CN102189656B - 注射成形机及注射成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明注射成形机及注射成形方法按照顾客要求等来设定各电动机的驱动方式。本发明具备：模式设定机构，在构成成形周期的多个成形工序中，对于至少两个由电动机的驱动来实现的工序，可以选择性地设定第1模式和消耗电力小于所述第1模式的第2模式；及控制机构，根据模式设定机构中的模式的设定状态，在设定了第1模式的成形工序中，根据第1驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机，在设定了第2模式的成形工序中，根据消耗电力小于第1驱动方式的第2驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机。

Description

注射成形机及注射成形方法

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2010-052327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。

本发明涉及一种由电动机的驱动来实现成形工序的注射成形机及注射成形方法。

背景技术

注射成形机的注射成形典型的是包括如下工序：闭模工序，其关闭模具；合模工序，其紧固模具；喷嘴接触工序，其将喷嘴按压在模具的浇口；注射工序，其使缸内的螺杆前进，将贮留在螺杆前方的熔融材料注射在模具腔内；保压工序，其在注射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，其为了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进行下一个周期，使螺杆旋转，一边熔融树脂一边使其积存于缸的前方；开模工序，其为了从模具取出已固化的成形品而打开模具；及成形品推出工序，其通过设置于模具的推出销推出成形品。

在电动式注射成形机中使用的电力，若除去为了熔融树脂而安装于加热缸周围的加热器用电力，其大部分使用于电动机。组装于电动式注射成形机中的电动机有注射用电动机、螺杆旋转用电动机、模开闭用电动机、顶出用电动机等各种各样的电动机。

以往，公知有为了减少所使用的电动机的消耗电力，而控制对组装于注射成形机的电动机的输入的控制方法。在此控制方法中，设定应该仅保持预定设定时间该电动机的输出的设定值，并且设定随着时间的流逝使该设定值减少的削减比率，根据该削减比率产生设定方式，并且按照该设定方式控制对所述电动机的输入(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利第4266224号公报

但是，成形品的优质品条件一般根据顾客要求或者成形品的属性(特性等)、价格等，产生一定程度的幅度。例如，既有品质要求非常高的商品，也有要求具备一定程度的品质且价格低廉的商品。因此，以安全起见的优质品条件来设定组装于电动式注射成形机的电动机的驱动方式时，相对于要求具有一定程度的品质且价格低廉的商品，成为额外质量要求，且从消耗电力的观点出发成为降低成本的障碍。另一方面，以最低水平的优质品条件来设定组装于电动式注射成形机的电动机的驱动方式时，相对于品质要求非常高的商品，从消耗电力的观点出发可降低成本，但有可能导致不良率变高而成本反而增高。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能够按照顾客要求等来设定各电动机的驱动方式的注射成形机及注射成形方法。

为了达到上述目的，根据本发明的一方面可提供如下注射成形机，其特征在于，具备：

模式设定机构，在构成成形周期的多个成形工序中，对于至少两个通过电动机的驱动来实现的工序，可选择性设定第1模式、和消耗电力小于所述第1模式的第2模式；及

控制机构，根据所述模式设定机构中的模式的设定状态，在设定了所述第1模式的成形工序中，根据第1驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机，在设定了所述第2模式的成形工序中，根据消耗电力小于所述第1驱动方式的第2驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机。

根据本发明的另一方面提供如下注射成形方法，其特征在于，包括：

模式设定阶段，在构成成形周期的多个成形工序中，对于至少两个通过电动机的驱动来实现的工序，选择性设定第1模式、和消耗电力小于所述第1模式的第2模式；及

控制阶段，根据所述模式设定阶段中的模式的设定状态，在设定了所述第1模式的成形工序中，根据第1驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机，在设定了所述第2模式的成形工序中，根据消耗电力小于所述第1驱动方式的第2驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机。

发明的效果

根据本发明，可得到能够按照顾客要求等来设定各电动机的驱动方式的注射成形机及注射成形方法。

附图说明

图1是表示基于本发明的一实施例的注射成形机1的主要部分结构的图。

图2是表示省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合的一例的图。

图3是表示省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合的其他一例的图。

图4是表示本实施例的通过控制器26实现的注射成形方法的一例的主要处理流程的流程图。

图中：1-注射成形机，11-伺服电动机，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-伺服电动机，26-控制器，27-位置检测器，28-放大器，31、32-编码器，35-输入装置，42-伺服电动机，44-伺服电动机，43、45-编码器，50-存储器。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的优选方式进行说明。

图1是表示基于本发明的一实施例的注射成形机1的主要部分结构的图。注射成形机1在本例中为电动式注射成形机，具备注射用伺服电动机11。注射用伺服电动机11的旋转被传到滚珠丝杠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可沿着固定于座架(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传到螺杆20。在加热缸21内可旋转且可向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料斗22。螺杆旋转用伺服电动机24的旋转运动通过传送带或带轮等连结部件23传递至注射轴19。即，通过螺杆旋转用伺服电动机24旋转驱动注射轴19，从而螺杆20进行旋转。

在可塑化/计量工序中，螺杆20在加热缸21中旋转的同时进行后退，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，将贮存于螺杆20前方的熔融树脂填充至模具内，通过加压进行成形。这时，推压树脂的力通过测压元件18作为反作用力被检测出来。即，检测出螺杆前部的树脂压力。检测出的压力通过测压元件放大器25放大，并输入至作为控制机构发挥作用的控制器26(控制装置)。并且，在保压工序中，填充至模具内的树脂被保持为预定的压力。

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放大而输入至控制器26。该检测信号也可以用于检测螺杆20的移动速度而使用。

伺服电动机11、24分别具备有用于检测转速的编码器31、32。由编码器31、32检测出的转速分别输入至控制器26。

伺服电动机42为模开闭用伺服电动机，伺服电动机44为成形品推出(顶出器)用伺服电动机。伺服电动机42例如驱动肘节杆(未图示)来实现模开闭。并且伺服电动机44例如通过滚珠丝杆机构使顶出杆(未图示)移动，从而实现成形品顶出。伺服电动机42、44分别具备有用于检测转速的编码器43、45。由编码器43、45检测的转速分别输入至控制器26。

控制器26以微型计算机为中心构成，例如具有CPU、存储控制程序等的ROM、存储运算结果等的可读写的RAM、定时器、计数器、输入接口及输出接口等。

控制器26将根据多个各工序的电流(转矩)指令发送到伺服电动机11、24、42、44。例如，控制器26控制伺服电动机24的转速来实现可塑化/计量工序。并且，控制器26控制伺服电动机11的转速来实现注射工序及保压工序。同样，控制器26控制伺服电动机42的转速来实现开模工序及闭模工序。控制器26控制伺服电动机44的转速来实现成形品推出工序。

输入装置35具备用户可分别对模开闭工序、保压工序、可塑化/计量工序及成形品推出工序选择性设定2种模式的输入部。2种模式为一般模式和消耗电力小于一般模式的省电模式。因此，用户能够通过输入装置35分别对模开闭工序、保压工序、可塑化/计量工序及成形品推出工序选择性设定一般模式或省电模式。例如，用户能够通过输入装置35对模开闭工序、保压工序、可塑化/计量工序设定成一般模式，对成形品推出工序设定成省电模式。并且，例如，用户能够通过输入装置35对保压工序、可塑化/计量工序设定成一般模式，对模开闭工序及成形品推出工序设定成省电模式。另外，通过输入装置35的模式的设定(选择)，也可通过例如触板或操作按钮的用户接口来实现。

另外，用户未通过输入装置35指定特别模式时，可设定一般模式作为默认设定。此模式设定典型的是在批量生产开始前的试行阶段执行。但是，模式设定(模式的变更)也可以在批量生产中执行。

控制器26连接有非易失性存储器50。存储器50也可设置于控制器26的外部，也可内置于控制器26。存储器50分别对伺服电动机11、24、42、44存储有一般模式用驱动方式和省电模式用驱动方式。这些驱动方式可预先由注射成形机1的制造者(设计者)准备。或者，也可通过输入装置35根据由操作员预先设定的各种设定值分别对伺服电动机11、24、42、44通过预定算法自动生成。或者，对于各个伺服电动机11、24、42、44，一般模式用驱动方式可预先由注射成形机1的制造者(设计者)准备，而省电模式用驱动方式也可根据一般模式用驱动方式通过预定算法自动生成。另外，在由制造者(设计者)预先生成各种驱动方式且事后不再生成(追加等)的结构中，只要使用控制器26内的ROM来代替存储器50即可。

省电模式用驱动方式若为消耗电力小于一般模式用驱动方式的驱动方式，则可以是包含后述的方式在内的任意方式。

图2表示省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合的一例。在此，对在保压工序中使用的省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合，即对伺服电动机11的省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合进行说明。在图2中，画斜线的部分相当于基于省电模式的电力削减部分。

图2(A)表示仅操作压力来削减电动机工作量的方法。若通过输入装置35对保压工序设定省电模式，则控制器26(控制装置)生成在经过设定时间T的期间设定压力从P降低至Pa的压力设定方式，或从存储器50读出相同压力设定方式，并且控制伺服电动机11的驱动，以使电力按照该压力设定方式供给至伺服电动机31。另一方面，若通过输入装置35对保压工序设定一般模式，则控制器26(控制装置)生成在经过设定时间T的整个期间设定压力维持P的压力设定方式，或从存储器50读出该压力设定方式，并且控制伺服电动机11的驱动，以使电力按照该压力设定方式供给至伺服电动机31。

图2(B)表示仅控制时间来削减电动机工作量的方法。若通过输入装置35对保压工序设定省电模式，则控制器26(控制装置)生成压力从时刻T1朝向时刻T下降的压力设定方式，或从存储器50读出该压力设定方式，并且控制伺服电动机11的驱动，以使电力按照该压力设定方式供给至伺服电动机31。另一方面，若通过输入装置35对保压工序设定一般模式，则控制器26(控制装置)生成在包含时刻T1至时刻T的期间的整个保压期间压力维持成恒定的压力设定方式，或从存储器50读出该压力设定方式，并且控制伺服电动机11的驱动，以使电力按照该压力设定方式供给至伺服电动机31。

另外，也可使用组合了图2(A)所示的消耗电力削减方法(压力的操作)与图2(B)所示的消耗电力削减方法(时间的操作)的省电方式。并且，省电模式用驱动方式可为保压用设定压力的最大值(在图2的例子中为P)小于一般模式用驱动方式的方式。

图3表示省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合的其他一例。在此，对在可塑化/计量工序中使用的省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合，即对于伺服电动机24的省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合进行说明。图3(A)表示一般模式用驱动方式，图3(B)表示省电模式用驱动方式。

如图3(A)所示，一般模式用驱动方式可以为如下驱动方式：在从可塑化/计量工序开始时至结束时的整个期间螺杆20的转速成为预定的设定速度V1。如图3(B)所示，省电模式用驱动方式可以为如下方式：在可塑化/计量工序开始时螺杆20的转速从零渐渐上升至预定的设定速度V1，在可塑化/计量工序结束时螺杆20的转速从预定的设定速度V1渐渐下降至零。此时，为了在一般模式时与省点模式时实现螺杆20的相同的旋转量，省电模式的总计的驱动时间变长，但省电模式用方式没有一般模式用驱动方式中因急剧的上升和下降引起的电力损失而相应获得省电效果。另外，作为其他例子，省电模式用驱动方式可以为设定速度V1小于一般模式用驱动方式的方式。

另外，在此，参照图2及图3说明了在保压工序及可塑化/计量工序中使用的省电模式用驱动方式和一般模式用驱动方式的组合，但对于其他的工序(模开闭工序或成形品推出工序)也可利用基于相同想法的各驱动方式。

图4为表示本实施例的通过控制器26实现的注射成形方法的一例的主要处理流程的流程图。

在步骤400中，控制器26读入通过输入装置35由用户设定的模式设定状态。在本例中，控制器26如上述读入对模开闭工序、保压工序、可塑化/计量工序及成形品推出工序各自的模式设定状态。

在步骤402中，控制器26判断下一次实施的工序(现在正要开始执行的工序)是否为对象工序，即是否为模开闭工序、保压工序、可塑化/计量工序及成形品推出工序中的任意一个。若下一次实施的工序为对象工序时，则进入步骤402。另一方面，若下一次实施的工序为对象工序以外的工序(例如合模工序)时，则控制器26在一般状态下执行该工序(步骤403)。

在步骤404中，控制器26判断是否对对象工序设定了一般模式或者是否设定了省电模式。另外，在该判断中利用上述步骤400的模式设定状态的判断结果。若在对象工序中设定了一般模式时，则进入步骤406，若在对象工序中未设定省电模式时，则进入步骤408。

在步骤406中，在上述步骤404中判断的对象工序中，基于一般模式用驱动方式来控制在该对象工序中使用的伺服电动机11、24、42或者44。

在步骤408中，在上述步骤404中判断的对象工序中，基于省电模式用驱动方式来控制在该对象工序中使用的伺服电动机11、24、42或者44。

在步骤410中，控制器26判断整个工序是否已结束。整个工序已结束时，结束这次的成形工艺。此时，控制器26为了下一次的成形工艺可以返回到步骤402，或者有模式设定状态的变更的情况等时，也可以再次从步骤400开始。若整个工序未结束的情况(例如，保压工序已结束的阶段的情况)，则为了下一次的工序进入步骤402。

根据以上说明的本实施例的注射成形机1，尤其体现如下优异的效果。

如上所述，根据本实施例的注射成形机1，用户可以对模开闭工序、保压工序、可塑化/计量工序及成品推出工序的各工序相互独立并选择性地设定一般模式和省电模式中的任意一种。由此，可实现各种组合(此时为24种的组合)，能够响应用户的各种要求。

以上，已对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明不限于上述实施例，可以在不脱离本发明的范围内，对上述实施例施加各种变形及置换。

例如，在上述实施例中，可以设定一般模式和省电模式的2种模式，但是也可以设定消耗电力不同的3种以上模式。并且，在对某些工序可以设定2种模式且对某些工序可以设定3种模式的情况下，每个工序可设定的模式数量也可以互不相同。

另外，在上述实施例中，模开闭工序、保压工序、可塑化/计量工序及成形品推出工序的4种成形工序是用户可以选择性设定一般模式和省电模式中的任意一种的成形工序，但是，用户可以选择性设定一般模式和省电模式中的任意一种的成形工序包括2种以上的成形工序即可。并且，用户可以选择性设定一般模式和省电模式中的任意一种的成形工序也可以包括上述成形工序以外的其它成形工序(合模工序或注射工序)。

Claims (2)

1.一种注射成形机，其特征在于，具备：

模式设定机构，在构成成形周期的多个成形工序中，对于至少两个由电动机的驱动来实现的工序的每一个，可以选择性地设定第1模式、和消耗电力小于所述第1模式的第2模式；及

控制机构，根据所述模式设定机构中的模式的设定状态，在设定了所述第1模式的成形工序中，根据第1驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机，在设定了所述第2模式的成形工序中，根据消耗电力小于所述第1驱动方式的第2驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机，

上述至少两个工序至少包括可塑化/计量工序，

该可塑化/计量工序中的第2驱动方式为在可塑化/计量工序开始时螺杆的转速从零逐渐上升至预定的设定速度并在可塑化/计量工序结束时螺杆的转速从预定的设定速度逐渐下降为零的方式，或者该可塑化/计量工序中的第2驱动方式为相比可塑化/计量工序中的第1驱动方式设定速度小的方式。

2.一种注射成形方法，其特征在于，包括：

模式设定阶段，在构成成形周期的多个成形工序中，对至少两个由电动机的驱动来实现的工序的每一个，可以选择性地设定第1模式、和消耗电力小于所述第1模式的第2模式；及

控制阶段，根据所述模式设定阶段中的模式的设定状态，在设定了所述第1模式的成形工序中，根据第1驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机，在设定了所述第2模式的成形工序中，根据消耗电力小于所述第1驱动方式的第2驱动方式来控制对应于该成形工序而设置的电动机，

上述至少两个工序至少包括可塑化/计量工序，

该可塑化/计量工序中的第2驱动方式为在可塑化/计量工序开始时螺杆的转速从零逐渐上升至预定的设定速度并在可塑化/计量工序结束时螺杆的转速从预定的设定速度逐渐下降为零的方式，或者该可塑化/计量工序中的第2驱动方式为相比可塑化/计量工序中的第1驱动方式设定速度小的方式。