CN105538638B - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

一种能够缩短成型周期时间的注射成型机。注射成型机具备：模开闭装置，开闭定模和动模；注射装置，向形成在上述定模与上述动模之间的型腔空间填充成型材料；以及控制器，控制上述模开闭装置及上述注射装置，上述控制器，使得在上述动模位于比与上述定模接触的接触位置靠跟前侧的位置的状态下，完成上述模开闭装置的闭模工序、以及上述注射装置的保压工序，使得在上述闭模工序的中途，在上述动模位于比上述闭模工序完成时的位置更靠跟前侧的位置的状态下，开始进行上述注射装置的填充工序。

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2014-215729号的优先权。其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

注射成型机具有进行模具装置的闭模及开模的模开闭装置、向模具装置的型腔空间填充成型材料的注射装置、以及控制模开闭装置及注射装置的控制器等。模具装置由定模和动模构成，在定模与动模之间形成型腔空间。

根据专利文献1，至少在填充工序期间，保持动模的位置，以固定定模与动模的间隙。由此，与填充工序开始到冷却工序完成为止在定模与动模之间无间隙地进行闭模的情况相比，能够改善型腔空间的排气。

专利文献1：日本特开2007-118349号公报

近年来，为了提高生产率，强烈期待缩短成型周期时间。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而做出的，其主要目的在于提供能够缩短成型周期时间的注射成型机。

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：模开闭装置，开闭定模和动模；注射装置，向形成在上述定模与上述动模之间的型腔空间填充成型材料；以及控制器，控制上述模开闭装置及上述注射装置，上述控制器，使得在上述动模位于比与上述定模接触的接触位置靠跟前侧的位置的状态下，完成上述模开闭装置的闭模工序、以及上述注射装置的保压工序，使得在上述闭模工序的中途，在上述动模位于比上述闭模工序完成时的位置更靠跟前侧的位置的状态下，开始进行上述注射装置的填充工序。

发明效果

根据本发明的一个方式，可提供能够缩短成型周期时间的注射成型机。

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开模完成时的状态的图。

图2是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的闭模完成时的状态的图。

图3是表示本发明的一个实施方式的十字头的位置变化的图。

符号说明

10 模开闭装置

12 固定压板

13 可动压板

15 肘节支架

16 连接杆

20 肘节机构

20a 十字头

20b 联杆

20c 联杆

21 模开闭马达

21a 编码器

23 模厚调整机构

30 模具装置

32 定模

33 动模

34 型腔空间

35 间隙

40 注射装置

41 缸体

43 螺杆

45 计量马达

46 注射马达

47 压力检测器

70 控制器

80 输出装置

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注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开模完成时的状态的图。图2是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的闭模完成时的状态的图。注射成型机具有框架Fr、模开闭装置10、注射装置40、控制器70及输出装置80。

模开闭装置10进行模具装置30的闭模及开模。模具装置30具有定模32和动模33。

模开闭装置10具有固定压板12、可动压板13、肘节支架15、连接杆16、肘节机构20、模开闭马达21及模厚调整机构23。在模开闭装置10的说明中，将闭模时的可动压板13的移动方向(图1及图2中右方向)设为前方，将开模时的可动压板13的移动方向(图1及图2中左方向)设为后方来进行说明。

固定压板12相对于框架Fr被固定。固定压板12的与可动压板13的对置面上安装有定模32。

可动压板13沿着铺设在框架Fr上的导向器(例如导轨)17移动自如，相对于固定压板12进退自如。可动压板13的与固定压板12的对置面上安装有动模33。

通过使可动压板13相对于固定压板12进退，进行模具装置30的闭模、开模。

肘节支架15与固定压板12隔着间隔而连结，在模开闭方向上移动自如地载置在框架Fr上。另外，肘节支架15也可以沿着铺设在框架Fr上的导向器移动自如。肘节支架15的导向器还可以与可动压板13的导向器17共用。

另外，在本实施方式中，固定压板12相对于框架Fr被固定，肘节支架15相对于框架Fr在模开闭方向上移动自如，但也可以是肘节支架15相对于框架Fr被固定，固定压板12相对于框架Fr在模开闭方向上移动自如。

连接杆16将固定压板12和肘节支架15隔着间隔而连结。连接杆16与模开闭方向平行。连接杆16可以是多根(例如4根)。

肘节机构20配设在可动压板13与肘节支架15之间，由肘节支架15支撑。肘节机构20由十字头20a、多个联杆20b、20c等构成。一个联杆20b摆动自如地安装在可动压板13上，另一个联杆20c摆动自如地安装在肘节支架15上。这些联杆20b、20c通过销等连结成屈伸自如。通过使十字头20a进退，由多个联杆20b、20c构成的臂屈伸，可动压板13相对于肘节支架15进退。

模开闭马达21安装在肘节支架15上，通过使十字头20a进退，使可动压板13进退。在模开闭马达21与十字头20a之间，设置有将模开闭马达21的旋转运动转换为直线运动并传递给十字头20a的运动转换机构。运动转换机构例如由滚珠丝杠机构构成。模开闭马达21具有编码器21a。编码器21a检测模开闭马达21的输出轴的旋转角，并将表示该旋转角的信号输出给控制器70。

模开闭装置10的动作由控制器70控制。控制器70控制闭模工序、开模工序等。

在闭模工序中，驱动模开闭马达21来使可动压板13前进，从而使动模33接近定模32。在闭模工序完成时，在定模32与动模33之间形成预定的间隙35。在该状态下，在动模33与定模32之间形成型腔空间34，向型腔空间34填充液状的成型材料。间隙35的大小被设定为，型腔空间34内的气体能够通过间隙35，但防止型腔空间34内的成型材料从间隙35向外部泄漏。型腔空间34内的成型材料被固化，成为成型品。

在开模工序中，驱动模开闭马达21来使可动压板13后退，从而使动模33与定模32分离。在开模工序完成后，从动模33推出成型品。

模厚调整机构23调整固定压板12与肘节支架15的间隔。模厚调整机构23具有外螺纹24、内螺纹25及模厚马达26。

外螺纹24形成在各连接杆16的后端部。内螺纹25与对应的外螺纹24螺合，旋转自如地保持在肘节支架15上。

模厚马达26通过使各内螺纹25旋转，调整各连接杆16与肘节支架15的相对位置，调整固定压板12与肘节支架15的间隔。

模厚马达26具有编码器26a。编码器26a通过检测模厚马达26的输出轴的旋转角，检测固定压板12与肘节支架15的间隔，并将表示该间隔的信号输出给控制器70。

另外，还可以是外螺纹24形成在各连接杆16的前端部，内螺纹25旋转自如地保持在固定压板12上。通过使各内螺纹25旋转，能够调整固定压板12与各连接杆16的相对位置，能够调整固定压板12与肘节支架15的间隔。

注射装置40设置在相对于框架Fr进退自如的滑动基座Sb上，相对于模具装置30进退自如。注射装置40碰触模具装置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、螺杆43、计量马达45、注射马达46及压力检测器47。在注射装置40的说明中，与模开闭装置10的说明不同，将填充时的螺杆43的移动方向(图1及图2中左方向)设为前方，将计量时的螺杆43的移动方向(图1及图2中右方向)设为后方来进行说明。

缸体41对从供给口41a供给的成型材料进行加热。供给口41a形成在缸体41的后部。在缸体41的外周设置有加热器等加热源。

螺杆43送出缸体41内的成型材料。螺杆43在缸体41内配设成旋转自如且进退自如。

计量马达45通过使螺杆43旋转，沿着螺杆43的螺旋状的槽向前方运送成型材料。成型材料一边被向前方运送，一边通过来自缸体41的热而逐渐熔融。随着液状的成型材料被向螺杆43的前方运送且蓄积在缸体41的前部，螺杆43后退。

注射马达46通过使螺杆43前进，将蓄积在螺杆43前方的液状的成型材料填充到模具装置30的型腔空间34。之后，注射马达46向前方推压螺杆43，对型腔空间34内的成型材料施加压力。能够补充不足量的成型材料。在注射马达46与螺杆43之间，设置有将注射马达46的旋转运动转换为螺杆43的直线运动的运动转换机构。

压力检测器47例如配设在注射马达46与螺杆43之间，检测从成型材料作用于螺杆43的压力、对螺杆43的背压等。根据作用与反作用的定律可知，从成型材料作用于螺杆43的压力对应于从螺杆43作用于成型材料的压力。

注射装置40的动作由控制器70控制。控制器70控制填充工序、保压工序、计量工序等。

在填充工序中，驱动注射马达46来使螺杆43以设定速度前进，使蓄积在螺杆43前方的液状的成型材料填充到模具装置30内。螺杆43的设定速度可根据螺杆43的位置而阶段性地变更。螺杆43的位置及速度例如通过注射马达46的编码器46a检测。若螺杆43前进到V/P切换位置，则开始进行保压工序。另外，还可以在螺杆43到达速度切换位置后所经过的经过时间达到预定时间时，开始进行保压工序。螺杆43在到达了速度切换位置时，还可以低速前进、停止或低速后退。

在保压工序中，驱动注射马达46来以设定压力向前方推压螺杆43，对模具装置30内的成型材料施加压力。能够补充不足量的成型材料。成型材料的压力例如通过压力检测器47检测。在保压工序完成后，开始进行冷却工序。

在冷却工序中，进行型腔空间34内的成型材料的固化。若保压工序完成后所经过的经过时间达到预定时间，则冷却工序完成。为了缩短成型周期时间，可以在冷却工序期间进行计量工序。

在计量工序中，驱动计量马达45来使螺杆43以设定转速旋转，沿着螺杆43的螺旋状的槽向前方运送成型材料。与此相伴，成型材料逐渐熔融。随着液状的成型材料被向螺杆43的前方运送且蓄积在缸体41的前部，螺杆43后退。螺杆43的转速例如通过计量马达45的编码器45a检测。

在计量工序中，为了限制螺杆43急剧后退，可以驱动注射马达46来对螺杆43施加设定背压。对螺杆43的背压例如通过压力检测器47检测。若螺杆43后退到预定位置，在螺杆43的前方蓄积预定量的成型材料，则计量工序结束。

控制器70具有CPU(Central Pocessing Unit)71和存储器等存储介质72。控制器70通过使CPU 71执行存储介质72中所存储的程序，控制模开闭装置10及注射装置40。

图3是表示本发明的一个实施方式的十字头的位置变化的图。在图3中，横轴是时刻，纵轴是十字头的位置。十字头20a的位置表示可动压板13的位置及动模33的位置。因此，在图3的说明中，十字头20a的位置还可以替换称为可动压板13的位置或动模33的位置。

控制器70在时刻t0开始进行闭模工序。在闭模工序开始后，十字头20a以设定速度前进。该设定速度还可以根据十字头20a的位置等而阶段性地变更。控制器70在闭模工序期间监视十字头20a的速度、位置。该监视中例如使用模开闭马达21的编码器21a。

在闭模工序的中途的时刻t1，若十字头20a的位置到达预定位置，则控制器70开始进行填充工序。在填充工序开始后，螺杆43以设定速度前进。该设定速度还可以根据螺杆43的位置等而阶段性地变更。控制器70在填充工序期间监视螺杆43的速度、位置。该监视中例如使用注射马达46的编码器46a。

另外，本实施方式的控制器70为了测量填充工序开始的定时，监视十字头20a的位置，但也可以监视可动压板13的位置或动模33的位置。动模33的位置例如可以用间隙传感器监视。间隙传感器安装在模具装置30上，检测动模33与定模32之间的间隙的大小。

若在闭模工序的中途的时刻t2，螺杆43到达V/P切换位置，则控制器70进行填充工序和保压工序的切换，开始进行保压工序。另外，填充工序和保压工序的切换如上所述还可以在螺杆43到达速度切换位置后所经过的经过时间达到了预定时间时进行。

若在时刻t3，十字头20a的位置到达闭模完成位置，则控制器70完成闭模工序。在闭模工序完成时，动模33位于比与定模32接触的位置靠跟前侧的位置，在动模33与定模32之间形成预定的间隙35。

控制器70在闭模工序完成后，至少到保压工序完成为止，实施将动模33保持在比与定模32接触的位置靠跟前侧的位置的位置保持工序。位置保持工序至少进行到保压工序完成为止，例如如图3所示还可以进行到冷却工序完成为止。

若在时刻t4，保压工序完成，则开始进行冷却工序。之后，若在时刻t5，冷却工序完成，则控制器70开始进行开模工序。在开模工序完成后，从模具装置30推出成型品。

如以上说明的那样，控制器70在动模33位于比与定模32接触的位置靠跟前侧的位置的状态下完成闭模工序和保压工序。与闭模工序完成时及保压工序完成时在动模33与定模32之间没有间隙的情况相比，能够改善型腔空间34的排气。此外，能够延长模开闭装置10的寿命，且能够削减模开闭装置10的消耗能量。闭模工序完成时及保压工序完成时的动模33的位置被设定为防止成型材料从动模33与定模32的间隙35泄漏。

此外，控制器70在闭模工序的中途，在动模33位于比闭模工序完成时的位置更靠跟前侧的位置的状态下，开始进行填充工序。由于在闭模工序的中途开始进行填充工序，因此与闭模工序完成后开始进行填充工序的情况相比，能够缩短成型周期时间。填充工序开始时的动模33的位置被设定为，成型材料不会从间隙35泄漏。

此外，控制器70在闭模工序的中途，在动模33位于比闭模工序完成时的位置更靠跟前侧的位置的状态下，开始进行保压工序。由于在闭模工序的中途开始进行保压工序，因此与在闭模工序完成后开始进行填充工序及保压工序的情况相比，能够缩短成型周期时间。保压工序开始时的动模33的位置被设定为，成型材料不会从间隙35泄漏。

另外，在本实施方式中，在闭模工序的中途开始进行保压工序，但也可以在闭模工序完成后开始进行保压工序。

另外，在位置保持工序中，在从成型材料作用于动模33的压力相同的情况下，用于保持动模33的位置的模开闭马达21的负荷(例如力矩)取决于肘节机构20的姿势。肘节机构20的臂从弯曲的状态越是接近笔直地伸展的状态，越能够减小模开闭马达21的负荷。另外，由于负荷与电流之间存在对应关系，因此负荷还可以用电流来表示。

因此，控制器70还可以根据模开闭马达21的负荷来设定肘节机构20的姿势。例如，控制器70以使模开闭马达21的负荷不超过容许负荷的方式设定肘节机构20的姿势。

在此，模开闭马达21的负荷可以是有效值，容许负荷可以是额定值。模开闭马达21的负荷周期性地变化，用时间的函数f(t)来表示。该有效值是将函数f(t)的二次方值用周期T进行积分、并将该积分值F除以周期T而得到的值的平方根。周期T是成型周期时间。额定值是在连续地持续使用模开闭马达21的情况下模开闭马达21的温度在容许温度以下的上限值。另外，额定值还可以是在连续地持续使用模开闭马达21的情况下，逆变器的温度在容许温度以下的上限值。通过比较有效值与额定值，能够避免周期运转时的异常检测引发的停止。

另外，在位置保持工序中，肘节机构的臂的状态从弯曲的状态越是接近笔直地伸展的状态，越能够减小模开闭马达21的负荷，但是闭模工序的时间变长，成型周期时间变长。

因此，控制器70还可以根据模开闭马达21的负荷和成型周期时间，设定肘节机构20的姿势。例如，控制器70以使模开闭马达21的负荷不超过容许负荷、且在预定时间内能够进行预定次数以上的成型周期的方式，设定肘节机构20的姿势。

控制器70还可以通过模厚调整机构23调整固定压板12与肘节支架15的间隔，以使肘节机构20的姿势成为设定的姿势。该调整还可以根据受理操作者的输入操作的操作部的操作状况来实施。例如，该调整还可以在操作者进行了预定的输入操作的情况下实施，在没有进行预定的输入操作的情况下不实施。

控制器70还可以在模开闭马达21的负荷超过了容许负荷的情况下，使输出警报的输出装置80工作。作为输出装置80，例如使用图像显示装置、声音输出装置等。

以上，说明了注射成型机的实施方式等，但本发明不限定于上述实施方式等，在权利要求中所记载的本发明的要旨的范围内，能够进行各种变形、改良。

例如，在上述实施方式的闭模工序中，使动模33一直前进并在比与定模32接触的位置靠跟前侧的位置停止，但还可以暂且前进到与定模32接触的位置之后进行后退。在这种情况下，也是在闭模工序的中途，在动模33位于比闭模工序完成时的位置更靠跟前侧的位置的状态下，开始进行填充工序。

此外，上述实施方式的位置保持工序在冷却工序完成时被解除，但也可以在冷却工序的中途被解除。还可以在冷却工序的中途开始进行开模工序。

此外，上述实施方式的模开闭装置10是模开闭方向为水平方向的卧式，但也可以是模开闭方向为上下方向的立式。立式的模开闭装置具有作为固定压板的下压板、作为可动压板的上压板、肘节支架、肘节机构及模厚调整机构等。在下压板上安装有下模，在上压板上安装有上模。由下模和上模构成模具装置。下模还可以经由旋转台安装在下压板上。肘节支架配设在下压板的下方，和上压板一起升降。肘节机构配设在肘节支架与下压板之间。模厚调整机构由外螺纹、内螺纹及模厚马达等构成。外螺纹形成在连接杆上，连接杆连结肘节支架和上压板。内螺纹旋转自如地保持在肘节支架或上压板上。模厚马达通过使与外螺纹螺合的内螺纹旋转，调整肘节支架与上压板的相对位置。

上述实施方式的模开闭装置10作为驱动部而具有模开闭马达21，但也可以代替模开闭马达21而具有液压缸。此外，模开闭马达21是旋转马达，但还可以是线性马达。

上述实施方式的注射装置40是同轴螺杆方式，但还可以是预塑方式。预塑方式的注射装置将在塑化缸内熔融的成型材料供给到注射缸，从注射缸向模具装置内注射成型材料。在塑化缸内旋转自如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。

Claims (3)

1.一种注射成型机，具备：

模开闭装置，开闭定模和动模；

注射装置，向形成在上述定模与上述动模之间的型腔空间填充成型材料；以及

控制器，控制上述模开闭装置及上述注射装置，

上述控制器，

使得在上述动模位于比与上述定模接触的接触位置靠跟前侧的位置的状态下，完成上述模开闭装置的闭模工序、以及上述注射装置的保压工序，

使得在上述闭模工序的中途，在上述动模位于比上述闭模工序完成时的位置更靠跟前侧的位置的状态下，开始进行上述注射装置的填充工序，

上述控制器使得在上述闭模工序的中途，在上述动模位于比上述闭模工序完成时的位置更靠跟前侧的位置的状态下，开始进行上述保压工序，

上述控制器在上述闭模工序完成之后，至少到上述保压工序完成为止，实施将上述动模保持在比与上述定模接触的接触位置靠跟前侧的位置、且是在上述动模与上述定模之间形成预定的间隙的位置的位置保持工序，

上述模开闭装置具备：

压板部，安装上述定模及上述动模中的一方；

支架部，与上述压板部隔着间隔而连结；

肘节机构部，由上述支架部支撑；

模开闭马达或者液压缸，通过使上述肘节机构部工作来使上述动模移动；以及

模厚调整部，调整上述压板部与上述支架部的间隔，

上述控制器根据在上述位置保持工序中、在从上述成型材料作用于上述动模的压力相同的情况下形成上述预定的间隙的位置的上述模开闭马达或者液压缸的负荷，设定上述肘节机构部的姿势以使上述模开闭马达或者液压缸的负荷不超过容许负荷，

上述控制器以使上述肘节机构部的姿势成为设定的姿势的方式，通过上述模厚调整部调整上述压板部与上述支架部的间隔。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

上述控制器根据上述模开闭马达或者液压缸的负荷和成型周期时间，设定上述肘节机构部的姿势。

3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

具备输出警报的输出装置，

上述控制器在上述模开闭马达或者液压缸的负荷超过了预先设定的容许负荷的情况下，使上述输出装置工作。