CN101502992A - 具有压力感测装置的两段式注射成型机 - Google Patents

Abstract

一种具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：注射部，包括注射管、驱动单元与设置在该注射管中的注射杆；进料计量部，可进料至该注射部的注射管中；以及测压杆与测压单元，设置在该注射杆与驱动单元间。本发明通过该测压杆与测压单元实时测量该注射管在进料计量、注射及保压过程中的压力，从而进行精确的压力反馈控制，达到高精密的注射成型品质，并由于其简单的结构设计避免信号失真与应答延迟的现象发生。

Description

具有压力感测装置的两段式注射成型机

本申请是申请号为No.200410096693.5、申请日为2004年12月3日、发明名称为“具有压力感测装置的两段式注射成型机”发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是关于一种两段式注射成型机，特别是关于一种具有压力感测装置的两段式注射成型机，可测量注射、保压及计量过程中的压力并进行反馈控制。

背景技术

随着注射成型的精度与品质要求不断提高，对于制作小型制品的两段式注射成型机的注射速度、精度与注射压力的控制便更加重要，但是现有的注射成型机采用的伺服马达仅能在速度与位置上进行反馈控制，无法测出注射、保压或计量过程中的压力值，也难以进行压力反馈控制，这显然是高精密注射上的一大限制。

目前常见的改良做法是以测压单元实时检测注射成型机的注射螺杆承受的力量，再经过比较计算，对实际力量与设定力量的差值进行补偿，完成注射控制、保压控制与计量背压的控制。如图5所示的美国专利第5,421,712号的注射与螺杆旋转装置的注射杆结构，就是利用设置在注射动板42上的测压单元40感测轴向力的变化，并将该变化输入控制系统，使控制系统根据轴向力误差值修正注射伺服马达的输出力，以正确控制熔胶压力，达到闭回路的注射压力控制。

然而，由于现有改良方法的结构设计过于复杂，造成力量的传导未能正确完整地通过该测压单元40，使该测压单元40测得的注射压力、保压压力与计量背压压力均不是实际注射螺杆41所承受的压力；同时，当注射或计量过程进行时，注射动板42与注射引导杆43产生的摩擦力也会随该注射动板42的移动速度、润滑程度与环境因素变化，这些不确定因素也会影响注射力，需要对此摩擦力进行补偿克服才可能达到高精密的注射，在该美国专利第5,421,712号揭示的注射杆中，该测压单元40测得的注射力与摩擦力量值均已失真，显然会导致反馈补偿注射力所需的信号不足，难以达到高速精密注射成形所需的注射压力、保压压力以及计量背压压力的控制。

因此，如何提出一种新的压力感测装置，用于两段式注射机中，并使其结构简单，能够完整地测量出注射、保压及计量过程中所需的力量与压力信息以进行闭回路反馈控制，进而解决现有技术的信号失真及应答延迟现象，确已为相关研发领域所需迫切解决的课题。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种可达到高精密注射要求的具有压力感测装置的两段式注射成型机。

本发明的另一目的在于提供一种可完整测量注射、保压及计量过程压力的具有压力感测装置的两段式注射成型机。

本发明的又一目的在于提供一种结构简单的具有压力感测装置的两段式注射成型机。

为达上述及其它目的，本发明所提出的具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：该具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：注射部，包括注射管、驱动单元与设置在该注射管中的注射杆；进料计量部，将原料送至该注射部的注射管中，通过该驱动单元推动该注射杆进行塑料的注射；以及测压单元，设置在该注射杆与驱动单元间，通过该测压单元测量该注射管中在进料计量、注射及保压过程中所需的注射压力。

另一方面本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：注射部，包括注射管、驱动单元与设置在该注射管中的注射杆；进料计量部，将原料送至该注射部的注射管中，通过该驱动单元推动该注射杆进行塑料注射；测压单元，设置在该注射杆与驱动单元间；以及测压杆，位于该注射杆中，一端接触至融胶，另一端连接至该测压单元，通过融胶压力推动该测压杆，使该测压单元感测到融胶压力，使该测压单元在该注射管中在进料计量、注射及保压过程中均能提取到所需的注射压力。

再一方面本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：注射部，包括注射管、驱动单元与设置在该注射管中的注射杆；进料计量部，将原料送至该注射部的注射管中，通过该驱动单元推动该注射杆进行塑料注射；测压单元，设置在该注射杆与驱动单元间；以及测压杆，位于该注射杆中，且一端延伸至该注射管前端并接触至融胶，另一端则与该测压单元相连接，通过融胶压力推动该测压杆，使该测压单元感测到融胶压力，使该测压单元在该注射管前端在进料计量、注射及保压过程中均能提取到所需的注射压力。

还一方面本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：注射部，包括注射管、驱动单元与设置在该注射管中的注射杆；进料计量部，将原料送至该注射部的注射管中，通过该驱动单元推动该注射杆进行塑料注射；以及至少一个压力感测单元，设置在该注射管上并接触该注射管内的塑料，通过该压力感测单元测量该注射管内各段融胶在进料计量、注射及保压过程中的压力。

上述两段式注射成型机还可包括反馈控制单元，将该测压单元测量到的压力信息反馈至该驱动单元中并进行压力补偿修正；此外，该驱动单元是滚珠导螺杆与伺服马达的组合或气/油压缸与线性马达的组合，该进料计量部包括料管、料斗、止逆组件、进料螺杆与进料驱动马达，通过该进料驱动马达带动该进料螺杆进行进料计量，并将塑料注入该注射部的注射管中。

综上所述，本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机结构简单，可避免注射力与摩擦力测量失真，也不会在测量过程中发生信号失真与应答延迟等现象，从而达到高精密的注射成型品质，充分解决了现有技术的问题。

附图说明

图1是本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机的实施例1的侧视图；

图2是本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机的实施例2的侧视图；

图3是本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机的实施例3的侧视图；

图4是本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机的实施例4的侧视图；以及

图5是美国专利第5,421,712号所揭示的注射与螺杆旋转装置的注射杆示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式。

实施例1

图1是本发明的具有压力感测装置的两段式注射成型机的实施例1。如图所示，该两段式注射成型机包括：注射部10、进料计量部20以及测压单元15。其中，该注射部10具有注射管11、驱动单元与注射杆13；该进料计量部20以一角度斜设于该注射部10上，原料可进至该注射部10的注射管11中，通过该例如驱动器12的驱动单元推动该注射杆13进行塑料注射；该测压单元15(Load cell)设置在该注射杆13与驱动器12间，并位于该注射杆13与驱动器12间的输出轴线上，分别与该注射杆13及驱动器12连接，可测量该注射管11中在进料计量、注射及保压过程中的压力，通过反馈控制单元(图未标)对注射力或融胶压力实时反馈控制，修正该驱动器12的驱动力。其中，该驱动器12是滚珠导螺杆与伺服马达的组合或气/油压缸与线性马达的组合，此外，其它可驱动注射的驱动组件也适用于本发明。

如图所示，该进料计量部20包括：料管21、料斗22、止逆阀23、进料螺杆24与进料驱动马达25。该进料计量部20通过该进料驱动马达25带动该进料螺杆24进行进料计量，此外，也可采用其它能达到相同熔融计量效果的进料计量部20，例如无螺杆式加热进料计量部或超音波加热进料计量部，也都适用于本发明。

因此，通过本实施例的设计，即可进行进料与注射的两段式工作并测量其实时压力，首先，将塑料母粒(图未标)从该料斗22置入该料管21中，再由进料驱动马达25驱动该进料螺杆24进行塑料母粒的混练、融熔与计量；当融胶经过开启的止逆阀23进入注射管11后，即可通过安装在注射轴线上的测压单元15测量该注射管11中的融胶压力，并经该控制单元换算，令该驱动器12带动该注射杆13与测压单元15后退，在此过程中该测压单元15仍持续测量注射管11的压力，如此即可建立一多段计量背压控制模式。

接着，当计量完成后，该止逆阀23即关闭，开始进行注射动作，此时该驱动器12将推动该测压单元15与注射杆13前进，在这期间该测压单元15将持续测量注射行程中该注射管11中融胶压力的变化，并实时将结果反馈至该控制单元中，因此可建立注射与保压过程的速度压力切换控制模式，达到准确且实时反馈的高精密注射成型目的，同时也由于其设计组成简单，不会因机构复杂导致信号失真与应答迟滞的现象。

实施例2

本发明的实施例2是如图2所示，其中该测压单元15安装在该注射杆13轴线的后方，且该测压单元15与该注射杆13间设置有测压杆16，该测压杆16延伸至该注射杆13中，测量注射力或融胶压力并进行实时反馈控制。

因此，在此实施例中，同样将塑料母粒由该料斗22置入该料管21中，再由进料驱动马达25驱动该进料螺杆24进行塑料母粒的混练、融熔与计量；当融胶经由开启的止逆阀23进入注射管11后，即可通过安装在注射轴线上的测压杆16与该测压单元15的接触，令融胶压力推动该测压杆16，使该测压单元15感测融胶压力，并经该控制单元换算，令该驱动器12带动该注射杆13与测压单元15后退，在该过程中该测压单元15仍持续测量注射管11的压力，这样即可建立一多段计量背压控制模式；接着，当计量完成后，该止逆阀23即关闭，开始进行注射，此时该驱动器12将推动该测压单元15、测压杆16与注射杆13前进，该测压杆16受到融胶压力后，令该测压单元15持续测量注射行程中该注射管11中融胶压力的变化，并实时反馈信息至该控制单元中，从而建立注射与保压过程的速度压力切换控制模式，同样能达到如同实施例1的功效。

实施例3

如要感测该注射管11中任意一段位置的压力，也可延伸上述测压杆16，如图3所示的实施例3，即将该测压杆16延伸至该注射管11的前端接近出口处11a，并使该测压单元15位于一固定、且与该驱动器12连接的固定架19中，则同样可进行注射操作，通过该测压杆16与测压单元15持续测量该前端位置11a的融胶压力变化，建立多段计量背压控制模式与注射/保压过程的速度压力切换控制模式，并进行反馈控制以完成高精密的注射成型，达到理想的成型品质。

实施例4

除了上述配置测压单元15的各实施例外，本发明也可在该注射管11侧的特定位置配置多个压力传感器17(Pressure Sensor)，如图4所示的实施例4，是在该注射管11的底侧分别等间隔配置四个压力传感器17，测量该四个预定位置的融胶压力变化，除了可建立多段计量背压控制模式与注射/保压过程的速度压力切换控制模式外，更可了解各点压力的分布与变化情况，进行更精确的压力补偿修正，此外，该压力传感器的配置数量也可视需要再增加。

综上所述，可知本发明提供的具有压力感测装置的两段式注射成型机确实具有简单的结构设计，同时还可完整测量注射、保压及计量过程的压力，达到高精密的注射成型品质，且也不会产生信号失真与应答延迟的现象。

Claims (15)

1.一种具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：

注射部，包括注射管、设置在该注射管中的中空注射杆、以及用于推动该中空注射杆的驱动单元；

进料计量部，连通该注射管以将原料送至该注射部，通过该驱动单元推动该中空注射杆进行塑料注射；

测压单元，一端连接该注射杆且另一端连接该驱动单元；以及

测压杆，位于该中空注射杆中，一端接触至融胶，另一端连接至该测压单元的另一端，通过融胶压力推动该测压杆，使该测压单元感测到融胶压力，使该测压单元在该注射管中在进料计量、注射及保压过程中均能提取到所需的注射压力。

2.如权利要求1所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该两段式注射成型机还包括反馈控制单元，将该测压单元测量到的压力信息反馈至该驱动单元中，并进行压力补偿修正。

3.如权利要求1所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该驱动单元是滚珠导螺杆与伺服马达的组合或气/油压缸与线性马达的组合。

4.如权利要求1所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该进料计量部包括料管、料斗、止逆组件、进料螺杆与进料驱动马达，并通过该进料驱动马达带动该进料螺杆进行进料计量。

5.如权利要求1所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该进料计量部是无螺杆式加热进料计量部或超音波加热进料计量部。

6.一种具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：

注射部，包括注射管、设置在该中空注射管中的注射杆、以及用于推动该中空注射杆的驱动单元；

进料计量部，连通该注射管以将原料送至该注射部，通过该驱动单元推动该中空注射杆进行塑料注射；

固定架，连接该驱动单元；

测压单元，设置在该固定架，且与该中空注射杆及该驱动单元连接；以及

测压杆，穿设该固定架与该中空注射杆而位于该注射管中，且一端延伸至该注射管前端并接触至融胶，另一端则与该测压单元相连接，通过融胶压力推动该测压杆，使该测压单元感测到融胶压力，使该测压单元在该注射管前端在进料计量、注射及保压过程中均能提取到所需的注射压力。

7.如权利要求6所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该压力感测装置还包括反馈控制单元，将该测压单元测量到的压力信息反馈至该驱动单元中，并进行压力补偿修正。

8.如权利要求6所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该驱动单元是滚珠导螺杆与伺服马达的组合或气/油压缸与线性马达的组合。

9.如权利要求6所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该进料计量部包括料管、料斗、止逆组件、进料螺杆与进料驱动马达，并通过该进料驱动马达带动该进料螺杆进行进料计量。

10.如权利要求6所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该进料计量部是无螺杆式加热进料计量部或超音波加热进料计量部。

11.一种具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该具有压力感测装置的两段式注射成型机包括：

注射部，包括注射管、设置在该注射管中的注射杆、以及用于推动该中空注射杆的驱动单元；

进料计量部，连通该注射管以将原料送至该注射部，通过该驱动单元推动该注射杆进行塑料注射；以及

至少一个压力感测单元，直接设置在该注射管上并可接触该注射管内的塑料，通过该压力感测单元测量该注射管内各段融胶在进料计量、注射及保压过程中的压力。

12.如权利要求11所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该两段式注射成型机还包括反馈控制单元，将该压力感测单元测量到的压力信息反馈至该驱动单元中，并进行压力补偿修正。

13.如权利要求11所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该驱动单元是滚珠导螺杆与伺服马达的组合或气/油压缸与线性马达的组合。

14.如权利要求11所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该进料计量部包括料管、料斗、止逆组件、进料螺杆与进料驱动马达，并通过该进料驱动马达带动该进料螺杆进行进料计量。

15.如权利要求11所述的具有压力感测装置的两段式注射成型机，其特征在于，该进料计量部是无螺杆式加热进料计量部或超音波加热进料计量部。

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