CN102990887A

CN102990887A - 注塑机的喷嘴接触控制装置

Info

Publication number: CN102990887A
Application number: CN2012102892983A
Authority: CN
Inventors: 内山辰宏; 丸山淳平
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-08-14
Also published as: JP5289528B2; CN102990887B; DE102012017355A1; JP2013056516A; DE102012017355B4

Abstract

本发明涉及注塑机的喷嘴接触控制装置。该注塑机的喷嘴接触控制装置具备用于使注射单元前进的喷嘴前进后退用伺服马达。在将该伺服马达的旋转运动转换为直线运动的传动机构上连接用于发生喷嘴接触力的弹簧等的弹性部件。并且，在利用伺服马达使注射单元前进并使喷嘴前进时，喷嘴与模具接触，弹性部件开始变形。用传感器检测该弹性部件的变形，并显示该检测时的伺服马达的位置。

Description

注塑机的喷嘴接触控制装置

技术领域

本发明涉及利用伺服马达使注射单元前进来发生规定的喷嘴接触力的注塑机的喷嘴接触控制装置。

背景技术

注塑机具备合模部和注射部，在树脂的排出时以外的注塑成形动作中，一般，注射部的喷嘴与固定侧模具抵接，维持对模具发生规定的喷嘴接触力的状态。但是，如果在保持使喷嘴接触模具的状态下进行连续成形运转，则喷嘴前端部的热被模具夺走，因而在计量工序结束之后，进行将喷嘴从模具分离的被称作浇道断开（スプルブレイク）的动作。

浇道断开还具有以下效果：通过喷嘴的后退将浇道在喷嘴和模具之间切断，在打开模具取出成形品时成形品容易从模具中拔出。在进行浇道断开动作时，需要在下一次的成形循环中再次使喷嘴前进来使喷嘴与模具接触。

在发生喷嘴接触力的喷嘴接触机构中设有弹簧等的弹性部件，通过控制该弹性部件的伸长从而能够发生所期望的喷嘴接触力。日本特开2000-351133号公报公开了通过控制该弹性部件的变形量从而发生规定的喷嘴接触力的技术。另外，日本特开平5-200784号公报公开了在与喷嘴接触力对应的位置上对伺服马达进行定位的技术。

在利用使用伺服马达和弹性部件的喷嘴接触机构来进行喷嘴接触的场合，具有如下优点：通过准确控制该弹性部件的变形量从而能够准确控制喷嘴接触力。但是，在模具和/或喷嘴发生问题的场合，存在无法检测异常或者发生成品不良、故障的情况。下面，使用图2以及图3说明这些问题。

使用图2说明日本特开2000-351133号公报公开的、通过控制弹性部件的变形量（伸长）来发生所期望的喷嘴接触力的技术存在的问题。在图2中，（a）是说明喷嘴接触前的状态的图，（b）是说明正常时的喷嘴接触完毕状态的图，（c）是说明模具已变形时的喷嘴接触完毕状态的图，（d）是说明有树脂泄漏时的喷嘴接触完毕状态的图。

将在正常进行成形作业的状态下的喷嘴接触位置设定为P1，将作为弹性部件的弹簧35的长度设定为L1（参照图2的（b））。在成形中模具46发生变形时，虽然该弹簧35的长度L1不变，但喷嘴接触位置从P1变化到P2（＞P1）（参照图2的（c））。另一方面，在树脂50从喷嘴2的前端泄漏并夹在喷嘴2和模具46之间的场合，同样地，虽然弹簧35的长度L1不变，但喷嘴接触位置从P1变化到P3（＜P1）（参照图2的（d））。这样，在仅控制弹性部件的变形量的技术中，存在不会察觉到成形中的异常的问题。

使用图3说明日本特开平5-200784号公报公开的、通过在与喷嘴接触力对应的位置上对伺服马达进行定位从而发生所期望的喷嘴接触力的技术存在的问题。在图3中，（a）是说明喷嘴接触前的状态的图，（b）是说明正常时的喷嘴接触完毕状态的图，（c）是说明模具已变形时的喷嘴接触完毕状态的图，（d）是说明有树脂泄漏时的喷嘴接触完毕状态的图。

将在正常进行成形作业的状态下的喷嘴接触位置设定为P1，将作为弹性部件的弹簧35的长度设定为L1（参照图3的（b））。在对喷嘴前进后退用伺服马达214进行定位并进行喷嘴接触的控制时，如果模具46发生变形，则虽然喷嘴前进后退用伺服马达214的位置P1不变，但弹簧35的长度从L1变化到L2（＞L1），因而喷嘴接触力降低（参照图3的（c））。另一方面，在树脂50从喷嘴2的前端泄漏并夹在喷嘴2和模具46之间的场合，同样地，虽然喷嘴前进后退用伺服马达214的位置P1不变，但弹簧35（弹性部件）的长度从L1变化到L3（＜L1），因而喷嘴接触力上升（参照图3的（d））。这种喷嘴接触力的变动导致成形不良、对机构部施加过大的负荷，成为故障的原因。

发明内容

于是，本发明鉴于上述现有技术的问题，目的是提供能准确控制喷嘴接触力并在万一喷嘴接触发生了异常的场合能准确地检测该异常、而且对于因异常所致的成形不良或机械故障能够防患于未然的、注塑机的喷嘴接触控制装置。

本发明涉及的注塑机的喷嘴接触控制装置，具备:为了与模具进行喷嘴接触而使注射单元前进并具备位置检测器的伺服马达；将上述伺服马达的旋转运动转换为直线运动的传动机构；与上述传动机构连接并用于发生喷嘴接触力的弹性部件；检测上述弹性部件因喷嘴的前进而开始变形的检测部；以及显示在上述检测部开始检测弹性部件的变形时的、由上述位置检测器检测到的上述伺服马达的位置的显示部。

另外，上述注塑机的喷嘴接触控制装置，还可以具备：在正常的喷嘴接触中，由上述位置检测器检测在上述检测部开始检测弹性部件的变形时的上述伺服马达的位置并将该检测位置作为基准位置进行存储的存储部；以及在当前的喷嘴接触中，由上述位置检测器检测在上述检测部开始检测弹性部件的变形时的上述伺服马达的位置，并在该检测位置与存储在上述存储部的基准位置的差超过了规定量的场合发出警告的警报发生构件。

上述检测部能够采用若上述弹性部件开始变形则产生反应的非接触式开关。

上述检测部能够采用检测上述弹性部件因在喷嘴的前进中上述伺服马达的负荷成为规定值以上而开始变形的部件。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够提供能准确控制喷嘴接触力并在万一喷嘴接触发生了异常的场合能准确地检测异常、而且对于因异常所致的成形不良或机械故障能够防患于未然的、注塑机的喷嘴接触控制装置。

附图说明

图1是对适用本发明的喷嘴接触控制装置的注塑机进行说明的系统构成图。

图2是说明控制弹簧等的弹性部件的变形量来得到所期望的喷嘴接触力的技术的问题的图。

图3是说明通过控制伺服马达的位置来得到所期望的喷出接触力的技术的问题的图。

图4是说明本发明的喷嘴接触动作的流程的图。

图5是本发明的注塑机的操作画面的例子。

具体实施方式

使用图1对适用本发明的喷嘴接触控制装置的注塑机进行说明。

注塑机M在机座M₃上具备合模部M₁以及注射部M₂。注射部M₂将树脂材料（粉末）加热熔融，将该熔融后的树脂向模具46的内腔内注射。在注射圆筒1的前端上安装有喷嘴2。在该注射圆筒1内插通有螺杆3。再有，在注射圆筒1的侧部安装有用于将树脂材料（未图示）供给到注射圆筒1内的料斗4。

合模部M₁进行模具46（可动侧模具46a、固定侧模具46b）的开闭。该合模部M₁具备：安装固定侧模具46a的固定台板42；以与固定侧模具46a相对的方式安装可动侧模具46a的可动台板41；使可动台板41在注射部M₂方向前进、后退的模具开闭用伺服马达114；检测模具开闭用伺服马达114的旋转位置/速度的位置/速度检测器116；后台板40；肘杆43；滚珠螺杆44；以及十字头45。该合模部M₁还具备连接后台板40和固定台板42并对可动台板41进行引导使其相对于固定台板42前进、后退的多个连接杆（未图示）。上述模具开闭用伺服马达114被伺服放大器12驱动。

模具开闭用伺服马达114的旋转驱动通过由带等构成的传动机构118传递到肘杆43的滚珠螺杆44。并且，利用滚珠螺杆44的旋转，安装在该滚珠螺杆44上的十字头45相对于固定台板42前进、后退，从而可动台板41被连接杆引导，向朝向固定台板42的方向移动（前进）或者向从固定台板42远离的方向移动（后退）。

在合模部M₁中，利用模具开闭用伺服马达114的驱动，可动台板41向朝向固定台板42的方向移动（前进）从而进行闭模，在可动侧模具46a和固定侧模具46b接触之后，通过使该可动台板41进一步向朝向固定台板42的方向移动，从而发生规定的合模力。然后，通过使可动台板41向从后台板40远离的方向移动（后退），从而进行开模。

注射部M₂为了将喷嘴2压接（喷嘴接触）在安装于固定台板42上的固定侧模具46b上，具备用于使该注射部M₂向合模部M₁侧前进的喷嘴接触驱动装置。

该喷嘴接触驱动装置具备：安装在机座M₃上的喷嘴前进后退用伺服马达214；检测喷嘴前进后退用伺服马达214的旋转位置/速度的位置/速度检测器216；将一端连接在喷嘴前进后退用伺服马达214的负荷轴上且将另一端以旋转自如的方式支承在固定台板42上的滚珠螺杆34；与该滚珠螺杆34螺纹配合的螺母33；固定在注射部M₂的注射单元39的下部的第一受压板36；安装在螺母33上的第二受压板37；以及测量第一受压板36和第二受压板37之间的间隔并检测弹簧35的长度的传感器（未图示）。再有，滚珠螺杆34和与该滚珠螺杆34螺纹配合的螺母33构成将喷嘴前进后退用伺服马达214的旋转运动转换为直线运动的传动机构。上述喷嘴前进后退用伺服马达214被伺服放大器10驱动。

注射单元39包含：使螺杆3绕其轴旋转的螺杆旋转用伺服马达（未图示）；使螺杆3在其轴向前进、后退的螺杆前进后退用伺服马达（未图示）；以及用于测量注射圆筒1内的树脂压力的树脂压力传感器（未图示）等。该注射单元39的结构与本发明不相关，所以省略详细说明。

喷嘴接触驱动装置对喷嘴前进后退用伺服马达214进行旋转驱动来使滚珠螺杆34，从而使螺母33相对于固定台板42前进、后退。再有，喷嘴接触驱动装置具备作为检测喷嘴开始接触到模具46的固定侧模具46b的构件的非接触式开关38。将该非接触式开关38预先设置在当作为弹性材料的弹簧35开始压缩时便产生反应的位置上，利用该非接触式开关38的反应来检测喷嘴2开始接触固定侧模具46b。

非接触式开关38的输出信号通过输入输出用接口27输入到伺服CPU15。非接触式开关38检测到喷嘴接触时的位置/速度检测器216的检测值作为喷嘴接触位置数据存储在RAM14中。

当由非接触式开关38检测出喷嘴2开始接触固定侧模具46b时，通过使安装第二受压板37的螺母33前进，从而调整安装在该螺母33上的第二受压板37和固定在注射单元39上的第一受压板36之间的间隔（收缩弹簧35），将弹簧35的弹力调整为发生所期望的喷嘴接触力（喷嘴推压力）的大小。此时，利用传感器（未图示）测量弹簧35的长度（第一受压板36和第二受压板37之间的间隔），从而能够求出喷嘴接触力（喷嘴推压力）。如上所述，由喷嘴前进后退用伺服马达214使滚珠螺杆34旋转，从而能够将喷嘴2对固定侧模具46b的推压力（喷嘴接触力）调整为所期望的值。

再有，作为检测弹簧35（弹性部件）开始变形的构件，除了使用上述的非接触式开关38的检测构件之外，还可以使用检测在喷嘴2前进中喷嘴前进后退用伺服马达214的负荷上升到规定值以上的构件。并且，对于喷嘴前进后退用伺服马达214的负荷是否上升到规定值以上，例如还能够通过监视该伺服马达214的驱动电流来进行。

注塑机M的数值控制装置构成为，具有：作为数值控制用的微处理器的CNC-CPU20；作为可编程容限控制用的微处理器的PMC-CPU17；以及作为伺服控制用的伺服CPU15，并且借助于母线26选择其相互之间的输入输出，从而可在各微处理器之间进行信息传递。

伺服CPU15连接有：存储了进行位置环路、速度环路、电流环路的处理的伺服控制专用的控制程序的ROM13；以及用于数据的暂时存储的RAM14。伺服CPU15连接有基于来自伺服CPU15的指令被驱动控制的模具开闭用伺服马达114和喷嘴前进后退用伺服马达214。来自安装在模具开闭用伺服马达114上的位置/速度检测器116的输出信号、以及来自安装在喷嘴前进后退用伺服马达214上的位置/速度检测器216的输出信号，以反馈到伺服CPU15的方式进行连接。各伺服马达114、214的旋转位置基于安装在各伺服马达114、214上的位置/速度检测器116、216的位置的反馈信号由伺服CPU15算出，并更新存储在设于RAM14的各当前位置寄存器中。再有，在RAM14中还存储正常的喷嘴接触位置的数据和当前的喷嘴接触位置的数据。

PMC-CPU17连接有存储了控制注塑机M的顺序动作的顺序程序等的ROM18、以及用于运算数据的暂时存储等的RAM19，CNC-CPU20连接有存储了整体控制注塑机M的自动运转程序等的各种程序的ROM21、以及用于运算数据的暂时存储的RAM22。

成形数据保存用RAM23是不挥发性存储器，是存储与注射模塑作业有关的成形条件和各种设定值、参数、宏观变数等的成形数据保存用的存储器。LCD/MDI单元25具备液晶显示装置（LCD）和用于输入各种数据的手动数据输入（manual data input）装置。液晶显示装置（LCD）由LCD显示电路24来进行显示控制。LCD/MDI单元25通过LCD显示电路24与母线26连接，可进行功能菜单的选择以及各种数据的输入操作。另外，设有数值数据输入用的数字键以及各种的功能键等。使用该LCD/MDI单元25能够对注塑机M预先设定喷嘴接触力。与正常时的喷嘴接触位置一起将用非接触式开关38检测到的弹簧35（弹性部件）开始变形的位置（当前的喷嘴接触位置）显示在LCD/MDI单元25的显示画面中。

使用图4，对喷嘴接触的动作顺序进行说明。

“状态2”是检测喷嘴2接触到模具46的时候。在该“状态2”中，还检测在该喷嘴2接触到模具46时的（喷嘴接触时的）喷嘴前进后退用伺服马达214的位置。

“状态1”表示喷嘴2的前端与模具（固定侧模具46b）抵接前的状态（喷嘴接触前的状态）。从该“状态1”驱动（马达旋转）喷嘴前进后退用伺服马达214，从而使注射单元39朝向模具46前进。与该注射单元39的前进一起喷嘴2的前端也朝向模具46前进，喷嘴2的前端与模具（固定侧模具46b）的注射单元39侧的面抵接（喷嘴接触状态）。

在喷嘴2的前端与模具46接触时，在“状态1”中长度为L的弹簧35（弹性部件）开始收缩。非接触式开关38由于设置在当弹簧35开始收缩便产生反应的位置，因而通过该非接触式开关38的反应便能够检测喷嘴2接触到固定侧模具46b（状态2）。在该“状态2”中的弹簧35的长度为L0（＜L）。并且，在发生了规定的喷嘴接触力的阶段中，成为喷嘴接触完毕（状态3）。在该“状态3”中的弹簧35的长度为L1（＜L0）。

并且，通过如图5所示那样，在注塑机M的LCD/MDI单元25的液晶显示装置的显示画面中显示检测到的喷嘴接触位置，从而能够判断是否正常进行喷嘴接触。在判断是否正常进行喷嘴接触时，在显示画面中还可以显示当前的喷嘴接触位置，将正常时的喷嘴接触位置（与喷嘴前进后退用伺服马达214的位置相对应）作为基准位置而预先存储在例如RAM14，在当前的喷嘴接触位置从该基准位置偏移规定量的场合，还可以使用设于注塑机M的警告灯或警报发生构件（未图示）显示警告。

Claims

1.一种注塑机的喷嘴接触控制装置，其特征在于，具备：

为了与模具进行喷嘴接触而使注射单元前进并具备位置检测器的伺服马达；

将上述伺服马达的旋转运动转换为直线运动的传动机构；

与上述传动机构连接并用于发生喷嘴接触力的弹性部件；

检测上述弹性部件因喷嘴的前进而开始变形的检测部；以及

显示在上述检测部开始检测弹性部件的变形时的、由上述位置检测器检测到的上述伺服马达的位置的显示部。

2.根据权利要求1所述的注塑机的喷嘴接触控制装置，其特征在于，

还具备：

在正常的喷嘴接触中，由上述位置检测器检测在上述检测部开始检测弹性部件的变形时的上述伺服马达的位置并将该检测位置作为基准位置进行存储的存储部；以及

在当前的喷嘴接触中，由上述位置检测器检测在上述检测部开始检测弹性部件的变形时的上述伺服马达的位置，并在该检测位置与存储在上述存储部的基准位置的差超过了规定量的场合发出警告的警报发生构件。

3.根据权利要求1所述的注塑机的喷嘴接触控制装置，其特征在于，

上述检测部是若上述弹性部件开始变形则产生反应的非接触式开关。

4.根据权利要求1所述的注塑机的喷嘴接触控制装置，其特征在于，

上述检测部检测上述弹性部件因在喷嘴的前进中上述伺服马达的负荷成为规定值以上而开始变形的情况。