CN103624947A - 注射成型机 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够监视缸体内的树脂的状态的注射成型机。注射成型机(10)包括:缸体(11),成型材料被供给到该缸体;螺杆(13),被配设成在缸体(11)内旋转自如且在轴向上移动自如;至少1个加热源(Hn),对缸体(11)进行加热;以及监视部(63),按各加热源(Hn)分别监视成型时的加热源(Hn)的加热能量Emn与稳定时的加热源(Hn)的加热能量Ein之差ΔEn(ΔEn=Emn-Ein)。
Description
技术领域
本发明涉及一种注射成型机。
背景技术
注射成型机包括被供给成型材料即树脂颗粒的缸体、配设在缸体内的螺杆、以及对缸体进行加热的加热源(例如加热器)。供给到螺杆的螺纹槽内的树脂伴随着螺杆的旋转而在缸体内向前方移动,并且逐渐熔融。若在螺杆的前方蓄积一定量的熔融树脂,则使螺杆前进,从形成在缸体的顶端部的喷嘴射出熔融树脂,熔融树脂填充到模具装置的型腔空间。通过使所填充的熔融树脂固化,得到成型品(例如参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2005-103875号
以往,作为决定缸体内的树脂的状态的要因,注射成型机的控制器监视缸体的温度、加热器的发热量等,但不知道缸体内的树脂的状态。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而做出的,其目的在于提供一种能够监视缸体内的树脂的状态的注射成型机。
为了解决上述课题,本发明的一个方式的注射成型机,包括:缸体,成型材料被供给到该缸体;螺杆,被配设成在上述缸体内旋转自如且在轴向上移动自如;至少1个加热源,对上述缸体进行加热;以及监视部,按各加热源分别监视成型时的加热源的加热能量Em与稳定时的加热源的加热能量Ei之差ΔE(ΔE=Em-Ei)。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够监视缸体内的树脂的状态的注射成型机。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的图。
图2是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的主要部分的图。
图3是表示设定温度为低温时成型时的加热能量Emn与稳定时的加热能量Ein之差ΔEn的一例的图。
图4是表示设定温度为高温时成型时的加热能量Emn与稳定时的加热能量Ein之差ΔEn的一例的图。
符号说明
10 注射成型机
11 缸体
12 喷嘴
13 螺杆
60 控制器
63 监视部
H1~H4 加热源
Z1~Z4 区段
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施本发明的方式。在各图中,对相同或对应的结构标以相同或对应的符号并省略说明。
图1是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的图。以下,将树脂的射出方向设为前方、将与树脂的射出方向相反的方向设为后方来进行说明。
注射成型机10从喷嘴12射出在缸体11内所熔融的树脂,并填充到模具装置内的型腔空间。模具装置由定模及动模构成,在合模时在定模与动模之间形成型腔空间。在型腔空间冷却固化的树脂在开模后作为成型品而被取出。作为成型材料的树脂颗粒从料斗16供给到缸体11的后部。
另外,也可以代替料斗16而设置向缸体11定量供给树脂颗粒的材料供给装置(例如螺旋送料器)。
注射成型机10包括使配设在缸体11内的螺杆13旋转的计量用马达41。计量用马达41可以是伺服马达。计量用马达41的旋转经由传送带及带轮等连结构件42传递到注射轴43,从而螺杆13旋转。此时,螺杆13的螺旋翼片(螺纹峰)移动,供给到螺杆13的螺纹槽内的树脂向前方传送。
注射成型机10包括使螺杆13在轴向上移动的注射用马达51。注射用马达51可以是伺服马达。注射用马达51的旋转传递到滚珠丝杠轴52。通过滚珠丝杠轴52的旋转来前进后退的滚珠丝杠螺母53固定在压盘54上。压盘54能够沿着固定于基架(未图示)的导向杆55、56移动。压盘54的前进后退运动经由轴承57、树脂压力检测器(例如测压元件)58、注射轴43传递到螺杆13,从而螺杆13前进后退。螺杆13的进退量由安装在压盘54上的位置检测器59检测。
注射成型机10的动作由控制器60控制。控制器60由CPU及存储器等构成,通过CPU实施存储器等中所存储的程序,由此实现各种功能。控制器60例如包括控制计量工序的计量处理部61、控制填充工序的填充处理部62。
接着,说明注射成型机10的动作。
在计量工序中,计量处理部61旋转驱动计量用马达41,使螺杆13旋转。此时,螺杆13的螺旋翼片(螺纹峰)移动,供给到螺杆13的螺纹槽内的树脂颗粒向前方传送。树脂一边在缸体11内向前方移动,一边通过来自缸体11的热等而被加热,在缸体11的顶端部成为完全熔融的状态。并且,随着熔融树脂蓄积在螺杆13的前方,螺杆13后退。若螺杆13后退预定距离,在螺杆13的前方蓄积预定量的树脂,则计量处理部61停止计量用马达41的旋转,停止螺杆13的旋转。
在填充工序中,填充处理部62旋转驱动注射用马达51,使螺杆13前进,向合模状态的模具装置内的型腔空间压入熔融树脂。螺杆13推压熔融树脂的力由树脂压力检测器58作为反力而被检测出来。即,检测出施加在螺杆13上的树脂压力(树脂的射出压)。在型腔空间内,树脂通过冷却而收缩,因此补充热收缩量的树脂,从而在保压工序中,施加在螺杆13上的树脂压力(树脂的射出压)保持预定的压力。
图2是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的主要部分的图。
注射成型机10包括缸体11、在缸体11内传送树脂的螺杆13、对缸体11进行加热的多个加热源H1~H4、对缸体11的后部进行冷却的冷却装置30。
螺杆13被配设成在缸体11内旋转自如且在轴向上移动自如。螺杆13一体地具有螺杆旋转轴14和螺旋状地设置于螺杆旋转轴14的周围的螺旋翼片15。若螺杆13旋转,则螺杆13的螺旋翼片15移动,供给到螺杆13的螺纹槽内的树脂颗粒向前方传送。
例如如图2所示,螺杆13沿着轴向从后方(料斗16侧)到前方(喷嘴12侧)区分为供给部13a、压缩部13b及计量部13c。供给部13a是接收树脂并向前方传送的部分。压缩部13b是压缩并熔融所供给的树脂的部分。计量部13c是按一定量分别计量熔融的树脂的部分。螺杆13的螺纹槽的深度设置成,在供给部13a深,在计量部13c浅,在压缩部13b越靠向前方越浅。另外,螺杆13的结构没有特别限定。例如螺杆13的螺纹槽的深度也可以是一定的。此外,也可以将螺杆压缩比设为一定。螺杆压缩比是指螺纹槽的容积比,由螺纹槽的深度、螺旋翼片间距、螺旋翼片宽度等决定。
作为加热源H1~H4,例如使用从外侧对缸体11加热的加热器。加热器设置成包围缸体11的外周。
多个加热源H1~H4沿着缸体11的轴向排列,将缸体11在轴向上分为多个区段(在图3中为4个区段Z1~Z4)来分别进行加热。多个加热源H1~H4被控制器60反馈控制,以使各区段Z1~Z4的温度成为设定温度。各区段Z1~Z4的温度由温度传感器S1~S4来测定。另外,在喷嘴12上也可以设置加热源。
冷却装置30与多个加热源H1~H4相比设置于后方。冷却装置30对缸体11的后部进行冷却,将缸体后部的温度保持在树脂颗粒的表面不熔融的温度,以防止在缸体11的后部及料斗16内产生树脂颗粒的桥接(块化)。冷却装置30具有水、空气等制冷剂的流路31。
图3是表示设定温度为低温时成型时的加热能量Emn与稳定时的加热能量Ein之差ΔEn(ΔEn=Emn-Ein)的一例的图。在图3中,斜线表示将区段Z3的设定温度提高10℃、将区段Z4的设定温度提高20℃时的变化。Emn、Ein、ΔEn的号码n表示设置加热源Hn的区段Zn的号码n。区段Zn的号码n(在图3中n=1、2、3、4)越大,区段Zn的位置越远离冷却装置30。在此,“稳定时”是指,在螺杆停止状态下将缸体11的温度维持在设定温度时。
成型时的加热能量Emn是指,在预定时间(例如1次成型或1次计量工序等)的期间,加热源Hn向区段Zn供给的能量(J)。成型时的加热能量Emn在加热源Hn为加热器的情况下等价于加热器在上述预定时间的期间所消耗的电力量。电力量由与加热源Hn连接的电力量计Pn测定。
在成型时,通过螺杆13的动作,在树脂上产生剪切热。树脂的剪切热主要在螺杆13一边旋转一边后退的计量工序中产生。若树脂的剪切热量多到某一程度,则热从树脂移动到缸体11。此外,在成型时,从料斗16向缸体11依次供给新的树脂颗粒,在缸体11与树脂之间进行热交换。
稳定时的加热能量Ein是指,在与上述预定时间相同时间的期间,加热源Hn向区段Zn供给的热能(J)。稳定时的加热能量Ein可以在刚要开始成型之前由电力量计Pn来测定。在刚要开始成型之前,缸体11的温度在设定温度下稳定化。另外,稳定时的加热能量Ein也可以通过模拟等计算出来。
在稳定时,由于螺杆13停止,因此在树脂上不产生剪切热。此外,在稳定时,由于不从料斗16向缸体11供给新的树脂颗粒,因此即使在缸体11内残留有树脂,也几乎没有在成型时所进行的缸体11与树脂之间的热交换。
控制器60包括监视部63,该监视部63按各加热源Hn分别监视成型时的加热能量Emn与稳定时的加热能量Ein之差ΔEn(ΔEn=Emn-Ein)。在差ΔEn为正的情况下,用于将区段Zn的温度保持为设定温度的加热源Hn的热量增加,加热源Hn的热经由缸体11向树脂移动。因此,差ΔEn为正表示在区段Zn缸体11的热向树脂移动。而在差ΔEn为负的情况下,用于将区段Zn的温度保持为设定温度的加热源Hn的热量减少,树脂的热向区段Zn流入。因此,差ΔEn为负表示在区段Zn树脂的热向缸体11移动。树脂的剪切热量越大,差ΔEn越小。这样,根据差ΔEn得知成型时在树脂中产生的定性的剪切热量、成型时缸体11与树脂之间的热的移动方向及移动量,并得知缸体11内的树脂的状态。
如图3所示,若各区段Zn的设定温度均为低的温度,则螺杆动作时树脂被强有力地剪断,树脂中产生的剪切热量增加。树脂中产生的剪切热量与加热源的加热量不同,是难以控制的。
因此,监视部63可以根据监视结果,调整通过加热源Hn加热的区段Zn的设定温度。监视部63在至少1个加热源Hn处的差ΔEn低于下限值ΔEminn的情况下(ΔEn<ΔEminn),提高至少1个区段Hn的设定温度。将设定温度提高什么程度,可以根据差ΔEn比下限值ΔEminn低什么程度来决定。
例如,如图3中用斜线所表示的那样,监视部63提高差ΔEn低于下限值ΔEminn的区段(图3的情况下为区段Z3、Z4)的设定温度。加热源H3、H4的输出提高,区段Z3、Z4处的树脂的温度提高,熔融的树脂的粘度下降,因此能够降低树脂中所产生的剪切热,能够提高缸体温度的稳定性。
另外,监视部63也可以提高与差ΔEn低于下限值ΔEminn的区段Z3、Z4相比更接近冷却装置30的区段Z1、Z2的设定温度。在缸体11内向前方移动的树脂在到达区段Z3之前被充分加热,能够减少树脂中产生的剪切热量。在难以变更区段Z3、Z4的设定温度的情况下,特别有效。
另外,下限值ΔEminn在图3中对多个加热源Hn设定为相同的值,但也可以按各加热源Hn设定为不同的值。
图4是表示设定温度为高温时成型时的加热能量Emn与稳定时的加热能量Ein之差ΔEn的一例的图。在图4中,斜线表示将区段Z1的设定温度降低20℃、将区段Z2的设定温度降低10℃时的状态。
如图4所示,若各区段Zn的设定温度均为高的温度,加热源Hn的加热量多,树脂的剪切热量少,则在所有区段,热从缸体11向树脂移动。越是接近冷却装置30的区段,其移动量越多。若从缸体11到树脂的热的移动量过多,则存在加热源Hn的输出达到额定输出或接近额定输出的情况。
因此,监视部63在至少1个加热源Hn处的差ΔEn超过上限值ΔEmaxn的情况下(ΔEn>ΔEmaxn),调整至少1个区段Hn的设定温度。调整量可以根据差ΔEn超过上限值ΔEmaxn什么程度来决定。
例如,如图4中用斜线所表示的那样,监视部63降低差ΔEn超过上限值ΔEmaxn的区段Zn(图4的情况下为区段Z1、Z2)的设定温度。加热源H1、H2应向缸体11提供的热量减少,加热源H1、H2的输出充分低于额定输出,缸体11的温度在设定温度下安定化。
另外,监视部63也可以提高差ΔEn为上限值ΔEmaxn以下的区段Zn(图4的情况下为区段Z3、Z4)的设定温度,提高加热源H3、H4的输出。在相邻的区段之间存在热的交换,因此能够通过提高有富余的加热源H3、H4的输出,来降低没有富余的加热源H1、H2的输出。
另外,上限值ΔEmaxn在图4中对多个加热源Hn设定为相同的值,但也可以按各加热源Hn设定为不同的值。
以上,通过实施方式说明了注射成型机,但本发明不限制于上述实施方式,可以在技术方案中所记载的范围内进行各种变形、改良。
例如,上述实施方式的加热源H1~H4是从外侧对缸体11加热的加热器,但也可以是例如感应加热缸体11的感应加热线圈,加热源的种类没有特别限定。
此外,上述实施方式的注射成型机是螺杆同轴(Screw in-line)方式,但也可以是螺杆预塑方式。在螺杆预塑方式中,向注射用缸体供给在增塑化用缸体内熔融的树脂,从注射用缸体向模具装置内射出熔融树脂。在螺杆预塑方式中,通过加热源加热的缸体是增塑化用缸体,在增塑化用缸体内配设螺杆。
Claims (5)
1.一种注射成型机,包括:
缸体,成型材料被供给到该缸体;
螺杆,被配设成在上述缸体内旋转自如且在轴向上移动自如;
至少1个加热源,对上述缸体进行加热;以及
监视部,按各加热源分别监视成型时的加热源的加热能量Em与稳定时的加热源的加热能量Ei之差ΔE,ΔE=Em-Ei。
2.根据权利要求1所述的注射成型机,其中,
上述监视部根据监视结果,调整上述缸体的通过各加热源加热的区段的设定温度。
3.根据权利要求2所述的注射成型机,其中,
沿着上述缸体的轴向,排列有多个对上述缸体进行加热的加热源,
上述监视部根据一个加热源处的差ΔE,调整通过其他加热源加热的区段的设定温度。
4.根据权利要求2或3所述的注射成型机,其中,
在至少1个加热源处的差ΔE低于下限值ΔEmin的情况下,即在ΔE<ΔEmin的情况下,上述监视部提高至少1个区段的设定温度。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的注射成型机,其中,
在至少1个加热源处的差ΔE超过上限值ΔEmax的情况下,即在ΔE>ΔEmax的情况下,上述监视部调整至少1个区段的设定温度。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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