CN105666781B - 注射成型机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种减少成型品的品质偏差的注射成型机。本发明的注射成型机具备：缸体，对向模具装置内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；及控制器，通过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，所述控制器根据检测所述模具装置内的所述成型材料到达规定位置的情况的检测器的检测结果，从所述填充工序切换成所述保压工序。

Description

注射成型机
技术领域
本申请主张基于2014年12月5日申请的日本专利申请第2014-247245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。
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(例如参考专利文献1)。
专利文献1：日本特开2011-183704号公报
在进行填充工序与保压工序的切换的时刻，每一次喷射的填充量的偏差较大，且成型品的品质偏差也较大。
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减少成型品的品质偏差的注射成型机。
为了解决上述课题，根据本发明的一实施方式提供如下注射成型机，其具备：缸体，对向模具装置内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；及控制器，通过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，所述控制器根据检测所述模具装置内的所述成型材料到达规定位置的情况的检测器的检测结果，从所述填充工序切换成所述保压工序。
发明效果
根据本发明的一方式，提供一种能够减少成型品的品质偏差的注射成型机。
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。
图中：30-模具装置，32-定模，33-动模，34-型腔空间，37-检测器，40-注射装置，41-缸体，42-喷嘴，43-螺杆，45-计量马达，46-注射马达，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，在各附图中对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中箭头F表示成型材料的流动。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 Processing Unit)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固定于框架Fr。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固定于框架Fr，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固定于框架Fr，固定压板12相对于框架Fr向开模闭方向自如移动。
连接杆16隔着间隔连结固定压板12与后压板15。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的进退，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，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之间设有通过将合模马达21的旋转运动转换成直线运动以传递到十字头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)作为后方而进行说明。
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，则在模具装置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中。
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。螺杆43随着液态成型材料被送往螺杆43的前方且堆积在缸体41的前部而进行后退。
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，并向型腔空间34内的成型材料施加压力。由此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。继填充工序之后，进行保压工序。
保压工序中，通过驱动注射马达46来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。由此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内的成型材料将被固化。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，且有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。
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。
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，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，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。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。
但是，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，成型材料主要通过剩余压力等流动。经过速度切换时刻t1以后，成型材料的流动前端与螺杆43的位置无关地移动。
经过速度切换时刻t1之后，控制器70根据压力检测器37的检测结果，从填充工序切换成保压工序(所谓V/P切换)。
检测器37检测模具装置30内的成型材料有无到达规定位置。作为检测器37例如使用温度传感器或压力传感器。作为检测器37也可以使用温度传感器和压力传感器这两个传感器。
若成型材料到达温度传感器的设置位置或其附近，则由于成型材料的温度比模具装置30的温度高，因此温度传感器的测定值上升。根据温度传感器的测定值上升这一点，能够检测到成型材料已到达规定位置。例如，当温度传感器的测定值超过设定值时，认为成型材料已到达温度传感器的设置位置或其附近。或者，当温度传感器的测定值的时间微分值超过设定值时，认为成型材料已到达温度传感器的设置位置或其附近。
若成型材料到达压力传感器的设置位置，则由于成型材料的压力作用于压力传感器，因此压力传感器的测定值会上升。根据压力传感器的测定值上升这一点，能够检测到成型材料已到达规定位置。例如，当压力传感器的测定值超过设定值时，认为成型材料已到达压力传感器的设置位置。或者，当压力传感器的测定值的时间微分值超过设定值时，认为成型材料已到达压力传感器的设置位置。
例如如图1所示那样，检测器37配设于成型材料的流动路径(详细而言为型腔空间34)的终点或其附近。此时，控制器70在通过检测器37检测到成型材料已到达的時刻t2进行V/P切换。
另外，检测器37在图1中配设于成型材料的流动路径的终点或其附近，但也可以配设于成型材料的流动路径的中途。此时，控制器70利用检测器37来预测成型材料的流动前端位置，并根据该预测结果进行V/P切换。例如，控制器70通过测量从检测器37检测到成型材料已到达规定位置起所经过的时间，由此预测成型材料的流动前端位置。随着经过时间的流逝，成型材料的流动前端逼近终点。若经过时间达到设定时间，成型材料的流动前端达到终点或其附近，则进行V/P切换。设定时间通过试验等来求出。
并且，检测器37可以配设于成型材料的流动路径的终点或其附近和成型材料的流动路径的中途这两处。此时，控制器70可根据两个检测器的检测结果进行V/P切换。
如以上说明，根据本实施方式，控制器70根据检测器37的检测结果进行V/P切换。由于通过检测器37可靠地检测成型材料有无到达规定位置之后进行V/P切换，因此能够减少V/P切换时的每一次喷射的填充量的偏差，而能够减少成型品的品质偏差。
如本实施方式，当螺杆43的设定速度在填充工序的中途下降，成型材料主要靠剩余压力等流动时，无法根据螺杆43的位置预测成型材料的流动前端位置，因此可显著获得通过检测器37来检测成型材料到达规定位置的效果。
另外，图2中自填充工序开始时的時刻t0至速度切换時刻t1为止，螺杆43的设定速度恒定，但也可以进行变更。当在填充工序中多次切换螺杆43的设定速度时，将最后切换的时刻视为速度切换時刻t1即可。
并且，图2中螺杆43的设定速度在填充工序的中途下降，但也可以不使其下降，例如自开始填充工序至结束填充工序为止，螺杆43的设定速度可以恒定。此时，也通过检测器37可靠地检测到成型材料到达规定位置之后进行V/P切换，因此能够减少进行V/P切换时的每一次喷射的填充量的偏差，而能够减少成型品的品质偏差。
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，在权利要求书中所记载的本发明的宗旨范围内，可加以各种变形、改进。
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，柱塞与权利要求书中所记载的送出部件相对应，注射缸体与权利要求书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也可以具有模开闭用线性马达，具有合模用的电磁铁。

Claims (4)

1.一种注射成型机，其具备：
缸体，对向模具装置内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；及
控制器，通过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，
所述控制器在所述填充工序的中途降低所述送出部件的设定速度，在所述设定速度下降之后，根据检测所述模具装置内的所述成型材料到达规定位置的情况的检测器的检测结果，从所述填充工序切换成所述保压工序。
2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，
所述检测器配设于所述成型材料的流动路径的终点或其附近，
当通过所述检测器检测到所述成型材料到达所述规定位置时，所述控制器从所述填充工序切换成所述保压工序。
3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，
所述检测器配设于所述成型材料的流动路径的中途，
所述控制器利用所述检测器预测所述成型材料的流动前端位置，并根据该预测结果从所述填充工序切换成所述保压工序。
4.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，
所述检测器配设于所述成型材料的流动路径的终点或其附近，并且配设于所述成型材料的流动路径的中途，
所述控制器在各所述检测器的检测值分别成为规定值以上时，从所述填充工序切换成所述保压工序。
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