CN107000291B - 合模装置、成形装置以及成形方法 - Google Patents

Abstract

合模装置(14)具备受压盘(24)、固定盘(20)、可动盘(22)、曲肘机构(28)、以及驱动装置(37)。第一位置检测器(38a)基于十字头(26)的位置检测可动盘(22)的动作量，压力检测器(35)检测金属模(19)的实际合模力，第二位置检测器(43)检测可动盘(22)的实际位置。控制部(50)具有基于实际合模力和设定合模力来补正微小开模动作之时的可动盘(22)的动作量的第一补正手段、以及基于可动盘(22)的动作量和可动盘(22)的位置来在微小开模动作时补正可动盘(22)的动作量的第二补正手段。

Description

合模装置、成形装置以及成形方法

技术领域

本发明涉及合模装置、成形装置以及成形方法。

背景技术

一直以来，作为利用注射成形机进行的成形方法的一种，广泛地进行使树脂发泡以实现成形品的注射发泡成形。通过该注射发泡成形制作的发泡成形品能够实现轻质且附加有隔热性、吸音性等各种特性的成形品。

在注射发泡成形中，金属模因模温波动而热膨胀，由此在实际合模力和设定合模力中产生差异。已知基于该实际合模力和设定合模力之差来补正在回芯(core back)时可动盘移动的移动量的技术(例如，参照专利文献1)。

另外，关于注射发泡成形，已知设置可动盘位置检测部和十字头位置检测部，在回芯动作时，以不产生连杆销的间隙的量的误差的方式，基于预先使其进行动作时获得的可动盘位置检测部的位置数据来控制十字头位置的技术(例如，参照专利文献2)。

因此，可以考虑通过组合上述专利文献1、2，能够在回芯时，不因连杆销的间隙的量而在开模量中产生误差，并且不因由模温的波动引起的金属模的膨胀而在开模量中产生误差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-240603号公报；

专利文献2：日本特开2005-254607号公报。

但是，在将上述专利文献1、2组合的技术中，未对移动压盘、受压盘(连杆壳体)、连杆、连杆销等的加工误差进行探讨，未考虑因各部件的加工误差引起的开模量的误差。因此，存在根据开闭装置(合模装置)的机体，在回芯时在开模量中产生误差，或者不产生误差的情况。

本发明是考虑此种方面而完成的，其目的在于提供能够防止因在合模装置的部件中存在加工误差而在回芯动作时，在合模装置的每个机体的开模量中产生误差或者不产生误差的故障的，合模装置、成形装置以及成形方法。

发明内容

本发明的合模装置的特征在于，具备：受压盘；固定盘，其安装有金属模中的一者；可动盘，其与上述固定盘相向地配置，且安装有金属模中的另一者；曲肘机构，其一端连结于上述受压盘，并且另一端连结于上述可动盘，且通过上述可动盘来回运动，进行上述金属模的开闭；驱动装置，其包含十字头，对上述曲肘机构进行驱动；第一位置检测器，其基于上述十字头的位置来检测上述可动盘的动作量；压力检测器，其检测上述金属模的实际合模力；第二位置检测器，其检测上述可动盘的实际位置；以及控制部，其至少控制上述驱动装置，上述控制部具有：第一补正手段，其基于通过上述压力检测器检测的上述实际合模力和在上述控制部预先设定的设定合模力，补正微小开模动作之时的上述可动盘的动作量；以及第二补正手段，其基于从上述第一位置检测器获得的上述可动盘的动作量和从上述第二位置检测器获得的上述可动盘的位置，补正微小开模动作之时的上述可动盘的动作量。

在本发明的合模装置中，基于上述第二补正手段的补正量还可以与在微小开模动作时上述可动盘移动的移动距离对应地为不同的值。

另外，本发明的成形装置的特征在于具备上述合模装置。

另外，本发明的成形方法的特征在于，具备微小开模工序，利用合模装置来使上述可动盘沿从上述固定盘离开的方向进行微小开模动作，且在上述微小开模工序中，执行：第一补正，基于通过上述压力检测器检测的上述实际合模力和在上述控制部预先设定的设定合模力，补正上述可动盘的动作量；以及第二补正，基于从上述第一位置检测器获得的上述可动盘的动作量和从上述第二位置检测器获得的上述可动盘的位置，补正上述可动盘的动作量。

根据本发明，即使在因在合模装置的部件存在加工误差而存在每个合模装置的机体差的情况下，在回芯动作时，也能够消除因加工误差引起的机体差的影响。

附图说明

图1是示出适用本发明的曲肘式合模装置的注射成形机的概要的侧面图。

图2是依照本发明的一个实施方式的注射成形机的曲肘式合模装置的侧面图。

图3是发泡成形的工序说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明根据本发明的注射成形机的曲肘式合模装置的一个实施方式。图1是示出适用根据本发明的一个实施方式的曲肘式合模装置的注射成形机(成形装置)10的构成的概要的图。在图1中，参考标号12表示注射成形机的注射装置整体。参考标号14表示注射成形机的曲肘式合模装置(合模装置、模开闭装置、开闭装置)。

在图1中，螺杆16旋转自如地且以能够沿轴向方向移动的方式插入注射装置12的筒15。树脂(成形材料、材料)被从漏斗(hopper)17投入筒15内。在筒15的周围，配置有对筒15进行加热的未图示的加热加温器。在注射装置12中，通过未图示的计量用马达使螺杆16旋转，并熔融·混揉树脂，且将树脂积存在筒15的前方，从而进行计量。通过利用未图示的注射用马达、滚珠丝杠以及螺纹来使螺杆16前进，积存在筒15前方的树脂被从喷嘴18填充于由固定金属模21和移动金属模23形成的腔。

接着，参照图2说明曲肘式合模装置14。曲肘式合模装置14例如具备固定于框架11的固定拉模板(固定盘)20、在框架11设置的后板(受压盘、连杆壳体)24、以与固定拉模板20相向的方式配置，以及能够相对于固定拉模板(固定盘)20接近或背离的移动拉模板(可动盘)22。

固定金属模(金属模中的一者，金属模中的另一者)21安装于固定拉模板20，移动金属模(金属模中的另一者、金属模中的一者)23以与固定金属模21相向的方式安装于移动拉模板22。

固定拉模板20和后板24通过多个(例如四根)系杆36而连结。系杆36在上紧金属模19(进行合模)时，受到通过接下来说明的曲肘机构(开闭机构、模开闭机构、合模机构)28而产生的合模力。

在图2中，参考标号26示出十字头。在该十字头26的中心部，设有对曲肘机构28进行驱动的驱动装置37的螺母部25。滚珠丝杠27螺合于该螺母部25。对十字头26的前后方向的移动进行引导的导向件(未图示)由后板24的臂部24a支撑。滚珠丝杠27由电动马达38经由正时皮带29驱动。由此，螺母部25以及十字头26沿滚珠丝杠27的较长方向直线地移动。

电动马达38例如是伺服马达，且安装于后板24。在该电动马达38，设有基于十字头26的位置来检测移动拉模板22的位置的编码器(第一位置检测器)38a。即，通过编码器38a检测电动马达38的旋转位置来检测十字头26的位置，基于该十字头26的位置，通过计算来求移动拉模板22的移动量(动作量)以及位置。

在本实施方式中，驱动装置37例如由上述螺母部25、十字头26、滚珠丝杠27、正时皮带29、以及电动马达38构成。

后板24和移动拉模板22通过曲肘机构28而相互连结。曲肘机构28在上下分别具有曲肘连杆30、31、32。其中曲肘连杆30的一端经由连杆销33连结于十字头26，曲肘连杆31的一端经由连杆销33连结于后板24。另外，曲肘连杆32的一端经由曲肘连杆连结部34而连结于移动拉模板22。而且，曲肘连杆30和曲肘连杆31经由连杆销33而连结，曲肘连杆31和曲肘连杆32经由连杆销33而连结。

通过此种曲肘机构28，移动拉模板22被进行用于模开闭的移动，另外被传递合模力。即，电动马达38能够通过进行驱动来经由曲肘机构28使移动拉模板22移动(能够使其移动)。

在通过曲肘机构28进行闭模、合模时，通过电动马达38，十字头26前进，曲肘机构28得到伸展。即，通过电动马达38进行驱动，经由正时皮带29，滚珠丝杠27沿既定方向转动，由此，螺母部25以及十字头26向固定拉模板20的方向前进。此时，上侧的曲肘连杆31、32向上方向打开，并且下侧的曲肘连杆31、32向下方向打开，十字头26的移动经由曲肘机构28传递至移动拉模板22，以进行固定金属模21以及移动金属模23的闭模、合模。

另外，在将固定金属模21以及移动金属模23开模时，与之相反地，通过电动马达38，十字头26后退，曲肘机构28屈曲。即，通过电动马达38进行驱动，经由正时皮带29，滚珠丝杠27沿与闭模时相反的方向转动，由此，螺母部25以及十字头26向后板24方向后退。通过使螺母部25向后板24方向后退，上侧的曲肘连杆31、32向下方向闭合，并且下侧的曲肘连杆31、32向上方向闭合，以进行固定金属模21以及移动金属模23的开模。

如此，在本实施方式中，在闭模、合模完成的状态下，曲肘连杆31、32变为大致直线状，在开模时，为曲肘连杆31、32朝滚珠丝杠27的轴线弯折，即，以向内侧卷入的方式弯折的构造。

系杆36为了对移动拉模板22进行引导，经由衬垫39而贯穿插入移动拉模板22的四个角部。另外为了对移动拉模板22进行引导，在框架11上的左右两侧，与系杆36平行地铺设有导向轨41，在该导向轨41，能够滑动的导向件42安装于移动拉模板22的左右两侧面。

在系杆36设有系杆传感器(压力检测器)35。系杆传感器35是检测固定金属模21以及移动金属模23的实际合模力的部件。该系杆传感器35例如还可以是应变传感器，在该情况下，通过测定施加合模力时的系杆36的应变(伸长)，来检测实际合模力。

另一方面，在移动拉模板22，设有检测移动拉模板22的实际位置的线性标尺(第二位置检测器)43。线性标尺43是用于检测移动拉模板22相对于固定拉模板20直线地移动时的实际位置的部件。线性标尺43例如具有标尺44、以及从标尺44获取位置信息的头部45。在本实施方式中，通过将标尺44固定在框架11上，并且将头部45安装于移动拉模板22，从而检测移动拉模板22的实际位置。另外，虽然在本实施方式中，将标尺44固定在框架上，并将头部45安装于移动拉模板22，但不发明不限定于此。例如，还可以将头部45固定在框架上，并且将标尺44安装于移动拉模板22。

至少驱动装置37、系杆传感器35以及线性标尺43分别连接于注射成形机控制器(控制装置，控制部)50。注射成形机控制器50还可以例如包含具有CPU、ROM、RAM、外部存储装置等的计算机而构成。该注射成形机控制器50基于输入的各种信息来控制注射装置12以及曲肘式合模装置14等。虽然在该情况下，注射成形机控制器50控制注射成形机10的整体，但在本实施方式中，至少控制驱动装置37即可。

根据本实施方式的注射成形机10的曲肘式合模装置14如上地构成，接着，与发泡成形关联地说明驱动装置37的作用以及效果。曲肘式合模装置14是通过曲肘机构28而进行用于闭模以及开模的移动拉模板22的移动、以及合模的曲肘连杆式的合模装置。

在该曲肘式合模装置14中，在实施如图3所示的发泡成形的情况下，首先，将含有发泡剂的熔融树脂填充于由固定金属模21和移动金属模23形成的腔60，使熔融树脂的表层凝固以形成皮层(图3(a))。

之后，将移动金属模23稍微地轻微打开移动量δ(进行回芯动作)，从而使树脂发泡(图3(b))(微小开模工序)。在发泡之后，在使其冷却之后，使移动金属模23后退以打开金属模19，并取出成形品62(图3(c))。

在根据本实施方式的曲肘式合模装置14中，在进行回芯动作(微小开模动作)时，使移动拉模板22向开模的方向移动，并且，注射成形机控制器50基于编码器38a的检测值来检测十字头26的位置，并基于该十字头26的位置来计算移动拉模板22的移动量(动作量)。然后，在移动拉模板22的移动量到达预先设定的设定移动量(设定开模量、设定轻微打开量、设定动作量)A时，使移动拉模板22的移动停止。

此时，(A)固定金属模21以及移动金属模23等存在因为它们的温度波动而热膨胀(热收缩)的可能性。另外，(B)存在后板24、移动拉模板22、连杆销33以及曲肘连杆30、31、32等部件热膨胀(热收缩)的可能性。而且，(C)在后板24、移动拉模板22、连杆销33以及曲肘连杆30、31、32等部件中存在加工误差，因此，存在每个曲肘式合模装置14的机体差。此外，(D)还考虑在注射成形机控制器50计算移动拉模板22的移动量时，产生计算误差。因此，存在在注射成形机控制器50所计算的移动拉模板22的移动量与实际的移动拉模板22的移动量之间产生误差的风险。

对此，根据本实施方式，如以下说明的，注射成形机控制器50通过执行第一补正和第二补正双方来修正移动拉模板22的移动量的误差。

首先，对第一补正进行说明。第一补正基于通过系杆传感器35检测的实际合模力、以及对注射成形机控制器50预先设定的设定合模力来在回芯动作时补正移动拉模板22的移动量。此外，设定合模力P1是对注射成形机控制器50输入的期望的合模力的值，且是合模力的目标值。

即，将对注射成形机控制器50预先设定的设定合模力设为P1，并将实际合模力设为P2，将设定前移量设为G。在此，设定前移量G是在合模时，理论上合模力到达设定合模力P1所需的前移量。另外，实际合模力P2是在移动拉模板22仅移动了设定前移量G时，由系杆传感器35实际测定的合模力。此时，将相对于设定合模力P1实际合模力P2增加(减少)的比例乘以设定前移量G，并将其作为补正量σ1。即，σ1＝|(P2-P1)/P1|×G。

注射成形机控制器50在回芯动作时将设定移动量A仅补正该补正量σ1。即，在实际合模力P2比设定合模力P1大的情况下，例如可以考虑在固定金属模21以及移动金属模23产生了热膨胀等。因此，对设定移动量A加上补正量σ1，以使移动拉模板22的移动量增加(使之相对于设定的移动量进一步向开模侧移动，使设定的移动量增加)。另一方面，在实际合模力P2比设定合模力P1小的情况下，例如可以考虑在固定金属模21以及移动金属模23产生了热收缩等。因此，从设定移动量A减去补正量σ1，以使移动拉模板22的移动量减少(使之相对于设定的移动量向闭模侧移动，使设定的移动量减少)。

接下来，对第二补正进行说明。第二补正基于通过编码器38a获得的移动拉模板22的移动量(动作量)和通过线性标尺43获得的移动拉模板22的实际位置来在回芯动作时补正移动拉模板22的移动量(动作量)。

即，在进行回芯动作之前，预先从编码器38a获得移动拉模板22的移动量(自合模状态的移动量)，并且从线性标尺43获得此时移动拉模板22实际移动的移动量(自合模状态的移动量)。在此，将从线性标尺38a获得的移动拉模板22的移动量设为X1，并将从线性标尺43获得的移动拉模板22的实际移动量设为X2。在该情况下，将相对于移动量X1实际的移动量增加(减少)的量作为补正量σ2。即，σ2＝|X1－X2|。

注射成形机控制器50在回芯动作时将设定移动量A仅补正该补正量σ2。即，在移动拉模板22的实际移动量X2比通过计算求得的移动量X1大的情况下，从设定移动量A减去补正量σ2，以使移动拉模板22的移动量减少(使之相对于设定的移动量向闭模侧移动，使设定的移动量减少)。另一方面，在移动拉模板22的实际移动量X2比通过计算求得的移动量X1小的情况下，对设定移动量A加上补正量σ2，以使移动拉模板22的移动量增加(使之相对于设定的移动量进一步向开模侧移动，使设定的移动量增加)。

而且，将基于第一补正的补正量σ1和基于第二补正的补正量σ2相加，并加到设定的移动量上，(即，通过利用设定的移动量、基于第一补正的补正量σ1、以及基于第二补正的补正量σ2进行计算，)从而决定移动拉模板22在回芯动作中的整体移动量。

具体地说明上述第一补正以及第二补正。

将在进行合模时，预先设定的上端设定合模力P1设为100t，并将此时通过系杆传感器35测定的实际合模力P2设为110t。在该情况下，实际合模力P2比设定合模力P1仅高10%。另外，将获得100t的设定合模力P1所需的移动拉模板22的设定前移量G设为1mm。此时，基于第一补正的补正量σ1为设定前移量G(1mm)的10%即0.1mm。

另一方面，将从线性标尺43获得的移动拉模板22的实际移动量X2设为5.2mm，并将从编码器38a获得的移动拉模板22的移动量X1设为5mm。在该情况下，基于第二补正的补正量σ2是X1和X2之差即0.2mm(第二补正)。

在此，在将回芯动作时的设定移动量A设为5mm的情况下，对该设定移动量A加上补正量σ1，并且减去补正量σ2。即，以回芯动作中的移动拉模板22的移动量为A＋σ1－σ2＝5＋0.1－0.2＝4.9mm的方式进行补正。然后在回芯动作时，注射成形机控制器50通过在移动拉模板22的基于计算的移动量变为4.9mm的位置处停止移动拉模板22，从而能够使实际的移动拉模板22的移动量为5mm。由此，能够使回芯动作时的移动拉模板22的移动量一定，以使成形品的发泡层的微细发泡量均匀。其结果，能够提高成形品的品质。

如以上说明的，根据本实施方式，能够补正(A)固定金属模21以及移动金属模23的热膨胀(热收缩)、(B)后板24、移动拉模板22、连杆销33以及曲肘连杆30、31、32等的热膨胀(热收缩)、(C)后板24、移动拉模板22、连杆销33以及曲肘连杆30、31、32等中存在的加工误差，以及(D)因注射成形机控制器50的计算误差而产生的移动拉模板22的移动量的误差。

具体而言，根据本实施方式，基于通过系杆传感器35检测的实际合模力和对注射成形机控制器50预先设定的设定合模力，补正微小开模动作时的移动拉模板22的移动量(第一补正，第一补正手段，第一补正部)。由此，能够补正因上述(A)～(D)的原因而产生的移动拉模板22的移动量的误差。

另外，根据本实施方式，基于通过编码器38a获得的移动拉模板22的移动量和通过线性标尺43获得的移动拉模板22的实际位置，补正在微小开模动作时的移动拉模板22的移动量(第二补正，第二补正手段，第二补正部)。由此，能够补正因上述(B)～(D)的原因而产生的移动拉模板22的移动量的误差。

上述第一补正以及第二补正还可以在每次注射时实施。例如，在注射时，通过系杆传感器35检测实际合模力，并且通过线性标尺43检测移动拉模板22的实际位置。之后，基于该检测的实际合模力和移动拉模板22的实际位置，在下次注射时补正移动拉模板22的移动量也可。

此外，基于第二补正的补正量还可以与回芯动作时(微小开模动作时)移动拉模板22移动的移动距离(设定移动量A，设定动作量A)对应地为不同的值。

即，首先在线性标尺43的行程整个范围中，将移动拉模板22所移动的整个区间预先分割为多个区间。

接着，对多个区间，分别作为补正量σ2求预先从编码器38a获得的移动拉模板22的移动量和从线性标尺43获得的移动拉模板22的实际位置之差。例如，在将移动拉模板22移动的整个区间分割成n个区间的情况下，对该n个区间分别求补正量σ2。与该多个区间相关的信息、以及与每个区间的补正量σ2相关的信息例如存储于注射成形机控制器50。

在回芯动作时，注射成形机控制器50叫出与移动拉模板22移动的移动距离(设定移动量A)对应的补正量σ2，并利用该补正量σ2来补正移动拉模板22的移动量也可。例如，在设定移动量A为5mm的情况下，利用相当于与设定移动量5mm对应的区间的补正量σ2，在设定移动量A为10mm的情况下，利用相当于与设定移动量10mm对应的区间的补正量σ2也可。

一般来说，由于曲肘机构28介于移动拉模板22和十字头26之间，故存在从编码器38a获得的移动拉模板22的移动量和从线性标尺43获得的移动拉模板22的实际位置之差因移动拉模板22的位置而不同的情况。即使在此种情况下，通过使基于第二补正的补正量σ2与设定移动量A对应地变化，也能够正确地设定基于第二补正的补正量σ2，能够使实际的移动拉模板22的移动量更为精度良好地接近设定移动量A。

此外，虽然在本实施方式中，将成形装置为注射成形机的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，还能够适用于拉模铸造机等其他成形装置。另外，在本发明中，控制部还可以具有第一补正部和第二补正部。

Claims (4)

1.一种合模装置，其特征在于，具备：

受压盘；

固定盘，其安装有金属模中的一者；

可动盘，其以与所述固定盘相向的方式配置，且安装有金属模中的另一者；

曲肘机构，其一端连结于所述受压盘，并且另一端连结于所述可动盘，且通过所述可动盘来回运动，进行所述金属模的开闭；

驱动装置，其包含十字头，对所述曲肘机构进行驱动；

第一位置检测器，其基于所述十字头的位置来检测所述可动盘的动作量；

压力检测器，其检测所述金属模的实际合模力P2；

第二位置检测器，其检测所述可动盘的实际位置X2；以及

控制部，其至少控制所述驱动装置，

所述控制部具有：

第一补正手段，其基于回芯动作前通过所述压力检测器检测的所述实际合模力P2和在所述控制部预先设定的设定合模力P1以及在合模时合模力到达所述设定合模力P1所需的设定前移量G，计算第一补正量σ1＝|(P2-P1)/P1|×G并补正微小开模动作之时的所述可动盘的动作量；以及

第二补正手段，其基于回芯动作前从所述第一位置检测器获得的所述可动盘的动作量X1和从所述第二位置检测器获得的所述可动盘的所述实际位置X2，计算第二补正量σ2＝|X1-X2|并补正微小开模动作之时的所述可动盘的动作量，

所述控制部基于所述可动盘的设定移动量A、所述第一补正量σ1和所述第二补正量σ2，计算出微小开模时所述可动盘的实际动作量，即A+(P2-P1)/P1×G+(X1-X2)。

2.根据权利要求1所述的合模装置，其特征在于，基于所述第二补正手段的补正量与在微小开模动作时所述可动盘移动的移动距离对应地为不同的值。

3.一种成形装置，其特征在于，具备权利要求1所记载的合模装置。

4.一种成形方法，其特征在于，

具备微小开模工序，利用权利要求1所记载的合模装置来使所述可动盘沿从所述固定盘离开的方向进行微小开模动作，且

在所述微小开模工序中，执行：

第一补正，基于回芯动作前通过所述压力检测器检测的所述实际合模力P2和在所述控制部预先设定的设定合模力P1以及在合模时合模力到达所述设定合模力P1所需的设定前移量G，计算第一补正量σ1＝|(P2-P1)/P1|×G并补正所述可动盘的动作量；

第二补正，基于回芯动作前从所述第一位置检测器获得的所述可动盘的动作量X1和从所述第二位置检测器获得的所述可动盘的所述实际位置X2，计算第二补正量σ2＝|X1-X2|并补正所述可动盘的动作量；以及

基于所述可动盘的设定移动量A、所述第一补正量σ1和所述第二补正量σ2，计算出微小开模时所述可动盘的实际动作量，即A+(P2-P1)/P1×G+(X1-X2)。