CN106794612A - 预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法和肘节式模具夹紧装置 - Google Patents

Abstract

[问题]提供预测滚珠丝杠机构的寿命的方法，在该方法中相对准确预测寿命，预测寿命所需的计算量少，且因此注射成型机的控制器能简单预测寿命。[解决方案]驱动肘节式模具夹紧装置(2)的肘节机构(14)的模具夹紧滚珠丝杠机构(24)的可用时间(L_t)被预测，可用时间是模具夹紧滚珠丝杠机构(24)能够被操作的时间长度。通过对基于表示滚珠丝杠机构的寿命的理论表达式进行简化，可用时间(L_t)被给定为作为单变量的模具夹紧力(KS)的单变量函数。使用单变量函数预测模具夹紧滚珠丝杠机构(24)的寿命。在优选实施例中，单变量函数是如下指数函数。L_t＝α·KS^β，其中α和β为常数。

Description

预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的 方法和肘节式模具夹紧装置

技术领域

本发明涉及预测模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，该模具夹紧滚珠丝杠机构驱动注射成型机的肘节式模具夹紧装置，该注射成型机设置有该模具夹紧装置，并且本发明涉及肘节式模具夹紧装置，在该肘节式模具夹紧装置中执行预测寿命的方法。

背景技术

如在相关技术中所熟知的，注射成型机被构造成包括注射树脂的注射装置以及夹紧模具的模具夹紧装置。存在各种类型的模具夹紧装置，并且熟知的模具夹紧装置是肘节式模具夹紧装置，肘节式模具夹紧装置设置有包括肘节机构的模具夹紧机构。肘节式模具夹紧装置被构造成包括：固定压板，固定的侧模具被附接至所述固定压板；模具夹紧壳体；可移动压板，所述可移动压板被可滑动地设置在固定压板和模具夹紧壳体之间，并且可移动模具被固定至所述可移动压板；多个系杆，固定压板通过所述多个系杆连接到模具夹紧壳体；和肘节机构。肘节机构将模具夹紧壳体和可移动压板连接在一起，并且如果肘节机构被驱动，则可移动压板移动，并且模具被打开和关闭。存在各种类型的肘节机构，并且相对广泛使用的一种类型的肘节机构被构造成包括一对短连杆；一对长连杆；一对交叉连杆；和十字接头。一对短连杆中的每一个短连杆的第一端部被可枢转地附接到模具夹紧壳体。一对长连杆中的每一个长连杆的第一端部被可枢转地附接到可移动压板。短连杆的第二端部被分别可转动地连接到长连杆的第二端部。十字接头通过一对交叉连杆连接到该一对短连杆。如果通过预定驱动机构在轴向方向上驱动十字接头，则该一对短连杆和该一对长连杆被收缩和展开，肘节机构被驱动并且模具被打开和关闭。

在通过马达驱动每一个装置的马达驱动注射成型机中，十字接头被马达和滚珠丝杠机构驱动。滚珠丝杠机构被构造成包括：滚珠丝杠；滚珠螺母，所述滚珠螺母旋拧滚珠丝杠上；和多个滚珠，所述多个滚珠在滚珠丝杠和滚珠螺母之间滚动。滚珠丝杠机构好在于：滚珠丝杠机构通过多个滚珠减小了滚珠丝杠和滚珠螺母之间的摩擦，并且能够有效地将旋转力转换成轴向力。相比之下，如果滚珠丝杠机构用于其中载荷施加在其上的环境中，则诸如滚珠的表面剥落的劣化进行。在模具夹紧期间，大载荷被施加到驱动十字接头的滚珠丝杠机构上，并且因此，可能迅速地进行劣化，并且可能有必要在数年内更换滚珠丝杠机构。需要停止注射成型机的操作预定时间长度并且更换滚珠丝杠机构。在不期望的时刻发生的滚珠丝杠机构的故障可能造成不可避免的停产长时间段，并且给生产计划带来麻烦。如果能够合适地预测滚珠丝杠机构的寿命，则能够安排滚珠丝杠机构的更换，并且防止生产计划受到影响。滚珠丝杠机构的制造者提供了以下的表达式来预测滚珠丝杠机构的寿命。

[表达式1]

其中L：额定疲劳寿命(rev)，

L_t：寿命时间(h)，

C_a：基本动额定载荷(N)，

F_a：轴向载荷(N)，

f_w：载荷因数，以及

n：旋转速率(min^-1)。

基本动额定载荷C_a表示当多个滚珠丝杠机构在其上施加轴向载荷的情况下在相同的条件下旋转时，允许90％的滚珠丝杠机构在不造成与劣化相关联的金属剥落等的情况下旋转一百万圈的轴向载荷。载荷因数f_w是根据滚珠丝杠机构在旋转期间是否接收到冲击而增加的因数。如果不存在冲击，则采用载荷因数f_w为1。由于模具夹紧滚珠丝杠机构上的冲击小，所以认为载荷因数f_w为1.2是合适的。额定疲劳寿命L是滚珠丝杠机构的寿命，其被表示为在作为预定轴向载荷的轴向载荷F_a被施加到滚珠丝杠机构上的状态下驱动滚珠丝杠机构的情况中的转数。表达式1-1给定了额定疲劳寿命。通过表达式1-2给定寿命时间L_t，其中滚珠丝杠机构的寿命由额定疲劳寿命L和旋转速率n以时间为单位表示。在表达式1-1中，轴向载荷F_a的值恒定；然而，通常，载荷变化是正常的，并且施加在模具夹紧滚珠丝杠机构上的载荷也变化。滚珠丝杠机构的制造者提供了下面的表达式以计算滚珠丝杠机构在轴向载荷变化的情况中的寿命。

[表达式2]

其中F_m：平均轴向载荷(N)，

n_m：平均旋转速率(min^-1)，

F₁、F₂……F_n：第一次、第二次……第n次的轴向载荷(N)，

n₁、n₂……n_n：第一次、第二次……第n次的旋转速率(min^-1)，以及

t₁、t₂……t_n：第一次、第二次……第n次的驱动时间(min)。

表达式2-1用于计算作为轴向载荷的平均数的平均轴向载荷F_m，以便计算变化的轴向载荷所施加到的滚珠丝杠机构的寿命。当滚珠丝杠机构被驱动n次时，F₁、F₂……F_n分别表示第一次、第二次……第n次施加到滚珠丝杠机构上的轴向载荷，并且n₁、n₂……n_n分别表示该次的旋转速率，并且t₁、t₂……t_n分别表示该次的驱动时间。从这些变量中计算平均轴向载荷F_m。事实上，能够因此以下列方式从表达式1-1导出表达式2-1。如果将表达式1-1颠倒，则左侧变为1/L，并且能够被称为滚珠丝杠机构每旋转一圈所暴露的损伤。如果这些损伤积累达旋转L圈，则能够确定已经达到滚珠丝杠机构的寿命。相比之下，表达式1-1的右侧的倒数与轴向载荷F_a的立方成正比。即，能够断定滚珠丝杠机构每旋转一圈所接收的损伤与轴向载荷F_a的立方成正比。如果轴向载荷F₁、F₂……F_n变化，则滚珠丝杠机构所接收到的积累的损伤的值与F₁ ³·n₁·t₁+F₂ ³·n₂·t₂+…+F_n ³·n_n·t_n成正比。即，积累的损伤的值与通过将F₁、F₂……F_n的三次幂与该时间的转数相乘并且将结果值相加在一起而获得的表达式成正比。随后，通过将这个表达式除以作为总转数的n₁·t₁+n₂·t₂+…+n_n·t_n而获得的结果表达式与滚珠丝杠机构每旋转一圈所接收到的损伤的平均数有关。表达式2-1通过求所获得的结果的三分之一次幂而获得。因此，能够获得平均轴向载荷F_m。如果将以此方式使用表达式2-1计算的平均轴向载荷F_m代入表达式1-1的轴向载荷F_a中，则能够获得如表达式2-3所表示的额定疲劳寿命L。能够获得作为滚珠丝杠机构的平均旋转速率的平均旋转速率n_m的计算表达式，如表达式2-2所示。能够如表达式2-4所表示地从所获得的额定疲劳寿命L和平均旋转速率n_m获得寿命时间L_t。因此，如果能够检测每一个时刻的轴向载荷并且能够获得在该时刻的模具夹紧滚珠丝杠机构中的旋转速率和驱动时间，则能够计算平均轴向载荷F_m并且能够计算寿命。

引用列表

专利文献

[专利文献1]JP-A-2000-238106

在专利文献1中提出了预测滚珠丝杠机构的寿命的另一种方法。根据专利文献1中公开的方法，通过检测当滚珠丝杠机构被驱动时滚珠丝杠的移动速率以及被供应到马达的电流，并且将检测到的值乘以预定转矩系数来计算该时刻被施加到滚珠丝杠机构的能量。如果施加到滚珠丝杠机构的能量被积累，则能够获得施加到滚珠轴承机构的总能量。如果总能量超过预先设定的寿命能量，则确定已经达到寿命。

发明内容

技术问题

如上所述，重要的是预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命。能够使用表达式2-1至2-4来预测滚珠丝杠机构的寿命。还能够使用专利文献1中公开的方法预测寿命。这些方法具有问题。首先，在使用表达式2-1至2-4预测寿命的情况中，存在计算困难的问题。施加在模具夹紧滚珠丝杠机构上的轴向载荷的变化复杂，并且几乎不可能准确地检测在每一个时刻的轴向载荷以及滚珠丝杠的旋转速率和驱动时间中的全部。即使这些变量能够被准确地检测到，在使用表达式2-1等成功地执行计算的情况中，计算量的增加巨大，并且注射成型机的控制器不能够执行该计算。即，基本不可能使用表达式2-1至2-4计算寿命。根据专利文献1中公开的方法，因为从通过仅检测当滚珠丝杠被驱动时滚珠丝杠的移动速率和被供应到马达的电流而获得的总积累能量来预测寿命能量，并且通过使用检测结果进行计算，所以注射成型机的控制器能够可靠地计算寿命。同时，不确定是否能够准确地预测寿命。根据滚珠丝杠机构的制造者提供的如上所述的表达式1-1，轴向载荷F_a对额定疲劳寿命L的贡献被给定为轴向载荷F_a的三次幂的倒数。即，如果轴向载荷F_a小，则轴向载荷F_a几乎不影响寿命，并且相比之下，如果轴向载荷F_a大，则轴向载荷F_a急剧地影响寿命。相比之下，根据专利文献1中公开的方法，由于检测到的电流与马达的转矩成正比，所以电流被认为是与轴向载荷F_a基本成正比的物理量，并且在能量的计算中，不计算电流的三次幂。即，专利文献1中公开的方法与表达式1-1的不同之处在于估计轴向载荷F_a对寿命的贡献小。为此原因，不保证模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的预测能够必要的准确。

本发明的目标在于提供预测滚珠丝杠机构的寿命的方法，其中肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命被相对准确地预测，预测寿命所需的计算量小，并且因此，注射成型机的控制器能够简单地预测寿命。

问题的解决方案

为了实现上述目标，本发明的权利要求1被构造为预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，模具夹紧滚珠丝杠机构用于驱动肘节式模具夹紧装置的肘节机构，其中模具夹紧滚珠丝杠机构的可用时间被给定为作为单变量的模具夹紧力的单变量函数，并且使用该单变量函数预测模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命，可用时间是模具夹紧滚珠丝杠机构能够在不劣化的情况下操作的时间长度。

根据权利要求2所述的本发明被构造为根据权利要求1所述的预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，其中单变量函数是指数函数。

根据权利要求3所述的本发明被构造为根据权利要求1所述的预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，其中单变量函数是多项式表达式。

根据权利要求4所述的本发明被构造为根据权利要求3所述的预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，其中多项式表达式是二次方程式。

根据权利要求5所述的本发明被构造为肘节式模具夹紧装置，其中使用根据权利要求1至4所述的预测寿命的方法来预测模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命。

发明的有益效果

如上所述，根据本发明的一个方面，在驱动肘节式模具夹紧装置的肘节机构的模具夹紧滚珠丝杠中，模具夹紧滚珠丝杠机构的可用时间(作为模具夹紧滚珠丝杠机构能够在不劣化的情况下操作的时间长度)被给定为作为单变量的模具夹紧力的单变量函数，并且使用该单变量函数预测模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命。即，由于可用时间被给定为仅一个变量的函数，所以预测寿命所需要的计算量小。因此注射成型机的控制器能够简单地预测寿命。可用时间被给定为作为单变量的模具夹紧力的单变量函数的原因在于，可用时间的计算能够通过分析肘节式模具夹紧装置的特性并且设定预定条件来实现，并且可用时间的计算与基于表达式2-1至2-4预测滚珠丝杠机构的寿命基本相同，这将在后文描述。即，能够说模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的预测足够准确。根据本发明的另一方面，单变量函数是指数函数。根据本发明的再一方面，单变量函数是多项式表达式。根据本发明的又一方面，多项式表达式是二次方程式。由于可用时间被给定为相对简单的单变量函数，所以能够获得减少预测寿命所需要的计算量的效果。

附图说明

图1是示出设置有本发明的实施例中的肘节式模具夹紧装置的注射成型机的前视图。

图2是曲线图，曲线图中的每一个示出施加在本发明的实施例中的肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构上的轴向载荷，其中图2(A)是示出当产生模具夹紧力时施加在模具夹紧滚珠丝杠机构上的轴向载荷的曲线图，并且图2(B)是示出在成型周期的每一个步骤中施加在模具夹紧滚珠丝杠机构上的轴向载荷的曲线图。

图3是示出本发明的实施例中的肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命预测的曲线图。

具体实施方式

实施例中的预测模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法能够被应用到设置有肘节式模具夹紧装置的典型的马达驱动注射成型机。首先，将描述实施例中的注射成型机1。注射成型机1被构造成包括设置在床4上的肘节式模具夹紧装置2，以及相似地可滑动地设置在床4上的注射装置3。如相关技术中所熟知的，注射装置3被构造成包括：加热筒6；丝杠(未示出)，所述丝杠被如此设置，使得所述丝杠能够在加热筒6内在旋转方向和轴向方向上被驱动；注射喷嘴7，所述注射喷嘴7被设置在加热筒6的末端；等等。

肘节式模具夹紧装置2还是相关技术中熟知的模具夹紧装置，并且肘节式模具夹紧装置2被构造成包括：固定压板9，固定侧模具K1被附接至所述固定压板9；可移动压板10，可移动模具K2被附接至所述可移动压板10；模具夹紧壳体12；四个系杆13，固定压板9通过所述四个系杆13连接到模具夹紧壳体12；和肘节机构14，所述肘节机构14被设置在模具夹紧壳体12和可移动压板10之间。肘节机构14也是相关技术中熟知的肘节机构，并且所述肘节机构14被构造成包括：一对短连杆16，所述一对短连杆16具有被可枢转地附接到模具夹紧壳体12的相应的第一端部；一对长连杆17，所述一对长连杆17具有被可枢转地附接到短连杆16的相应的第一端部，并且具有被可枢转地附接到可移动压板10的相应的另一端部；十字接头18，所述十字接头18驱动肘节机构14；和交叉连杆20，十字接头18通过所述交叉连杆20连接到短连杆16。

本实施例中的驱动十字接头18的驱动机构被构造成包括：模具夹紧马达22；模具夹紧滚珠丝杠机构24；以及一对带轮25、26和皮带27，一对带轮25、26和皮带27将模具夹紧马达22的旋转力传递到模具夹紧滚珠丝杠机构24。模具夹紧滚珠丝杠机构24被构造成包括：滚珠丝杠29；滚珠螺母30，所述滚珠螺母30旋拧到滚珠丝杠29上；和多个滚珠(未示出)，所述多个滚珠在滚珠螺母30内滚动。在本实施例中，滚珠螺母30被设置在十字接头18中。

由于这种构造，如果驱动模具夹紧马达22被驱动以通过模具夹紧滚珠丝杠机构24驱动十字接头18，则肘节机构14被收缩和展开，并且可移动压板10如此滑动，使得肘节式模具夹紧装置2使模具打开和关闭。

在使用前述理论表达式(即表达式2-1至2-4)预测本实施例中的模具夹紧滚珠丝杠机构24的寿命时，发明人通过研究肘节式模具夹紧装置2的特性以及设定预定条件成功地简化了该理论表达式。首先，发明人将描述研究的肘节式模具夹紧装置2的特性，并且随后将描述导出简化的理论表达式的技巧。

如果肘节式模具夹紧装置2以预定轴向力驱动十字接头18，则能够获得预定倍率的模具夹紧力KS以夹紧模具K1和K2。能够从肘节机构14的结构理论地获得该倍率。倍率不是一个恒定值，而是根据肘节机构14的收缩和展开状态而变化。轴向驱动力根据期望获得的模具夹紧力KS而变化，并且这两者之间的关系在图2(A)中示出。由于驱动十字接头18的轴向力等于施加在模具夹紧滚珠丝杠机构上的轴向载荷F，如果获得各种模具夹紧力KS，则施加在模具夹紧滚珠丝杠机构上的轴向载荷F如图2(A)中的曲线图所示。在曲线图上示出模具夹紧步骤中的轴向载荷变化以及模具夹紧步骤中的最大轴向载荷F_max。能够由肘节式模具夹紧装置2产生的模具夹紧力KS的范围被模具夹紧装置2的机型确定。如图2(A)中的曲线图所示，肘节式模具夹紧装置的预定机型能够产生范围为KS₁kN至KS₂kN的模具夹紧力KS，并且在此情况中，施加在模具夹紧滚珠丝杠机构上的最大轴向载荷F_max在F_max1kN至F_max2kN的范围中。

发明人调查了在成型周期的每一个步骤中施加在模具夹紧滚珠丝杠机构上的轴向载荷F_x的变化的典型模式。从驱动模具夹紧马达22的转矩计算轴向载荷F_x，即，从供应到模具夹紧马达22的电流计算轴向载荷F_x。如图2(B)中的曲线图35所示获得每一个步骤中的轴向载荷F_x的变化的模式。在曲线图中，模具关闭(A)表示从模具K1和K2处于模具打开状态中时至模具K1和K2彼此接触时的模具关闭步骤；模具夹紧(B)表示从模具K1和K2彼此接触时至产生模具夹紧力时的模具夹紧步骤；保持(Z)表示材料被注射到夹紧的模具K1和K2中的注射步骤以及施加压力的保持步骤；模具松开(C)表示模具松开步骤，其中夹紧的模具K1和K2转变成模具K1和K2彼此接触但是不产生模具夹紧力的状态；并且模具打开(D)表示模具打开步骤，其中模具K1和K2被打开并且进入模具打开状态。断定最大轴向载荷F_max在所有步骤中的模具夹紧步骤中产生。如果考虑通过将每一个步骤的轴向载荷F_x的变化平均而获得平均轴向载荷，则最大轴向载荷F_max如图2(B)中的阶梯状曲线图36所示。将在后面描述通过平均来获得每一个步骤的平均轴向载荷的具体方法。如果给定每一个步骤的平均轴向载荷，则能够计算计算模具夹紧滚珠丝杠机构24的寿命所需要的平均轴向载荷F_m。由于其中模具夹紧滚珠丝杠机构24的停止状态被维持的保持步骤不影响模具夹紧滚珠丝杠机构24的寿命，所以能够通过计算仅模具关闭步骤、模具夹紧步骤、模具松开步骤和模具打开步骤的平均轴向载荷来获得作为成型周期的平均轴向载荷的平均轴向载荷F_m。如果使用表达式2-2计算平均轴向载荷F_m，则平均轴向载荷F_m被表达式3-1表示。

[表达式3]

其中F_m：平均轴向载荷(N)，

n_m：平均旋转速率(min^-1)，

F_A、F_B、F_C、F_D：模具关闭、模具夹紧、模具松开、模具打开的轴向载荷(N)，

n_A、n_B、n_C、n_D：模具关闭、模具夹紧、模具松开、模具打开的旋转速率(min^-1)，以及

t_A、t_B、t_C、t_D：模具关闭、模具夹紧、模具松开、模具打开的驱动时间(min)。

F_A、F_B、F_C和F_D分别表示模具关闭步骤、模具夹紧步骤、模具松开步骤和模具打开步骤的平均轴向载荷。n_A、n_B、n_C和n_D分别表示模具关闭步骤、模具夹紧步骤、模具松开步骤和模具打开步骤中的模具夹紧滚珠丝杠机构24的旋转速率。t_A、t_B、t_C和t_D分别表示模具关闭步骤、模具夹紧步骤、模具松开步骤和模具打开步骤中的模具夹紧滚珠丝杠机构24的驱动时间。相似地，能够使用表达式2-2获得成型周期中的模具夹紧滚珠丝杠机构24的平均旋转速率，即，平均旋转速率n_m。

随后，将描述获得该步骤的相应的平均轴向载荷F_A、F_B、F_C和F_D的方法。通过将在该步骤中测量的轴向载荷F_x(即，图2(B)中的曲线图35所示的轴向载荷F_x)平均来分别获得平均轴向载荷F_A、F_B、F_C和F_D，并且以以下方式获得平均轴向载荷F_A、F_B、F_C和F_D。首先，每一个步骤被分为等宽度的多个时间空档。例如，模具关闭步骤被等分为10个时间空档。随后，从曲线图35中读取每一个被划分的时间空档中的轴向载荷F_x，并且使用表达式2-1获得该步骤的相应的平均轴向载荷F_A、F_B、F_C和F_D。由于时间空档具有相同的宽度，所以所有驱动时间t₁、t₂……t_n具有相同的值。如果模具夹紧滚珠丝杠机构24的旋转速率在它的所有步骤上是恒定的，则能够计算相同值的旋转速率n₁、n₂……n_n。能够以此方式获得步骤的相应的平均轴向载荷F_A、F_B、F_C和F_D。发明人操作肘节式模具夹紧装置的预定机型达一个成型周期，测量轴向载荷的变化并且基于所测量的变化来计算步骤的平均轴向载荷F_A、F_B、F_C和F_D。结果，如图2(B)的曲线图36所示，模具关闭步骤、模具夹紧步骤、模具松开步骤和模具打开步骤的平均轴向载荷F_A、F_B、F_C和F_D分别是最大轴向载荷F_max的0.3倍、0.75倍、0.45倍和0.3倍。能够通过将结果代入表达式3-1而获得表达式4-1。

[表达式4]

其中F_max：最大轴向载荷(N)。

其中L：额定疲劳寿命(rev)，

L_t：寿命时间(h)，

C_a：基本动额定载荷(N)，

F_m：平均轴向载荷(N)，

n_m：平均旋转速率(min^-1)，以及

f_w：载荷因数。

如果模具K1和K2的类型改变，则肘节式模具夹紧装置2的模具打开步骤或模具打开步骤的模具打开和关闭冲程可能改变。在典型的成型周期中，模具打开步骤或模具打开步骤的模具打开和关闭冲程被设定为基本为机型中允许的最大模具打开和关闭冲程的一半。即，肘节式模具夹紧装置2被操作使得：不论模具K1和K2的类型，模具打开步骤或模具打开步骤的模具打开和关闭冲程变为恒定。本发明的寿命的预测基于模具打开步骤或模具打开步骤的模具打开和关闭冲程为最大模具打开和关闭冲程的一半。如果模具打开和关闭冲程被确定，则因为模具夹紧滚珠丝杠机构24以恒定的旋转速率n_A和n_D在模具关闭步骤和模具打开步骤中操作，所以因此能够计算在模具打开步骤和模具关闭步骤中模具夹紧滚珠丝杠机构24的驱动时间t_A和t_D。根据该机型，模具夹紧步骤和模具松开步骤中的模具夹紧滚珠丝杠机构24的旋转速率n_B和n_C以及驱动时间t_B和t_C的值能够基本恒定。n_A至n_D以及t_A至t_D的数值被代入表达式4-1中。因此，能够获得成型周期的平均轴向载荷F_m，作为是唯一变量的最大轴向载荷F_max的函数。

通过将各种值代入以此方式获得的最大轴向载荷F_max的函数中并执行计算来获得平均轴向载荷F_m的具体数值。这个能够由最大轴向载荷F_max采用的代入值由肘节式模具夹紧装置2的机型确定。即，在本实施例的肘节式模具夹紧装置2中，能够采用由图2(A)中的曲线图所示的范围，即能够采用F_max1kN至F_max2kN的范围内的值。通过选择在此范围内的合适数目的点例如七个点，获得每一个点处的最大轴向载荷F_max，并且将所获得的最大轴向载荷F_max代入所获得的函数中来计算平均轴向载荷F_m。使用表达式4-2和4-3从每一个计算的平均轴向载荷F_m来计算寿命时间L_t。在此计算中，使用1.2的载荷因数f_w。以此方式，能够获得多组最大轴向载荷F_max和寿命时间L_t，例如，七组最大轴向载荷F_max和寿命时间L_t。从曲线图图2(A)中读取与每一组的最大轴向载荷F_max对应的模具夹紧力KS，并且所读取的模具夹紧力KS与寿命时间L_t组合。以此方式，能够获得多组模具夹紧力KS和寿命时间L_t，即，七组模具夹紧力KS和寿命时间L_t。这些组以曲线图的形式绘出，其中模具夹紧力KS在水平轴线上并且寿命时间L_t在竖直轴线上。如果获得七组模具夹紧力KS和寿命时间L_t，则在图3中所示的曲线图上描绘出七个点。如以下表达式所表示的，寿命时间L_t由具有作为单变量的模具夹紧力KS的单变量函数f()表示。

L_t＝f(KS) 表达式5-1

能够使用各种类型的单变量函数f()，并且只要描绘的多个点全部能够被各种类型的函数近似满足，就可以使用该类型的函数。这种单变量函数f()的优选示例可以是将在下面描述的指数函数。

L_t＝α·KS^β 表达式5-2

其中α和β是常数。

可以使用最小二乘法来确定常数α和B，使得表达式接近在曲线图上描绘的多个点。

L_t＝a_n·KSⁿ+a_n-1·KS^n-1+…a₁·KS¹+a₀·KS⁰ 表达式5-3

其中a_n、a_n-1……是常数。

还可以使用最小二乘法来确定多项式表达式中的a_n、a_n-1……，使得表达式接近在曲线图上描绘的多个点。

如上所述，本发明能够通过研究肘节式模具夹紧装置2的特性以及设定预定条件来简化理论表达式2-1至2-4，并且因此可以获得表达式5-2或5-3。表达式5-2将寿命时间L_t，即，模具夹紧滚珠丝杠机构24的可用时间表示为作为单变量的模具夹紧力KS的指数函数。表达式5-3是表示寿命时间L_t，即模具夹紧滚珠丝杠机构24的可用时间的多项式表达式。表达式5-2或5-3被存储在注射成型机1的控制器中。控制器能够使用单变量函数从夹紧力KS计算模具夹紧滚珠丝杠机构24的可用时间。即，能够预测模具夹紧滚珠丝杠机构24的寿命。

如果表达式5-3表示的多项式表达式是由如下的表达式5-4表示的二次方程式，则多项式表达式在现实中被满意地使用。

L_t＝a₂·KS²+a₁·KS+a₀ 表达式5-4

表达式5-4表示的二次方程式近似于图3中示出的曲线。

如上所述，能够通过肘节式模具夹紧装置2产生的模具夹紧力KS的范围根据模具夹紧装置2的机型而不同。即，图2(A)的曲线图根据肘节式模具夹紧装置2的机型而不同。表达式4-1中的n_A至n_D和t_A至t_D也根据机型而不同。如果使用前述方法计算模具夹紧滚珠丝杠机构的可用时间，则无论模具夹紧滚珠丝杠机构2的机型，都能够将可用时间表示为作为单变量的模具夹紧力KS的单变量函数f()。

如上所述，根据本发明，能够使用作为单变量的模具夹紧力KS的单变量函数f()预测寿命时间L_t，并且因此，能够预测模具夹紧滚珠丝杠机构24的寿命。可预测的寿命可以是可执行成型周期的数目。这样的原因如下：由于执行一个成型周期所需要的时间长度基本恒定，所以能够预测寿命时间L_t意味着能够预测可执行成型周期的数目。

在前面的描述中，根据本发明，使用作为单变量的模具夹紧力KS的单变量函数f()预测寿命时间L_t，即，在前面的描述中，变量的数目为1。可以通过经由增加与诸如环境温度的其它因数相关联的校正项而将高准确预测性赋予函数来预测寿命时间L_t。包含校正项的函数不仅包含模具夹紧力KS中的一个作为变量，还包含环境温度作为变量。假设校正项的校正幅度相当小，并且因此，实际上，在考虑校正项的情况和使用作为单变量的模具夹紧力KS的单变量函数f()预测寿命时间L_t的情况之间，寿命时间L_t的长度没有大的差异。

附图标记列表

1：注射成型机

2：肘节式模具夹紧装置

9：固定压板

10：可移动压板

12：模具夹紧壳体

13：系杆

14：肘节机构

18：十字接头

22：模具夹紧马达

24：模具夹紧滚珠丝杠机构

Claims (5)

1.一种预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，所述模具夹紧滚珠丝杠机构用于驱动所述肘节式模具夹紧装置的肘节机构，

其中所述模具夹紧滚珠丝杠机构的可用时间被给定为作为单变量的模具夹紧力的单变量函数，所述可用时间是所述模具夹紧滚珠丝杠机构能够在不劣化的情况下操作的时间长度，并且使用所述单变量函数来预测所述模具夹紧滚珠丝杠机构的所述寿命。

2.根据权利要求1所述的预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，其中所述单变量函数是指数函数。

3.根据权利要求1所述的预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，其中所述单变量函数是多项式表达式。

4.根据权利要求3所述的预测肘节式模具夹紧装置的模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命的方法，其中所述多项式表达式是二次方程式。

5.一种肘节式模具夹紧装置，其中使用根据权利要求1至4所述的预测寿命的方法预测模具夹紧滚珠丝杠机构的寿命。