CN104070653B - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

提供一种注射成型机，能够充分发挥模具装置的性能。注射成型机(10)具备控制器(50)，该控制器(50)根据对模具(30)设定的区域的温度实际值与温度设定值之间的温度偏差，来控制配设在该区域的加热源的输出。控制器(50)在区域的升温的途中，使区域的温度设定值改变。

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

注射成型机为，经由形成在模具装置上的浇道等向型腔空间中填充熔融状态的成型材料来进行成型(例如参照专利文献1)。热浇道式的模具装置具有对浇道等进行加热的加热源，将浇道等中的成型材料保持为熔融状态。仅型腔空间的成型材料固化并作为成型品被取出，因此能够削减成型材料的浪费。

专利文献1：日本特开2004-230751号公报

以往，对模具装置设定的区域的温度设定值在升温开始的同时被设定为最终目标值(升温结束时的值)，有时模具装置的性能未被充分地发挥。

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充分发挥模具装置的性能的注射成型机。

为了解决上述课题，根据本发明的一个方式，提供一种注射成型机，具备控制器，该控制器根据对模具设定的区域的温度实际值与温度设定值之间的温度偏差，来控制配设在该区域的加热源的输出，该控制器在上述区域的升温的途中，使上述区域的温度设定值改变。

发明的效果

根据本发明的一个方式，能够提供一种能够充分发挥模具装置的性能的注射成型机。

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图。

图2是表示本发明一个实施方式的模具装置的一部分的截面图。

图3是表示本发明一个实施方式的模具装置的温度控制的第1例的图。

图4是表示本发明一个实施方式的模具装置的温度控制的第2例的图。

图5是表示本发明一个实施方式的模具装置的温度控制的第3例的图。

符号的说明

10 注射成型机

20 合模装置

22 固定压板

23 可动压板

30 模具装置

32 定模

33 动模

34 浇道

35 分流板

36 喷嘴浇道

37 浇口前端

38 型腔空间

40 注射装置

50 控制器

H1 第1加热源

H2 第2加热源

Z1 第1区域

Z2 第2区域

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，在各图中，对于相同或对应的结构赋予相同或对应的符号而省略说明。

图1是表示本发明一个实施方式的注射成型机的图。如图1所示，注射成型机10具备合模装置20、注射装置40及控制器50(参照图2)。

合模装置20例如由固定压板22、可动压板23、后压板24、连接杆25、肘节机构27及合模马达29等构成。在合模装置20的说明中，将闭模工序中的可动压板23的移动方向(图1中的右方)设为前方，将开模工序中的可动压板23的移动方向(图1中的左方)设为后方来进行说明。

固定压板22可以固定于框架11。在固定压板22的模具安装面上安装有定模32。

可动压板23相对于框架11移动自如。框架11上所铺设的多根(例如2根)引导件17对可动压板23的移动进行引导。在可动压板23的模具安装面上安装有动模33。通过定模32及动模33来构成模具装置30。

后压板24配设在可动压板23的后方，经由多根连接杆25与固定压板22连结。为了允许合模时的连接杆25的伸长，后压板24能够移动地载放于框架11。

另外，在本实施方式中，固定压板22固定于框架11、后压板24载放于框架11，但也可以为，固定压板22载放于框架11、后压板24固定于框架11。

肘节机构27配设在可动压板23与后压板24之间。肘节机构27例如由相对于框架11进退自如的十字头27a以及将向十字头27a输入的推进力向可动压板23传递的多个联杆构成。

合模马达29包括作为将旋转运动转换为直线运动的运动转换部的滚珠丝杠机构，通过使驱动轴28进退，由此使十字头27a进退，使肘节机构27工作。可动压板23进退，而进行闭模、合模及开模。

注射装置40向合模状态的动模33与定模32之间所形成的型腔空间填充熔融状态的成型材料(例如熔融树脂)。填充的成型材料固化而得到成型品。

注射装置40包括加热缸41以及螺杆42等。在注射装置40的说明中，将填充工序中的螺杆42的移动方向(图1中的左方)设为前方，将计量工序中的螺杆42的移动方向(图1中的右方)设为后方来进行说明。

加热缸41通过加热器等加热，对加热缸41内的成型材料进行加热。在加热缸41的后部，设置有作为向加热缸41内供给成型材料(例如树脂颗粒)的成型材料供给部的料斗46。

螺杆42在加热缸41内被配设成旋转自如且进退自如。供给到加热缸41内的成型材料，随着螺杆42的旋转而沿着螺杆42上所形成的螺旋状的槽42a向前方输送。

加热缸41使在加热缸41内前进的成型材料逐渐熔融。随着熔融的成型材料被向螺杆42的前方输送、并蓄积在加热缸41的前部，而螺杆42后退。

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的动作通过由微型计算机等构成的控制器50(参照图2)来控制。控制器50由CPU51、保存控制程序等的ROM52、保存运算结果等的可读写的RAM53、硬盘等存储部54、输入接口、输出接口、计时器及计数器等构成。控制器50通过使CPU51执行ROM52或存储部54等所存储的程序来实现各种功能。

在闭模工序中，驱动合模马达29，而使十字头27a前进，使肘节机构27工作。可动压板23前进，而动模33与定模32接触，闭模完成。在闭模完成之后，接着开始合模工序。

在合模工序中，产生对合模马达29的推进力乘以肘节倍率的合模力。在合模状态的定模32与动模33之间形成型腔空间。在合模工序中，进行填充工序、保压工序及冷却工序。

在填充工序中，使螺杆42以设定速度前进，使螺杆42前方所蓄积的成型材料向模具装置内填充。螺杆42的设定速度既可以一定，也可以根据螺杆位置或经过时间而变更。当螺杆42前进到规定位置(所谓V/P切换位置)时，开始保压工序。另外，也可以为，当从填充工序开始起的经过时间达到规定时间时，开始保压工序。

在保压工序中，将螺杆42以设定压力向前方推压，补充由型腔空间中的成型材料的冷却所导致的体积收缩量的成型材料。螺杆42的设定压力既可以一定，也可以根据经过时间等而变更。型腔空间的入口(所谓的浇口)被密封，防止成型材料从型腔空间逆流，之后开始冷却工序。

在冷却工序中，使型腔空间内的成型材料固化。在冷却工序的期间，可以进行对用于下一个成型品的成型材料进行计量的计量工序。

在计量工序中，使螺杆42旋转，将供给到螺杆42上所形成的螺旋状的槽42a内的成型材料向前方输送。加热缸41使在加热缸41内前进的成型材料逐渐熔融。随着熔融的成型材料被向螺杆42的前方输送、并蓄积在加热缸41的前部，而螺杆42后退。

在计量工序中，为了限制螺杆42急剧后退，可以对螺杆42施加规定的背压。当螺杆42后退到规定位置、在螺杆42的前方蓄积规定量的成型材料时，计量工序结束。

在冷却工序之后进行开模工序。在开模工序中，驱动合模马达29，使十字头27a后退，使肘节机构27工作。可动压板23相对于框架11后退，而进行开模。在开模完成之后，从动模33中顶出成型品。

另外，本实施方式的合模装置20使用肘节机构27来产生合模力，但也可以不使用肘节机构27，而将由合模马达29产生的推进力直接作为合模力传递到可动压板23。此外，合模装置也可以将由流体压力缸产生的推进力直接作为合模力传递到可动压板23。此外，合模装置也可以通过线性马达来进行开闭模，通过电磁铁来进行合模。

图2是表示本发明一个实施方式的模具装置的一部分的截面图。定模32具有形成浇道34的分流板(Manifold)35及形成喷嘴浇道36的浇口前端(Gate tip)37等。成型材料通过浇道34及喷嘴浇道36等而填充到型腔空间38中。

定模32是热浇道式的模具，沿着成型材料的流路具有第1加热源H1、第2加热源H2等。第1加热源H1是设置在浇道34附近的分流板加热器。第2加热源H2是设置在喷嘴浇道36附近的前端加热器。

在定模32中，与多个加热源相对应而设定有多个区域(第1区域Z1、第2区域Z2)。各区域的温度实际值由对应的温度传感器(第1温度传感器S1、第2温度传感器S2)来测定。

另外，在本实施方式的定模32中，沿着成型材料的流路设定有2个区域，但也可以设定有3个以上的区域。此外，温度传感器的数量与加热源的数量也可以不同。各区域的温度实际值能够根据多个温度传感器的测定结果来计算。

控制器50根据一个区域(例如第1区域Z1)的温度实际值与温度设定值的温度偏差，来控制配设在该一个区域的加热源(例如第1加热源H1)的输出。例如，控制器50根据温度偏差来进行运算(例如PID运算)，以温度偏差成为大致零的方式决定加热源的通电时间(规定周期中的通电时间的比例)。

然而，在注射成型机10的成型动作在夜间等被暂时停止的情况下，为了防止残留在模具装置30内的成型材料的热劣化，而模具装置30以比成型时的温度低的温度被保温。在重新开始注射成型机10的成型动作之前，模具装置30被升温到与成型时的温度相同的温度。由于模具装置30从比室温高的保温温度升温到成型温度，因此等待时间较短。

控制器50在使各区域从保温温度向成型温度升温的途中，使各区域的温度设定值改变。由此，能够充分发挥模具装置30的性能，其详细情况将后述。

另外，本实施方式的控制器50在使各区域从保温温度向成型温度升温的途中使各区域的温度设定值改变，但升温开始温度、升温结束温度可以多种多样。例如，升温开始温度也可以是室温。

控制器50是在升温的途中使温度设定值改变、还是如以往那样从升温开始起到升温结束为止将温度设定值按照最终目标值来保持一定，可以根据用户对输入部55的输入操作而按照每个区域来选择。

控制器50可以使显示部56显示各区域的温度实际值及温度设定值的时间变化、以及配设在各区域的加热源的输出。另外，在本实施方式中，输入部55和显示部56被相独立地设置，但输入部55和显示部56也可以成为一体，例如由触摸面板构成。

图3是表示本发明一个实施方式的模具装置的温度控制的第1例的图。图3中，实线表示第1区域Z1的温度设定值的时间变化，虚线表示第1区域Z1的温度实际值的时间变化，点划线表示第1加热源H1的输出值的时间变化。另外，第2区域Z2的温度设定值及温度实际值的时间变化、以及第2加热源H2的输出值的时间变化与图3同样，因此省略说明。

控制器50在时刻t0使第1区域Z1的温度设定值以设定速度开始上升。配设在第1区域Z1的第1加热源H1的输出缓慢增加，附着在第1加热源H1上的水分缓慢蒸发。由此，能够抑制由水分的蒸发导致的第1加热源H1的断开。

控制器50在时刻t1、在规定的条件成立的情况下，切换第1区域Z1的温度设定值的上升速度。能够在配设在第1区域Z1的第1加热源H1充分干燥之后，使第1区域Z1的升温速度加速，能够缩短等待时间。

规定的条件例如可以是(1)第1区域Z1的温度实际值达到切换温度、(2)从第1区域Z1的升温开始起的经过时间达到切换时间的任一个。此外，规定的条件也可以是(3)第1区域Z1的温度实际值及第2区域Z2的温度实际值达到各自的切换温度、或(4)从第1区域Z1的升温开始起的经过时间及从第2区域Z2的升温开始起的经过时间达到各自的切换时间。

例如，控制器50在上述规定的条件成立的情况下，使第1区域Z1的温度设定值的上升速度加速，使第1区域Z1的温度设定值以设定速度上升。另外，对第1区域Z1的温度设定值的上升速度进行切换的次数也可以为2次以上，对第1区域Z1的温度设定值的上升速度进行切换的条件也可以设定有多个。

另外，控制器50也可以在上述规定的条件成立的时刻，将第1区域Z1的温度设定值设定为最终目标值(例如成型时的值)。在该情况下，第1区域Z1的温度设定值的上升速度也被加速，能够进一步缩短等待时间。

图4是表示本发明一个实施方式的模具装置的温度控制的第2例的图。图4中，实线表示第1区域Z1的温度设定值的时间变化，虚线表示第1区域Z1的温度实际值的时间变化，点划线表示第2区域Z2的温度设定值的时间变化，双点划线表示第2区域Z2的温度实际值的时间变化。

控制器50在时刻t0使第1区域Z1的温度设定值及第2区域Z2的温度设定值以各自的设定速度开始上升。第1区域Z1的温度实际值及第2区域Z2的温度实际值分别开始缓慢上升。

控制器50对温度实际值最低的基准的区域(第2区域Z2)与其他区域(第1区域Z1)之间的温度实际值的差ΔT(>0)进行监视，并根据监视结果来个别地设定多个区域的温度设定值。

例如，控制器50为，当在时刻t2、差ΔT(>0)超过第1阈值ΔT1时，控制器50将温度实际值较高的区域(第1区域Z1)的温度设定值以时刻t2的值保持一段时间。在此期间，控制器50使基准的区域(第2区域Z2)的温度设定值以设定速度继续上升。结果，当在时刻t3、差ΔT成为第2阈值ΔT2(ΔT2≤ΔT1)以下时，控制器50使多个区域(第1区域Z1及第2区域Z2)的温度设定值上升。各区域的温度实际值上升。

如此，控制器50在使多个区域升温的情况下，对温度实际值最低的基准的区域与其他区域之间的温度实际值的差进行监视，并根据监视结果来个别地控制多个区域的温度设定值。由此，多个区域的温度实际值在被保持为某种程度的温度差的同时上升。多个区域能够均匀地加热，加热效率良好。此外，在多个区域的温度设定值的最终目标值(升温结束时的温度)为相同值的情况下，多个区域的升温结束时刻成为大致相同时刻，在开始成型之前的待机中，各区域的温度成为成型温度的时间缩短，能够削减多个加热源的消耗能量。

另外，在图4中，在使多个区域的温度设定值按照相互不同的图案上升的途中、对一个区域的温度设定值进行了变更，但也可以在使多个区域的温度设定值按照相同的图案上升的途中、对一个区域的温度设定值进行变更。在使多个区域的温度设定值按照相同的图案上升的情况下，有时由于对各区域进行加热的加热源的热容量的不同等，而各区域的温度实际值产生差。在这种情况下，多个区域能够均匀地加热，并且多个区域的升温结束时刻成为大致相同时刻。

另外，图4所示的多个区域的温度设定值的最终目标值为相同值，但也可以是不同的值。温度设定值的最终目标值不同的多个区域的温度实际值在被保持为某种程度的温度差的同时上升。多个区域能够均匀地加热，加热效率良好。

在温度设定值的最终目标值较高的区域的温度实际值高于温度设定值的最终目标值较低的区域的温度实际值的情况下，上述第1阈值ΔT1可以为多个区域的温度设定值的最终目标值的差以上。多个区域的升温结束时刻成为大致相同时刻。

上述第1阈值ΔT1也可以随时间变化，以便温度设定值的最终目标值不同的多个区域的升温结束时刻成为大致相同时刻。例如，在温度设定值的最终目标值较高的区域的温度实际值高于温度设定值的最终目标值较低的区域的温度实际值的情况下，上述第1阈值ΔT1可以随时间而增大。

此外，控制器50也可以为，在时刻t2、在差ΔT超过第1阈值ΔT1时，代替如图4所示那样将温度实际值较高的区域的温度设定值保持一段时间的情况，而使其上升或下降。在使其上升的情况下，温度实际值较高的区域的温度设定值的上升速度可以比温度实际值较低的基准的区域的温度设定值的升温速度慢。

此外，控制器50也可以为，在时刻t3、在差ΔT成为第2阈值ΔT2以下时，代替如图4所示那样使温度实际值较高的区域的温度设定值随时间而开始缓慢上升的情况，而在时刻t3使其不连续地上升。

此外，控制器50也可以为，代替如图4所示那样在时刻t0使多个区域同时开始升温的情况，而使多个区域在不同的定时开始升温。例如，控制器50也可以使温度实际值的升温速度较快的区域的升温开始时刻比温度实际值的升温速度较慢的区域的升温开始时刻延迟。

图5是表示本发明一个实施方式的模具装置的温度控制的第3例的图。图5中，实线表示第1区域Z1的温度设定值的时间变化，虚线表示第1区域Z1的温度实际值的时间变化，点划线表示第1加热源H1的输出值的时间变化。

控制器50在时刻t0使第1区域Z1的温度设定值以设定速度开始上升。配设在第1区域Z1的第1加热源H1的输出增加，第1区域Z1的温度实际值开始缓慢上升。

控制器50根据第1加热源H1的输出，来控制第1加热源H1所配设的第1区域Z1的温度设定值。能够通过对向第1加热源H1供给的电流值进行检测的电流传感器的检测值、以及控制器50决定的第1加热源H1的通电时间(规定周期中的通电时间的比例)的指令值等，来监视第1加热源H1的输出。

例如，控制器50为，当第1区域Z1的温度实际值与温度设定值之间的温度偏差变大、在时刻t4第1加热源H1的输出超过第1阈值P1时，将第1区域Z1的温度设定值以时刻t4的值保持一段时间。因此，配设在第1区域Z1的第1加热源H1的输出上升变得缓慢，能够抑制第1加热源H1的输出。

在控制器50将第1区域Z1的温度设定值以时刻t4的值进行保持的期间，第1加热源H1继续向第1区域Z1供给热量，第1区域Z1的温度实际值与第1区域Z1的温度设定值之间的温度偏差减小。由此，当在时刻t5、第1加热源H1的输出成为第2阈值P2(P2≤P1)以下时，控制器使第1区域Z1的温度设定值再次上升。

另外，控制器50也可以为，在时刻t4、第1加热源H1的输出超过第1阈值P1时，代替如图4所示那样将第1区域Z1的温度设定值以时刻t4的值保持一段时间的情况，而使第1区域Z1的温度设定值上升或下降。在使第1区域Z1的温度设定值上升的情况下，可以使上升速度比时刻t4紧前缓慢。

以上，对注射成型机的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、改良。

例如，上述实施方式的模具装置30由定模32和动模33构成，但也可以由3个以上的模具构成。

此外，图3所示的控制方法、图4所示的控制方法、图5所示的控制方法，既可以通过任意的组合来使用，也可以单独使用。

此外，上述实施方式的控制器50监视温度实际值的差的多个区域沿着相同流路设定，但在成型材料的流路分支为多个分支路的情况下，也可以设定于不同的分支路。

Claims (5)

1.一种注射成型机，其中，

具备控制器，该控制器根据对模具设定的区域的温度实际值与温度设定值之间的温度偏差，来控制配设在该区域的加热源的输出，

该控制器在上述区域的升温的途中，使上述区域的温度设定值改变，

上述控制器根据输入部的输入操作选择在上述区域升温的途中使上述区域的上述温度设定值改变、还是从上述区域的升温开始到升温结束为止将上述温度设定值保持为一定。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

上述控制器使上述区域的温度设定值以设定速度上升。

3.根据权利要求2所述的注射成型机，其中，

上述控制器在规定的条件成立的情况下，切换上述区域的温度设定值的上升速度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的注射成型机，其中，

上述控制器在使多个区域升温的情况下，对温度实际值最低的基准的区域与其他区域之间的温度实际值的差进行监视，并根据监视结果来个别地控制上述多个区域的温度设定值。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的注射成型机，其中，

上述控制器根据对上述模具进行加热的加热源的输出，来控制该加热源所配设的区域的温度设定值。