CN102205611A - 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，其提供有关产生毛刺的有用信息。本发明的注射成型机，具备检测合模力的合模力传感器，其特征在于，具备显示机构，所述显示机构显示输出保压工序结束时合模力传感器的检测值和/或冷却工序结束时合模力传感器的检测值。显示机构优选显示输出保压工序结束时合模力传感器的检测值及冷却工序结束时合模力传感器的检测值这两者。并且，显示机构更优选还显示输出填充开始时合模力传感器的检测值。

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2010-052326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。

本发明涉及一种具备检测合模力的合模力传感器的注射成型机及注射成型方法。

背景技术

以往在具备检测合模力的合模力传感器的注射成型机中，公知有使表示合模力传感器的输出值(合模力值)与模具停止位置的相关关系的图表显示在成型机的操作输入显示装置上的结构(例如，参照专利文献1)。根据该结构，操作者通过确认图表中出现的拐点，可知确实得到模具接触的合模力值(动模接触于定模的位置)，根据其值可以调整合模时的设定合模力。

专利文献1：日本特开2008-49674号公报

但是，利用合模力的毛刺检测是以最大合模力进行的，但这并不充分。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能够提供有关产生毛刺的有用信息的注射成型机及注射成型方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种注射成型机，具备检测合模力的合模力传感器，其特征在于，具备显示机构，所述显示机构显示输出保压工序结束时合模力传感器的检测值和/或冷却工序结束时合模力传感器的检测值。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供一种注射成型方法，注射成型机中具备检测合模力的合模力传感器，其特征在于，

具备显示阶段，所述显示阶段显示输出保压工序结束时合模力传感器的检测值和/或冷却工序结束时合模力传感器的检测值。

发明效果：

根据本发明，得到能够提供有关产生毛刺的有用信息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是合模装置10的一实施例的简要图。

图3是表示通过本实施例的控制器126实现的注射成型方法的一例的主要处理流程的流程图。

图4是表示图3的处理中的主要参数(合模力等)的时间序列的图。

图中：1-注射成型机，10-合模装置，11-模具装置，11a-定模，11b-动模，12-固定压板，13-可动压板，15-肘节座，16-连接杆，17-框架，18-合模力传感器，19-控制装置，20-肘节机构，26-合模马达，27-模开闭位置传感器，31-模厚马达，32-合模位置传感器，111-伺服马达，112-滚珠丝杠，113-螺母，114-压力板，115、116-导杆，117-轴承，118-测压元件，119-注射轴，120-螺杆，121-加热缸，122-料斗，123-连结部件，124-伺服马达，126-控制器，127-位置检测器，128-放大器，131、132-编码器，135-输入装置，150-显示装置。

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，具备注射用伺服马达111。注射用伺服马达111的旋转传至滚珠丝杠112。通过滚珠丝杠112的旋转，前进后退的螺母113被固定于压力板114。压力板114可沿着固定于底架(未图示)的导杆115、116移动。压力板114的前进后退运动通过轴承117、测压元件118、注射轴119传至螺杆120。在加热缸121内可旋转并且可向轴向移动地配置螺杆120。加热缸121中的螺杆120的后部设置有树脂供给用的料斗122。螺杆旋转用伺服马达124的旋转运动通过传送带或带轮等连结部件123传递至注射轴119。即，通过螺杆旋转用伺服马达124旋转驱动注射轴119，从而旋转螺杆120。

在可塑化/计量工序中，螺杆120在加热缸121中旋转的同时后退，从而熔融树脂贮存于螺杆120的前部，即加热缸121的喷嘴121-1侧。在注射工序中，通过将贮存于螺杆120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118被作为反作用力检测出来。即，检测出螺杆前部的树脂压力。被检测的压力通过测压元件放大器125放大，并输入至作为控制机构发挥作用的控制器126(控制装置)。并且，在保压工序中，填充至模具内的树脂保持成预定的压力。

压力板114上安装有用于检测螺杆120的移动量的位置检测器127。位置检测器127的检测信号通过放大器128放大并输入至控制器126。该检测信号也可为了检测螺杆120的移动速度而使用。

伺服马达111、124分别具备有用于检测转速的编码器131、132。由编码器131、132检测出的转速分别被输入至控制器126。

控制器126以微型计算机为中心构成，例如，具有：CPU、容纳控制程序等的ROM、容纳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126连接着输入装置135及显示装置150。

控制器126通过显示装置150显示各种设定信息。并且，如后述，控制器126通过显示装置150显示合模力传感器18的输出值。

显示装置150可插入于与输入装置135相同的单元，也可以通过PC等外部终端构成。并且，显示装置150可以与输入装置135一同插入于与控制器126相同的单元。

控制器126按照由操作员通过输入装置135预先设定的各种设定值，将与多个各工序相应的电流(转矩)指令送至伺服马达111、124。例如，控制器126控制伺服马达124的转速来实现可塑化/计量工序。并且，控制器126控制伺服马达111的转速来实现注射工序及保压工序。

注射成型机1具备合模装置10。图2为合模装置10的一实施例的简要图。

在图2中，合模装置10具备框架17、固定于框架17的固定压板12及肘节座15，所述肘节座15在与固定压板12之间隔着预定的距离且相对框架17可移动地配设。固定压板12与肘节座15之间延伸有多个(例如，4根)连接杆16。

可动压板13与固定压板12对置配设，并可以沿着连接杆16进退(向图中的左右方向移动)地配设。模具装置11包含定模11a和动模11b。定模11a安装于固定压板12中的与可动压板13对置的模具安装面上。另一方面，动模11b安装于可动压板13中的与固定压板12对置的模具安装面上。

另外，可动压板13的后端(图中的左端)也可以安装用于移动顶出销(未图示)的驱动装置。

在可动压板13与肘节座15之间安装作为肘节式合模装置的肘节机构20。肘节座15的后端配设使肘节机构20工作的合模马达26。合模马达26具备由将旋转运动转换为往返运动的滚珠丝杠机构等构成的运动方向转换装置(未图示)，可通过使滚珠丝杠轴25进退(向图中的左右方向移动)使肘节机构20工作。另外，合模马达26为伺服马达，优选具备作为检测转速的编码器的模开闭位置传感器27。

肘节机构20具有：十字头24，安装于滚珠丝杠轴25；第2肘节杆23，可摆动地安装于十字头24；第1肘节杆21，可摆动地安装于肘节座15；及肘节臂22，可摆动地安装于可动压板13。第1肘节杆21与第2肘节杆23之间及第1肘节杆21与肘节臂22之间分别连杆连接。并且，肘节机构20为所谓的内卷五支点双肘节机构，具有上下对称的结构。

可通过驱动合模马达26并使作为被驱动部件的十字头24前进后退来使肘节机构20工作。此时，若使十字头24前进(向图中的右方向移动)，则可动压板13前进而进行闭模。并且，产生基于合模马达26的推进力乘肘节倍率的合模力，通过其合模力进行合模。

为了调整肘节座15相对于固定压板12的位置，肘节座15的后端(图中的左端)配设合模位置调整装置35。在肘节座15上形成多个连接杆插通孔(未图示)，例如形成4个，连接杆16的图中的左端插入于各个连接杆插通孔。另外，连接杆16的右端通过固定螺母16a固定于固定压板12。

连接杆16具有在图中的左端的外周形成螺纹的螺纹部36，调整螺母37螺合于各个连接杆16的螺纹部36。另外，调整螺母37可旋转且不可向连接杆16的轴向移动地安装于肘节座15的后端。而且，调整螺母37的外周安装有被驱动用齿轮37a。

在肘节座15后端的上方部配设作为合模位置调整用驱动源的模厚马达31。模厚马达31的旋转轴上安装有驱动用齿轮33。调整螺母37的被驱动用齿轮37a及驱动用齿轮33的周围挂绕有链条、带齿传送带等驱动用线状体34。因此，若驱动模厚马达31使驱动用齿轮33旋转，则螺合于各个连接杆16的螺纹部36的调整螺母37同步旋转。由此，可以使模厚马达31向预定的方向仅旋转预定的转速，并使肘节座15仅前进后退预定的距离。另外，模厚马达31优选为伺服马达，并具备作为检测转速的编码器的合模位置传感器32。

将模厚马达31的旋转传递至调整螺母37的机构若是螺合于各个连接杆16的螺纹部36的调整螺母37同步旋转的机构，则可以为任何机构。例如，可将驱动用齿轮33及与驱动用齿轮33的全部啮合的大径齿轮可旋转地配设在肘节座15的后端来代替驱动用线状体34。

并且，在连接杆16的任意一个上配设合模力传感器18。合模力传感器18是检测连接杆16的变形(主要是伸长)的传感器(测压元件)。合模时对应合模力对连接杆16施加拉伸力，与合模力成比例地相应地稍微伸长。因此，通过合模力传感器18检测出连接杆16的伸长量，从而可知实际外加于模具装置11的合模力。

上述的合模力传感器18、模开闭位置传感器27、合模马达26及模厚马达31与控制器126连接，从合模力传感器18及膜开闭位置传感器27输出的检测信号被发送至控制器126。控制器126根据检测信号控制合模马达26及模厚马达31的动作。

在此，对通常成型时的闭模工序及开模工序进行说明。若向正方向驱动合模马达26，则滚珠丝杠轴25向正方向旋转，如图1所示，滚珠丝杠轴25就会前进(向图1中的右方向移动)。与此同时，十字头24前进，若肘节机构20工作，则可动压板13就会前进(闭模工序)。

若安装于可动压板13的动模11b与定模11a接触(闭模状态或模接触)，则过渡至合模工序。在合模工序中，通过进一步向正方向驱动合模马达26，从而通过肘节机构20在模具装置11产生合模力。

进行开模时，若向反方向驱动合模马达26，则滚珠丝杠轴25向反方向旋转。与此同时，十字头24后退，若肘节机构20工作，则可动压板13就会后退。

若开模工序结束，则顶出器驱动部(未图示)被驱动，安装于可动压板13的顶出器装置工作。由此，顶出销被推出，动模11b内的成型品通过动模11b被推出。而且，与顶出器驱动部的驱动同时成型品取出机(未图示)被驱动，成型品取出机的臂进入定模11a与动模11b之间，并在成型品取出位置停止。并且，通过顶出销的前进，从动模11b推出的成型品被成型品取出机的臂把持而取出，并传送至设于注射成型机外的作为传送机构的输送装置。

图3是表示通过本实施例的控制器126实现的注射成型方法的一例的主要处理流程的流程图。

注射成型典型地由以下工序组成：闭模工序，关闭模具11a、11b；合模工序，紧固模具11a、11b；喷嘴接触工序，将喷嘴按压在模具11a、11b的浇口；注射工序，使加热缸121内的螺杆120前进，将贮留在螺杆前方的熔融材料注射到模具型腔内；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/计量工序或冷却工序，在填充于模具型腔内的熔融材料冷却并凝固为止期间的时间内，为了下一个循环，使螺杆120旋转，并一边熔融树脂一边使熔融树脂积存于加热缸121的前方；开模工序，为了从模具中取出被固化的成型品而打开模具11a、11b；及成型品推出工序，通过设置于模具上的顶出销顶出成型品。

在图3中，主要对与本发明相关的注射成型的主要部分的工序进行说明，简略或省略其他工序。

步骤300中，控制器126继闭模工序后实施合模工序。在合模工序中，控制合模马达26以产生设定合模力。若合模工序结束，则锁定肘节机构20，合模马达26停止工作。

步骤400中，控制器126开始注射工序。

步骤401中，控制器126存储注射工序开始时的合模力传感器18的输出值，即填充开始时合模力传感器18的输出值(参照图4的填充开始合模力F1)  。

步骤402中，控制器126控制伺服马达111，以使螺杆120的前进速度成为预定的设定速度。即，控制器126实施根据设定速度的速度控制。设定速度可以通过输入装置135由操作员预先设定。设定速度可以以可变形态(例如，在2个阶段可变的形态)设定，以使设定速度在填充工序末期降低。速度控制例如可以为反馈控制的形态。即，控制器126可以根据通过从位置检测器127的检测信号计算出的螺杆120的移动速度与设定速度的偏差控制伺服马达111。控制器126在实施基于设定速度的速度控制期间，根据位置检测器127的检测信号监视螺杆120的位置。

步骤404中，控制器126根据位置检测器127的检测信号判定螺杆120的位置是否到达了V/P切换位置。V/P切换位置可以通过输入装置135由操作员预先设定。当螺杆120的位置到达V/P切换位置时，进入步骤406，当螺杆120的位置尚未到达V/P切换位置时，重复步骤402的处理。

步骤406中，控制器126开始保压工序。即，在螺杆120的位置到达了V/P切换位置的时刻，控制器126从注射工序切换至保压工序。

步骤408中，控制器126控制伺服马达111，以使螺杆前部的树脂压力保持为保压用设定压。即，控制器126实施基于保压用设定压的压力控制。保压工序开始时的保压用设定压可以通过输入装置135由操作员预先设定。

步骤410中，控制器126根据定时器的计时时间(例如从V/P切换时刻开始的计时时间)判定设定保压时间是否已经过。设定保压时间可以通过输入装置135由操作员预先设定。当设定保压时间已经过时，进入步骤412，当设定保压时间尚未经过时，重复步骤408的处理。

步骤412中，控制器126结束保压工序。

步骤413中，控制器126存储保压工序结束时的合模力传感器18的输出值(参照图4的保压结束合模力F3)。

步骤420中，控制器126实施可塑化/计量工序。

步骤422中，控制器126实施冷却工序。另外，冷却工序可以为包含可塑化/计量工序的一连串工序。

步骤424中，控制器126根据定时器的计时时间(例如从保压工序结束时刻开始的计时时间)判定设定冷却时间是否已经过。设定冷却时间可以通过输入装置135由操作员预先设定。当设定冷却时间已经过时，结束冷却工序进入步骤416，当设定冷却工序尚未经过时，等待设定冷却时间经过。

步骤426中，存储冷却工序结束时的合模力传感器18的输出值(参照图4的冷却结束合模力F4)。

步骤430中，控制器126将在上述步骤401、413及426中存储的合模力传感器18的各输出值(参照图4的填充开始合模力F1、保压结束合模力F3、冷却结束合模力F4)显示输出在显示装置150上。

图4为表示图3的处理中主要参数(合模力等)的时间序列的图。图4中，横轴表示时间，纵轴表示螺杆120的位置及速度、填充的树脂的压力及合模力。

图4所示的例子中，合模力从填充开始时刻至V/P切换时刻以填充开始合模力F1维持成大致恒定，但若进入保压工序，则慢慢增加，到达最大合模力F2。合模力从最大合模力F2慢慢减少，在保压工序结束时到达保压结束合模力F3。而且，从保压结束合模力F3慢慢减少，到达冷却结束合模力F4。另外，若填充开始合模力F1设定得充分高，则从消耗电力这一观点来看是不利的，但如图4所示的保压工序中合模力的增加会降低，对于产生毛刺是有利的。

在注射成型中，保压结束是浇口密封的时刻，冷却结束是成型品冷却固化结束的时刻。此时，合模力比填充开始时进一步上升是表示在此时刻连接杆被拉伸，即，模具PL面微小地开启，有产生毛刺的危险。

根据以上说明的本实施例的注射成型机1，尤其具有如下优异的效果。

如上述，根据本实施例，保压工序结束时的合模力传感器18的输出值及冷却工序结束时的合模力传感器18的输出值显示输出于显示装置150，所以用户(包括设计者)能够得到能够影响产生毛刺的有用的信息。由此，考虑保压工序结束时的合模力传感器18的输出值及冷却工序结束时合模力传感器18的输出值，例如可通过调整设定合模力或填充开始时合模力传感器18的输出值(参照图4的填充开始合模力F1)来抑制消耗电力的同时，实现降低毛刺的产生。

另外，图3所示的实施例中，作为优选的实施例，显示输出填充开始合模力F1、保压结束合模力F3、冷却结束合模力F4的3个时刻的合模力，但也可以仅显示输出保压结束合模力F3或冷却结束合模力F4的1个时刻的合模力。即使仅显示1个时刻的合模力，与以往相比用户也能够获得能够影响毛刺产生的有用的信息，并能够实现降低毛刺的产生。

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的情况下，可以对上述实施例追加各种变形及替换。

Claims (3)

1.一种注射成型机，具备检测合模力的合模力传感器，其特征在于，具备：

显示机构，所述显示机构显示输出保压工序结束时合模力传感器的检测值和/或冷却工序结束时合模力传感器的检测值。

2.如权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述显示机构进一步显示输出填充开始时合模力传感器的检测值。

3.一种注射成型方法，其为具备检测合模力的合模力传感器的注射成型机中的注射成型方法，其特征在于，具备：

显示阶段，所述显示阶段显示输出保压工序结束时合模力传感器的检测值

和/或冷却工序结束时合模力传感器的检测值。

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