CN104943057B - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注射成型机，其能够改善动作的稳定性。本发明的注射成型机具备：检测器，输出多个与控制量对应的信号；及控制装置，根据选自所述检测器的多个输出的一部分输出，计算用于实际控制的操作量。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2014年3月26日申请的日本专利申请第2014-064650号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种注射成型机。

背景技术

注射成型机在模具装置内的型腔空间填充液态的成型材料，并通过使填充的成型材料固化而形成成型品(例如参考专利文献1)。注射成型机具备：检测器，输出与控制量(例如压力)对应的信号；及控制装置，根据检测器的检测值和设定值计算操作量(例如马达电流值)。

专利文献1：日本特开2008-73874号公报

检测器具有生成与控制量对应的信号的检测电路、及将检测电路的信号放大并输出到控制装置的可变放大器。该可变放大器的增益根据工序种类、控制量的大小等来进行变更。

但是，若改变包括在检测器中的可变放大器的增益，则来自检测器的信号发生变化，导致信号与检测值的对应关系发生变化。

因此，控制装置具有放大来自检测器的信号的可变放大器。该可变放大器的增益根据包括在检测器中的可变放大器的增益来进行变更。由此，能够维持信号与检测值的对应关系。

以往，在检测器和控制装置中增益的变更时刻产生偏差，并在检测值上会产生误差，并且注射成型机的动作变得不稳定。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够改善动作的稳定性的注射成型机。

为了解决上述课题，根据本发明的一方式提供一种注射成型机，其具备：检测器，输出多个与控制量对应的信号；及控制装置，根据选自所述检测器的多个输出的一部分输出，计算用于实际控制的操作量。

发明效果

根据本发明的一方式，提供一种能够改善动作的稳定性的注射成型机。

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图。

图2是表示本发明的一实施方式的控制装置及其周边装置的图。

图中：10-合模装置，11-框架，12-固定压板，13-可动压板，15-后压板，16-连接杆，18-压力检测器，30-模具装置，32-定模，33-动模，50-注射装置，51-缸体，52-螺杆，53-计量马达，54-注射马达，55-压力检测器，56-应变仪，57-第1放大器，58-第2放大器，59-喷嘴，60-顶出装置，70-控制装置，71-第1控制运算部，72-第2控制运算部，73-逆变器。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行说明，但各附图中，对于相同或相对应的结构标注相同或相对应的符号并省略说明。

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的图。例如，如图1所示，注射成型机具有合模装置10、注射装置50、顶出装置60及控制装置70(参考图2)。合模装置10进行闭模工序、合模工序及开模工序。闭模工序为关闭模具装置30的工序，合模工序为紧固模具装置30的工序，开模工序为打开模具装置30的工序。注射装置50进行填充工序、保压工序及计量工序。填充工序为在模具装置30内的型腔空间34填充液态的成型材料的工序，保压工序为对型腔空间34内的成型材料施加压力的工序，计量工序为计量用于下一次注射的成型材料的工序。顶出装置60进行推出工序。推出工序为从开模后的模具装置30推出成型品的工序。

注射成型机通过自动反复进行例如闭模工序、合模工序、填充工序、保压工序、冷却工序、计量工序、开模工序及推出工序，自动反复制造成型品。冷却工序为使型腔空间34内的成型材料固化的工序。为了缩短成型周期，可以在冷却工序中进行计量工序。在1个成型周期中进行例如闭模工序、合模工序、填充工序、保压工序、冷却工序、计量工序、开模工序及推出工序。

接着，对合模装置10进行说明。在合模装置10的说明中，将闭模时的可动压板13的移动方向(图1中为右方向)设为前方，将开模时的可动压板13的移动方向(图1中为左方向)设为后方来进行说明。

例如如图1所示，合模装置10具有框架11，固定压板12，可动压板13，后压板15，连接杆16，肘节机构20及合模马达26。

固定压板12固定于框架11。在固定压板12中的可动压板13的对置面安装有定模32。

可动压板13沿着铺设于框架11上的引导件(例如导轨)17移动自如，并相对于固定压板12进退自如。在可动压板13中的固定压板12的对置面安装有动模33。

通过使可动压板13相对于固定压板12进退自如，进行闭模、合模及开模。由定模32和动模33构成模具装置30。

后压板15经由多根(例如4根)连接杆16与固定压板12连结，并沿模开闭方向移动自如地载置于框架11上。另外，后压板15也可以沿铺设于框架11上的引导件移动自如。后压板15的引导件也可以与可动压板13的引导件17共用。

另外，本实施方式中，固定压板12固定于框架11，后压板15相对于框架11沿模开闭方向移动自如，但也可以后压板15固定于框架11，固定压板12相对于框架11沿模开闭方向移动自如。

连接杆16与模开闭方向平行，且根据合模力而伸展。在至少1根连接杆16上设置有检测合模力的压力检测器18。压力检测器18通过检测连接杆16的应变而检测合模力，并将表示合模力的信号输出至控制装置70。控制装置70进行反馈控制以使合模力的检测值与设定值的偏差成为零。

肘节机构20配设于可动压板13与后压板15之间，并分别安装于可动压板13与后压板15。通过肘节机构20沿模开闭方向伸缩，可动压板13相对于后压板15进退。

合模马达26为通过驱动肘节机构20来驱动可动压板13的驱动部。在合模马达26与肘节机构20之间设置有滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构作为将合模马达26的旋转运动转换为直线运动而传递至肘节机构20的运动转换部。

合模马达26具有编码器26a。编码器26a检测合模马达26的输出轴的旋转角，并将表示旋转角的信号输出至控制装置70。控制装置70进行反馈控制以使旋转角的检测值与设定值的偏差成为零。

接着，对合模装置10的动作进行说明。合模装置10的动作通过控制装置70来进行控制。控制装置70具有存储器等存储部及CPU，并通过在CPU中执行存储于存储部的控制程序来控制合模装置10的动作。

闭模工序中，驱动合模马达26使肘节机构20工作，使可动压板13前进。动模33接近定模32。

合模工序中，在动模33与定模32接触的状态下驱动合模马达26，产生在由合模马达26产生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之间形成有型腔空间34。在合模工序中可进行填充工序、保压工序、冷却工序、计量工序。

开模工序中，驱动合模马达26使肘节机构20工作，使可动压板13后退。之后可进行推出工序。

另外，合模装置10作为可动压板13的驱动部，可具有液压缸来代替合模马达26。并且，合模装置10也可以具有模开闭用的线性马达，且具有合模用的电磁铁。压力检测器18并不限定于应变仪式，也可以为压电式、容量式、液压式、电磁式等，其安装位置也并不限定在连接杆16。

接着，再度参考图1，对注射装置50进行说明。在注射装置50的说明中，与合模装置10的说明不同，将填充时的螺杆52的移动方向(图1中为左方向)设为前方，将计量时的螺杆52的移动方向(图1中为右方向)设为后方来进行说明。

注射装置50具有缸体51、螺杆52、计量马达53、注射马达54及压力检测器55。

缸体51对从供给口51a供给的成型材料进行加热。供给口51a形成于缸体51的后部。在缸体51的外周设置有加热器等加热源。在缸体51的前端设置有喷嘴59。

螺杆52在缸体51内配设成旋转自如且进退自如。

计量马达53为使螺杆52旋转的驱动部。计量马达53可具有编码器53a。编码器53a检测计量马达53的输出轴的转速，并将表示转速的信号输出至控制装置70。控制装置70在计量工序中可进行反馈控制，以使转速的检测值与设定值的偏差成为零。

注射马达54为使螺杆52进退的驱动部。在螺杆52与注射马达54之间设置有将注射马达54的旋转运动转换为螺杆52的直线运动的运动转换部。注射马达54可具有编码器54a。编码器54a通过检测注射马达54的输出轴的转速来检测螺杆52的前进速度，并将表示螺杆52的前进速度的信号输出至控制装置70。控制装置70在填充工序中可进行反馈控制，以使螺杆52的前进速度的检测值与设定值的偏差成为零。

压力检测器55例如配设于注射马达54与螺杆52之间，并将与作用于压力检测器55的压力对应的信号输出至控制装置70。作用于压力检测器55的压力成为与螺杆52的背压、螺杆52所推压的成型材料的压力等对应的压力。

填充工序中，驱动注射马达54而使螺杆52前进，使蓄积在螺杆52的前方的液态的成型材料填充于模具装置30的型腔空间34。螺杆52的前进速度的设定值可以恒定，也可以根据螺杆位置或经过时间来进行改变。若螺杆52前进至规定位置(所谓V/P切换位置)，则开始保压工序。另外，也可以在开始填充工序后的经过时间达到规定时间时开始保压工序。

保压工序中，驱动注射马达54而向前方推压螺杆52，向型腔空间34内的成型材料施加压力。能够补充不足量的成型材料。成型材料的压力的设定值可以恒定，也可以根据经过时间等逐步改变。型腔空间34的入口(所谓浇口)被密封，防止来自型腔空间34的成型材料的逆流之后，开始冷却工序。在冷却工序中可进行计量工序。

计量工序中，驱动计量马达53而使螺杆52旋转，并将成型材料沿着形成于螺杆52的螺旋状的槽送至前方。成型材料随之渐渐被熔融。随着液态的成型材料被送至螺杆52的前方并蓄积在缸体51的前部，螺杆52后退。螺杆52的转速的设定值可以恒定，也可以根据螺杆位置或经过时间来进行改变。

计量工序中，为了限制螺杆52急剧后退，可以驱动注射马达54对螺杆52施加背压。驱动注射马达54以使背压成为设定值。若螺杆52后退至规定位置，并在螺杆52的前方蓄积有规定量的成型材料，则结束计量工序。

另外，本实施方式的注射装置为同轴螺杆方式，但也可以为预塑方式。预塑方式的注射装置将在塑化缸内熔融的成型材料供给至注射缸，并将成型材料从注射缸注射至模具装置内。在塑化缸内旋转自如地或旋转自如且进退自如地配设有螺杆，在注射缸内进退自如地配设有柱塞。

接着，参考图2对控制装置70及其周边装置进行说明。图2是表示本发明的一实施方式的控制装置及其周边装置的图。

控制装置70具有例如第1控制运算部71、第2控制运算部72及逆变器73。控制装置70连接于注射马达54及压力检测器55。控制量为作用于压力检测器55的压力，操作量为向注射马达54供给的电力。

压力检测器55检测作用于压力检测器55的压力。该压力表示螺杆52的背压和螺杆52所推压的成型材料的压力。压力检测器55具有作为检测电路的应变仪56、第1放大器57及第2放大器58。

应变仪56构成组合多个电阻丝的桥式电路。若压力作用于桥式电路，则各电阻丝变形，且各电阻丝的电阻值发生变化。对应于压力的电压从桥式电路输出。在桥式电路的输入电压为恒定时，桥式电路的输出电压基本上与作用于桥式电路的压力成比例。

第1放大器57及第2放大器58分别放大来自应变仪56的输出电压，并输出至控制装置70。第1放大器57的增益与第2放大器58的增益不同，压力检测器55将增益不同的多个压力信号输出至控制装置70。

压力检测器55具有多个放大器，由于从各个放大器输出压力信号，因此与以往的由1个可变放大器输出多个压力信号的情况不同，能够在同时期输出多个压力信号。因此，能够消除如以往在压力检测器55和控制装置70中增益的变更时刻产生偏差的问题。

另外，本实施方式的压力检测器55具有1个桥式电路及连接于该桥式电路的多个放大器，但也可以具有多个桥式电路与放大器的组合。并且包含在压力检测器55中的放大器的个数可以为2个，也可以为3个以上。也可以有3个以上的压力信号从压力检测器55输出。

控制装置70根据选自压力检测器55的多个输出的一部分输出，计算向用于实际控制的注射马达54供给的电力。

第1控制运算部71根据第1放大器57的输出与第1压力指令的第1偏差，计算向注射马达54供给的电力。例如，如图2所示，第1控制运算部71具有：第1比例器71a，输出与第1偏差成比例的值；第1积分器71b，输出对第1偏差的常数倍进行时间积分得到的值。第1控制运算部71的输出A成为第1比例器71a的输出A1与第1积分器71b的输出A2之和(A＝A1+A2)。另外，第1控制运算部71还可以具有第1微分器，该第1微分器输出将第1偏差的常数倍进行时间微分得到的值。

同样地，第2控制运算部72根据第2放大器58的输出与第2压力指令的第2偏差，计算向注射马达54供给的电力。例如，如图2所示，第2控制运算部72具有：第2比例器72a，输出与第2偏差成比例的值；第2积分器72b，输出对第2偏差的常数倍进行时间积分得到的值。第2控制运算部72的输出B成为第2比例器72a的输出B1与第2积分器72b的输出B2之和(B＝B1+B2)。另外，第2控制运算部72还可以具有第2微分器，该第2微分器输出将第2偏差的常数倍进行时间微分得到的值。

第1压力指令与第2压力指令可以相同，也可以不同。

逆变器73按照第1控制运算部71的输出或第2控制运算部72的输出对交流电源的电力进行电力转换而向注射马达54供给。使用第1控制运算部71的输出与第2控制运算部72的输出中的哪个输出，根据工序的种类、控制量的大小等来决定。

可是，桥式电路的输出电压基本上与作用于桥式电路的压力成比例。但是，略微存在零点的偏差和非线性，并在第1控制运算部71的输出A与第2控制运算部72的输出B产生误差。

因此，控制装置70使第1控制运算部71的输出A与第2控制运算部72的输出B一致。无论使用压力检测器55的多个输出中的哪一个输出，向注射马达54供给的电力都相同，因此能够提高注射装置50的动作的稳定性。

控制装置70在第1控制运算部71的输出A与第2控制运算部72的输出B中修正不使用的一方。

控制装置70使用第1控制运算部71的输出A时，修正第2控制运算部72的输出B以使与第1控制运算部71的输出A一致。例如，控制装置70并非根据第2偏差求出第2积分器72b的输出B2，而是利用B2＝A-B1式而求出，并存储于第2积分器72b的存储器。

同样地，在控制装置70使用第2控制运算部72的输出B时，修正第1控制运算部71的输出A以使与第2控制运算部72的输出B一致。例如，控制装置70并非根据第1偏差求出第1积分器71b的输出A2，而是利用A2＝B-A1公式而求出，并存储于第1积分器71b的存储器。

操作量的计算包括积分运算时，控制装置70可以通过修正积分值使根据压力检测器55的各输出计算的操作量一致。

控制装置70在1个成型周期中，可以切换选自压力检测器55的多个输出中的输出。在计量工序中作用于压力检测器55的压力远小于在填充工序中作用于压力检测器55的压力，在计量工序与填充工序中所要求的压力的分辨率不同。因此，在计量工序中选择来自增益较大的放大器的输出，在填充工序中选择来自增益较小的放大器的输出。

另外，本实施方式的压力检测器55为应变仪式，但也可以为压电式、容量式等。

以上，对注射成型机的实施方式等进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式等，在权利要求书所记载的本发明的主旨范围内，可进行各种变形、改良。

例如，上述实施方式的压力检测器检测注射装置的压力，但也可以检测合模装置的压力(作用于模具装置的合模力)、顶出装置的推出力等。

并且，上述实施方式的控制量为压力，但也可以为例如位置、转速等，检测控制量的检测器可以为位置检测器、转速检测器等。

并且，上述实施方式的控制装置在计算操作量时，使根据检测器的各输出而计算的操作量一致，但在计算操作量之前，也可以通过使检测器的各输出所示的控制量匹配，使根据检测器的各输出而计算的操作量一致。例如，控制装置以使与选自检测器的多个输出的一部分输出所示的控制量一致的方式，校正其余各输出所示的控制量。根据所预先设定的公式等进行该校正。此时，计算操作量的控制运算部可以为1个。

Claims (6)

1.一种注射成型机，其具备：

检测器，输出多个与同一控制量对应的增益不同的信号；及

控制装置，根据来自所述检测器的信号，计算操作量，

所述检测器具有检测电路和与所述检测电路连接的多个放大器，

所述检测电路的输出分别输入到所述多个放大器，

所述多个放大器分别对所输入的所述检测电路的输出进行放大并输出到所述控制装置，

所述控制装置选择从所述多个放大器分别输出的多个输出中的一部分输出。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述控制装置使根据所述检测器的各输出计算的操作量一致。

3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

操作量的计算包括积分运算，

所述控制装置通过修正积分值，使根据所述检测器的各输出计算的操作量一致。

4.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述控制装置以使与根据从所述检测器的多个输出中选择的一部分输出而计算的操作量一致的方式，修正使用其余各输出而计算的操作量。

5.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述检测器具有多个将信号放大后输出的放大器，

所述控制装置根据从多个放大器中选择的一部分放大器的输出而计算用于实际控制的操作量，并且，使根据各放大器的输出而计算的操作量一致。

6.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述控制装置在1个成型周期中切换从所述检测器的多个输出中选择的输出。