CN103286923B - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够得到对注射成形有用的信息的注射成型机。本发明的注射成型机（10）具有：注射装置（40），包括向模具（30）内注射树脂的喷嘴（42）；移动机构（60），向模具（30）推压喷嘴（42）；以及检测部（82），通过检测由树脂的注射压的上升引起的向模具（30）推压喷嘴（42）的喷嘴接触力的变化，检测模具（30）内的树脂压力。

Description

注射成型机

技术领域

本发明涉及一种注射成型机。

背景技术

注射成型机具备将熔融的树脂注射到模具装置内的注射装置。模具装置由定模和动模构成，合模时在定模和动模之间形成型腔空间。注射装置将在加热缸内熔融的树脂从喷嘴射出并填充到模具装置内的型腔空间。在型腔空间冷却凝固的树脂在开模后作为成形品被取出。

在向模具装置内流入从喷嘴射出的树脂时，压力作用于树脂。在开始注射树脂前喷嘴被推压在模具装置上，以防止树脂因该压力从喷嘴和模具装置之间漏出（例如参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开2006－62245号公报

为获得与注射成形相关的信息，在注射成型机上安装有各种检测器，但这些检测器的检测结果没有被充分利用。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够获得对注射成形有用的信息的注射成型机。

为解决上述问题，本发明的一个方式的注射成型机，其特征在于，具有：注射装置，包括向模具内注射树脂的喷嘴；移动机构，向所述模具推压所述喷嘴；以及检测部，通过检测由所述树脂的注射压的上升引起的向所述模具推压所述喷嘴的喷嘴接触力的变化，检测所述模具内的树脂压力。

发明效果

根据本发明，提供能够获得对注射成形有用的信息的注射成型机。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的注射成型机的概略的图。

图2是表示一个实施方式的注射装置的结构的图。

图3是表示各种参数的时间变化的图，这些参数表示一个实施方式的注射成型机的状态。

图4是表示变形例的注射成型机的概略的图。

附图标记说明

10注射成型机

12固定压板

13可动压板

30模具装置

32定模

33动模

60注射装置移动装置（移动机构）

62液压缸

64活塞

66前室

67后室

68第一流路

69第二流路

70液压泵

71第一吸入排出口

72第二吸入排出口

74液罐

76泵用马达

80控制装置

82检测部

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明，在各附图中，对相同或相对应的结构使用相同或相对应的附图标记并省略对其说明。另外，以开始注射树脂前使注射装置接近定模的方向作为前方，以树脂的保压结束后使注射装置离开定模的方向作为后方来说明。

图1是表示本发明一个实施方式的注射成型机的概略的图。图1表示合模状态。

注射成型机10具有框架11、固定在框架11上的固定压板12、从固定压板12延伸的多个（例如四根）连接杆16。另外，注射成型机10进一步具有与固定压板12对置地配置且配置为能够沿着连接杆16移动（向图中的左右方向移动）的可动压板13。在可动压板13的与固定压板12的对置面上安装有动模33，在固定压板12的与可动压板13的对置面上安装有定模32。由定模32和动模33构成模具装置30。通过使可动压板13相对于固定压板12接触分离来进行闭模、合模及开模。在合模状态的动模33与定模32之间形成型腔空间C。

注射成型机10进一步具备注射装置40，该注射装置40将加热缸41内所熔融的树脂从喷嘴42射出并填充在模具装置30内的型腔空间C。在型腔空间C中冷却凝固的树脂在开模后作为成形品被取出。在向模具装置30内流入从喷嘴42射出的树脂时，压力作用于树脂。注射成型机10具备注射装置移动装置（移动机构）60，其使注射装置40相对于模具装置30移动而推压在模具装置30上，以防止树脂因该压力从喷嘴42和模具装置30之间漏出。注射装置40沿固定在框架11上的导向器17进退自如。

注射成型机10进一步具备控制注射成型机10的各种动作的控制装置80。控制装置80由微型计算机等构成，例如有CPU、存储控制程序等的ROM、存储运算结果等的可读写RAM、计时器、计数器、输入接口及输出接口等。

（注射装置）

图2是表示本发明一个实施方式的注射装置的结构的图。

注射装置40具有注射用马达43。注射用马达43的旋转传至滚珠丝杠轴44。通过滚珠丝杠轴44的旋转而前进后退的滚珠丝杠螺母45固定在压盘46上。压盘46能够沿着固定在基座（未图示）上的导向杆47、48移动。压盘46的前进后退运动经由轴承49、测压元件50、注射轴51传至螺杆52。螺杆52被配置为在加热缸41内旋转自如且在轴向上移动自如。在加热缸41的后部设有树脂供给用的料斗53。经由带及滑轮等连结构件54，计量用马达55的旋转运动传递至注射轴51。即，通过计量用马达55，注射轴51被旋转驱动，从而螺杆52旋转。

在计量工序中，螺杆52在加热缸41中旋转，由此熔融树脂向螺杆52的前方送出，树脂被贮存在螺杆52的前方，因此螺杆52后退。在注射工序（也称为填充工序）中，使螺杆52前进，挤压熔融树脂使其从喷嘴42射出。熔融树脂经由形成在定模32上的浇道S，压入定模32和动模33之间所形成的型腔空间C中。挤压熔融树脂的力通过测压元件50作为反力而被检测出来。即，检测出来自喷嘴42的树脂的注射压。检测到的注射压被输入到控制装置80。另外，型腔空间C内的熔融树脂因冷却而热收缩，因此为了补充热收缩量的树脂，在保压工序中，树脂的注射压被保持为预定的压力。

在压盘46上安装有用于检测螺杆52的移动量的位置检测器57。位置检测器57的检测信号输入于控制装置80。位置检测器57的检测信号也可以用于检测螺杆52的移动速度。

注射用马达43及计量用马达55分别可以是伺服马达，具有用于检测转速的编码器43a、55a。由编码器43a、55a检测到的转速被分别输入于控制装置80。控制装置80基于编码器43a、55a的检测结果对注射用马达43及计量用马达55进行反馈控制。

（注射装置移动装置）

如图1所示，注射装置移动装置60具有液压缸（例如油压缸）62、作为产生液压的液压源的能够双向旋转的液压泵（例如油压泵）70。液压泵70被泵用马达76驱动。泵用马达76可以是伺服马达，泵用马达76的旋转速度和旋转方向由控制装置80控制。

液压缸62例如由缸主体63、在缸主体63内能够往复移动自如的活塞64、连结在该活塞64上且从缸主体63向前方伸缩自如地突出的缸杆65构成。缸杆65的前端固定在固定压板12上，缸主体63固定在注射装置40上。

液压缸62在内部具有由活塞64划分的作为第一室的前室66、作为第二室的后室67。由于缸杆65贯通前室66内，因此前室66的截面积小于后室67的截面积。

液压泵70具有第一吸入排出口71和第二吸入排出口72。第一吸入排出口71经由第一流路68与液压缸62的前室66连接。第二吸入排出口72经由第二流路69与液压缸62的后室67连接。

液压泵70能够通过切换泵用马达76的旋转方向，从第一吸入排出口71和第二吸入排出口72中的任意一方吸入工作液并从另一方排出而产生液压。此外，液压泵70也可从液罐74中吸入工作液，并从第一吸入排出口71和第二吸入排出口72中的任意一方排出工作液。

当通过液压泵70施加了压力的工作液从第一吸入排出口71排出、经由第一流路68供给至液压缸62的前室66时，缸主体63向前方移动，注射装置40向定模32前进。而当通过液压泵70施加了压力的工作液从第二吸入排出口72排出、经由第二流路69供给至液压缸62的后室67时，缸主体63向后方移动，注射装置40从定模32后退。

在与液压缸62的前室66连接的第一流路68的中途，设有检测工作液的液压的压力传感器75。压力传感器75向控制装置80发送检测信号。由压力传感器75检测到的液压与液压缸62的前室66内的液压大体相等。压力传感器75比设置在第一流路68中途的开闭阀61更靠近前室66。

在使注射装置40前进时，控制装置80使泵用马达76正转。液压泵70正转，工作液从第一吸入排出口71排出，经由打开状态的开闭阀61供给至液压缸62的前室66。前室66扩大，后室67缩小，因此缸主体63前进，注射装置40前进。这样，注射装置40的喷嘴42抵接于定模32的浇道衬套，进行喷嘴接触。接着，若工作液被供给至液压缸62的前室66，则前室66内的液压上升，将喷嘴42推压在定模32上的喷嘴接触力上升。当前室66内的液压达到设定值且喷嘴接触力达到设定值时，开闭阀61关闭。由此，即使泵用马达76的驱动停止后，前室66内的液压也会维持在设定值，喷嘴接触力维持在设定值。喷嘴接触力通过压力传感器75检测出来并输入于控制装置80。

在使注射装置40后退时，打开开闭阀61，控制装置80使泵用马达76反转。液压泵70反转，工作液从第二吸入排出口72排出，经由第二流路69供给至液压缸62的后室67。后室67扩大，前室66缩小，因此缸主体63后退，注射装置40后退。

此外，在本实施方式中，在第一流路68与第二流路69之间设有止回阀77、78，两个止回阀77、78之间的部分通过排泄通路79与液罐74相连接。该止回阀77、78和排泄通路79形成用于调整由液压缸62的前室66与后室67的容积不同所引起的工作液循环量的过量及不足的排泄回路。例如，在使缸主体63前进时，从第一流路68向前室66供给工作液，并且从后室67排出工作液。在本实施方式中，由于后室67的截面积比前室66的截面积大，因此从后室67排出的工作液的量比向前室66供给的工作液的量多。为了使缸主体63前进，当工作液通过液压泵70向第一流路68持续供给时，第一流路68内的工作液的液力变高，第一流路68内的工作液在第一流路68的分支路68a中传送，产生打开第二流路69的止回阀78的作用。而且，当止回阀78打开时，从后室67排出的工作液通过止回阀78、排泄通路79返回液罐74。从而，能够调整第一流路68和第二流路69的工作液的过量与不足。此外，止回阀77在第二流路69的分支路69a内的工作液的液压变高时打开。

在上述注射装置移动装置60中，液压缸62的前室66或后室67的高压的工作液暂且被吸入到液压泵70后再被液压泵70排出。此时，只有多余的工作液返回液罐74。

在上述注射装置移动装置60中，由于后室67的截面积比前室66的截面积大，因此在使缸主体63后退时，从前室66排出的工作液的量小于向后室67供给的工作液的量。因此，能够将从前室66排出的工作液不经泄压（不返回液罐74）而经由液压泵70供给至液压缸62的后室67。从而，当开始缸主体63的后退动作时，无需等待工作液从前室66向液罐74返回，而能够在前进动作后立即开始后退动作，能够缩短成形周期。此外，从后退动作结束至下一次前进动作开始为止的期间进行闭模、合模及开模等，因此可以设有等待时间。

另外，在上述注射装置移动装置60中，液压缸62的前室66和后室67的工作液仅通过液压泵70进行循环，因此液压泵70的吸入压为比大气压高的液压缸62中的液压，压缩比降低，因此能够使液压泵70高效地工作。另外，不需要将工作液的液压返回至大气压后（即返回液罐74后）再进行加压，并且工作液的发热也被抑制，因此能够抑制工作液劣化。

（表示注射成型机的状态的各种参数的时间变化）

图3是表示各种参数的时间变化的图，这些参数表示喷嘴接触工序、注射/保压工序中的注射成型机的状态。在图3中，横轴表示时间、纵轴表示喷嘴接触力（将喷嘴向前方推压的力）、从喷嘴射出的树脂的注射压、从喷嘴射出的树脂反推喷嘴的斥力、及模具装置内的型腔空间中的树脂压力（模内力）。图3（a）是注射/保压工序开始时的喷嘴接触力比注射/保压工序中的最大斥力高时的图，图3（b）是注射/保压工序开始时的喷嘴接触力比注射/保压工序中的最大斥力低时的图。

喷嘴接触工序是在合模后进行的。在喷嘴接触工序中，控制装置80使泵用马达76正转。液压泵70正转，工作液从第一吸入排出口71排出，经由打开状态的开闭阀61，供给至液压缸62的前室66。前室66扩大，后室67缩小，因此缸主体63前进，注射装置40前进。这样，注射装置40的喷嘴42抵接于定模32的浇道衬套，进行喷嘴接触。接着，工作液被供给至液压缸62的前室66，前室66内的液压上升，将喷嘴42推压在定模32上的喷嘴接触力上升。当前室66内的液压达到设定值，喷嘴接触力达到设定值时，开闭阀61关闭。由此，即使泵用马达76的驱动停止后，前室66内的液压也维持在设定值，喷嘴接触力维持在设定值。喷嘴接触力通过压力传感器75检测出来并输入于控制装置80。

接着，在注射/保压工序中，控制装置80驱动注射用马达43。螺杆52前进，挤压熔融树脂使其从喷嘴42射出。熔融树脂经由形成在定模32上的浇道S等，被压入形成在定模32与动模33之间的型腔空间C中。当开始向型腔空间C填充熔融树脂时，模内压上升。当熔融树脂的填充结束后，型腔空间C内的熔融树脂因冷却而热收缩，因此为了补充热收缩量的树脂，树脂的注射压被保持为预定的压力。在注射工序中螺杆52的控制是通过速度控制来进行的，在保压工序中螺杆52的控制是通过压力控制来进行的。

在注射/保压工序中，由测压元件50检测从喷嘴42射出的树脂的注射压。注射压越高斥力就越高，注射压与斥力成比例。通常，如图3（a）所示，注射/保压工序开始时的喷嘴接触力被设定得比注射/保压工序中的最大斥力高，此时，在注射/保压工序中喷嘴接触力不变。

另一方面，如图3（b）所示，在注射/保压工序开始时的喷嘴接触力（即喷嘴接触力的设定值）比注射/保压工序中的最大斥力低时，在注射/保压工序中喷嘴42稍微被推回去，注射装置40后退。这样，液压缸62的前室66缩小，前室66的液压上升，喷嘴接触力的检测值变得比设定值高。该喷嘴接触力的检测值的变化表示最大斥力过高，即表示最大注射压过高，表示模具装置30内（浇道S、型腔空间C等）的树脂压力过高。

因此，在本实施方式中，控制装置80进一步含有检测部82，检测部82通过检测由注射压的上升引起的喷嘴接触力的变化，检测模具装置30内的树脂压力。关于喷嘴接触力变化的有无，例如基于压力传感器75的检测结果来检测。通过检测模具装置30内的树脂压力，得到注射成形中有用的信息，在后文对此详细说明。此外，通常情况下，喷嘴接触力的设定值考虑到富余而设得比较高，在注射/保压工序中喷嘴接触力的检测值不变。

检测部82可以基于检测结果判断是否能够降低喷嘴接触力的设定值。例如，当注射/保压工序中不存在因注射压的上升引起的喷嘴接触力检测值的变化时，模具装置30内的浇道S的树脂压力低，检测部82判断为可以降低喷嘴接触力的设定值。当判断为可以降低喷嘴接触力的设定值时，控制装置80在下一个成形周期中降低喷嘴接触力的设定值。控制装置80反复进行这种操作，阶段性地降低喷嘴接触力的设定值。当不存在喷嘴接触力检测值的变化时，最小喷嘴接触力的设定值被作为最终设定值来采用，并在以后的喷嘴接触工序中使用。由此，由缸杆65作用于固定压板12的力降低，固定压板12的倾倒得到抑制，定模32与动模33之间的平行度变良好。

另外，检测部82可以基于检测结果判断是否需要增大喷嘴接触力的设定值。例如，当注射/保压工序中存在由注射压的上升引起的喷嘴接触力检测值的变化时，由于模具装置30内的浇道S的树脂压力变高，因此检测部82判断为需要增大喷嘴接触力的设定值。当判断为需要增大喷嘴接触力的设定值时，控制装置80在下一个成形周期中增大喷嘴接触力的设定值。由此，能够抑制在注射/保压工序中喷嘴42被推回去，并且能够抑制树脂从喷嘴42与定模32之间漏出。控制装置80反复进行这样的操作，阶段性地增大喷嘴接触力的设定值，直至注射/保压工序中由注射压的上升引起的喷嘴接触力检测值的变化消失为止。

另外，检测部82可以基于检测结果判断是否需要降低注射/保压工序中最大注射压。例如，当注射/保压工序中存在由注射压的上升引起的喷嘴接触力检测值的变化时，模具装置30内的浇道S的树脂压力过高，检测部82判断为需要降低最大注射压。此外，检测部82可以在检测结果的基础上考虑树脂流的动特性等来进行判定。当判断为需要降低最大注射压时，控制装置80降低下一个注射/保压工序中的最大注射压。最大注射压的降低通过螺杆52的V/P切换位置（将对螺杆52的控制从速度控制切换到压力控制的位置）的后退、螺杆52的前进速度的下降等来进行。由此，能够抑制在注射/保压工序中喷嘴42被推回去，并且能够抑制树脂从喷嘴42与定模32之间漏出。控制装置80反复进行这样的操作，阶段性地降低最大注射压，直至注射/保压工序中由注射压的上升引起的喷嘴接触力检测值的变化消失为止。而当注射/保压工序中不存在由注射压的上升引起的喷嘴接触力检测值的变化时，模具装置30内的浇道S的树脂压力适当，并且喷嘴42与定模32之间没有树脂泄漏，因此检测部82判断为不需要降低最大注射压。

进一步，检测部82可以基于检测结果判断成形品是否良好。例如，当注射/保压工序中存在由注射压的上升引起的喷嘴接触力检测值的变化时，模具装置30内的型腔空间C的树脂压力过高，存在模具装置30被推开、产生毛边的可能性，因此检测部82判定为成形品的品质差。被判定为品质差的成形品在检查装置中进行精密检查并进一步进行是否良好的判定。而当注射/保压工序中不存在由注射压的上升引起的喷嘴接触力检测值的变化时，模具装置30内的型腔空间C的树脂压力适当，不产生毛边，因此检测部82判定为成形品的品质良好。通过检测部82或检查装置判定为品质良好的成形品可以直接出货。此外，检测部82也可以基于喷嘴接触力检测值的变化的大小来判定成形品的品质。

（注射成型机的变形例）

图4是表示变形例的注射成型机的概略的图。图4所示的注射成型机110和图1所示的注射成型机仅在注射装置移动装置方面不同。以下，对不同点进行说明。

注射装置移动装置160具有带制动器的驱动用马达161。驱动用马达161可以是伺服马达，可以具有检测输出轴161a的转速的编码部161b。驱动用马达161的输出轴161a与滚珠丝杠轴162经由联轴器163连结。与滚珠丝杠轴162螺合的滚珠丝杠螺母164固定在活塞165上，活塞165进退自如地设置在弹簧缸（springcylinder）166内，弹簧缸166固定在注射装置40上。在弹簧缸166内的比活塞165更靠前方的室中设有弹簧167。而且，与活塞165对置地设有位置传感器168，通过该位置传感器168检测活塞165的位置，从而测出弹簧167的变形量并输入于控制装置80。

在该注射装置移动装置160中，通过驱动驱动用马达161使滚珠丝杠轴162旋转，由此滚珠丝杠螺母164和活塞165从后退限制位置前进，注射装置40前进。而且，注射装置40到达喷嘴接触位置从而喷嘴42与定模32接触。接着，如果进一步驱动驱动用马达161，则活塞165抵抗弹簧167的作用力而在弹簧缸166内前进，从而弹簧167变形，将喷嘴42推压在定模32上的喷嘴接触力上升。能够通过检测弹簧167的变形量来检测喷嘴接触力。而且，当弹簧167的弯曲量达到设定值且喷嘴接触力达到设定值时，驱动用马达161停止。此时，驱动用马达161上所设置的制动器（例如电磁制动器）161c限制输出轴161a的旋转，喷嘴接触力维持在设定值。此外，当驱动用马达161旋转驱动时，制动器161c允许输出轴161a旋转。

在该注射装置移动装置160中，与图1所示的注射装置移动装置60同样，当如图3（b）所示注射/保压工序开始时的喷嘴接触力小于注射/保压工序中的最大斥力时，在注射/保压工序中喷嘴42稍微被推回去，注射装置20后退。此时，弹簧缸166的前室缩小，配置在前室的弹簧167的变形量变大，喷嘴接触力上升。该喷嘴接触力的变化表示最大斥力过高，即表示最大注射压过高，表示模具装置30内（浇道S、型腔空间C等）的树脂压力过高。因此，与上述实施方式同样，能够通过检测是否存在由注射压的上升引起的喷嘴接触力的变化来检测模具装置30内的树脂压力，得到对注射成形有用的信息。

以上，对本发明的实施方式及其变形例进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式等，在技术方案中所记载的本发明主旨的范围内，可以进行各种变形和置换。

例如，在上述实施方式等中，在停止注射装置移动装置60、160的驱动源（泵用马达76、驱动用马达161）的状态下，进行将喷嘴接触力维持在设定值的操作，之后检测由注射压的上升引起的喷嘴接触力的变化，但本发明并不限于此。为了将喷嘴接触力维持在设定值，也可以在驱动了注射装置移动装置60、160的驱动源（泵用马达76、驱动用马达161）的状态下，检测由注射压的上升引起的喷嘴接触力的变化。此时，能够通过响应延迟来检测是否有由注射压的上升引起的喷嘴接触力的变化。

另外，在上述变形例的注射装置移动装置160中，为了在停止驱动用马达161的状态下将喷嘴接触力维持成设定值，使用了带制动器的驱动用马达161，但是例如限制滚珠丝杠轴162旋转的制动装置也可以与驱动用马达161相独立地设置。

另外，上述实施方式的检测部82设在控制注射装置40及注射装置移动装置60、160的控制装置80上，但也可以设在专用的微型计算机等上，并且也可以将是否能够降低喷嘴接触力的判断等输入到控制装置80。

Claims (8)

1.一种注射成型机，其特征在于，具有：

注射装置，包括向模具内填充树脂的喷嘴；

移动机构，向所述模具推压所述喷嘴；以及

检测部，通过检测由所述树脂的注射压的上升引起的向所述模具推压所述喷嘴的喷嘴接触力的变化，检测所述模具内的树脂压力，

所述移动机构具有液压缸和作为产生液压的液压源的液压泵，

所述液压缸具有：前室，当经由流路被供给工作液时，所述注射装置向前方移动；开闭阀，设置在与该前室连接的所述流路的中途；以及压力传感器，设置于比该开闭阀更靠近所述前室，检测所述工作液的液压，

所述检测部，基于所述压力传感器的检测结果，检测所述喷嘴接触力有无由注射/保压工序中的注射压的上升引起的变化，检测所述模具内的树脂压力，

所述检测部基于检测结果判断是否能够降低所述喷嘴接触力的设定值。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其特征在于，

所述检测部基于检测结果判定是否需要降低最大注射压。

3.根据权利要求2所述的注射成型机，其特征在于，

在判断为需要降低所述最大注射压的情况下，控制装置降低注射/保压工序中的最大注射压。

4.根据权利要求1所述的注射成型机，其特征在于，

所述检测部基于检测结果判别成形品是否良好。

5.一种注射成型机，其特征在于，具有：

注射装置，包括向模具内填充树脂的喷嘴；

移动机构，向所述模具推压所述喷嘴；以及

检测部，通过检测由所述树脂的注射压的上升引起的向所述模具推压所述喷嘴的喷嘴接触力的变化，检测所述模具内的树脂压力，

所述移动机构具有液压缸和作为产生液压的液压源的液压泵，

所述液压缸具有：前室，当经由流路被供给工作液时，所述注射装置向前方移动；开闭阀，设置在与该前室连接的所述流路的中途；以及压力传感器，设置于比该开闭阀更靠近所述前室，检测所述工作液的液压，

所述检测部，基于所述压力传感器的检测结果，检测所述喷嘴接触力有无由注射/保压工序中的注射压的上升引起的变化，检测所述模具内的树脂压力，

所述检测部基于检测结果判断是否需要增大所述喷嘴接触力的设定值。

6.根据权利要求5所述的注射成型机，其特征在于，

所述检测部基于检测结果判定是否需要降低最大注射压。

7.根据权利要求6所述的注射成型机，其特征在于，

在判断为需要降低所述最大注射压的情况下，控制装置降低注射/保压工序中的最大注射压。

8.根据权利要求5所述的注射成型机，其特征在于，

所述检测部基于检测结果判别成形品是否良好。