CN103171107A - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注射成型机，其在改变合模力时，能够抑制模具装置等的损坏，并且能够提高成型品的质量。该注射成型机（10）具备：合模驱动部（49），产生合模力；合模力检测部（61），检测合模力；存储部（62），存储决定合模力的目标值随时间的变化的数据图案；及合模处理部（63），根据通过合模力检测部（61）检测出的合模力的检测值与存储于存储部（62）的目标值之差，控制合模驱动部（49）的动作。数据图案中，目标值从第1设定值随时间逐渐增加或降低至第2设定值。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2011年12月26日申请的日本专利申请第2011-284097号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种注射成型机。

背景技术

注射成型机通过将熔融的树脂填充于模具装置的型腔空间并使其固化来对成型品进行成型（例如参考专利文献1）。模具装置由定模及动模构成，合模时在定模与动模之间形成型腔空间。模具装置的闭模、合模及开模通过合模装置进行。

合模装置具备：合模驱动部（例如电磁铁、马达或流体压缸等），产生合模力；合模力检测部，检测合模力；及合模处理部，基于由合模力检测部检测出的合模力的检测值与合模力的目标值之差，控制合模驱动部的动作。

专利文献1：国际公开第05/090052号小册子

图5是表示以往的合模工序中的合模力的目标值及检测值随时间变化的图。图5中，实线表示合模力的目标值随时间的变化，双点划线表示合模力的检测值随时间的变化。

合模开始时（时刻t0）合模力的目标值从0（零）开始断续地改变为设定值S0，之后，合模力的目标值维持在设定值S0，与设定值S0与检测值之差相应的电流被供给于合模驱动部。向合模驱动部的供给电流进行反馈控制以产生目标合模力。

合模开始时，为提高合模力的上升值，电流值高于额定电流值（与合模力的设定值S0对应的电流值）的电流供给于合模驱动部。检测出合模力达到设定值S0后，向合模驱动部供给电流的电流值下降至额定电流值。

但是，检测出合模力达到设定值S0后，向合模驱动部供给电流的电流值不会立刻降低至额定电流值。这是因为供给电流受到反馈控制延迟的影响等。已知该反馈控制延迟通过控制供给电流的PI控制（比例控制、积分控制）中的积分控制的作用而产生。

由于合模力达到目标值后供给电流也不会立刻下降，因此合模力超过设定值S0而过冲。因此，过度负荷施加于模具装置等而易损坏模具装置等。并且，由于合模力变动，成型品的质量变差。

另一方面，合模结束时，合模力的目标值从设定值S0断续改变为0（零）。之后，与合模力的检测值和目标值之差无关地，向合模驱动部的电流供给被截断，合模力以与合模驱动部的响应延迟相应的速度降低。若合模力的降低速度过快，则施加于模具装置等的负荷的变动较大，施加于模具装置等的冲击较大，因此易损坏模具装置等。另外，若合模力的降低速度过快，则成型品变形，成型品的质量变差。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种在改变合模力时能够抑制模具装置等的损坏，并且能够提高成型品的质量的注射成型机。

为解决上述课题，基于本发明的一形态的注射成型机的特征在于，其具备：

合模驱动部，产生合模力；

合模力检测部，检测所述合模力；

存储部，存储决定所述合模力的目标值随时间变化的数据图案；及

合模处理部，根据通过所述合模力检测部检测出的合模力的检测值与存储于所述存储部的所述目标值之差，控制所述合模驱动部的动作，

所述数据图案中，所述目标值从第1设定值随时间逐渐增加或降低至第2设定值。

发明效果：

根据本发明，提供一种在改变合模力时能够抑制模具装置等的损坏，并且能够提高成型品的质量的注射成型机。

附图说明

图1是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机闭模时的状态的图。

图2是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机开模时的状态的图。

图3是表示决定基于本发明的一实施方式的注射成型机的合模力的目标值随时间的变化的数据图案的图。

图4是表示决定基于本发明的一实施方式的注射成型机的合模力的目标值随时间的变化的数据图案的图。

图5是表示以往的合模工序中的合模力的目标值及检测值随时间的变化的图。

图中：10-注射成型机，15-定模，16-动模，49-电磁铁（合模驱动部），51-吸附部，55-应变传感器，60-控制装置，61-合模力检测部，62-存储部，63-合模处理部，70-电流供给部，80-输入部。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行说明，在各附图中对相同或对应的结构附加相同或对应的符号并省略说明。另外，将进行闭模时的可动压板的移动方向设为前方，将进行开模时的可动压板的移动方向设为后方来进行说明。

图1是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机闭模时的状态的图。图2是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机开模时的状态的图。

图中，10为注射成型机，Fr为注射成型机10的框架，Gd为由铺设于该框架Fr上的2根导轨构成的引导件，11为固定压板。固定压板11可设置于能够沿着在模开闭方向（图中为左右方向）上延伸的引导件Gd移动的位置调整基座Ba上。另外，固定压板11可载置于框架Fr上。

与固定压板11对置而配设可动压板12。可动压板12固定于可动基座Bb上，可动基座Bb能够在引导件Gd上行驶。由此，可动压板12能够相对于固定压板11在模开闭方向上移动。

与固定压板11隔着预定间隔且与固定压板11平行地配设后压板13。后压板13经由脚部13a固定于框架Fr上。

4根作为连结部件的连接杆14（图中仅示出4根连接杆14中的2根）架设于固定压板11与后压板13之间。固定压板11经由连接杆14固定于后压板13上。沿着连接杆14进退自如地配设可动压板12。用于使连接杆14贯穿的未图示的导孔形成于可动压板12的与连接杆14对应的部位。另外，也可以形成缺口部来代替导孔。

在连接杆14的前端部（图中为右端部）形成未图示的螺纹部，将螺母n1螺合紧固于该螺纹部，由此连接杆14的前端部固定于固定压板11上。连接杆14的后端部固定于后压板13上。

在固定压板11上安装定模15，在可动压板12上安装动模16，定模15与动模16随着可动压板12的进退而接触分离，进行闭模、合模及开模。另外，随着进行合模，在定模15与动模16之间形成未图示的型腔空间，熔融的树脂填充于型腔空间。由定模15及动模16构成模具装置19。

与可动压板12平行地配设吸附板22。吸附板22经由安装板27固定于滑动基座Sb上，滑动基座Sb能够在引导件Gd上行驶。由此，吸附板22在比后压板13更靠后方进退自如。吸附板22可由磁性材料形成。另外，安装板27也可以没有，这时，吸附板22直接固定于滑动基座Sb上。

杆39配设为在后端部与吸附板22连结而在前端部与可动压板12连结。由此，杆39在闭模时随着吸附板22的前进而前进并使可动压板12前进，在开模时随着吸附板22的后退而后退并使可动压板12后退。为此，在后压板13的中央部分形成用于使杆39贯穿的导孔41。

直线马达28为用于使可动压板12进退的模开闭驱动部，例如配设于连结于可动压板12的吸附板22与框架Fr之间。另外，直线马达28也可以配设于可动压板12与框架Fr之间。

直线马达28具备定子29及动子31。定子29形成为在框架Fr上与引导件Gd平行且与滑动基座Sb的移动范围对应。动子31形成为在滑动基座Sb的下端与定子29对置且遍及预定范围。

动子31具备磁芯34及线圈35。并且，磁芯34具备朝向定子29突出并以预定间距形成的多个磁极齿33，线圈35卷装于各磁极齿33上。另外，磁极齿33形成为在相对于可动压板12的移动方向垂直的方向上相互平行。并且，定子29具备未图示的磁芯及在该磁芯上延伸而形成的未图示的永久磁铁。该永久磁铁通过使N极及S极的各磁极交替受磁来形成。配置检测动子31的位置的位置传感器53。

若通过向直线马达28的线圈35供给预定电流来驱动直线马达28，则动子31进退。随此，吸附板22及可动压板12进退，从而能够进行闭模及开模。直线马达28根据位置传感器53的检测结果进行反馈控制，以使动子31的位置成为设定值。

另外，在本实施方式中，将永久磁铁配设于定子29上，将线圈35配设于动子31上，但也能够将线圈配设于定子上，将永久磁铁配设于动子上。此时，线圈不会随着直线马达28的驱动而移动，因此能够轻松地进行用于向线圈供给电力的配线。

另外，作为模开闭驱动部，可以使用旋转马达及将旋转马达的旋转运动转换为直线运动的滚珠丝杠机构或者液压缸或者空气压缸等流体压缸等来代替直线马达28。

电磁铁单元37在后压板13与吸附板22之间产生吸附力。该吸附力经由杆39传递至可动压板12，并在可动压板12与固定压板11之间产生合模力。

另外，由固定压板11、可动压板12、后压板13、吸附板22、直线马达28、电磁铁单元37及杆39等构成合模装置。

电磁铁单元37包括形成于后压板13侧的作为合模驱动部的电磁铁49及形成于吸附板22侧的吸附部51。吸附部51形成于吸附板22的吸附面（前端面）的预定部分，例如吸附板22中包围杆39且与电磁铁49对置的部分。并且，在后压板13的吸附面（后端面）的预定部分，例如杆39的周围形成容纳电磁铁49的线圈48的槽45。在比槽45更靠内侧形成磁芯46。绕磁芯46卷装线圈48。在后压板13的磁芯46之外的部分形成磁轭47。

另外，本实施方式中，与后压板13分开形成电磁铁49，并与吸附板22分开形成吸附部51，但也可将电磁铁作为后压板13的一部分形成，并将吸附部作为吸附板22的一部分形成。并且，也可相反配置电磁铁与吸附部。例如，可在吸附板22侧设置电磁铁49，在后压板13侧设置吸附部51。并且，电磁铁49的线圈48的个数可为多个。

电磁铁单元37中，若向线圈48供给电流，则电磁铁49被驱动而对吸附部51进行吸附，从而能够产生合模力。

控制部60例如具备CPU及存储器等，通过基于CPU对记录于存储器的控制程序进行处理，来控制直线马达28及电磁铁49的动作。另外，直线马达28的动作为一般的动作，因此省略说明。

控制部60具备检测合模力的合模力检测部61。合模力检测部61例如与检测对应合模力而伸长的连接杆14的应变（伸长量）的应变传感器55连接，并根据应变传感器55的检测结果检测合模力。另外，检测合模力时也可使用检测施加于杆39的荷载的测力传感器等荷载传感器，或检测电磁铁49的磁场的磁传感器来代替应变传感器55，用于检测合模力的传感器的种类可以是多种多样的。例如，应变传感器不仅能够适用于连接杆14，还能够适用于杆39。这是由于杆39的应变（收缩量）与合模力成比例。

并且，控制部60具备存储决定合模力的目标值随时间的变化的数据图案的存储部62。使用磁存储介质、光存储介质及存储器等一般的介质来作为存储部62。数据图案预先通过试验等而进行制作，并存储于存储部62。数据图案根据需要被读取并用于计算向电磁铁49的线圈48供给电流的电流值。数据图案能够由用户改写。

并且，控制部60具备合模处理部63，该合模处理部63根据通过合模力检测部61检测出的合模力的检测值与存储于存储部62的目标值之差，控制电磁铁49的动作。合模处理部63通过PI控制（比例控制、积分控制）计算能够迅速消除（补正）合模力的检测值与目标值之差这种电流值来作为向电磁铁49的线圈48供给电流的电流值，并将表示计算出的电流值的信号输出至电流供给部70。考虑电磁铁49的响应延迟来计算向电磁铁49供给的电流值。例如，合模开始时，电磁铁49由于受到涡流的影响等而无法立刻使与被供给的电流对应的合模力产生作用，至合模力成为目标值为止需要一定程度的时间。因此，通过合模处理部63计算的电流值不是与合模力的检测值与目标值之差对应而单值决定的电流值，在合模开始时，可能成为比该电流值更大的电流值。另外，合模处理部63通过PI控制计算向电磁铁49的线圈48供给电流的电流值，但也可以通过PID控制（比例控制、积分控制及微分控制）计算。

电流供给部70例如可由包含多个功率模块的逆变器等构成，并将与从合模处理部63供给的信号对应的电流供给于电磁铁49的线圈48。电流供给部70可以具有改变向电磁铁49的线圈48供给的直流电流的方向及强度（大小）的功能。

接着，对上述结构的注射成型机10的动作进行说明。注射成型机10的各种动作在基于控制部60的控制下进行。

控制部60控制闭模工序。在图2的状态（开模状态）下，控制部60向线圈35供给电流来驱动直线马达28。可动压板12前进，如图1所示，动模16与定模15相抵接。此时，在后压板13与吸附板22之间，即在电磁铁49与吸附部51之间形成间隙δ。另外，与合模力相比，闭模所需的力十分小。

接着，控制部60通过合模处理部63控制合模工序。合模处理部63向电磁铁49的线圈48供给电流，将吸附部51吸附于电磁铁49。该吸附力经由杆39传递至可动压板12，在可动压板12与固定压板11之间产生合模力。

合模处理部63根据通过合模力检测部61检测出的合模力的检测值与存储于存储部62的合模力的目标值之差，调整向电磁铁49的线圈48供给的电流并进行反馈控制。

熔融的树脂填充于合模状态的模具装置19的型腔空间。若树脂冷却并固化，则合模处理部63调整向电磁铁49的线圈48供给的电流，并解除合模力。

接着，控制部60控制开模工序。控制部60驱动直线马达28，使可动压板12后退，如图2所示，动模16后退而进行开模。

接着，对合模处理部63的处理的详细内容进行说明。

图3是表示决定本发明的一实施方式的注射成型机的合模力的目标值随时间的变化的数据图案的图。图3所示的数据图案P1～P3在使合模力从第1设定值S1增加至第2设定值S2时使用，例如在合模开始时使用。图3中，横轴表示从合模力开始增加时起的经过时间。图3中，合模力的检测值与合模力的目标值大致重叠，因此省略图示。

各数据图案P1～P3中，合模力的目标值从第1设定值S1（例如S1=0）随时间逐渐增加至第2设定值S2（S2＞S1）。因此，增加合模力时，与以往相比（参考图5），合模力的目标值与检测值之差的积分值较小，基于积分控制的反馈控制延迟的影响降低。由此，能够抑制实际合模力超过第2设定值S2而过冲。其结果，能够抑制过度负荷施加于模具装置19等，并能够抑制模具装置19等的损坏。并且，能够提高成型品的质量。

各数据图案P1～P3中，合模力的目标值可以设定为在第1设定值S1附近（或/及第2设定值S2附近）的增加速度小于第1设定值S1与第2设定值S2的中间的增加速度。能够进一步减小合模力的目标值与检测值之差的积分值。

多个数据图案P1～P3中，用于使合模力的目标值从第1设定值S1连续增加至第2设定值S2所需的时间不同。增加所需的时间分别为t1～t3（t1＜t2＜t3）。

注射成型机10可以具备接收选择多个数据图案P1～P3中任一个的用户的操作的输入部80。输入操作例如由用户观察显示于显示器上的操作菜单图像来进行。操作菜单图像中例如显示“1：短”“2：中”及“3：长”等数字或文字。观察了操作菜单图像的用户例如按下输入部80的表示“1”的按钮，就可得知能够在较短时间t1内使合模力的目标值从第1设定值S1增加至第2设定值S2。输入部80例如由键盘等构成，并连接于合模处理部63。合模处理部63根据表示用户基于输入部80进行的操作的操作信号，选择多个数据图案P1～P3中的任一个，并按照选择的数据图案（例如数据图案P1）调整向电磁铁49的线圈48的供给电流的电流值。由此，能够根据用户意愿决定合模力的增加速度。

图4是表示决定基于本发明的一实施方式的注射成型机的合模力的目标值随时间的变化的数据图案的图。图4所示的数据图案P4～P6在将合模力从第3设定值S3降低至第4设定值S4时使用，例如在合模结束时使用。图4中，横轴表示从合模力开始降低时起的经过时间。图4中，合模力的检测值与合模力的目标值大致重叠，因此省略图示。

各数据图案P4～P6中，合模力的目标值从第3设定值S3（例如S3=S2）随时间逐渐降低至第4设定值S4（S3＞S4＞0）。因此，降低合模力时，向电磁铁49的线圈48的供给电流的电流值逐渐降低，与以往相比（参考图5），合模力的降低速度变得迟缓。由此，能够抑制施加于模具装置19等的负荷的变动，并能够抑制模具装置19等的损坏。并且，能够提高成型品的质量。

各数据图案P4～P6中，合模力的目标值可以设定为在第3设定值S3附近（或/及第4设定值S4附近）的降低速度小于第3设定值S3与第4设定值S4的中间的降低速度。

多个数据图案P4～P6中，用于使合模力的目标值从第3设定值S3连续降低至第4设定值S4所需的时间不同。降低所需的时间分别为t4～t6（t4＜t5＜t6）。

选择多个数据图案P4～P6中任一个的用户操作由输入部80进行接收。输入操作例如由用户观察显示于显示器上的操作菜单图像来进行。操作菜单图像中例如显示“4：短”“5：中”及“6：长”等数字或文字。观察了操作菜单图像的用户例如按下输入部80的表示“4”的按钮，就可得知能够在较短时间t4内使合模力的目标值从第3设定值S3降低至第4设定值S4。

合模处理部63根据表示用户基于输入部80进行的操作的操作信号，选择多个数据图案P4～P6中的任一个，并按照选择的数据图案（例如数据图案P4）调整向电磁铁49的线圈48供给电流的电流值。由此，能够根据用户意愿决定合模力的降低速度。

若合模力变为第4设定值S4以下，则由于施加于模具装置19等的负荷的变动而产生的影响十分小，因此合模处理部63可以与合模力的检测值和目标值之差无关地中止向电磁铁49的线圈48供给电流。之后，合模力以与电磁铁49的响应延迟相应的速度下降。电磁铁49的响应延迟是由于电磁铁49（例如磁芯46等）中残留的磁力影响等而产生的。

残留磁力的影响较大且合模力的降低速度较慢时，为缩短至开模开始为止的等待时间，在检测出合模力变为第4设定值S4以下后，合模处理部63可以将与产生预定合模力（例如合模力=S3）的方向相反方向的直流电流供给于电磁铁49的线圈48。由于形成抵消电磁铁49（例如磁芯46等）中残留的磁场的方向的磁场，因此能够促进合模力降低。

为了更积极地降低残留磁通量的影响，合模处理部63可以在将相反方向的直流电流供给于电磁铁49的线圈48后，将供给于电磁铁49的线圈48的直流电流的方向反转一次以上。每当反转时，可较小地设定供给于电磁铁49的线圈48的直流电流的强度（大小）。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式等，在不脱离本发明的范围内，能够对上述实施方式等加以各种变形或替换。

例如，上述实施方式的合模驱动部由电磁铁49构成，但也可由驱动肘节机构的马达或流体压缸（液压缸或空气压缸等）构成，为用于注射成型机的合模动作的一般结构即可。

Claims (2)

1.一种注射成型机，其特征在于，该注射成型机具备：

合模驱动部，产生合模力；

合模力检测部，检测所述合模力；

存储部，存储决定所述合模力的目标值随时间变化的数据图案；及

合模处理部，根据通过所述合模力检测部检测出的合模力的检测值与存储于所述存储部的所述目标值之差，控制所述合模驱动部的动作，

所述数据图案中，所述目标值从第1设定值随时间逐渐增加或降低至第2设定值。

2.如权利要求1所述的注射成型机，其中，

该注射成型机还具备接收用户的输入操作的输入部，

所述存储部存储所述目标值从所述第1设定值增加或降低至所述第2设定值所需的时间不同的多个所述数据图案，

所述合模处理部根据表示用户基于所述输入部的输入操作的操作信号，选择所述多个数据图案中的任一个，并根据选择的所述数据图案控制所述合模驱动部的动作。

Images