CN103358501A - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够获得对注射成型有用的信息的注射成型机。注射成型机（10）具备：合模力传感器（17），检测模具(30)的合模力；和合模力监视部(82)，监视合模力传感器(17)的检测值，合模力监视部(82)（1）基于注射工序以及保压工序中的检测值的最大值与注射工序开始时的检测值之间的差计算第1开模量，以及/或（2）基于保压工序结束时的检测值与注射工序开始时的检测值之间的差计算第2开模量。

Description

注射成型机

技术领域

本发明涉及注射成型机。

背景技术

注射成型机通过向模具装置的型腔空间中填充熔融的树脂并使其固化来制造成型品。模具装置由定模以及动模构成，合模时在定模与动模之间形成型腔空间。在型腔空间成形的成型品在开模后从动模取出（例如参照专利文献1）。

专利文献1：国际公开第2005/068155号

虽然注射成型机中为了获得与注射成型有关的信息安装有各种传感器，但是这些传感器的检测结果没有被充分活用。

发明内容

本发明即是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种能够得到对注射成型有用的信息的注射成型机。

为了解决上述问题，本发明的一方式的注射成型机，其特征在于，

具备：

合模力传感器，检测模具的合模力；和

合模力监视部，监视该合模力传感器的检测值，

该合模力监视部基于注射工序以及保压工序中的上述检测值的最大值与注射工序开始时的上述检测值之间的差计算第1开模量，以及/或基于保压工序结束时的上述检测值与注射工序开始时的上述检测值之间的差计算第2开模量。

发明的效果：

根据本发明，能够提供一种能够获得对注射成型有用的信息的注射成型机。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的合模装置的图。

图2是表示本发明的一实施方式的注射成型机的注射装置的图。

图3是表示一实施方式的表示注射成型机的状态的各种参数的时间变化的图。

符号说明：

10 注射成型机

12 固定压板

13 可动压板

16 连接杆

17 合模力传感器

30 模具装置

32 定模

33 动模

80 控制部

82 合模力监视部

具体实施方式

以下，参照图对用于实施本发明的方式进行说明，在各图中，对相同或对应的结构赋予相同或对应的符号而省略说明。

（合模装置）

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的合模装置的图。图1表示合模状态。合模装置的说明中，将进行闭模时可动压板的移动方向作为前方，将进行开模时的可动压板的移动方向作为后方进行说明。

注射成型机10具备：框架11；固定在框架11上的固定压板12；与固定压板12之间隔开预定距离相对框架11移动自如地配设的肘节支承件15。固定压板12与肘节支承件15之间架设有多根（例如四根）连接杆16。

注射成型机10还具备与固定压板12对置配设且沿连接杆16能够进退（沿图中左右方向移动）地配设的可动压板13。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与动模33构成模具装置30。

注射成型机10还具备：配设在可动压板13与肘节支承件15之间的肘节机构20；使肘节机构20动作的合模用马达26；和将通过合模用马达26产生的旋转运动转换为直线运动而传递给肘节机构20的作为传递机构的滚珠丝杠机构27。通过固定压板12、可动压板13、肘节支承件15、肘节机构20、合模用马达26等构成合模装置。

肘节机构20具有：在与模开闭方向平行的方向进退自如的十字头24、摆动自如地安装在十字头24上的第2肘节杆23、摆动自如地安装在肘节支承件15上的第1肘节杆21、以及摆动自如地安装在可动压板13上的肘节臂22。第1肘节杆21和第2肘节杆23之间以及第1肘节杆21和肘节臂22之间分别被连杆结合。另外，肘节机构20为所谓的内卷5节点双肘节机构，具有上下对称的结构。

滚珠丝杠机构27例如由固定在十字头24上的滚珠丝杠螺母27a和螺合在滚珠丝杠螺母27a上的滚珠丝杠轴27b构成。滚珠丝杠轴27b相对肘节支承件15旋转自如地被支持。合模用马达26的输出轴旋转时，滚珠丝杠轴27b旋转，滚珠丝杠螺母27a进退，因此，十字头24进退。

通过正向驱动合模用马达26，使作为被驱动部件的十字头24前进，由此使肘节机构20动作时，可动压板13前进，进行闭模。

若进一步正向驱动合模用马达26，则肘节机构20产生合模用马达26的推进力乘以肘节倍率的合模力。在与合模力相对应地伸长的连接杆16上安装有合模力传感器17。合模力传感器17检测连接杆16的形变（伸长），由此每隔预定时间检测合模力。检测到的合模力被依次输入到控制部80，并被控制部80的合模力监视部82监视。合模状态的定模32和动模33之间形成型腔空间C。型腔空间C中填充熔融树脂，并使其固化来形成成型品。

接着，反向驱动合模用马达26、使十字头24后退、使肘节机构20动作时，可动压板13后退，进行开模。其后，通过使电动顶出装置动作，将成型品从动模33中推出。

另外，本实施方式的合模装置使用肘节机构20产生合模力，但是也可以不使用肘节机构20而通过将合模用马达26产生的推进力作为直接合模力传递给可动压板13。并且，也可以将通过合模用缸产生的推进力作为直接合模力传递给可动压板13。并且，也可以通过线性马达进行模开闭，通过电磁铁进行合模，合模装置的方式没有限制。

（注射装置）

图2是表示本发明的一实施方式的注射成型机的注射装置的图。在注射装置的说明中，与合模装置的说明不同，将树脂的注射方向作为前方，将与树脂的注射方向相反的方向作为后方进行说明。

注射成型机10还具备将在加热缸42内熔融的树脂从喷嘴41注射，并填充到模具装置30内的型腔空间C中的注射装置40。注射装置40具备注射用马达43。注射用马达43的旋转被传递给滚珠丝杠轴44。通过滚珠丝杠轴44的旋转前进后退的滚珠丝杠螺母45被固定在压盘46上。压盘46沿被固定在基架（未图示）上的引导杆47、48能够移动。压盘46的前进后退运动经由轴承49、树脂压力检测器（例如测力传感器）50、注射轴51传递给螺杆52。螺杆52被旋转自如且沿轴向移动自如地配置在加热缸42内。在加热缸42的后部设置有树脂供给用的料斗53。经由带或带轮等连接部件将计量用马达55的旋转运动传递给注射轴51。即，通过计量用马达55旋转驱动注射轴51，由此螺杆52旋转。

在计量工序中，驱动计量用马达55，使螺杆52旋转，将供给到螺杆52的后端部的树脂颗粒向螺杆52的前方输送。该过程中，树脂颗粒软化熔融。由于在螺杆52的前方贮存熔融树脂，因此，螺杆52后退。注射工序（也称为填充工序）中，驱动注射用马达43，使螺杆52前进，将熔融树脂从喷嘴41注射，压入到型腔空间C中。螺杆52推压熔融树脂的力通过树脂压力检测器50作为反力被检测。即，检测施加给螺杆52的树脂压力（树脂的注射压力）。所检测的树脂压力被输入到控制部80。并且，型腔空间C内树脂因冷却而热收缩，为了补充热收缩量的树脂，在保压工序中，施加给螺杆52的树脂压力（树脂的注射压力）被保持为预定的压力。

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的检测信号被输入到控制部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以及计量用马达55可以分别为伺服马达，具备用于检测转速的编码器43a、55a。由编码器43a、55a检测的转速被分别输入到控制部80。控制部80基于编码器43a、55a的检测结果反馈控制注射用马达43以及计量用马达55。

控制部80由微型计算机等构成，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、计时器、计数器、输入接口以及输出接口等。

（表示注射成型机的状态的各种参数的时间变化）

图3表示一实施方式的表示注射成型机的状态的各种参数的时间变化的图。在图3中，横轴表示时间，纵轴表示合模力、螺杆的位置、螺杆的前进速度（树脂的注射速度）、螺杆的压力（树脂的注射压力）。

注射成型机10进行：关闭模具装置30的闭模工序、紧固模具装置30的合模工序、控制树脂的注射速度的注射工序、控制树脂的注射压力的保压工序、在保压工序后在模具装置30内使树脂固化的冷却工序、计量用于下一个成型品的树脂的计量工序、打开模具装置30的开模工序以及从开模后的模具装置30将成型品推出的推出工序。注射成型机通过反复进行这些工序，来反复制造成型品。图3表示注射工序、保压工序、冷却工序以及计量工序的各种参数的时间变化。

注射工序在合模工序后进行。注射工序中，驱动注射用马达43，使螺杆52前进。螺杆52推压熔融树脂并从喷嘴41注射。熔融树脂经由形成在模具装置30内的浇道S、流道R、浇口G等流入到型腔空间C中。

注射工序中，为了使螺杆52的前进速度成为设定值而将电流供给到注射用马达43。螺杆速度的设定值可以伴随螺杆位置的前进阶段性地变更。例如在位置检测器57的检测值达到设定值时，螺杆速度的设定值变更。螺杆速度的设定值在保压工序开始前成为大致0（零），螺杆52停止也可以。

从注射工序向保压工序切换被称为V/P切换。V/P切换基于螺杆52的位置进行。V/P切换时的螺杆位置通过使用者设定。也可以替代螺杆52的位置，基于从注射工序开始的经过时间、树脂的注射压力等进行V/P切换。

若在型腔空间C内冷却树脂，则树脂热收缩。为了补充热收缩量的树脂，在保压工序中，将施加给螺杆52的树脂压力（树脂的注射压力）保持为预定的压力。为了使树脂压力检测器50的检测值成为设定值，对注射用马达43供给电流。保压工序的树脂注射压力的设定值可以随时间的经过阶段性地变化。在保压工序中，由于螺杆位置的变化小，因此，用控制部80的计时器计测从V/P切换开始的时间。

在从V/P切换开始的时间达到设定时间时，树脂的注射压力的设定值返回致大致0（零），保压工序结束。在保压工序结束时，型腔空间C的入口即浇口Ｇ被固化的树脂塞住。该状态被称为浇口密封，树脂的注射压力不会传递给型腔空间C，且能够防止从型腔空间C的树脂逆流。

保压工序结束后，进行将型腔空间C内的树脂固化的冷却工序。冷却工序中，在断绝向型腔空间C供给树脂的状态下，型腔空间C内树脂通过冷却而热收缩。另外，树脂的冷却在注射工序或者保压工序中也进行，在保压工序结束时树脂表面固化。

计量工序在保压工序结束后进行。为了缩短成形周期，计量工序在冷却工序期间进行。计量工序中，驱动计量用马达55，使螺杆52旋转，将供给到螺杆52的后端部的树脂颗粒向螺杆52的前方输送。在该过程中，树脂颗粒软化、熔融。由于在螺杆52的前方贮存熔融的树脂，因此，螺杆52后退。螺杆52后退预定距离，将预定量的树脂蓄积在螺杆52的前方时，停止螺杆52的旋转。

然而，在注射工序以及保压工序中，螺杆52推压树脂，通过树脂的压力模具装置30要打开。要打开模具装置30的力因树脂的注射压力的偏差以及填充到模具装置30内的树脂的填充量的偏差等而变动。若通过树脂的压力要打开模具装置30的力比合模力高，则模具装置30打开。

在注射工序以及保压工序中打开模具装置30意味着相比合模工序结束时连接杆16伸长。模具装置30的开模量和连接杆16的伸长量成比例。并且，连接杆16的伸长量与合模力传感器17的检测值的上升量成比例。因此模具装置30的打开量与合模力传感器17的检测值的上升量成比例。这里“开模量”意味着定模32与动模33之间的分型面（分割面）彼此之间形成的间隙的大小。

这里，合模力监视部82（1）基于注射工序以及保压工序中的检测值的最大值F1与注射工序开始时的检测值F0之间的差ΔF1（ΔF1＝F1－F0）计算出第1开模量ΔX1，以及/或（2）基于保压工序结束时的检测值F2与注射工序开始时的检测值F0之间的差ΔF2（ΔF2＝F2－F0）计算出第2开模量ΔX2。

开模量如上所述，与合模力传感器17的检测值的上升量成比例。该上升量以注射工序开始时的检测值F0为基准来计算。注射工序开始时，树脂没有到达定模32与动模33之间的分型面。由此，在注射工序开始时，不会产生因树脂的压力而使模具装置30打开的力，通过合模力关闭模具装置30。

第1开模量ΔX1（mm）通过合模力传感器17的检测值的上升量ΔF1（kN）与比例常数C（mm/kN）之积（ΔX1＝C×ΔF1）计算。同样，第2开模量ΔX2（mm）通过合模力传感器17的检测值的上升量ΔF2（kN）与比例常数C（mm/kN）之积（ΔX2＝C×ΔF2）计算。比例常数C由连接杆16的自然状态下的直径、连接杆16的材质等确定。比例常数C通过由安装在连接杆16上的应变仪（合模力传感器17）中所使用的金属电阻体的材料确定的应变系数或者预定试验等求出，并存储在控制部80的存储器等中。

第1开模量ΔX1表示注射工序以及保压工序中的开模量的最大值。第1开模量ΔX1过大时，从型腔空间C漏出熔融树脂。漏出的熔融树脂固化时，在成型品上形成毛刺。

第2开模量ΔX为保压工序结束时的开模量。第2开模量ΔX2过大时，在浇口密封的时刻，定模32与动模33之间的分型面彼此之间露出固化的树脂，在成型品上形成毛刺。

这样，第1开模量ΔX1、第2开模量ΔX2表示成型品的品质，因此能够获得对注射成型有用的信息。第1开模量ΔX1在熔融树脂从型腔空间C漏出之后较薄地扩张时特别有用。此时，成型品的毛刺较薄地扩张，浇口密封时的开模量即第2开模量ΔX2变小。另一方面，第2开模量ΔX2在熔融树脂容易固化时有用。作为表示成型品品质的指标，使用第1开模量ΔX1、第2开模量ΔX2的哪个还是使用双方是考虑树脂材料的种类等确定的。

合模力监视部82可以基于算出的第1开模量ΔX1、以及/或第2开模量ΔX2评价成型品的品质。

例如合模力监视部82在第1开模量ΔX1为第1基准值以上时，有可能在成型品上形成毛刺，将成型品的品质评价为不好。第1基准值也可以基于过去的实绩由使用者设定。

并且，合模力监视部82在第2开模量ΔX2大于第2基准值时，有可能在成型品上形成毛刺，成型品的品质被评价为不好。第2基准值可以基于过去的实绩由使用者设定。

进而，合模力监视部82在第1开模量ΔX1小于第1基准值且第2开模量ΔX2小于第2基准值时，在成型品上没有毛刺，成型品的品质被评为良好。

通过合模力监视部82被评价为品质差的成型品通过检查机进行精密检查。由检查机评价为品质良好的成型品、以及由合模力监视部82评价为品质良好的成型品直接出荷。另一方面，由检查机评价为品质差的成型品不出荷，而作为树脂材料循环利用或者废弃。通过合模力监视部82简单地评价成型品的品质，由此能够减轻检查机的检查个数。

成型品的不良率比设定值高时，控制部80例如将在保压工序中树脂注射压力的设定值降低预定量也可以。树脂注射压力的设定值随时间变化时，合模力传感器17的检测值成为最大值F1的时间带的注射压力的设定值下降预定量。通过树脂的压力打开模具装置30的力变小，因此，难以产生毛刺。因此，成型品的成品率提高。

通过合模力监视部82获得的信息被记录在控制部80的存储器等记录介质中，根据需要读出。通过合模力监视部82获得的信息与成型品的ID信息建立对应地记录在记录介质中。通过合模力监视部82获得的信息包括第1开模量ΔX1、第2开模量ΔX和成型品品质评价结果。

注射成型机10可以进一步具备显示由合模力监视部82获得的信息的显示部92（参照图2）。显示部92例如由液晶显示器等构成，在控制部80的控制下，根据使用者的要求图像显示信息。使用者的要求通过与控制部80连接的键盘等输入部94输入。显示部92将通过成型品的ID信息和由合模力监视部82获得的信息建立对应地进行输出。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，在专利请求的范围所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、置换。

例如，在上述实施方式中，合模力监视部82进行成型品的品质评价，但是也可以由使用者进行。并且，成型品的品质可以基于第1开模量ΔX1、第2开模量ΔX2多阶段地进行评价。

并且，上述实施方式的注射装置40为将进行树脂计量以及树脂注射的螺杆52配设在加热缸42内的直轴螺杆式，但是不限于该方式。例如注射装置可以为柱塞预塑化式或者螺杆预塑化式。

Claims (3)

1.一种注射成型机，其特征在于，

具备：

合模力传感器，检测模具的合模力；和

合模力监视部，监视该合模力传感器的检测值，

该合模力监视部基于注射工序以及保压工序中的上述检测值的最大值与注射工序开始时的上述检测值之间的差计算第1开模量，以及/或基于保压工序结束时的上述检测值与注射工序开始时的上述检测值之间的差计算第2开模量。

2.如权利要求1所述的注射成型机，其中，

上述合模力监视部基于计算出的上述第1开模量、以及/或上述第2开模量，评价成型品的品质。

3.如权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

还具备对由上述合模力监视部获得的信息进行显示的显示部。

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