CN103831927B - 注射成型机、注射成型系统及原料计量装置 - Google Patents

Abstract

提供一种注射成型机、注射成型系统及原料计量装置，能够削减成型材料的浪费。注射成型机(20)具备向模具(11)内填充成型材料的注射装置(40)、对构成成型材料的多种原料进行计量的原料计量装置(50)、以及控制原料计量装置(50)的控制器(60)。控制器(60)监视注射装置(40)的工作状况，根据监视结果使原料计量装置(50)工作。

Description

注射成型机、注射成型系统及原料计量装置

技术领域

本发明涉及注射成型机、注射成型系统及原料计量装置。

背景技术

注射成型机向模具内填充液状的成型材料并使其固化，从而制作出成型品(例如参照专利文献1)。向模具内填充的成型材料是通过对多种原料进行计量来制作的。

专利文献1：日本特开2009-101529号公报

以往，在变更成型材料的制作条件(例如原料的种类及混合比等)时，预先制作的成型材料被浪费。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供能够削减成型材料的浪费的注射成型机。

为了解决上述问题，本发明的一个方式的注射成型机，具备：注射装置，向模具内填充成型材料；原料计量装置，对构成上述成型材料的多种原料进行计量；以及控制器，控制该原料计量装置，该控制器监视上述注射装置的工作状况，根据监视结果使上述原料计量装置工作。

发明效果：

根据本发明，能够得到能够削减成型材料的浪费的注射成型机。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的注射成型系统的图。

图2是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的图。

符号说明

10注射成型系统

11模具装置

12定模

13动模

20注射成型机

30合模装置

40注射装置

41缸体

43螺杆

44驱动装置

44a计量马达

44b注射马达

50原料计量装置

51第1原料计量部

51a原料计量料斗

51b原料计量缸

51c原料计量螺杆

51d原料计量马达

52第2原料计量部

52a原料计量料斗

52b原料计量缸

52c原料计量螺杆

52d原料计量马达

53合流部

60控制器

70取出设备

80粉碎设备

90输送设备

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。以下，将从缸体射出成型材料的方向设为前方，将与射出方向相反的方向设为后方来进行说明。

图1是表示本发明的一个实施方式的注射成型系统的图。在图1中，粗线表示输送设备90的输送线。此外，在图1中，虚线表示将从注射成型机20取出的成型品中除了产品以外的多余部投入到粉碎设备80时的取出设备70的状态。图2是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的图。

如图1所示，注射成型系统10具备制作成型品的注射成型机20、从注射成型机20取出成型品的取出设备70、粉碎通过取出设备70取出的成型品中除了产品以外的多余部来制作再生材料的粉碎设备80、以及向注射成型机20输送由粉碎设备80制作的再生材料的输送设备90。取出设备70将成型品分为产品和多余部来取出，将多余部送到粉碎设备80。取出设备70、粉碎设备80及输送设备90可以是在注射成型中所使用的一般的设备。

如图1所示，注射成型机20具备：合模装置30，进行模具装置11的闭模、合模及开模；注射装置40，向模具装置11内填充成型材料；以及原料计量装置50，对构成成型材料的多种原料进行计量。

合模装置30具备安装有定模12的固定压板32和安装有动模13的可动压板33。合模装置30使可动压板33相对于固定压板32前后移动，使动模13与定模12接触分离，从而进行闭模、合模及开模。由定模12及动模13构成模具装置11。模开闭方向可以是水平方向。合模装置30可以是使用电动马达及肘节机构的肘节式、使用流体压缸的直压式、使用线性马达及电磁铁的电磁式中的任一种，其方式没有特别限定。

如图1所示，注射装置40是向模具装置11内填充液状的成型材料(例如树脂)的装置。从注射装置40射出的成型材料通过浇道14及浇口15等模具流路流入型腔空间16，在型腔空间16成型为产品。在模具装置11内成型的成型品中在模具流路中所固化的部分不成为产品。

如图2所示，注射装置40具备对成型材料加热的缸体41、设置在缸体41的前端的注射喷嘴42、被配设成在缸体41内旋转自如且进退自如的螺杆43、以及配设在缸体41的后方的驱动装置44。驱动装置44包括使螺杆43旋转的计量马达44a、及使螺杆43进退的注射马达44b。

缸体41对成型材料加热而使其熔融。在缸体41的外周设置有作为加热源的加热器H1～H3。在缸体41的后部形成有成型材料供给口45。

螺杆43由螺杆主体46和比该螺杆主体46靠前方配设的注射部49构成。

螺杆主体46具有螺旋翼片部47和装卸自如地配设在螺旋翼片部47的前端的压力部件48。螺旋翼片部47包括棒状的主体部47a和在该主体部47a的外周面上突出形成的螺旋状的螺旋翼片47b，沿着该螺旋翼片47b形成有螺旋状的槽47c。从螺旋翼片部47的后端到前端，槽47c的深度可以一定，螺杆压缩比可以一定。

另外，也可以不配设压力部件48，而在螺杆主体46的整体上形成螺旋翼片部47，螺杆主体46从后端到前端也可以被划分为供给树脂的供给部、压缩所供给的树脂并使其熔融的压缩部、以及按一定量分别计量所熔融的树脂的计量部。此时，形成在螺杆主体46上的螺旋状的槽的深度在供给部深，在计量部浅，在压缩部越靠向前方而越浅。

注射部49由在顶端具备圆锥形的部位的头部49a、与该头部49a的后方相邻地形成的杆部49b、配设在该杆部49b的周围的止回环49c、及安装在压力部件48的前端的密封环49d构成。

伴随着螺杆43的后退，若止回环49c相对于杆部49b向前方移动而从密封环49d离开，则成型材料向螺杆43的前方流入。此外，伴随着螺杆43的前进，若止回环49c相对于杆部49b向后方移动而与密封环49d抵接，则防止成型材料的逆流。

原料计量装置50对构成向模具装置11内填充的成型材料的多种原料进行计量。例如如图2所示，原料计量装置50具有对作为第1原料的原始材料进行计量的第1原料计量部51、对作为第2原料的再生材料进行计量的第2原料计量部52、以及通过第1原料计量部51计量的原始材料及通过第2原料计量部52计量的再生材料合流的合流部53。原始材料不同于再生材料，没有填充到模具装置11内的经历，例如由造粒机等制作。

第1原料计量部51包括容纳原始材料的原料计量料斗51a、从原料计量料斗51a的下端沿着水平方向延伸的原料计量缸51b、在原料计量缸51b内配设成旋转自如的原料计量螺杆51c、以及使原料计量螺杆51c旋转的原料计量马达51d。若驱动原料计量马达51d而使原料计量螺杆51c旋转，则原始材料沿着原料计量螺杆51c上所形成的螺旋状的槽前进，向筒状的合流部53内供给。原始材料的供给速度主要由原料计量螺杆51c的转速决定。第1原料计量部51通过在预定时间期间使原料计量螺杆51c以预定的转速旋转来计量原始材料。

第2原料计量部52包括容纳再生材料的原料计量料斗52a、从原料计量料斗52a的下端沿着水平方向延伸的原料计量缸52b、在原料计量缸52b内配设成旋转自如的原料计量螺杆52c、以及使原料计量螺杆52c旋转的原料计量马达52d。若驱动原料计量马达52d而使原料计量螺杆52c旋转，则再生材料沿着原料计量螺杆52c上所形成的螺旋状的槽前进，向筒状的合流部53内供给。再生材料的供给速度主要由原料计量螺杆52c的转速决定。第2原料计量部52通过在预定时间期间使原料计量螺杆52c以预定的转速旋转来计量再生材料。

另外，原料计量缸51b、52b不需要必须沿着水平方向延伸，例如也可以相对于水平方向倾斜地延伸，也可以使出口侧高于入口侧。此外，原料计量缸51b、52b也可以以不熔融的程度预热原料，在原料计量缸51b、52b的外周也可以设置作为预热源的加热器。

合流部53可以设置在缸体41的成型材料供给口45的上方。在合流部53上连接有第1原料计量部51及第2原料计量部52。通过第1原料计量部51计量的原始材料和通过第2原料计量部52计量的再生材料一边在合流部53内下落一边合流，制作出成型材料。所制作的成型材料不在合流部53内滞留地朝向成型材料供给口45下落，供给到缸体41内。在合流部53内，也可以设置有搅拌原始材料和再生材料的搅拌机。

另外，原料计量装置50可以计量多种原料，也可以计量树脂颗粒等主要材料和添加材料。作为添加材料，例如可以列举着色剂、发泡剂、润滑剂、抗氧化剂、增强剂等。作为增强剂，也可以使用玻璃纤维、碳纤维等。此外，原料计量装置50既可以计量3种以上的原料，也可以具有3个以上的原料计量部。

接着，说明注射成型机20的动作。注射成型机20的动作由控制器60控制。控制器60由CPU、ROM、RAM、硬盘等存储部、输入接口、输出接口、计时器及计数器等构成。控制器60通过使CPU执行ROM或存储部等中所存储的程序来实现各种功能。

注射成型机20将闭合模具装置11的闭模工序、紧固模具装置11的合模工序、向模具装置11内流入液状的成型材料的填充工序、对所流入的成型材料施加压力的保压工序、在保压工序之后在模具装置11内使成型材料固化的冷却工序、计量用于接下来的成型的成型材料的计量工序、打开模具装置11的开模工序、及从开模后的模具装置11排出成型品的排出工序作为1个循环，反复制造成型品。在合模工序中，进行填充工序、保压工序等。为了缩短成型循环，计量工序可以在冷却工序期间进行。

在计量工序中，驱动计量马达44a，使螺杆43以预定的转速旋转。成型材料沿着螺旋翼片部47上所形成的螺旋状的槽47c前进。接着，成型材料通过压力部件48与缸体41之间的树脂流路，在此期间混均之后，通过缸体41与杆部49b之间的树脂流路而前进，被输送到螺杆43的前方，蓄积于缸体41的前部。成型材料一边前进，一边被加热器H1～H3加热而熔融。此外，成型材料从螺杆主体46上的成型材料的压力上升开始位置到螺杆主体46的前端被逐渐加压。随着在螺杆43的前方蓄积液状的成型材料，螺杆43后退。

在计量工序中，驱动注射马达44b，对螺杆43施加背压，抑制螺杆43急剧后退。由此，成型材料的混均性提高，此外成型材料中的气体容易向后方逃逸。以使螺杆43的背压成为设定背压的方式向注射马达44b供给电流。

在使螺杆43后退的期间，控制器60通过未图示的位置传感器监视螺杆43的位置。若螺杆43后退到计量完成位置，在螺杆43的前方蓄积预定量的成型材料，则计量马达44a的驱动被停止，螺杆43的旋转被停止，计量工序完成。

在填充工序中，驱动注射马达44b，使螺杆43前进，向合模状态的模具装置11内填充成型材料。填充到模具装置11内的液状的成型材料通过冷却而收缩，因此为了补充收缩量的成型材料，在保压工序中，以使成型材料的填充压成为设定压的方式，向注射马达44b供给电流。

本实施方式的控制器60监视注射装置40的工作状况，根据监视结果使原料计量装置50工作。能够将向注射装置40供给的成型材料的存货(Stock)减少到最小限，能够削减因成型材料的制作条件变更等引起的多余的成型材料。

注射装置40的工作状况能够通过与控制器60连接的各种传感器等检测。例如，注射装置40的工作状况能够通过检测动模13的位置的位置传感器、检测螺杆43的位置的位置传感器等、用于注射成型机20的序列控制的传感器检测。此外，注射装置40的工作状况还能够通过检测注射成型机20的门的开闭的门传感器、检测注射成型机20的异常的传感器来检测。在注射成型机20的门打开时、检测到注射成型机20的异常时，注射成型被强制性地停止，注射装置40停止工作。

在注射装置40停止工作的期间，不新生产成型品，因此也不新生产再生材料。

因此，控制器60检测注射成型的停止，在检测到注射装置40停止工作的情况下，禁止计量原始材料及再生材料的原料计量装置50的工作。在不新生产再生材料的情况下，再生材料的计量被中止。由此，原料计量料斗52a内的再生材料的量被保持在预定范围内，原料计量缸52b内的再生材料的密度被保持在预定范围内。因此，再生材料向合流部53的供给速度稳定，成型材料中所占的再生材料的比例稳定，成型品的品质稳定。控制器60检测注射成型的重启，在检测到注射装置40重启工作的情况下，容许原料计量装置50的工作。

此外，控制器60可以在计量工序中使原料计量装置50工作。从原料计量装置50供给到缸体41内的成型材料不在成型材料供给口45滞留地通过螺杆43立即向前方输送。因此，成型材料不会稠密地填充到在螺旋翼片部47上所形成的螺旋状的槽47c内，槽47c内的成型材料的状态成为稀疏的状态(饥饿状态)。因此，成型材料沿着槽47c前进时生成的剪切热减少，容易将缸体41内的成型材料的温度控制为所希望的温度。

例如，控制器60在计量工序中使各原料计量螺杆51c、52c以预定的转速旋转。多个原料计量螺杆51c、52c的转速被设定为多种原料的混合比成为预定值。

各原料计量螺杆51c、52c的转速越大，成型材料向螺杆43上所形成的槽47c内的供给速度越快。另一方面，螺杆43的转速越大，成型材料在螺杆43上所形成的槽47c内的前进速度越快。因此，根据螺杆43的转速与各原料计量螺杆51c、52c的转速之比，螺杆43上所形成的槽47c内的成型材料的密度发生变化。若槽47c内的成型材料的密度发生变化，则槽47c内的成型材料的压力上升开始位置发生变化。若压力上升开始位置从压力部件48向后方位于预定范围内的距离处，则成型材料的熔融状态稳定，成型品的重量稳定。

因此，控制器60为了使成型品的重量稳定化，可以根据螺杆43的转速来设定各原料计量螺杆51c、52c的转速。例如，控制器60将各原料计量螺杆51c、52c的转速设定为，与螺杆43的转速之比成为预定值。

此外，控制器60可以使各原料计量螺杆51c、52c与螺杆43同步地旋转。即，控制器60可以与螺杆43的旋转开始同时开始各原料计量螺杆51c、52c的旋转，与螺杆43的旋转结束同时结束各原料计量螺杆51c、52c的旋转。能够在每1个循环分别按1注入量制作出成型材料，成型材料的浪费少。尤其，在本实施方式中，在制作成型材料之后立即向缸体41内供给，因此没有成型材料的浪费。

在此，螺杆43的旋转与各原料计量螺杆51c、52c的旋转只要大致同时进行即可，可以不完全同时。例如，可以比螺杆43的旋转开始稍早开始各原料计量螺杆51c、52c的旋转。这是因为，从各原料计量螺杆51c、52c的旋转开始至成型材料供给到缸体41内为止存在微小的时间差。基于同样的原因，可以比螺杆43的旋转结束稍早结束各原料计量螺杆51c、52c的旋转。

此外，多个原料计量螺杆51c、52c的旋转只要大致同时进行即可，可以不完全同时。例如，如图2所示，在第1原料计量部51及第2原料计量部52上下排列的情况下，可以比下侧的原料计量螺杆52c的旋转开始稍早开始上侧的原料计量螺杆51c的旋转。这是因为，从上侧的原料计量缸51b供给到合流部53内的原始材料下落至与下侧的原料计量缸52b相同高度位置为止存在微小的时间差。基于同样的原因，可以比下侧的原料计量螺杆52c的旋转结束稍早结束上侧的原料计量螺杆51c的旋转。

以上，说明了注射成型系统等的实施方式，但本发明不限制于上述实施方式，可以在技术方案所记载的要旨的范围内进行各种变形、改良。

例如，上述实施方式的注射成型机20是模开闭方向为水平的卧式，但也可以是模开闭方向为铅垂的立式。

此外，上述实施方式的注射装置40为同轴螺杆方式，但也可以是螺杆预塑方式。在螺杆预塑方式中，向缸体供给在塑化缸内熔融的树脂，并从缸体向模具装置内射出熔融树脂。在螺杆预塑方式中，在塑化缸内配设螺杆。

此外，上述实施方式的原料计量装置50被设为注射成型机20的一部分，但也可以设置成注射成型机20的外部装置。此时，原料计量装置50的控制器可以与注射成型机20的控制器分别设置，从注射成型机20的控制器取得与注射装置40的工作状况相关的信息。

此外，上述实施方式的原料计量装置50在每1个周期分别按1注入量制作成型材料，但本发明不限定于此。例如，原料计量装置50也可以按多个循环分别按多个注入量制作成型材料。

此外，上述实施方式的原料计量装置50在制作成型材料之后立即向缸体41内供给所制作的成型材料，但是由原料计量装置50制作的成型材料也可以暂时容纳在罐等中，并由输送设备从罐供给到缸体41内。

此外，上述实施方式的原料计量装置50使由多个原料计量部分别计量的原料合流，但也可以不合流而供给到缸体41内。通过螺杆43的旋转，多个原料在缸体41内混合。

此外，在上述实施方式的计量工序中，螺杆41的转速及各原料计量螺杆51c、52c的转速一定，但也可以根据从计量工序开始起的经过时间、螺杆41的位置而变更。

此外，上述实施方式的模具装置11是在浇口15等模具流路中使成型材料固化的冷浇注方式，但也可以是对模具流路加热的热浇注方式。在热浇注方式的模具装置中，不产生产品以外的多余部。

此外，上述实施方式的粉碎设备90粉碎在模具装置11内成型的成型品中在模具流路中固化的部分来制作再生材料，但可以粉碎不良产品来制作再生材料。

此外，取出设备70和粉碎设备80的配置不限于图1的配置。在图1中，取出设备70和粉碎设备80排列在模开闭方向上，但也可以排列在与模开闭方向垂直的方向(纸面垂直方向)上。

Claims (7)

1.一种注射成型机，具备：

注射装置，向模具内填充成型材料；

原料计量装置，对构成上述成型材料的多种原料进行计量；以及

控制器，控制该原料计量装置，

该控制器监视上述注射装置的工作状况，根据监视结果使上述原料计量装置工作，

上述原料计量装置具有对多种原料分别进行计量的多个原料计量部，

上述各原料计量部包括被供给原料的原料计量缸、以及被配设成在该原料计量缸内旋转自如的原料计量螺杆，

上述注射装置具有：缸体，对上述成型材料加热；和螺杆，被配设成在该缸体内旋转自如且进退自如，

上述控制器根据上述螺杆的转速，将上述各原料计量螺杆的转速设定为，与上述螺杆的转速之比成为预定值。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

上述原料计量装置具有将通过上述各原料计量部计量后的原料合流的合流部。

3.根据权利要求2所述的注射成型机，其中，

上述合流部被设置在上述缸体上所形成的成型材料供给口的上方。

4.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

上述螺杆和上述各原料计量螺杆被同时驱动。

5.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

上述控制器与上述螺杆开始旋转大致同时开始上述各原料计量螺杆的旋转，与上述螺杆旋转结束大致同时结束上述各原料计量螺杆的旋转。

6.一种注射成型系统，具备：

权利要求1所述的注射成型机；和

粉碎设备，粉碎在上述模具内成型的成型品中的多余部，

上述原料计量装置对原始材料及通过上述粉碎设备粉碎上述多余部而制作的再生材料进行计量。

7.一种原料计量装置，对构成向模具内填充的成型材料的多种原料进行计量，在该原料计量装置中，具备：

多个原料计量部，对多种原料分别进行计量；和

控制器，控制该多个原料计量部，

该控制器监视向上述模具内填充成型材料的注射装置的工作状况，根据监视结果使上述各原料计量部工作，

上述各原料计量部包括被供给原料的原料计量缸、以及被配设成在该原料计量缸内旋转自如的原料计量螺杆，

上述控制器根据被配设成在对上述成型材料加热的缸体内旋转自如且进退自如的螺杆的转速，将上述各原料计量螺杆的转速设定为，与上述螺杆的转速之比成为预定值。