CN101733920A - 注模机及其控制方法 - Google Patents

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飞田英昭
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Abstract

注模机和控制该机器的方法。预先确定用于安装在注模机(10)内的测力计(70)的荷载换算值。将该荷载换算值包含在用于注模机的控制装置(90)中。根据该荷载换算值，将由测力计(70)测得的荷载值转换成常规荷载值。然后，使用转换好的常规荷载值以使控制装置能够控制注模机的模制操作。

Description

注模机及其控制方法
发明背景
本发明涉及一种注模机，其允许精确地计算施加在螺杆上的荷载，从而能够进行精确、有效的模制操作。
在缸体内包括螺杆的注模机使螺杆在缸体内转动以熔融和揉捏树脂。注模机还使螺杆前进以将树脂注入模具内来模制产品。注模机通常包括诸如测力计的荷载测量仪器以使测力计能够测量施加在螺杆上的荷载。因此注模机计算树脂注入压力(注入后要保持的压力)等来控制模制操作。
因此，在例如螺杆与使螺杆进退的驱动机构之间安装荷载测量仪器来测量施加到螺杆上的荷载。此外，注模机制造商从测力计制造商处购买用作荷载测量仪器的测力计，并将测力计安装在注模机内。注模机制造商还将测力计连接到用于注模机的控制装置，从而将由测力计测量的荷载值输入到控制装置。
另一方面，由于结构原因，测力计包括测量值的微小误差，且不能输出实际施加在螺杆上的精确荷载值。因此，在现有技术中，选择测量值误差最小的测力计并将其安装在注模机中，从而使得荷载值(即压力值)能够最接近实际值。此外，可对每个注模机进行各种调节以能够实现最优模制操作。(日本专利申请公开第2002-67118号)
但是，在现有技术中，将具有不同特性的测力计组建在相应的注模机中。因此，各个注模机通过提供对应于组建在相应注模机内的测力计的控制而进行没有干扰的模制操作。但是，如果将多个注模机安装成模制相同的产品，则组建在相应注模机内的测力计的不同特性也会使测力计呈不同的荷载值，即使在相应的螺杆上施加实际上相同的荷载也是如此。
因此，如果使用多个注模机用相同的树脂在相同条件下模制相同的产品，则由测力计输出的螺杆上的荷载值在不同的注模机中也可能不同。这有碍于对所有的注模机使用相同的模制条件。于是，很难在相同的条件下运行注模机。
本发明的目的是解决上述问题并提供一种能够在相同条件下得到相同测量结果(荷载值)的注模机，减轻模制条件的变化，并提供一种控制注模机的方法。
发明内容
预先确定用于安装在注模机内的测力计的荷载换算值。将确定的荷载换算值包含在用于注模机的控制装置中。根据所包含的荷载换算值，将由测力计测得的荷载值转换成常规荷载值。然后，使用转换好的常规荷载值以使控制装置能够控制注模机的模制操作。
将用于测力计的荷载换算值包含在控制装置内。因此，控制装置可修正由测力计测得的荷载值并计算所需要的整个范围的换算值，从而计算测量范围上的常规荷载值。根据整个范围的换算值，修正由测力计输出的荷载值。因此，可得到施加在螺杆上的荷载的精确值。此外，可减小得到施加在螺杆上的荷载的精确值在注模机之间的变化。因此，如果使用多个注模机来模制相同的产品，可对所有的注模机使用相同的模制条件等。这就可防止设定值可能有的变化，能够有效地进行模制操作。
附图说明
包含在本说明书中并组成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，与以上给出的总体说明和以下给出的各实施例的详细说明一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明的注模机的注射装置的实施例的剖视图。
图2是示出根据本发明的注模机的注射装置的实施例的平面图。
图3是示出控制装置的框图。
图4是示出荷载换算值的图表。
图5是示出注模机的立体图。
具体实施方式
以下将参照附图来描述根据本发明的注模机和用于控制该注模机的方法的实施例。图5总体示出注模机10。
注模机10包括基部50、设置在基部50上的注射装置12、模具夹持装置14等。此外，显示装置16和输入装置18设置在注模机10的几乎中心处内。
基部50的形状大致像平行六面体，并在基部50的顶面上具有第一轨道52。第一轨道52相对于基部50纵向设置。注射装置12可动地放置在第一轨道52上。在注射装置12的左侧上，模具夹持装置14与注射装置12相对设置。模具夹持装置14包括模具夹持机构以打开和关闭组装在模具夹持机构内的模具(附图中未示出)。模具夹持装置14较佳地根据伺服电动机驱动方案但也可根据液压驱动方案运行。注模机10在注射装置12和模具夹持装置14中每个的外侧都有盖。图5示出注射装置12和模具夹持装置14由相应的盖封闭。
图1和2中示出注射装置12。在以下说明中，从注射装置12看的模具夹持装置14的侧面定义为前侧，并据此定义后侧、右侧和左侧。在注射装置12的以下说明中，重力的方向定义为向下，且相反方向定义为向上。
注射装置12包括例如框架20、设置在框架20(图的左侧)的前部内的缸体22、设置在缸体22内的螺杆24、使螺杆24围绕中心轴转动的螺杆转动机构26、使螺杆24轴向进退的螺杆进退机构28、以及使框架20在第一轨道52上移动的推进机构30。
框架20由基部框架32和安装在基部框架32上的上部框架34形成。基部框架32是扁平的框架并包括在基部框架32相应侧向侧上的腿部分36。腿部分36可动地放置在第一轨道52上。因此，基部框架32相对于基部50被可滑动地支承。
推进机构30包括驱动电动机38和滚珠螺杆机构40。驱动电动机38附连到基部框架32的后壁39(图的右侧)。驱动电动机38的驱动轴穿过后壁39并联接到滚珠螺杆机构40的螺纹部分42。螺纹部分42穿过基部框架32的几乎中心处。螺纹部分42的末端侧可枢转可动地支承在基部框架32的前壁41上。滚珠螺杆机构40的螺母部分44固定到基部50在基部框架32内的顶表面。
上部框架34形状像长方体框架并通过支承销46和固定螺丝48固定到基部框架32。当固定螺丝48未固定时，上部框架34可相对于基部框架32围绕支承销46转动。
缸体22附连到上部框架34的前壁35。缸体22在图中向左延伸，并包括设置在缸体22末端处并与模具紧密接触的喷嘴部分54。此外，在缸体22的基部端侧处设有漏斗56。漏斗56与缸体22内部连通以向缸体22供给树脂材料丸粒。此外，上部框架34包括图2所示相应侧向侧壁37上的第二轨道58。第二轨道58平行于缸体22安装。以下描述的撑条68可动地放置在第二轨道58上。
螺杆24可滑动且可枢转地设置在缸体22内。螺杆24在螺杆24的末端侧的外周上具有螺旋沟槽。此外，螺杆24的基部端侧联接到下述转动机构26的滑轮66。
转动机构26包括转动机构主体部分60、驱动电动机62、传送带64、滑轮66等。转动机构主体部分60包括撑条68，并通过撑条68可动地放置在第二轨道58上。
驱动电动机62附连到转动机构主体部分60的上部。滑轮66通过轴承61可枢转且可动地设置在转动机构主体部分60的前部内。滑轮66通过传送带64联接到驱动电动机62的驱动轴。螺杆24同轴并一体地固定到上述滑轮66。进退机构28通过测力计70设置在转动机构主体部分60后面。
进退机构28包括驱动电动机72、传送带74、滑轮76、滚珠螺杆机构78等。驱动电动机72附连到上部框架34的侧面。驱动电动机72的驱动轴通过传送带74联接到滑轮76。
滑轮76通过轴承77被可枢转且可动地支承在上部框架34上。滚珠螺杆机构78的螺纹部分80一体地联接到滑轮76。螺纹部分80形成与螺杆24同轴并螺纹配合到滚珠螺杆机构78的螺母部分82内。螺母部分82是圆柱形的并一体地固定到测力计70的后表面。
测力计70是测量轴向施加的荷载的荷载测量仪器，包括应变电感器和附连到应变电感器的应变传感器(应变电感器和应变传感器在图中均未示出)。测力计70形状像扁平圆柱体，并具有形成在测力计70中心内的孔，且该孔的内径大于螺纹部分80的外径。如上所述，如图所示，测力计70的左侧表面固定到转动机构主体部分60。如图所示，测力计70的右侧表面固定到螺母部分82。
此外，测力计70包括处理装置(图中未示出)并使用处理装置将来自应变传感器的输出值处理成适当的数值，然后将该数值发送到控制装置90。将测力计70固有的荷载换算值存储在处理装置内。当测力计70连接到控制装置90时，将荷载换算值发送到控制装置90。载荷换算值表示测力计70的特性。荷载换算值由将参考荷载值实际施加到测力计70时测力计70输出的荷载值和参考荷载值形成。较佳的是，在制造测力计时，由制造测力计的公司测量载荷换算值并将其输入到处理装置；然后该公司将该处理装置与测力计一起发送给用户。荷载换算值可由制造商或注模机的用户或总检查组织来检查。或者，可省略处理装置，并可将来自应变电感器的输出值输出到用于注模机10的控制装置90，从而使控制装置90可处理该输出值。在该情况下，在测力计70内设置存储装置来存储荷载换算值，或者可提供单独的存储介质来存储荷载换算值。
此外，存储的荷载换算值可以是整个测量范围上的连续值，或者是等价表达式。如果存储测量范围上的连续值，则下述计算部分96就不必要了。
现在，将描述控制装置90。
将用于注模机10的整个模制操作的模制方法输入到控制装置90。注模机10根据该模制方法来控制，从而进行模制操作。此外，控制装置90具有用于测力计70的修正部分92作为主要功能，如图3所示。
修正部分92包括存储部分94、计算部分96以及转换部分98。在将测力计70组装到注模机12内并将荷载换算值输入到控制装置90时，将荷载换算值存储在存储部分94内。计算部分96根据存储在存储部分94内的用于测力计70的荷载换算值估算测力计测量范围内的荷载换算值，从而计算所需要的全部范围的换算值，以转换整个测量范围内的荷载值。由计算部分96计算的整个范围的换算值存储在存储部分94内。
当测力计70接收来自螺杆24的荷载并测量荷载值并将该荷载值输入转换部分98时，该转换部分98根据存储在存储部分94内的整个范围的换算值将荷载值转换成常规值。该转换部分98将得到的常规荷载值发送到控制装置90的主体侧。
即，控制装置90根据常规模制方法控制注模机10。此外，当测力计70接收来自螺杆24的荷载以测量荷载值时，该控制部分90还将该荷载值发送到修正部分92，然后该修正部分根据整个范围的换算值修正荷载值，从而计算常规荷载值。使用常规荷载值作为测力计70测量的值来进行控制。
接着将描述用于计算测力计70的整个范围换算值的方法。图4示出由测力计制造商测得的用于测力计的荷载换算值的实例。参考特征A、B、C和E表示参考荷载值。在附图的图表中，倾斜的点划线线显示由测力计测量的荷载值与实际荷载值精确地对应。在附图中，实际荷载值与有测力计70测得的荷载值之间的误差在A、B、C和E处分别由d1、d2、d3和d4表示。
将对应点处的误差d1至d4作为荷载换算值存储在测力计70内。在将测力计70安装到注模机10内并连接到控制装置90时，控制装置90从测力计70读取存储的误差d1至d4。根据误差d1至d4，计算部分96在每个测量点线性插入荷载来计算参考荷载值A、B、C和E之间实际荷载值与所指示的荷载值之差，即整个测量范围上测力计70的换算值，即整个范围的换算值。将整个范围的换算值存储在存储部分94内。可用二次曲线插入或其它插入方法来代替线性插入来计算整个范围的换算值。或者，可将施加参考荷载时的参考荷载值与输出的荷载值都存储到测力计70内，从而控制装置90根据这些值来计算误差d1至d4，并因此计算整个范围的换算值。
现在，将描述具有上述修正值的注模机10来进行模制操作的实例。在通过转动机构26转动螺杆24时，将来自漏斗56的丸粒引入缸体22内。然后，加热装置加热缸体22。由螺杆24转动产生的热量将丸粒熔融和揉捏。此外，致动推进机构30来递进注射装置12，从而使缸体22的喷嘴部分54与模具紧密接触。
当致动螺杆进退机构28以递进螺杆24时，就将熔融的树脂从缸体22注入模具内。注入树脂将图中向右作用的力施加到螺杆24。该作用力从螺杆24的后端传递到丸粒66，并通过轴承61传递到转动机构主体部分60，从而挤压测力计70。此外，将螺母部分82设置在与螺杆24相对定位的测力计70的表面上，并围绕螺纹部分80螺纹配合。因此，测力计70被轴向挤压。
因此，当在螺杆24上施加树脂压力时，反作用合力使测力计受到轴向压力。这改变由应变传感器测得的阻力。由应变传感器测得的阻力的变化读作电压的变化，然后该电压的变化由处理装置处理以测量施加到螺杆24上的荷载。因此测力计70测量施加到螺杆24上的荷载。将产生的荷载值发送到控制装置90。
如上所述由控制装置90的修正部分92修正传递到控制装置90的荷载值并将其转换成常规荷载值。然后，修正部分92向控制装置90输出这样计算的常规荷载值。然后控制装置90将常规荷载值转换成压力值并使用该压力值来控制用于注射和模制操作、诸如驻压切换的压力，。
因此，控制装置90持续将由测力计70测得的荷载值修正成常规荷载值来使用。这使得能够精确地确定施加在螺杆24上的荷载值，能够精确地控制注模机10。此外，根据荷载换算值修正和转换测力计测得的荷载值。因此，可减小各个测力计70固有的误差。这使得能够在相同类型的所有注模机10中使用用于螺杆24的相同荷载值。因此，可在相同的条件下运行多个注模机10。
在上述实施例中，用注射装置12作例子。但是，本发明并不局限于如上所述构造的注射装置。此外，测力计70的结构、注射装置12的布置等也不限于上述实例。

Claims (5)

1.一种用于控制注模机的方法，所述注模机包括缸体(22)内的螺杆(24)并通过借助于所述缸体(22)将树脂注入模具内来进行模制操作，其特征在于，所述方法包括：
将用于测量轴向施加在所述螺杆(24)上的荷载的测力计(70)的荷载换算值包含在用于所述注模机(10)的控制装置(90)中；
根据所述荷载换算值修正由所述测力计(70)测得的所述螺杆(24)上的荷载值；以及
将所述修正的荷载值定义为由所述测力计(70)测得的常规荷载值，并使所述控制装置(90)能够使用所述常规荷载值控制所述注模机(10)的所述模制操作。
2.如权利要求1所述用于控制所述注模机的方法，其特征在于，所述荷载换算值由荷载值和包括多个不同荷载值的参照荷载的值来确定，当在所述测力计(70)上施加所述参照荷载时，由所述测力计(70)输出所述荷载值。
3.如权利要求2所述的用于控制注模机的方法，其特征在于，
在将与所述参照荷载值不同值的荷载施加到所述测力计(70)上时，所述控制装置(90)根据所述荷载换算值来计算待由所述测力计(70)输出的估算荷载值，并使用所述估算荷载值来确定用于与所述参照荷载值不同值的荷载的常规荷载值。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于控制注模机的方法，其特征在于，在将所述测力计组建在所述注模机(10)内之前确定用于所述测力计(70)的荷载换算值。
5.一种通过将树脂注射到模具内而进行模制的注模机(10)，其特征在于，所述注模机包括：
缸体(22)；
螺杆(24)，所述螺杆(24)设置在所述缸体(22)内；
螺杆驱动机构(28)，所述螺杆驱动机构(28)至少轴向地驱动所述缸体(22)内的所述螺杆(24)；
测力计(70)，所述测力计(70)安装在所述螺杆(24)与所述螺杆驱动机构(28)之间来测量相对于所述螺杆(24)轴向施加的荷载；
计算部分(96)，所述计算部分根据所述测力计(70)固有的荷载换算值计算所述测力计(70)整个测量范围上的整个范围的换算值；
存储部分(94)，所述存储部分存储由所述计算部分(96)计算的整个范围的换算值；
转换部分(98)，所述转换部分根据所述整个范围的换算值来修正由所述测力计(70)输出的荷载值来得到常规荷载值；以及
控制部分，所述控制部分使用所述常规荷载值作为由所述测力计(70)测得的荷载值来控制所述注模机(10)的模制操作。
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