CN105538636B - 注射成型机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种注射成型机，能够使用户少费工夫。本发明的注射成型机具备：缸体，对向模具装置内进行填充的成型材料进行加热；送出部件，送出所述缸体内的成型材料；驱动装置，使所述送出部件进退；控制器，驱动所述驱动装置来实施控制所述送出部件的速度的填充工序及控制从所述送出部件作用于所述成型材料的压力的保压工序；及检测器，检测与所述成型材料的压力有关的信息，将所述送出部件前进时的速度设为正，而将所述送出部件后退时的速度设为负时，所述送出部件的设定速度在所述填充工序中途下降，所述控制器根据所述设定速度下降后的所述检测器的检测值的变化量，从所述填充工序切换成所述保压工序。

Description

注射成型机
本申请主张基于2014年10月22日申请的日本专利申请第2014-215727号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种注射成型机。
背景技术
注射成型机具有向模具装置内填充成型材料的注射装置、控制注射装置的控制器等。注射装置例如具有缸体、喷嘴、螺杆及注射马达。缸体对成型材料进行加热。喷嘴设置于缸体的前端部，且按压于模具装置。螺杆在缸体内进退自如，且从缸体送出螺杆前方的成型材料。注射马达使螺杆进退。控制器通过驱动注射马达来实施控制螺杆的速度的填充工序及控制从螺杆作用于成型材料的压力的保压工序。填充工序及保压工序反复进行。
提出有在填充工序的中途降低螺杆的设定速度的技术(例如参考专利文献1)。根据该技术，在螺杆的设定速度下降之后，主要通过剩余压力等使成型材料流动。由此能够使填充工序中的成型材料的峰值压力减少，且减少溢料的发生，还能够减少合模力。通过合模力的减少，使模具装置内的气体较好地逸出，且能够减少复制不良。并且，在降低螺杆的设定速度之后，若成型材料的压力达到切换设定压力，则从速度控制被切换成压力控制，因此能够抑制溢料及缩痕。
专利文献1：日本特开2011-183704号公报
尤其在形成壁厚产品时等填充量变多的情况下，填充时间也相应地变长。在这种情况下，从速度控制切换成压力控制的切换设定压力的设定幅度也变大，而导致耗费设定该切换设定压力的时间。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种能够使用户少费工夫的注射成型机。
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：
缸体，对向模具装置内进行填充的成型材料进行加热；
送出部件，送出所述缸体内的成型材料；
驱动装置，使所述送出部件进退；
控制器，驱动所述驱动装置来实施控制所述送出部件的速度的填充工序及控制从所述送出部件作用于所述成型材料的压力的保压工序；及
检测器，检测与所述成型材料的压力有关的信息，
将所述送出部件前进时的速度设为正，将所述送出部件后退时的速度设为负时，所述送出部件的设定速度在所述填充工序中途下降，
所述控制器根据所述设定速度下降后的所述检测器的检测值的变化量，从所述填充工序切换成所述保压工序。
发明的效果
根据本发明的一方式，提供一种能够使用户少费工夫的注射成型机。
附图说明
图1为表示基于本发明的一实施方式的注射成型机的图。
图2为表示基于本发明的一实施方式的填充工序中的螺杆速度的图。
图3为表示基于本发明的一实施方式的填充工序及保压工序中的螺杆从成型材料受到的压力的图。
符号的说明
30-模具装置，32-定模，33-动模，40-注射装置，41-缸体，42-喷嘴，43-螺杆，45-计量马达，46-注射马达，47-压力检测器，48-喷嘴压检测器，70-控制器。
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为表示基于本发明的一实施方式的注射成型机的图。图1所示的注射成型机具有框架Fr、合模装置10、注射装置40及控制器70等。控制器70具有CPU(Central ProcessingUnit)71和存储器等存储介质72。控制器70使CPU71执行存储于存储介质72中的程序，由此控制合模装置10及注射装置40。
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)作为前方，将开模时的可动压板13的移动方向(图1中为左方向)作为后方进行说明。
合模装置10进行模具装置30的闭模、合模及开模。合模装置10具有固定压板12、可动压板13、后压板15、连接杆16、肘节机构20、合模马达21及运动转换机构25。
固定压板12相对于框架Fr固定。固定压板12中与可动压板13对置的面上安装有定模32。
可动压板13沿着铺设于框架Fr上的引导件(例如导轨)17移动自如，且相对于固定压板12进退自如。可动压板13中与固定压板12对置的面上安装有动模33。
通过使可动压板13相对于固定压板12进退来进行闭模、合模及开模。定模32与动模33构成模具装置30。
后压板15与固定压板12隔着间隔连结，且向模开闭方向移动自如地载置于框架Fr上。另外，后压板15也可以沿着铺设于框架Fr上的引导件移动自如。后压板15的引导件可以与可动压板13的引导件17通用。
另外，本实施方式中，固定压板12相对于框架Fr固定，后压板15相对于框架Fr向模开闭方向移动自如，但也可以是后压板15相对于框架Fr固定，固定压板12相对于框架Fr向开模闭方向移动自如。
连接杆16将固定压板12与后压板15隔着间隔而连结。可使用多根连接杆16。各连接杆16与模开闭方向平行，且根据合模力伸展。在至少1根连接杆16上设有合模力检测器18。合模力检测器18可以是应变仪式，通过检测连接杆16的变形来检测合模力。
另外，合模力检测器18并不限定于应变仪式，也可以是压电式、电容式、液压式、电磁式等，且其安装位置也不限定于连接杆16。
肘节机构20配设于可动压板13与后压板15之间。肘节机构20由十字头20a、多个连杆20b、20c等构成。其中一个连杆20b摆动自如地安装于可动压板13，另一个连杆20c摆动自如地安装于后压板15。这些连杆20b、20c通过销等被连结成伸缩自如。通过使十字头20a进退，使多个连杆20b、20c进行伸缩，由此使可动压板13相对于后压板15进退。
合模马达21安装于后压板15上，通过使十字头20a进退来使可动压板13进退。在合模马达21与十字头20a之间设有将合模马达21的旋转运动转换成直线运动而传递到十字头20a的运动转换机构25。运动转换机构25例如由滚珠丝杠机构构成。
合模装置10的动作通过控制器70来控制。控制器70控制闭模工序、合模工序及开模工序等。
闭模工序中，通过驱动合模马达21来使可动压板13前进，由此使动模33与定模32接触。
合模工序中，通过进一步驱动合模马达21来产生合模力。合模时，在动模33与定模32之间形成型腔空间34，型腔空间34内被填充液态的成型材料。型腔空间34内的成型材料经固化而成为成型品。
开模工序中，通过驱动合模马达21来使可动压板13后退，由此使动模33与定模32分离。
接着，对注射装置40进行说明。在注射装置40的说明中，不同于合模装置10的说明，将进行填充时的螺杆43的移动方向(图1中为左方向)作为前方，而将进行计量时的螺杆43的移动方向(图1中为右方向)作为后方进行说明。
注射装置40设置于相对于框架Fr进退自如的滑座Sb上，且相对于模具装置30进退自如。注射装置40接触模具装置30，向模具装置30内填充成型材料。注射装置40例如具有缸体41、喷嘴42、螺杆43、计量马达45、注射马达46及压力检测器47。
缸体41对从供给口41a供给的成型材料进行加热。供给口41a形成于缸体41的后部。在缸体41的外周设有加热器等加热源。
喷嘴42设置于缸体41的前端部，且被按压于模具装置30。
螺杆43为送出缸体41内的成型材料的送出部件。螺杆43被配设成在缸体41内旋转自如且进退自如。
计量马达45通过使螺杆43旋转，由此沿着螺杆43的螺旋状的槽将成型材料送到前方。成型材料一边被送往前方，一边通过来自缸体41的热量而逐渐熔融。随着液态成型材料被送往螺杆43的前方且堆积在缸体41的前部，使螺杆43进行后退。
注射马达46为使螺杆43进退的驱动装置。注射马达46通过使螺杆43前进，而将堆积在螺杆43的前方的液态成型材料填充到模具装置30的型腔空间34内。之后，注射马达46向前方按压螺杆43，而向型腔空间34内的成型材料施加压力。能够补充不够充足部分的成型材料。在注射马达46与螺杆43之间设有将注射马达46的旋转运动转换成螺杆43的直线运动的运动转换机构。
压力检测器47例如配设于注射马达46与螺杆43之间，其检测螺杆43所受到的来自成型材料的压力及对于螺杆43的背压等。螺杆43所受到的来自成型材料的压力与从螺杆43作用于成型材料的压力相对应。
注射装置40的动作通过控制器70来控制。控制器70控制填充工序、保压工序及计量工序等。
填充工序中，通过驱动注射马达46来使螺杆43以设定速度前进，并将堆积在螺杆43的前方的液态成型材料填充到模具装置30内。螺杆43的位置和速度例如通过注射马达46的编码器46a来检测。
保压工序中，通过驱动注射马达46以设定压力向前方按压螺杆43，并向模具装置30内的成型材料施加压力。能够补充不够充足部分的成型材料。成型材料的压力例如通过压力检测器47来检测。保压工序之后，开始进行冷却工序。冷却工序中，型腔空间34内的成型材料被固化。也可以在进行冷却工序的过程中进行计量工序。
计量工序中，通过驱动计量马达45来使螺杆43以设定转速旋转，并沿着螺杆43的螺旋状的槽将成型材料送到前方。随此，成型材料逐渐熔融。螺杆43随着液态成型材料被送往螺杆43的前方并堆积在缸体41的前部而进行后退。螺杆43的转速例如通过计量马达45的编码器45a来检测。
计量工序中，为了限制螺杆43急速后退，可以通过驱动注射马达46来向螺杆43施加设定背压。对螺杆43施加的背压例如通过压力检测器47来检测。若螺杆43后退至规定位置，且规定量的成型材料堆积在螺杆43的前方，则结束计量工序。
图2为表示基于本发明的一实施方式的填充工序中的螺杆速度的图。图2中，横轴为时刻，纵轴为螺杆速度。图3为表示本发明的一实施方式的填充工序及保压工序中的螺杆从成型材料受到的压力的图。图3中，横轴为时刻，纵轴为压力。在图2及图3中，单点划线表示压力再次上升的状态。
在时刻t0，开始填充工序，且螺杆43的设定速度被设定为V0(＞0)。螺杆43的速度为正，则表示螺杆43在前进，螺杆43的速度为负，则表示螺杆43在后退。
在时刻t0，螺杆43以设定速度V0前进，堆积在螺杆43的前方的成型材料被填充到模具装置30内。螺杆43从成型材料所受到的压力逐渐上升。该压力能够通过压力检测器47来检测。
在填充工序中途的时刻t1，若螺杆43的位置达到速度切换位置，则螺杆43的设定速度从V0降至V1(V0＞V1＞0)。螺杆43以微速前进，且主要通过剩余压力等使成型材料流动。由此能够使填充工序中的成型材料的峰值压力下降，且能够减少溢料的发生，还能够减少合模力。通过合模力的减少，使模具装置30内的气体较好地逸出，且还能够减少复制不良。
另外，图2中V1为正，但也可以是零或负。V1的绝对值可以小于V0的绝对值，螺杆43也可以停止或以微速后退。即便在这些情况下，也能够降低填充工序中的成型材料的峰值压力。
经过螺杆43的设定速度从V0降至V1的时刻t1(以下，还称为“速度切换时刻t1”)以后，螺杆43从成型材料受到的压力会下降，但有时如图2及图3中单点划线所示那样再次上升。例如当成型材料的流动前端达到终点时，压力再次上升。若压力再次上升过度，则会导致成型品品质的下降。
因此，经过速度切换时刻t1之后，控制器70根据压力检测器47的检测值的变化量进行V/P切换，以免压力再次上升过度。压力的再次上升，例如可根据压力检测器47的检测值的时间微分来检测。当压力再次上升时，上述时间微分从负转为正。
例如，当压力检测器47的检测值减少且上述时间微分超过基准值时，控制器70进行V/P切换。基准值大致为零。基准值为零为最佳，但具有某种程度的容许范围，可以是正或负。当基准值为正时，如同图3中用实线所示，在检测值开始再次上升之后的时刻t2，进行V/P切换。当基准值为负时，在检测值开始再次上升之前进行V/P切换。当基准值为负时，可以在从上述时间微分达到基准值至进行V/P切换为止的期间设定等候时间。
另外，用于V/P切换的检测器只要是检测与成型材料的压力有关的信息的检测器即可，并不限定于压力检测器47。例如，除压力检测器47以外，还能够使用喷嘴压检测器48。喷嘴压检测器48检测喷嘴42内的成型材料的压力。这些检测器可以单个使用，但也可以通过任意组合来使用。
经过速度切换时刻t1之后，为了防止压力过度下降，控制器70优选使螺杆43以微速前进。
另外，当经过速度切换时刻t1之后，成型材料的压力继续下降时，控制器70可在成型材料的压力达到规定切换设定压力时进行V/P切换。
另外，图2中，从填充工序的开始时的时刻t0至速度切换时刻t1为止，螺杆43的设定速度恒定，但也可以进行变更。当在填充工序中进行多次螺杆43的设定速度的切换时，最后一次切换的时刻是速度切换时刻t1即可。
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，在专利请求范围中所记载的本发明的宗旨范围内可加以各种变形、改良。
例如，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。螺杆预塑方式的注射装置中，将在塑化缸体内熔融的成型材料供给到注射缸体，从注射缸体向模具装置内注射成型材料。螺杆以旋转自如或旋转自如且进退自如的方式配设于塑化缸体内，柱塞进退自如地配设于注射缸体内。此时，柱塞与专利请求范围中所记载的送出部件相对应，注射缸体与专利请求范围中所记载的缸体相对应。
上述实施方式的合模装置10作为驱动源具有合模马达21，但也可以具有液压缸，以代替合模马达21。并且，合模装置10具有模开闭用的线性马达，也可以具有合模用的电磁铁。

Claims (5)

1.一种注射成型机，其具备：
缸体，对向模具装置内进行填充的成型材料进行加热；
送出部件，送出所述缸体内的成型材料；
驱动装置，使所述送出部件进退；
控制器，驱动所述驱动装置来实施控制所述送出部件的速度的填充工序及控制从所述送出部件作用于所述成型材料的压力的保压工序；及
检测器，检测与所述成型材料的压力有关的信息，
将所述送出部件前进时的速度设为正，而将所述送出部件后退时的速度设为负时，所述送出部件的设定速度在所述填充工序中途下降，
所述控制器根据所述设定速度下降后的所述检测器的检测值的变化量，从所述填充工序切换成所述保压工序，以便通过使所述设定速度下降而使所述成型材料的压力下降，且下降后的所述成型材料的压力不会再次上升过度。
2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，
所述控制器根据所述设定速度下降后的所述检测器的检测值的时间微分，从所述填充工序切换成所述保压工序。
3.根据权利要求2所述的注射成型机，其中，
当所述检测器的检测值在所述设定速度下降后减少且所述时间微分超过基准值时，所述控制器从所述填充工序切换成所述保压工序。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的注射成型机，其中，
所述检测器包含检测从所述送出部件作用于所述成型材料的压力的压力检测器。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的注射成型机，其中，
所述检测器包含检测设置于所述缸体的前端部的喷嘴内的所述成型材料的压力的喷嘴压检测器。
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