CN100515727C - 注塑成型机的控制装置 - Google Patents

Abstract

根据在前一个成形周期的合模工序中求出的模具接触位置(Ct)求出得到设定合模力的十字头位置(Cf)，使十字头移动至该位置(Cf)。在此期间，判断驱动肘式机构的合模用伺服电动机的负载(La)是否超过判定负载(Ls)，把超过判定负载(Ls)时的十字头位置(Ca)作为模具接触位置来存储。在下一个成形周期，根据该存储的模具接触位置求出得到设定合模力的十字头位置(Cf)。

Description

注塑成型机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种注塑成型机的控制装置，特别是涉及一种进行使肘式(toggle)合模装置的合模力保持恒定的控制的控制装置。

背景技术

在注塑成型机中的肘式合模装置，可动侧模具接触到固定侧模具后，根据该可动侧模具(安装可动侧模具的可动模板)的移动，通过使连接安装了固定侧模具的固定模板与安装了肘式合模装置的后模板的拉杆伸展，从而产生合模力。交换模具时，进行调整后模板的位置的模厚调整，以使肘式合模装置的十字头到达了规定位置时得到设定合模力。之后，只要模具的厚度不发生变化，并使十字头移动至规定位置，能得到设定合模力。因此，根据该十字头的位置，进行控制使合模力达到目标合模力。

在连续成形出成形品的自动运转过程中，为了使成形品的厚度和排气的状态的稳定，保持恒定的合模力是非常重要的。但是在自动运转过程中模具的温度发生变化，随着该模具温度的变化模具的厚度产生变动，即使使十字头位于当初的规定位置也不能保持设定合模力。

为了解决这个问题，特开平5-200812号公报中公开了设置模具温度传感器，对照模具温度进行模厚调整从而修正合模力的方法。但是由于这种方法必须设置特别的模具温度传感器、变形传感器等合模力检测装置，所以使得成本上升。

此外，在特开平10-119099号公报中还公开了在拉杆设置变形传感器等合模力检测装置，在用该合模力检测装置检测出的合模力和设定合模力一致时停止驱动肘式机构的电动机的驱动，反馈控制合模力的方法。但是由于该方法必须设置特别的模具温度传感器和变形传感器等合模力检测装置，所以使得成本上升。

此外，在特开2000-141012号公报中还公开了用由测力负载传感器等构成的合模力检测传感器来检测合模力，在检测到的合模力超过设定容许范围时，移动合模驱动源的支撑板进行装模高度调整。但是存在进行装模高度调整会使成形周期变长的问题。

进而，特开平7-32435号公报中公开了设置检测合模机架的模具开闭方向的位置的位置传感器，在调整模厚时，把从接触模具到合模结束的合模机架的移动量作为基准位置变化量来存储，在实际成形时，求出合模机架的移动量与基准位置变化量的偏差，根据该偏差移动合模机架。但是由于该方法是调整装模高度，因此存在使成形周期变长的问题。

此外，特开平4-80269号公报中公开了在通过伺服电动机驱动肘式机构并移动可动侧模具进行合模的合模机构，在模具保护区间给伺服电动机加以转矩极限，用低压驱动，在模具保护区间结束时加以不会使拉杆伸展的模具闭锁转矩极限，驱动规定的时间，(模具处于接触状态)经过规定时间，从此时的十字头的位置到产生设定合模力的十字头的位置驱动伺服电动机。但是在该方法中，模具保护区间结束后，尤其是在一定时间必须用低转矩使模具前进并检测模具接触位置，存在使成形周期变长的问题。进而，由于模具的热膨胀，模具的厚度超过最初决定的模具保护区间结束位置，还存在不能检测正确的模具接触位置的问题。

发明内容

本发明中的具备肘式合模装置的注塑成型机包括以下单元：检测模具接触时的十字头位置的模具接触位置检测单元、存储用所述模具接触位置检测单元检测出的十字头位置的单元和、根据上一次的闭模中检测并存储的模具接触的十字头位置和被设定的合模力求出本次合模工序的十字头的目标位置的单元。并且，十字头十字头将十字头定位于通过求出所述十字头的目标位置的单元求出来的目标位置处。

具有所述肘式合模装置的注塑成型机得到以下状态。

求出所述十字头的目标位置的单元包括：求出与根据拉杆的伸展量和合模力的关系设定的合模力对应的拉杆伸展量的单元和、存储十字头位置和可动模板位置之间的关系的单元。并且，根据该被存储的十字头位置和可动模板位置之间的关系，求出与上一次的闭模中检测并存储的模具接触的十字头位置对应的可动模板位置。然后，把与在所求得的可动模板位置加上拉杆的伸展量的可动模板位置对应的十字头位置作为目标位置求出。

所述模具接触位置检测单元驱动合模用伺服电动机使十字头前进、把该合模用伺服电动机的负载超过规定量时的位置作为模具接触位置检测。

在所述所求得的十字头的目标位置超过规定范围时进行异常处理。

由于本发明的具备肘式合模装置的注塑成型机具备以上的结构，因此即使模具温度发生了变化也可以使合模力保持在恒定的设定合模力，而且由于根据在前一成形周期的合模工序时求出的模具接触位置来控制合模力，因此不需要特别的传感器，并且成形周期时间也不会变长。

附图说明

从参照附图的以下实施例的说明中明确本发明所述的及其他目的以及特征。图中：

图1是本发明的具备肘式合模装置的注塑成型机的一个实施方式的主要部分说明图。

图2是表示图1的注塑成型机中的十字头与可动模板的各个位置关系的坐标图。

图3是图1的控制装置实施的连续成形动作处理的流程图。

具体实施方式

图1是本发明的一个实施方式的说明图。在图1中，符号1为肘式合模装置，符号2为具备该肘式合模装置1的注塑成型机的控制装置。固定模板10和后模板11通过多个拉杆15相连。在固定模板10和后模板11之间配置了可动模板12，以使被该拉杆15引导。分别在固定模板10安装了固定侧模具13a，在可动模板12安装了可动侧模具13b，这些都可以装卸。

此外，在后模板11和可动模板12之间配置了肘式机构14，在后模板11设置了驱动该肘式机构14的合模用伺服电动机18及滚珠丝杠19。

滚珠丝杠19被可自由地旋转但不能向轴方向移动地安装在后模板11上，在其后端(相对后模板与可动模板反向相对一侧)安装了从动带轮22。在设置在后模板11的合模用伺服电动机18的输出轴上设置了驱动带轮21。在驱动带轮21和从动带轮22之间装同步带23，滚珠丝杠19用合模用伺服电动机18旋转驱动。此外，滚珠丝杠的前端部与固定在肘式机构14的十字头20的螺母螺合，通过滚珠丝杠19的旋转，螺母、十字头20在图中左右移动使肘式机构14伸缩，使可动模板12沿着拉杆15前后移动(图中左右方向)，进行闭模、合模、开模动作。此外符号24为检测合模用伺服电动机18的位置/速度的位置/速度检测器。

在后模板11的后端面侧(相对后模板11与可动模板12反向相对一侧)可自由地旋转但不能在轴方向移动地安装了与在拉杆15形成的螺纹螺合的螺母和由齿轮构成的旋转构件16。进而，在后模板11安装了模厚调整用电动机17，在该模厚调整用电动机17的输出轴上设置的齿轮和在各拉杆15上设置的旋转构件16的齿轮通过图中未示的齿轮传动机构相连。

通过驱动模厚调整用电动机17，使旋转构件16旋转并使后模板11沿着拉杆15前进、后退，从而进行调整使得根据模具的厚度得到设定合模力。

控制装置2包括：控制注塑成型机的处理器30和以下分别通过总线39与该处理器30相连的存储系统程序的ROM37、存储数据的暂时存储和各种控制程序的RAM38、伺服接口33、输入输出电路35、以及显示器/输入单元32的接口31。驱动肘式合模机构1的合模用伺服电动机18经由伺服放大器34与伺服接口33相连。此外，注塑成型机的各种伺服电动机也同样地与该控制装置2相连，但由于与本发明没有直接关系，因此在图1中省略。

此外，在输入输出电路35连接了驱动模厚调整用电动机17的变换器36。与接口31相连的显示器/输入单元32由液晶显示器和键盘等构成。

根据以上结构，控制装置2的处理器30，首先驱动模厚调整用电动机17使后模板11等前后移动并进行合模力调整后开始连续成形。在合模工序中执行合模动作的程序，把移动指令输出到伺服接口33。伺服接口33根据该移动指令和来自安装在合模用伺服电动机18的位置/速度检测器24的位置及速度的反馈信号，进行位置及速度循环的控制处理并驱动控制合模用伺服电动机18。通过合模用伺服电动机18的驱动，肘式机构14的十字头20移动，可动模板12移动，完成闭模、合模、开模动作。

随着连续地进行成形动作，模具的温度发生变化。如果模具的温度发生了变化，则模具的厚度也发生变化、模具接触位置也发生变化。于是在本实施方式中，检测模具接触位置并作为下一次的合模工序的模具接触位置，从该模具接触位置求出得到设定合模力的十字头位置并定位在该位置，由此即使模具温度发生了变化也能得到较准确的设定合模力。

在肘式合模装置1，通过拉杆15伸展，利用其反作用力产生合模力，此拉杆15的伸展与产生合模力存在比例关系。此外，拉杆15的伸展与可动模板从可动侧模具13b接触固定侧模具13a并闭模的接触位置移动的移动量(可动侧模具的移动量)相等。因此如果使可动模板12从模具接触位置只往前移动(向固定模板侧的移动)与设定合模力对应的拉杆15的伸展量，则能得到设定合模力。

图2为表示十字头20的位置和可动模板位置的关系的坐标图。在图2把可动模板移动的最前端的位置(肘式机构14的肘杆伸展，在图1中可动模板12在最右侧的位置)作为可动模板12的原点「0」位置，此外，把此时的十字头20的位置作为十字头的原点「0」位置，结果，在合模工序中可动模板12从图2中的上方移动至下方，十字头20从右边移动至左边。此外由于十字头位置与用设置在合模用伺服电动机18的位置/速度检测器检测到的位置存在比例关系，因此把用该位置/速度检测器检测到的位置作为十字头20的位置。

例如，如图2所示，设十字头20的位置在Ct时检测到模具接触。通过如图2所示的坐标图求出与该模具接触位置Ct对应的可动模板12的位置Pt。通过在该可动模板12的位置Pt加上与设定合模力对应的拉杆15的伸展量L(此时，由于向坐标系的负方向移动，因此加上负的移动量)，求出与设定合模力对应的可动模板位置Pf。通过该坐标图求出与该可动模板位置Pf对应的十字头20的位置Cf，把该十字头位置Cf作为得到设定合模力的目标十字头位置Cf，如果把合模用伺服电动机18定位在该目标十字头位置Cf，则能得到设定合模力。

如上所述，如果能检测到模具接触位置，则能通过图2所示的坐标图求出得到设定合模力的十字头20的位置。如图2所示的十字头位置与可动模板位置的关系通常采用以下各种方法求出：根据肘杆的大小用数学式求解的方法、如特开昭62-71620号公报、特开2000-6211号公报中公开的、用近似式求解的方法，还有将如图2所示的坐标图作为数据存储，对于存储的数据间的值插值来求出也是可以的。此外，因为合模力与拉杆15的伸展存在比例关系，因此可以通过实验求出。

而且，本发明根据上一次的合模工序中检测到的模具接触位置的十字头位置求出得到设定合模力的本次合模工序的十字头位置，通过控制合模用伺服电动机18以使定位在该位置，不受模具温度变化的影响得到正确的设定合模力。

图3是在本实施方式的处理器30实施的连续成形动作的处理的流程图，把得到设定合模力的动作的部分记载在其中心。

在输入连续成形指令时，处理器30首先在存储模具接触位置Ct(十字头的位置)的寄存器设模具接触位置的初始值Ct0(步骤S1)，把表示模具接触位置的检测的标志F设为「0」(步骤S2)。并且，根据设在寄存器的模具接触位置Ct，如图2所示通过近似式或图2所示的坐标图的数据求出可动模板的位置。然后求出附加与设定合模力对应的拉杆15的伸展量的可动模板的位置，通过如图2所示的坐标图的数据或近似式求出与该可动模板位置对应的十字头位置Cf。把该十字头位置Cf作为当前的成形周期的合模工序的目标十字头位置Cf(步骤S3)。

其次，判断该目标十字头Cf是否比被设定的十字头位置的最小值Cmin大、比最大值Cmax小(步骤S4)，如果不在最小值Cmin和最大值Cmax之间，则判断为异常进行异常处理(步骤S14)，并且停止成形动作。

另一方面，在目标十字头位置Cf比十字头位置的最小值Cmin大、比最大值Cmax时，通过伺服接口33把该目标十字头位置Cf之前的闭模开始指令输出到伺服放大器34并驱动合模用伺服电动机18(步骤S5)。通过该合模用伺服电动机18的驱动，十字头20及可动模板12往前移动(在图1向右)。并且读出用位置/速度检测器24检测到的十字头位置Ca，判断该十字头位置Ca是否在目标十字头位置Cf以下(步骤S6)。此外把十字头20推进的最前端的位置(图1中的最右端位置)作为原点「0」，因此由于十字头20的前进十字头位置Ca从较大的值变到较小的值。

如果十字头位置Ca达不到目标十字头位置Cf，则判断十字头位置Ca是否达到模具接触位置检测开始位置Cs(步骤S7)，如果达不到则反复执行步骤S6和步骤S7的处理。此外也可以在到该模具接触位置检测开始位置Cs的之间设置模具保护区间，执行模具保护处理，但该处理与本发明没有直接关系，因此被省略。

在当前的十字头位置Ca超过模具接触位置检测开始位置Cs并变小时，则检测与合模用伺服电动机18相关的负载La，与为了检测模具接触而被设定的判定负载Ls进行比较的同时，判断标志F是否为「0」(步骤S8)。作为检测与合模用伺服电动机18相关的负载La的方法，可以通过流过该合模用伺服电动机18的电流来检测负载La，或者也可以把已经公知的干扰估计观测器装入到该合模用伺服电动机18的控制电路用该检测器检测负载La。

如果当前的负载La不比判定负载Ls大，则反复执行步骤S6到步骤S8的处理。并且，在可动侧模具13b接触固定侧模具13a、模具接触时，合模用伺服电动机18相关的负载La增大，超过判定负载Ls、并且标志F为「0」(最初在步骤S2设为「0」)时，进入步骤S9，把此时的十字头位置Ca作为模具接触位置Ct存储到寄存器，检测模具接触，设标志F为「1」(步骤S9)，回到步骤S6。从设标志F为「1」到当前十字头位置Ca在目标十字头位置Cf以下为止反复执行步骤S6～步骤S8的处理。

并且，在当前十字头位置Ca在目标十字头位置Cf以下时，把合模用伺服电动机18定位在该位置，停止闭模动作，使模具保持在合模状态(步骤S10)。在该状态得到设定合模力。

此外，与现有技术一样地执行注塑、保压、计量、冷却等各工序(步骤S11)，进行开模(步骤S12)，如果成形结束的指令未被输入，则回到步骤S2，开始下一个成形周期。此时在步骤S3求出的与设定合模力对应的十字头位置Cf就是根据在步骤S9被设定的前一成形周期的合模工序时检测到的模具接触位置Ct求出的。

Claims (4)

1.一种具备肘式合模装置的注塑成型机的控制装置，其包括：

检测模具接触时的十字头位置的模具接触位置检测单元；

存储用所述模具接触位置检测单元检测到的十字头位置的单元；和

根据在上一次的闭模中检测并存储的模具接触的十字头位置和被设定的合模力求出本次合模工序的十字头的目标位置的单元，

该注塑成型机的控制装置将十字头定位在由求所述十字头的目标位置的单元所求出的目标位置上。

2.根据权利要求1所述的注塑成型机的控制装置，所述求十字头的目标位置的单元包括：

求与合模力对应的拉杆的伸展量的单元，该合模力是根据拉杆的伸展量和合模力的关系设定的合模力；和

存储十字头位置与可动模板位置的关系的单元，并且

根据该被存储的十字头位置与可动模板的关系求出可动模板的位置，该可动模板的位置与上一次的闭模中检测并存储的模具接触的十字头位置对应，

把与在所求得的可动模板位置加上拉杆伸展量的可动模板位置对应的十字头位置作为目标位置来求得。

3.根据权利要求1或2所述的注塑成型机的控制装置，其特征在于，所述模具接触位置检测单元驱动合模用伺服电动机并使十字头前进，把该合模用伺服电动机的负载超过规定量的时候的十字头位置作为模具接触位置来检测。

4.根据权利要求1或2所述的注塑成型机的控制装置，其特征在于，在所述求得的十字头的目标位置超过规定范围时进行异常处理。

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