旋副传动，螺母 71与移动模板72连接为一体。
实施例4：
如图9所示：与实施例2图7不同的是合模装置中的螺母22与滑块73连接为一体，滑 块73与导轨74滑动配合，滑块73连接板75连接为一体，导轨74固定在机身16上。后连 杆64通过柱销29连接后固定模板52。
本实用新型的数控原理是：
在工控微计算机上分段或不分段输入和设定材料名称、制品体积V、压射速度v1、保压 时间t1、冷却时间t2、顶出时间t3、合模时间t4、插芯时间t5、t6，调模行程s2、压射压力p1、 保压压力p2、顶出力P3、合模力P4、插芯力P5、P6、模腔数m的工作参数数值，以及控制 器数据信息和压铸机上的传感器数据信息，按钮板开关信号。由传感器检测顶出力P3、合模 力P4、插芯力P5、P6的数据信息，数据信息传给工控微计算机，工控微计算机确定顶出行程 S3和角位移A3、合模行程S4和角位移A4、插芯行程S5、S6和角位移A5、A6。
$\alpha =2\pi \frac{s}{h},A=2\pi \frac{S}{h}---\left(1\right)$
$v=\frac{s}{t}---\left(2\right)$
$\omega =\frac{2\pi }{h}v=2\pi \frac{s}{\mathrm{ht}},---\left(3\right)$
$S_1=k\frac{V}{A}=k\frac{4V}{\pi D^2}---\left(4\right)$
α02＝iα2                                    (5)
式中α为角位移(rad)；ω为角速度(rad/s)；s为直线运动线位移(m)；A为全行程角 位移，S为全行程直线位移，v为直线运动线速度(m/s)；h为螺杆螺纹的导程(m)；t为时 间，D为压室直径，k为修正系数，V为制品体积、v1为压射速度。A为角位移量，S为直 线位移量，α02为调模电机角位移，α2为调模角位移，i为链传动传动比，S1为压射位移。
工控微计算机根据公式(1)-(5)，计算出各开关磁阻调速电动机的角位移和角速度， 由输入值制品体积V、压射速度v1计算出开关磁阻调速压射电机的角位移A1和角速度ω1，由 调模行程s2计算出开关磁阻调速调模电机角位移iα2，由顶出行程S3和顶出时间t3计算出开 关磁阻调速顶出电机角速度ω3、由合模行程S4和合模时间t4计算出开关磁阻调速合模电机角 速度ω4，由插芯时间t5、t6、插芯行程S5、S6计算出开关磁阻调速插芯电机角速度ω5、ω6。
工作过程如下：
工作原理和过程分为试模、生产工作二种状况。试模时，先在工控微计算机上输入调模 行程s2、顶出力P3、合模力P4、插芯力P5、P6的运行数据；调模启动，松开螺母24，工控 微计算机控制开关磁阻调速调模电机2转动，转过角位移iα2，驱动链轮20转动，通过链条 55链轮54传动，链轮54螺旋运动使后固定模板52沿导轨51移动调模行程s2，再紧固螺母 24。开关磁阻调速合模电机4正转起动，带动螺杆57转动，螺母22移动，推动合模机构动 作，驱动移动模板42运动，使模具闭合，当应力传感器50监测的值达到合模力P4时，开关 磁阻调速合模电机4停止转动，位置保持，工控微计算机储存此时的角位移量A4和合模行程 S4的值；开关磁阻调速顶出电机3，正转起动，驱动螺杆41螺旋运动，顶杆39移动，顶出 制件，当应力传感器40监测的值达到顶出力P3，工控微计算机记录此时开关磁阻调速顶出电 机3转过的角位移A3和顶出行程S3。开关磁阻调速插芯电机5、6，正转起动，当应力传感 器监测的值达到插芯力P5、P6，工控微计算机记录此时开关磁阻调速插芯电机5、6转过的 角位移A5、A6和顶出行程S5、S6。在工控微计算机上分段或不分段输入和设定材料名称、 制品体积V、压射速度v1、保压时间t1、冷却时间t2、顶出时间t3、合模时间t4、插芯时间t5、 t6，压射压力p1、保压压力p2、模腔数m的工作参数数值。工作起动时，工控微计算机控制 两台开关磁阻调速插芯电机5、6正转起动，转过的角位移A5、A6，通过螺旋副传动，两个 型芯63移动插芯行程S5、S6，分别驱动型芯63插入模具中，同时开关磁阻调速合模电机4 起动以角速度ω4转过角位移A4，带动螺杆57转动，螺母22与十字头23直线移动合模行程 S4，使模具闭合，开关磁阻调速合模电机4起动位置保持功能；开关磁阻调速压射电机1正 转起动，当应力传感器15的值达到输入设定值p1，螺杆7角速度达到ω1，压射杆13压射速 度v1运动，把熔料注入到模腔内，开关磁阻调速压射电机1在传感器15压力小于保压压力p2 时微进，直到传感器15压力等于保压压力p2，保压时间启动计时，压射电机1起动位置保 持功能；保压时间达到t1时，冷却时间开始计时；当达到冷却时间t2时，开关磁阻调速合模 电机4起动反转角位移A4，开模，回到初始位置后制动；二台开关磁阻调速插芯电机5、6 反转角位移A5、A6分别驱动型芯63退回到初始位置，同时工控微计算机指令开关磁阻调速 顶出电机3以角速度ω3正转角位移A3，螺杆41螺旋运动，顶杆39移动顶出行程S3，顶出 制件，然后起动反转回到初始位置，制动和停止。
当按下停止/制动按钮开关S2-S6时，动作信号通过数据采集卡U15的开关量DI端口输 入工控微计算机，工控微计算机发制动指令，控制器制动电动机，压铸机停止在所制动的位 置上。
屏幕图形动画及菜单显示设定参数和过程参数及过程变化曲线，显示屏的级联菜单实时 显示开关磁阻调速电动机的运动时间和角位移、角速度。
按钮设置点动、手动、半自动、全自动、制动共5个按钮开关S2-S6。键盘或者触摸屏 设置：(1)点动在键盘上的按钮有六个：压射电机点动按钮、顶出电机点动按钮、合模电 机点动按钮、调模电机点动按钮、两个插芯电机点动按钮，当按住点动按钮时，相应的电机 启动点动状态，电机慢速转动，松开按钮，电机制动，动作停止。(2)手动在键盘上的按 钮有十二个：压射电机前进与后退按钮、顶出电机前进与后退按钮、合模电机前进与后退按 钮、调模电机前进与后退按钮、两台插芯电机前进与后退按钮，当按下手动按钮时，相应的 电机启动手动状态，电机慢速转动，直到完成该动作为止，当电机角位移到达控制点，电机 制动，动作停止。(3)半自动工艺全过程的各个动作按顺序自动进行，完成一个工作循环。 (4)全自动压铸机一个工作循环接一个工作循环自动进行下去。
顶出电机动作往返一次，计数器增1×m。初始设定值可为0。
由于工控微计算机的记忆存储功能，当加工生产同样的工件时，工控微计算机智能自动 提示输入相应的数据。在更新材料或模具时，需要输入工作参数数据，在不更新材料或模具 时，工控计算机自动执行记忆的数据直到数据变更。当采用压铸专家系统软件时，分析数据 可直接存储在工控微计算机内，工控微计算机智能自动提示输入相应的数据。
可以在样机的摩擦部位上设置温度传感器，温度传感器数值通过数据采集卡传给工控微 计算机，当温度大于设定值时，工控微计算机启动润滑，施加润滑油，工控微计算机存储润 滑的间隔时间，供其他同类型号的注射机使用。
可以在前模板的模具分模面处安置摄像头和视觉传感器，监测压铸件的出件情况和异物 情况。当物件进入工作区内时或当应力传感器的值大于给定值时，传感器的信号驱动微机发 制动指令，报警提示灯亮，发出声音提示，压铸机紧急制动，然后电动机反向慢速旋转，退 回，卸载。
当更换新模具时，可先采用试验模具，在试验模具上安装温度传感器，传感器数值通过 数据采集卡传给工控微计算机，工控微计算机记录储存其数值，供工控微计算机智能化操作 使用；可在模腔内设置熔体压力传感器检测模腔压力，供工控微计算机智能化操作使用。可 以设置温度传感器，监测加热温度、冷却温度。还可以把计算公式编程输入工控微计算机， 计算出相应得参数，供工控微计算机智能化操作使用。
螺杆可以采用滚珠丝杠螺杆。合模装置也可用双肘杆撑板式。调模装置也可以用调节连 杆长度装置来代替，顶出装置也可以用机械弹簧装置来代替。插芯装置也可以不用。联轴器 选用刚性联轴器。当需要大扭矩时，可在电动机输出轴增设齿轮传动或皮带传动。也可用行 程开关和时间继电器来辅助控制。应力传感器15也可安装在轴承座上。
电机控制器U7-U12为SRD系列，数据采集卡U15可选用PCI-1710，应力传感器T1-T5为 电阻应变式。工控微计算机U16可选用IPC610-P4 2.0/256M/40G工作平台，工控微计算机 U16也可用微处理器(CPU)、单片机、可编程计算机、可编程控制器(PLC)等具有计算处理 功能的单元来代替。数据采集卡U15也可用其它形式的数据采集板或装置来替代。显示屏可 选用触摸式显示屏。可把数据采集卡、显示屏、键盘、工控微计算机和控制器集成为一箱体。
本实用新型可用于热压室或冷压室压铸机、卧式压铸机、立式压铸机、角式压铸机、多 模压铸机、通用型压铸机、专用压铸机、偏心压铸机、多组分压铸机、带有两个或两个以上 压铸装置的压铸机、精密或超精密压铸机、精速密压铸成形机，也可用于半固态压铸成形、 真空压铸成形、充氧压铸成形机。