CN105818317B - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注射成型机，其应对喷嘴接触压力的变动。本发明的注射成型机具备：注射装置，向模具装置内注射成型材料；移动装置，使所述注射装置相对于所述模具装置进退；及控制器，控制所述移动装置，所述移动装置具备：液压泵；驱动源，使所述液压泵工作；液压驱动器，包括通过从所述液压泵供给的工作液的液压来产生喷嘴接触压力的压力室；及控制阀，控制所述工作液在所述压力室与所述液压泵之间的流动，设置有检测所述喷嘴接触压力的压力检测器，所述控制器在通过所述控制阀限制所述工作液从所述压力室向所述液压泵的流动的状态下，通过所述压力检测器监视所述喷嘴接触压力。

Description

注射成型机

本申请主张基于2015年1月23日申请的日本专利申请第2015-011700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

注射成型机具有包括向模具装置内注射成型材料的喷嘴的注射装置、使注射装置相对于模具装置进退的移动装置及控制移动装置的控制器等。移动装置通过将注射装置的喷嘴按压到模具装置，从而抑制成型材料从喷嘴与模具装置之间泄漏。将注射装置的喷嘴按压到模具装置的压力称为喷嘴接触压力。

移动装置具有：液压泵；驱动源，使液压泵工作；液压驱动器，包括通过从液压泵供给的工作液的液压来产生喷嘴接触压力的压力室；及控制阀，控制压力室与液压泵之间的工作液的流动(例如参考专利文献1)。

控制器通过控制阀限制工作液从压力室向液压泵的流动，从而在使驱动源处于停止状态之后保持喷嘴接触压力。

专利文献1：日本特开2006-62244号公报

以往，在通过控制阀限制工作液从压力室向液压泵的流动的状态下，喷嘴接触压力有时会变动。喷嘴接触压力的变动例如起因于注射成型机或模具装置的温度变动、振动等。

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应对喷嘴接触压力的变动的注射成型机。

为了解决上述课题，根据本发明的一方式提供如下注射成型机：

所述注射成型机具备：

注射装置，向模具装置内注射成型材料；

移动装置，使所述注射装置相对于所述模具装置进退；及

控制器，控制所述移动装置，

所述移动装置具备：液压泵；驱动源，使所述液压泵工作；液压驱动器，包括通过从所述液压泵供给的工作液的液压来产生喷嘴接触压力的压力室；及控制阀，控制所述工作液在所述压力室与所述液压泵之间的流动，

设置有检测所述喷嘴接触压力的压力检测器，

所述控制器在通过所述控制阀限制所述工作液从所述压力室向所述液压泵的流动的状态下，通过所述压力检测器监视所述喷嘴接触压力。

发明效果

根据本发明的一方式，提供一种应对喷嘴接触压力的变动的注射成型机。

附图说明

图1为表示本发明的一实施方式的注射成型机的图。

图2为表示本发明的一实施方式的控制器的处理的流程图。

图3为表示本发明的一实施方式的控制器的其他处理的流程图。

标号说明

30-模具装置，32-定模，33-动模，34-型腔空间，40-注射装置，41-缸体，42-喷嘴，60-移动装置，61-液压泵，62-马达，63-液压缸，71-电磁切换阀，72-第1压力检测器，73-第2压力检测器，C1-液压缸的前室，C2-液压缸的后室，90-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应的结构标注相同或相应的标号以省略说明。

图1为表示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、顶出装置50、移动装置60及控制器90等。

首先，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)作为后方来说明。

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。由定模32与动模33构成模具装置30。

后压板15与固定压板12隔着间隔而连结，且以在模开闭方向上移动自如的方式载置于框架Fr。另外，后压板15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，在本实施方式中，固定压板12固定于框架Fr，后压板15相对于框架Fr沿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沿模开闭方向移动自如。

连接杆16隔着间隔连结固定压板12与后压板15。可以使用多根连接杆16。各连接杆16与模开闭方向平行，且根据合模力而延伸。至少在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配置于可动压板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，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90而被控制。控制器90控制闭模工序、合模工序及开模工序等。

在闭模工序中，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。

在合模工序中，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，且液态的成型材料被填充到型腔空间34内。型腔空间34内的成型材料经过固化而成为成型品。

在开模工序中，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。

另外，本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。

接着，对顶出装置50进行说明。在顶出装置50的说明中，与合模装置10的说明相同，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)作为后方来说明。

顶出装置50在开模之后从模具装置30顶出成型品。顶出装置50例如具有顶出马达51、运动转换机构52及顶出杆53。

顶出马达51安装于可动压板13的后面。

运动转换机构52将顶出马达51的旋转运动转换成顶出杆53的直线运动。运动转换机构52例如由滚珠丝杠机构等构成。

顶出杆53在可动压板13的贯穿孔内进退自如。顶出杆53的前端部与在动模33内配设成进退自如的可动部件35接触。

顶出装置50的动作通过控制器90而被控制。控制器90控制顶出工序等。

在顶出工序中，通过驱动顶出马达51来使顶出杆53前进，从而使可动部件35前进，以顶出成型品。之后，通过驱动顶出马达51来使顶出杆53后退，从而使可动部件35后退至原来的位置。

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，将进行计量时的螺杆43的移动方向(图1中为右方向)作为后方来说明。

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的外周设置有加热器等加热源。

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。成型材料在被送往前方的同时通过来自缸体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的前方并堆积在缸体41的前部而后退。

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。由此能够补充不够的量的成型材料。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90而被控制。控制器90控制填充工序、保压工序及计量工序等。

在填充工序中，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的前方的液态的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。若螺杆43的位置到达规定位置，则从填充工序切换(所谓V/P切换)成保压工序。

另外，在填充工序中，可以在螺杆43的位置到达规定位置之后，在该规定位置使螺杆43暂时停止，之后进行V/P切换。在V/P切换之前，也可以不使螺杆43停止，取而代之使螺杆43以微速前进或以微速后退。

在保压工序中，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。由此能够补充不够的量的成型材料。成型材料的压力例如通过压力检测器47来检测。在保压工序之后，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。也可以在进行冷却工序的过程中进行计量工序。

在计量工序中，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。与此相伴，成型材料逐渐熔融。螺杆43随着液态的成型材料被送往螺杆43的前方并堆积在缸体41的前部而后退。螺杆43的转速例如通过计量马达45的编码器45a来检测。

在计量工序中，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。

另外，本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等。螺杆预塑方式的注射装置将在塑化缸体内熔融的成型材料供给到注射缸体，并从注射缸体向模具装置内注射成型材料。

接着，对移动装置60进行说明。在移动装置60的说明中，与注射装置40的说明相同，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，将进行计量时的螺杆43的移动方向(图1中为右方向)作为后方来说明。

移动装置60使注射装置40相对于模具装置30进退。并且，移动装置60将喷嘴42按压到模具装置30，并产生喷嘴接触压力。移动装置60包括液压泵61、作为驱动源的马达62、作为液压驱动器的液压缸63、第1安全阀64、第2安全阀65、溢流阀66、第1单向阀67、第2单向阀68、罐69、电磁切换阀71、第1压力检测器72及第2压力检测器73等。

液压泵61具有第1端口61a和第2端口61b。液压泵61为能够双向旋转的泵，通过切换马达62的旋转方向，从第1端口61a及第2端口61b中的任意一个端口吸入工作液(例如油)，并从另一端口吐出，从而产生液压。另外，液压泵61也能够通过从罐69抽吸工作液来从第1端口61a及第2端口61b中的任一端口吐出工作液。

马达62使液压泵61工作。马达62以与来自控制器90的控制信号相应的旋转方向及转矩驱动液压泵61。马达62可以是电动马达，也可以是电动伺服马达。

液压缸63具有缸体主体63a、活塞63b及活塞杆63c。缸体主体63a相对于注射装置40而固定。活塞63b将缸体主体63a的内部划分为第1室即前室C1与第2室即后室C2。活塞杆63c相对于固定压板12而固定。活塞杆63c贯穿前室C1，因此前室C1的截面面积小于后室C2的截面面积。

液压缸63的前室C1经由第1流路CD1与液压泵61的第1端口61a连接。从第1端口61a吐出的工作液经由第1流路CD1被供给到前室C1，从而注射装置40被按压到前方。通过注射装置40的前进，喷嘴42被按压到定模32。前室C1通过从液压泵61供给的工作液的压力而发挥产生喷嘴42的喷嘴接触压力的压力室的功能。

另一方面，液压缸63的后室C2经由第2流路CD2与液压泵61的第2端口61b连接。从第2端口61b吐出的工作液经由第2流路CD2被供给到液压缸63的后室C2，从而注射装置40被按压到后方。通过注射装置40的后退，使得喷嘴42远离定模32。

第1安全阀64在第1流路CD1内的压力超过设定值时被开启，通过使第1流路CD1内的多余的工作液返回到罐69内，而确保第1流路CD1内的压力在设定值以下。

第2安全阀65在第2流路CD2内的压力超过设定值时被开启，通过使第2流路CD2内的多余的工作液返回到罐69内，而确保第2流路CD2内的压力在设定值以下。

溢流阀66为调整因前室C1的截面面积与后室C2的截面面积之差而引起的工作液的循环量的余缺的阀，例如如图1所示，由4通3位的线轴阀构成。

第1单向阀67在第1流路CD1内的压力低于罐69内的压力时被开启，并从罐69向第1流路CD1供给工作液。

第2单向阀68在第2流路CD2内的压力低于罐69内的压力时被开启，并从罐69向第2流路CD2供给工作液。

电磁切换阀71为控制液压缸63的前室C1与液压泵61的第1端口61a之间的工作液的流动的控制阀。电磁切换阀71例如设置于第1流路CD1的中途，并控制第1流路CD1内的工作液的流动。

电磁切换阀71例如如图1所示由2通2位的线轴阀构成。当线轴阀在第1位置(图1中为左侧位置)时，允许前室C1与第1端口61a之间的双向流动。另一方面，当线轴阀在第2位置(图1中为右侧位置)时，限制从前室C1向第1端口61a的流动。此时，没有限制从第1端口61a向前室C1的流动，但也可以对此进行限制。

第1压力检测器72检测前室C1的液压。由于通过前室C1的液压而产生喷嘴接触压力，因此能够利用第1压力检测器72来检测喷嘴接触压力。第1压力检测器72例如设置于第1流路CD1的中途，以电磁切换阀71为基准而设置于靠前室C1侧的位置。无论电磁切换阀71的状态如何，均能够检测喷嘴接触压力。

第2压力检测器73设置于第1流路CD1的中途，以电磁切换阀71为基准而设置于靠第1端口61a侧的位置。第2压力检测器73检测电磁切换阀71与第1端口61a之间的液压。在电磁切换阀71允许第1端口61a与前室C1之间的双向流动的状态下，第1端口61a与电磁切换阀71之间的液压和电磁切换阀71与前室C1之间的液压相等。因此，在该状态下能够利用第2压力检测器73来检测喷嘴接触压力。

另外，在本实施方式中，利用设置于第1流路CD1中途的压力检测器来检测喷嘴接触压力，但也可以利用例如设置于喷嘴42的测力传感器等检测喷嘴接触压力。即，检测喷嘴接触压力的压力检测器可以设置于移动装置60、注射装置40中的任意装置上。

接着，对控制器90进行说明。控制器90具有CPU(Central Processing Unit)91及存储器等存储介质92。控制器90通过使CPU91执行存储于存储介质92中的程序来控制合模装置10、注射装置40、顶出装置50及移动装置60。

图2为表示本发明的一实施方式的控制器的处理的流程图。控制器90通过控制合模装置10、注射装置40及顶出装置50来进行图2所示的处理。

控制器90通过控制闭模工序S11、合模工序S12、填充工序S13、保压工序S14、冷却工序S15、开模工序S16及顶出工序S17等一系列工序来制造成型品。控制器90通过反复进行这一系列工序，从而进行反复制造成型品的循环运行。也可以为了缩短成型循环而在冷却工序S15中进行计量工序。

图3为表示本发明的一实施方式的控制器的其他处理的流程图。控制器90通过控制移动装置60来进行图3所示的处理。

控制器90在开始图3所示的处理之前控制马达62，以使喷嘴接触压力P成为设定值P0，在该状态下通过电磁切换阀71来限制工作液从前室C1向第1端口61a的流动。之后，控制器90将马达62设为停止状态或怠速状态，以停止从第1端口61a向前室C1供给工作液。例如在循环运行开始之后至最初(第1次注料)的填充工序S13为止进行这些处理。在填充工序S13等中，能够抑制成型材料从喷嘴42与定模32之间泄漏。

在该状态下，控制器90开始图3所示的处理。控制器90首先在图3的步骤S21中，利用第1压力检测器72监视喷嘴接触压力P。该监视例如在填充工序S13及保压工序S14中进行。即，可以在模具装置30内成型成型材料的过程中进行该监视。

接着，控制器90在步骤S22中确认喷嘴接触压力P是否在规定范围内(P1≤P≤P2)。当喷嘴接触压力P在规定范围内时(步骤S22中的“是”)，控制器90返回到步骤S21之后重复进行步骤S21以后的处理。另一方面，当喷嘴接触压力P在规定范围之外时(步骤S22中的“否”)，控制器90进入到步骤S23。

控制器90在步骤S23中使马达62工作，而提高第1端口61a与电磁切换阀71之间的液压。例如，控制器90可以将第1端口61a与电磁切换阀71之间的液压提高至与喷嘴接触压力P的设定值P0相当的液压。在后述步骤S25中，能够缩短喷嘴接触压力P达到设定值P0为止的时间。

另外，为了缩短成型循环，步骤S23以后的处理在任意工序中进行。优选可以在填充工序S13及保压工序S14以外的规定工序(例如冷却工序S15、开模工序S16、顶出工序S17或闭模工序S11等)中进行。

接着，控制器90在步骤S24中进行电磁切换阀71的切换，并解除基于电磁切换阀71的上述限制，且允许第1端口61a与前室C1之间的双向流动。

之后，控制器90在步骤S25中进行喷嘴接触压力P的控制。该控制例如可以是反馈控制，控制马达62，以使喷嘴接触压力P成为设定值P0。在该控制中例如使用第1压力检测器72的检测结果、第2压力检测器73的检测结果等。

接着，控制器90在步骤S26中确认喷嘴接触压力P是否为设定值P0。当喷嘴接触压力P不是设定值P0时(步骤S26中的“否”)，控制器90返回到步骤S25之后继续进行步骤S25以后的处理。另一方面，当喷嘴接触压力P为设定值P0时(步骤S26中的“是”)，控制器90进入到步骤S27。另外，只要喷嘴接触压力P在以设定值P0为基准的容许范围内，则控制器90可以进入到步骤S27。

控制器90在步骤S27中进行电磁切换阀71的切换，并再次进行基于电磁切换阀71的上述限制。接着，控制器90在步骤S28中使马达62停止，并结束此次处理。另外，在步骤S28中可以不将马达62设为停止状态，取而代之将其设为怠速状态。

之后，控制器90可以将图3的步骤S21以后的处理重复进行直至循环运行结束为止。

如以上说明，根据本实施方式，控制器90在使电磁切换阀71进行上述限制的状态下，通过第1压力检测器72监视喷嘴接触压力P。控制器90能够根据监视结果应对喷嘴接触压力P的变动。例如能够进行喷嘴接触压力P的重调、警报的输出、成型品的品质管理等。

并且，控制器90当在监视过程中探测到喷嘴接触压力P处于规定范围之外时，则解除基于电磁切换阀71的上述限制，并控制喷嘴接触压力P。因此，能够重新调整喷嘴接触压力P，且能够改善成型品的成品率。

并且，控制器90当在监视过程中探测到喷嘴接触压力P处于规定范围之外时，则在解除基于电磁切换阀71的上述限制之前使马达62工作，以提高第1端口61a与电磁切换阀71之间的液压。能够抑制因解除上述限制而引起的喷嘴接触压力P的急速下降，且能够抑制成型材料从喷嘴42与定模32之间泄漏。

并且，控制器90当在监视过程中探测到喷嘴接触压力P处于规定范围之外时，则解除基于电磁切换阀71的上述限制，并在控制喷嘴接触压力P之后，再次进行基于电磁切换阀71的上述限制。之后，在将马达62设为停止状态或怠速状态时，能够抑制喷嘴接触压力P下降。

而且，控制器90在填充工序S13及保压工序S14以外的规定工序中进行根据监视结果进行的处理中的至少一部分。例如，控制器90在填充工序S13及保压工序S14以外的规定工序中进行从马达62的驱动(步骤S23)至马达62的停止(步骤S28)为止的步骤中的至少1个处理。因此，能够缩短成型循环。

步骤S23～S28的处理优选在冷却工序S15之间、开模工序S16的过程中、顶出工序S17的过程中、闭模工序S11的过程中等进行。开模工序S16开始或结束时，由于可动压板13进行启动或停止而容易产生振动，因此最好避开该时间。顶出工序S17开始时或结束时，闭模工序S11开始时或结束时也因相同的理由而最好避开。结束冷却工序S15之前模具装置30内的成型材料大致固化，因此尤其优选在冷却工序S15结束之前进行步骤S23～S28的处理。

以上，对注射成型机的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离权利要求书中记载的本发明的宗旨范围内可以进行各种变形及改进。

例如，控制器90也可以在图3的步骤S22中，当喷嘴接触压力P在规定范围之外时输出警报。并且，控制器也可以在图3的步骤S22中，当喷嘴接触压力P在规定范围内时判断成型品为合格品，且也可以在图3的步骤S22中，当喷嘴接触压力P在规定范围之外时判断成型品为不良品。

并且，控制器90在图3的处理中使喷嘴接触压力P的设定值P0恒定，但也可以使之变化。控制器90也可以在进行基于电磁切换阀71的上述限制的状态下进行喷嘴接触压力P的监视。

Claims (5)

1.一种注射成型机，具备：

注射装置，向模具装置内注射成型材料；

移动装置，使所述注射装置相对于所述模具装置进退；及

控制器，控制所述移动装置，

所述移动装置具备：液压泵；驱动源，使所述液压泵工作；液压驱动器，包括通过从所述液压泵供给的工作液的液压来产生喷嘴接触压力的压力室；及控制阀，控制所述工作液在所述压力室与所述液压泵之间的流动，

设置有检测所述喷嘴接触压力的压力检测器，

所述控制器在通过所述控制阀限制所述工作液从所述压力室向所述液压泵的流动的状态下，通过所述压力检测器监视所述喷嘴接触压力，探测所述喷嘴接触压力是否处于规定范围之外。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述控制器当在所述监视的过程中探测到所述喷嘴接触压力处于规定范围之外时，则解除基于所述控制阀的所述限制，并控制所述喷嘴接触压力。

3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述控制器当在所述监视的过程中探测到所述喷嘴接触压力处于规定范围之外时，则在解除基于所述控制阀的所述限制之前，使所述驱动源工作，而提高所述液压泵与所述控制阀之间的液压。

4.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述控制器当在所述监视的过程中探测到所述喷嘴接触压力处于规定范围之外时，则解除基于所述控制阀的所述限制，并在控制所述喷嘴接触压力之后，再次进行基于所述控制阀的所述限制。

5.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述控制器在填充工序及保压工序以外的规定工序中进行根据所述监视的结果进行的处理中的至少一部分。