CN102189649B - 注射成型机及注射成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注射成型机及注射成型方法，在适当的定时进行从注射工序至保压工序的切换。根据本发明的注射成型机(1)的特征在于，具备：注射部件(20)，可旋转并且可沿轴向前进地设置于缸部件(21)内；驱动机构(11)，使注射部件前进；控制机构(26)，控制驱动机构；以及树脂压力检测机构(18)，检测出树脂的压力，其中，控制机构以执行速度控制和压力控制的方式构成：所述速度控制控制驱动机构，以使注射部件在注射工序中以预定的速度图形前进，所述压力控制控制驱动机构，以使注射部件的前进侧的树脂压力在保压工序中保持为设定压力，当由树脂压力检测机构检测出的压力达到预定压力时，控制机构从速度控制切换至压力控制。

Description

注射成型机及注射成型方法

技术领域

本申请主张基于2010年3月9日申请的日本专利申请第2010-052325号的优先权。其申请的全部内容通过参照援用于本说明书中。

本发明涉及一种注射成型机及注射成型方法。

背景技术

注射成型机中的注射成型典型地由如下工序构成：闭模工序，关闭模具；合模工序，紧固模具；喷嘴接触工序，将喷嘴按压在模具的浇口；注射工序，使缸内的螺杆前进，将贮留在螺杆前方的熔融材料注射在模具腔内；保压工序，之后为了抑制气泡、缩痕的产生而暂时施加保持压力；可塑化/计量工序，在填充于模具腔内的熔融材料冷却并凝固为止期间的时间内，为了下一个周期，使螺杆旋转，并一边熔融树脂，一边使熔融树脂积存于缸的前方；开模工序，为了从模具中取出已被固化的成型品而打开模具；成型品推出工序，通过设在模具上的推出销顶出成型品。

专利文献1：日本特开平10-264223号公报

专利文献2：日本特开平11-077770号公报

但是，如专利文献1及2所述，在根据螺杆位置实施从注射工序向保压工序的切换的结构中，刚切换至保压工序以后(即，保压工序开始时)，有时树脂的压力下降至低于设定压力，刚切换至保压工序后，有必要进行使树脂的压力上升至设定压力的处理。因为该处理存在很容易产生缩痕等的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够在适当的定时进行从注射工序向保压工序的切换的注射成型机及注射成型方法。

为了实现上述目的，根据本发明的1个方面，提供一种注射成型机，其特征在于，具备：

注射部件，可旋转并且可沿轴向前进地设置于缸部件内；

驱动机构，使所述注射部件前进，而将所述缸部件内的树脂注射至模具；

控制机构，控制所述驱动机构；以及

树脂压力检测机构，检测出所述注射部件的前进侧的树脂压力，

所述控制机构以执行速度控制和压力控制的方式构成，所述速度控制控制所述驱动机构，以使所述注射部件在注射工序中以预定的速度图形(也即速度模式)前进，所述压力控制控制所述驱动机构，以使所述注射部件的前进侧的树脂压力在保压工序中保持为设定压力，

当由所述树脂压力检测机构检测出的压力达到预定压力时，所述控制机构从所述速度控制切换至所述压力控制。

并且，根据本发明的其他1个方面，提供一种注射成型机中的注射成型方法，该注射成型机具备：注射部件，可旋转并且可沿轴向前进地设置于缸部件内；驱动机构，使所述注射部件前进，而将所述缸部件内的树脂注射至模具；控制机构，控制所述驱动机构；及树脂压力检测机构，检测出所述注射部件的前进侧的树脂压力，所述注射成型方法包含：

注射工序，所述控制机构控制所述驱动机构，以使所述注射部件以预定的速度图形前进；

切换点检测工序，在所述注射工序中，所述控制机构检测由所述树脂压力检测机构检测出的压力达到设定压力的时刻，以及

保压工序，从在所述切换点检测工序中检测出的时刻开始进行，并且所述控制机构控制所述驱动机构，以使所述注射部件的前进侧的树脂压力保持为设定压力。

发明效果：

根据本发明，提供一种能够在适当的定时进行从注射工序至保压工序的切换的注射成型机及注射成型方法。

附图说明

图1是表示基于本发明的一实施例的注射成型机1的主要部分结构的图。

图2是表示在注射工序及保压工序中通过本实施例的控制器26实现的注射成型方法的一个例子的主要处理流程的流程图。

图3是表示图2所示的注射成型方法的执行中的树脂压力及螺杆20的前进速度的变化形态的图。

图中：1-注射成型机，11-伺服马达，12-滚珠丝杠，13-螺母，14-压力板，15、16-导杆，17-轴承，18-测压元件，19-注射轴，20-螺杆，21-加热缸，22-料斗，23-连结部件，24-伺服马达，26-控制器，27-位置检测器，28-放大器，31、32-编码器，35-输入装置。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的最佳方式进行说明。

图1是表示基于本发明的一实施例的注射成型机1的主要部分结构的图。注射成型机1在本例中为电动式注射成型机，具备注射用的伺服马达11。注射用的伺服马达11的旋转被传至滚珠丝杠12。通过滚珠丝杠12的旋转前进后退的螺母13固定于压力板14。压力板14可沿着固定于底架(未图示)的导杆15、16移动。压力板14的前进后退运动通过轴承17、测压元件18、注射轴19传至螺杆20。在加热缸21内可旋转并可沿轴向移动地配置螺杆20。加热缸21中的螺杆20的后部设置有树脂供给用的料斗22。螺杆旋转用伺服马达24的旋转运动通过传送带及带轮等连结部件23传递至注射轴19。即，注射轴19通过螺杆旋转用伺服马达24被旋转驱动，从而旋转螺杆20。

在可塑化/计量工序中，螺杆20在加热缸21中旋转的同时后退，从而熔融树脂贮存于螺杆20的前部，即，加热缸21的喷嘴21-1侧。在注射工序中，通过将贮存于螺杆20前方的熔融树脂填充至模具内并加压来进行成型。这时，挤压树脂的力通过测压元件18被作为反作用力检测出来。即，检测出螺杆前部的树脂压力。被检测出的压力通过测压元件放大器25放大，并输入到作为控制机构发挥作用的控制器26(控制装置)中。另外，在保压工序中，填充至模具内的树脂保持为预定的压力。

压力板14上安装有用于检测螺杆20的移动量的位置检测器27。位置检测器27的检测信号通过放大器28放大并输入至控制器26。该检测信号也可为了检测螺杆20的移动速度而使用。

伺服马达11、24上分别具备用于检测转速的编码器31、32。由编码器31、32检测出的转速分别被输入至控制器26。

控制器26按照通过输入装置35由操作员预先设定的各种设定值，将与前述的多个各工序对应的电流(转矩)指令发送到伺服马达11、24。例如，控制器26控制伺服马达24的转速来实现可塑化/计量工序。并且，控制器26控制伺服马达11的转速(或输出转矩)来实现注射工序及保压工序。

另外，图1所示的注射成型机1的结构最终是为了便于说明注射成型机1的概要的结构，只不过是可应用本发明的注射成型机的一个例子。

图2是表示在注射工序及保压工序中通过本实施例的控制器26实现的注射成型方法的一个例子的主要处理流程的流程图。

在步骤200中，控制器26开始注射工序。

在步骤202中，控制器26控制伺服马达11，以使螺杆20的前进速度成为预定的第1设定速度。即，控制器26在注射工序开始时，实施根据第1设定速度的速度控制。第1设定速度可以通过输入装置35由操作员预先设定。速度控制可以为前馈控制的形态，也可以为反馈控制的形态。若为后者，则控制器26根据由位置检测器27的检测信号计算出的螺杆20的移动速度与第1设定速度的偏差控制伺服马达11。无论何种情况，控制器26都在实施基于第1设定速度的速度控制的期间，根据位置检测器27的检测信号监视螺杆20的位置。

在步骤204中，控制器26根据位置检测器27的检测信号判定螺杆20的位置是否到达了速度切换位置。速度切换位置可以通过输入装置35由操作员预先设定。当螺杆20的位置到达了速度切换位置时，进入步骤206，当螺杆20的位置尚未到达速度切换位置时，重复步骤202的处理。

在步骤206中，控制器26控制伺服马达11，以使螺杆20的前进速度成为预定的第2设定速度。即，控制器26实施从基于第1设定速度的速度控制向基于第2设定速度的速度控制的切换。第2设定速度可以为通过输入装置35由操作员预先设定的速度。第2设定速度为小于第1设定速度的速度，可以为0，也可为大于0的速度。将第2设定速度设定为0(包括微速)时，很难用以往的方式进行向保压工序的切换，但是根据本实施例，在速度控制过程中监视压力，若达到预定压力，则切换至压力控制，因此能够在适当的定时过渡到保压工序。

基于第2设定速度的速度控制也与基于第1设定速度的速度控制相同，可以为前馈控制的形态，也可以为反馈控制的形态。无论何种情况，控制器26都在实施基于第2设定速度的速度控制的期间，根据测压元件18的检测信号监视螺杆前部的树脂压力。

在步骤208中，控制器26根据测压元件18的检测信号判定螺杆前部的树脂压力是否已降低至设定压力。设定压力可以通过输入装置35由操作员预先设定。当螺杆前部的树脂压力降低至设定压力时，进入步骤210，当螺杆前部的树脂压力尚未降低至设定压力时，重复步骤206的处理。

在步骤210中，控制器26开始保压工序。即，控制器26在螺杆前部的树脂压力已降低至设定压力的时刻，从注射工序切换至保压工序。

在步骤212中，控制器26控制伺服马达11，以使螺杆前部的树脂压力保持为设定压力。即，控制器26实施基于设定压力的压力控制。如此，控制器26在螺杆前部的树脂压力已降低至设定压力的时刻，从速度控制切换至压力控制。保压工序开始时的设定压力为与在上述步骤208中作为切换用阈值使用的设定压力相同的值。压力控制可以为前馈控制的形态，也可以为反馈控制的形态。若为后者，控制器26则按照由测压元件18的检测信号计算出的树脂压力与设定压力的偏差控制伺服马达11。并且，若为前者，控制器26则以螺杆前部的树脂压力被保持为设定压力那样的预定模式控制伺服马达11。

在步骤214中，控制器26根据从保压工序开始后的定时器的计时时间来判定设定保压时间是否经过。设定保压时间可以通过输入装置35由操作员预先设定。当设定保压时间已经过时，进入步骤216，当设定保压时间尚未经过时，重复步骤212的处理。

步骤216中，控制器26结束保压工序。

图3是表示图2所示的注射成型方法的执行中树脂压力及螺杆20的前进速度的变化形态的图。在图3中，用曲线P表示图2所示的注射成型方法的执行中树脂压力的变化形态，用曲线V表示螺杆20的前进速度的变化形态。在图3中，纵轴表示压力及速度，横轴表示时间。

如图3所示，若在时刻t0开始注射工序，则开始基于第1设定速度的速度控制，螺杆20的前进速度上升至第1设定速度V1而被维持(参照图2的步骤202)。伴随此，螺杆前部的树脂压力渐渐地上升。

若在时间t1螺杆20的位置到达速度切换位置(图2的步骤204的是的判定)，则速度控制的目标值从第1设定速度变化至第2设定速度(参照图2的步骤206)。该例子中，第2设定速度设定为0。伴随此，螺杆20的前进速度从第1设定速度V1向0降低。伴随此，在螺杆前部的树脂压力到达峰值之后渐渐降低。

若在时刻t2螺杆前部的树脂压力下降至设定压力P₁(图2的步骤208的是的判定)，在时刻t2实施从注射工序向保压工序的切换(参照图2的步骤210)。伴随此，螺杆前部的树脂压力维持在设定压力P₁附近，并迅速地开始基于所希望的设定压力P₁的保压工序。

根据以上说明的本实施例的注射成型机1，尤其能够取得如下优异的效果。

如上述，在本实施例中，在压力控制切换前的速度控制过程中监视压力，树脂压力达到预定压力时切换至压力控制。更具体而言，在注射工序中，随着速度控制目标值的降低，螺杆前部的树脂压力下降至设定压力P₁时，执行从速度控制向压力控制的切换(从注射工序向保压工序的切换)。由此，可以有效地防止缩痕，提高成型品的质量。尤其在从注射工序向保压工序切换时，螺杆前部的树脂压力不会降低到比设定压力P₁低的压力，所以能够防止由这种降低引起的缩痕。

以上对本发明的优选实施例进行了详细说明，但是本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的范围内，能够对上述实施例追加各种变形及替代。

例如，在上述实施例中，当基于测压元件18的检测信号的螺杆前部的树脂压力降低至设定压力(设定保持压力)时，执行从速度控制向压力控制的切换(从注射工序向保压工序的切换)，但考虑该切换的响应性，可以在基于测压元件18的检测信号的螺杆前部的树脂压力降低至稍微高于设定压力的预定压力时，执行从速度控制向压力控制的切换(从注射工序向保压工序的切换)。

并且，在上述实施例中，只要保压工序开始时的设定压力实质上与上述的从速度控制向压力控制切换时的螺杆前部的树脂压力对应，则保压工序中的压力控制的形态可以为任意形态。例如，在保压工序中，设定压力可以多阶段地变化。

另外，在上述实施例中，在树脂压力降低至设定压力时，从速度控制切换至压力控制，但是设定压力也可能有高的情况，此时，可以在树脂压力上升至设定压力时，从速度控制切换至压力控制。

Claims (2)

1.一种注射成型机，其特征在于，具备：

注射部件，可旋转并且可沿轴向前进地设置于缸部件内；

驱动机构，使所述注射部件前进，而将所述缸部件内的树脂注射至模具；

控制机构，控制所述驱动机构；以及

树脂压力检测机构，检测出所述注射部件的前进侧的树脂压力，

所述控制机构以执行速度控制和压力控制的方式构成，所述速度控制控制所述驱动机构，以使所述注射部件在注射工序中以预定的速度图形前进，所述压力控制控制所述驱动机构，以使所述注射部件的前进侧的树脂压力在保压工序中保持为设定压力，

当由所述树脂压力检测机构检测出的压力下降到预定压力时，所述控制机构从所述速度控制切换至所述压力控制，

所述预定的速度图形包含从第1速度降低至第2速度的图形，

以所述第2速度控制所述驱动机构时，当由所述树脂压力检测机构检测出的压力达到所述预定压力时，所述控制机构从所述速度控制切换至所述压力控制。

2.一种注射成型机中的注射成型方法，所述注射成型机具备：注射部件，可旋转并且可沿轴向前进地设置于缸部件内；驱动机构，使所述注射部件前进，而将所述缸部件内的树脂注射至模具；控制机构，控制所述驱动机构；及树脂压力检测机构，检测出所述注射部件的前进侧的树脂压力，所述注射成型方法包含：

注射工序，所述控制机构控制所述驱动机构，以使所述注射部件以预定的速度图形前进；

切换点检测工序，在所述注射工序中，所述控制机构检测出由所述树脂压力检测机构检测出的压力达到设定压力的时刻；以及

保压工序，从在所述切换点检测工序中检测出的时刻开始进行，并且所述控制机构控制所述驱动机构，以使所述注射部件的前进侧的树脂压力保持为设定压力，

其中，

所述预定的速度图形包含从第1速度降低至第2速度的图形，

以所述第2速度控制所述驱动机构时，当由所述树脂压力检测机构检测出的压力下降到所述预定压力时，所述控制机构从所述速度控制切换至所述压力控制。