CN107042604A - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种降低了成型品的质量不均的注射成型机。本发明的注射成型机具备：合模装置，进行模具装置的闭模、合模、开模；注射装置，向所述模具装置的内部注射成型材料；控制装置，对所述合模装置及所述注射装置进行控制；及应变检测器，检测因填充于所述模具装置的内部的所述成型材料的压力而引起的所述模具装置的应变，所述控制装置根据所述应变检测器的检测值而控制所述注射装置。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2016年2月5日于日本申请的日本专利申请第2016-021009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。

本发明涉及一种注射成型机。

背景技术

专利文献1中所记载的注射成型机具有：缸体，供给有树脂；螺杆，从缸体前端向模具注入树脂；及测压元件，检测树脂的压力。在固定缸体的缸体固定板中，在相对于缸体对称的位置固定有多个滚珠螺母。各滚珠螺母中拧入有滚珠丝杠，各滚珠丝杠的轴承被保持于注射螺杆压板。在任一个滚珠丝杠的轴承的外轮与注射螺杆压板的孔的阶梯部之间夹设有测压元件。树脂的内压经由螺杆、注射螺杆压板等而传递至测验元件。

专利文献1：日本实开平5-53923号公报

以往，除了树脂的压力以外，测压元件的检测值还包括机械的摩擦阻力等，且成型品的质量不均较大。

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降低了成型品的质量不均的注射成型机。

为了解决上述课题，根据本发明的一方式提供一种注射成型机，其具备：合模装置，进行模具装置的闭模、合模、开模；注射装置，向所述模具装置的内部注射成型材料；控制装置，对所述合模装置及所述注射装置进行控制；及应变检测器，检测因填充于所述模具装置的内部的所述成型材料的压力而引起的所述模具装置的应变，所述控制装置根据所述应变检测器的检测值而控制所述注射装置。

发明效果

根据本发明的一方式，提供一种降低了成型品的质量不均的注射成型机。

附图说明

图1为表示基于一实施方式的注射成型机开模结束时的状态的图。

图2为表示基于一实施方式的注射成型机合模时的状态的图。

图中：10-合模装置，12-固定压板，13-可动压板，15-辅助压板，18-连杆应变检测器，20-肘节机构，21-合模马达，21a-编码器，30-模具装置，32-定模，33-动模，34-模腔空间，35-弹性变形部，36-模具应变检测器，40-注射装置，41-缸体，42-喷嘴，43-螺杆，45-计量马达，45a-编码器，46-注射马达，46a-编码器，47-压力检测器，90-控制装置。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明，在各附图中，对于相同或相对应的结构赋予相同或相对应的符号并省略其说明。

图1为表示基于一实施方式的注射成型机开模结束时的状态的图。图2为表示基于一实施方式的注射成型机合模时的状态的图。

如图1及图2所示，注射成型机例如具有框架Fr、合模装置10、注射装置40、控制装置90、输入装置95及输出装置96。

首先，对合模装置10进行说明。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及图2中的右方向)作为前方，将开模时的可动压板13的移动方向(图1及图2中的左方向)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、开模。合模装置10具有固定压板12、可动压板13、辅助压板15、连杆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。在固定压板12中的与可动压板13相对置的一面安装定模32。

可动压板13沿铺设于框架Fr上的导向件(例如导轨)17移动自如，且相对于固定压板12进退自如。在可动压板13中的与固定压板12相对置的一面安装动模33。

使可动压板13相对于固定压板12进退，由此进行闭模、合模、开模。定模32和动模33构成模具装置30。

辅助压板15与固定压板12隔开间隔而连结，并沿开闭模方向移动自如地载置于框架Fr上。另外，辅助压板15还可以被设置成沿铺设于框架Fr上的导向件移动自如。辅助压板15的导向件可以为与可动压板13的导向件17共用的导向件。

另外，本实施方式中，固定压板12固定于框架Fr，辅助压板15相对于框架Fr沿开闭模方向移动自如，但也可以为如下，即辅助压板15固定于框架Fr，固定压板12相对于框架Fr沿开闭模方向移动自如。

连杆16隔开间隔连结固定压板12与辅助压板15。连杆16可以使用多根。各连杆16沿开闭模方向呈平行，并根据合模力而延伸。在至少一根连杆16中设置连杆应变检测器18。连杆应变检测器18通过检测连杆16的应变而检测合模力，并将表示检测结果的信号发送至控制装置90。

另外，本实施方式中作为合模力检测器而使用连杆应变检测器18，但合模力检测器并不限定于应变仪式，可以为压电式、电容式、液压式、电磁式等，且其安装位置也不限定于连杆16。

肘节机构20使可动压板13相对于固定压板12移动。肘节机构20配设于可动压板13与辅助压板15之间。肘节机构20由十字头20a、一对连接件组等构成。各连接件组具有通过销等伸缩自如地连结的多个连接件20b、20c。一个连接件20b摆动自如地安装于可动压板13，另一连接件20c摆动自如地安装于辅助压板15。若使十字头20a进退，则多个连接件20b、20c伸缩，可动压板13相对于辅助压板15进退。

合模马达21安装于辅助压板15，并使肘节机构20动作。合模马达21使十字头20a进退，由此使连接件20b、连接件20c伸缩，并使可动压板13进退。

运动转换机构25将合模马达21的旋转运动转换为直线运动而传递至十字头20a。运动转换机构25例如由滚珠丝杠机构等构成。

合模装置10的动作被控制装置90控制。控制装置90控制闭模工序、合模工序、开模工序等。

闭模工序中，驱动合模马达21而使十字头20a以设定速度前进，由此使可动压板13前进，并使动模33与定模32接触。十字头20a的位置和速度例如由合模马达21的编码器21a等检测出。表示该检测结果的信号被发送至控制装置90。

合模工序中，进一步驱动合模马达21而使十字头20a进一步前进至设定位置，由此产生合模力。合模时，在动模33与定模32之间形成模腔空间34，模腔空间34中被填充液状成型材料。所填充的成型材料被硬化，从而得到成型品。模腔空间34的数量可以为多个，在这种情况下，可同时得到多个成型品。

开模工序中，驱动合模马达21而使十字头20a以设定速度后退，由此使可动压板13后退，并使动模33远离定模32。

另外，本实施方式的合模装置10具有合模马达21来作为驱动源，但可以替代合模马达21而具有液压油缸。并且，合模装置10可以具有使用于开闭模的直线马达，且具有使用于合模的电磁铁。

并且，本实施方式的合模装置10是开闭模方向为水平方向的卧式，但也可以是开闭模方向为铅垂方向的立式。

接着，对注射装置40进行说明。注射装置40的说明中，与合模装置10的说明不同，将填充时的螺杆43的移动方向(图1及图2中的左方向)作为前方，将计量时的螺杆43的移动方向(图1及图2中的右方向)作为后方进行说明。

注射装置40设置于相对于框架Fr进退自如的滑动基座Sb，并相对于模具装置30进退自如。注射装置40与模具装置30触碰，并向模具装置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、压力检测器47、加热器48及温度检测器49。

缸体41对从供给口41a向内部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的外周设有带式加热器等加热器48和温度检测器49。

缸体41沿缸体41的轴向(图1及图2中的左右方向)被划分为多个区域。在各区域设有加热器48和温度检测器49。控制装置90按每个区域控制加热器48，以使温度检测器49的实际测量温度成为设定温度。

喷嘴42设置于缸体41的前端部，并相对于模具装置30而被按压。在喷嘴42的外周设有加热器48和温度检测器49。控制装置90控制加热器48，以使喷嘴42的实际测量温度成为设定温度。

螺杆43在缸体41内被配设成旋转自如且进退自如。螺杆43与权利要求书中所记载的注射部件相对应。另外，详细内容将后述，但注射装置为螺杆预塑式的情况下，柱塞与权利要求书中所记载的注射部件相对应。

计量马达45使螺杆43旋转，由此沿螺杆43的螺旋状槽向前方输送成型材料。成型材料被输送至前方的同时通过来自缸体41的热而逐渐被熔融。随着液状成型材料被输送至螺杆43的前方而蓄积于缸体41的前部，使螺杆43后退。

注射马达46使螺杆43进退。注射马达46使螺杆43前进，由此从缸体41注射蓄积于螺杆43的前方的液状成型材料并将其填充于模具装置30内。然后，注射马达46向前方按压螺杆43，从而向模具装置30内的成型材料施加压力。能够补充冷却收缩而导致的不足量的成型材料。在注射马达46与螺杆43之间设置将注射马达46的旋转运动转换为螺杆43的直线运动的运动转换机构。该运动转换机构例如由滚珠丝杠机构构成。注射马达46与权利要求书中所记载的驱动源相对应。另外，作为驱动源，可以使用液压油缸等。

压力检测器47例如配设于注射马达46与螺杆43之间，检测螺杆43从成型材料承受的压力、相对于螺杆43的背压等。螺杆43从成型材料承受的压力相当于螺杆43作用于成型材料的压力。压力检测器47将表示该检测结果的信号发送至控制装置90。

注射装置40的动作被控制装置90控制。控制装置90控制填充工序、保压工序、计量工序等。

填充工序中，驱动注射马达46而使螺杆43以设定速度前进，并将蓄积在螺杆43的前方的液状成型材料填充于模具装置30内。螺杆43的位置和速度例如由注射马达46的编码器46a检测出。表示该检测结果的信号被发送至控制装置90。若螺杆43的位置达到设定位置，则进行从填充工序向保压工序的切换(所谓，V/P切换)。螺杆43的设定速度可以根据螺杆43的位置和时间等而变更。

另外，也可以在填充工序中螺杆43的位置达到设定位置之后，使螺杆43暂时停止在该设定位置，之后进行V/P切换。在刚要进行V/P切换之前，可以替代螺杆43的停止而进行螺杆43的微速前进或微速后退。

保压工序中，驱动注射马达46而以设定压力向前方按压螺杆43，从而向模具装置30内的成型材料施加压力。能够补充冷却收缩而导致的不足量的成型材料。成型材料的压力例如由压力检测器47检测出。将表示该检测结果的信号发送至控制装置90。

保压工序中模具装置30内的成型材料逐渐被冷却，保压工序结束时模腔空间34的入口被已硬化的成型材料堵塞。将该状态称为阀板密封，防止来自模腔空间34的成型材料的逆流。保压工序之后开始冷却工序。冷却工序中，进行模腔空间34内的成型材料的硬化。为了缩短成型周期，可以在冷却工序中进行计量工序。

计量工序中，驱动计量马达45而使螺杆43以设定转速旋转，并沿螺杆43的螺旋状槽向前方输送成型材料。随此，成型材料逐渐被熔融。随着液状成型材料被输送至螺杆43的前方而蓄积于缸体41的前部，使螺杆43后退。螺杆43的转速例如由计量马达45的编码器45a检测出。表示该检测结果的信号被发送至控制装置90。

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而向螺杆43施加设定背压。相对于螺杆43的背压例如由压力检测器47检测出。表示该检测结果的信号被发送至控制装置90。若螺杆43后退至设定位置，且在螺杆43的前方蓄积规定量的成型材料，则计量工序结束。

另外，本实施方式的注射装置40为同轴螺杆方式，也可以为螺杆预塑方式。螺杆预塑方式的注射装置将在增塑缸内被熔融的成型材料供给至注射缸体，并从注射缸体向模具装置内注射成型材料。在增塑缸内旋转自如地或旋转自如且进退自如地配设有螺杆，且在注射缸体内进退自如地配设有柱塞。

如图1和图2所示，控制装置90具有CPU(Central Processing Unit)91、存储器等存储介质92、输入接口93及输出接口94。控制装置90使CPU91执行存储在存储介质92的程序，由此进行各种控制。并且，控制装置90通过输入接口93接收来自外部的信号，并通过输出接口94向外部传送信号。

输入装置95接收用户的输入操作，并将对应于用户的输入操作的操作信号发送至控制装置90。作为输入装置95，例如使用触摸面板。触摸面板兼作后述的输出装置96。

输出装置96在控制装置90的控制下，显示对应于输入装置95的输入操作的操作画面。准备多个操作画面，切换显示或重叠显示。

用户观看通过输出装置96显示的操作画面的同时操作输入装置95，由此进行各种设定。设定被存储在存储介质92，并根据需要被读取。

控制装置90根据通过模具应变检测器36检测的应变而控制注射装置40。模具应变检测器36安装于模具装置30，并检测因填充于模具装置30的内部的成型材料的压力而产生的模具装置30的应变。

填充于模具装置30的内部的成型材料的压力越大，则模具装置30的应变越大。因此，模具装置30的应变能够用作填充于模具装置30的内部的成型材料的压力的指标。

成型材料在模具装置30的内部成型，因此与仅根据通过压力检测器47检测的压力控制注射装置40的情况相比，根据通过模具应变检测器36检测的应变控制注射装置40，能够降低成型品的质量不均。并且，能够从模具装置30的外侧检测模具装置30的应变，因此能够在模具装置30的外侧设置模具应变检测器36。从而，模具应变检测器36不与所熔融的成型材料直接接触，因此能够抑制模具应变检测器36的劣化。

模具应变检测器36可以安装于模具装置30的弹性变形部35，且可以检测弹性变形部35的应变。如图1及图2所示，弹性变形部35例如设置于动模33，并形成模腔空间34的壁面。若成型材料到达模腔空间34，则因成型材料的压力而弹性变形部35弹性变形。弹性变形部35可以形成于动模33与定模32的边界，以便容易进行弹性变形。

另外，本实施方式的弹性变形部35设置在动模33，但也可以设置于定模32，还可以分别设置于动模33和定模32这两者。

然而，若因填充于模具装置30的内部的成型材料的压力而在模具装置30中产生应变，则模具装置30的厚度发生变化，因此在连杆16中也产生应变。该应变能够通过连杆应变检测器18检测。连杆应变检测器18能够兼具合模力检测器的作用和模具应变检测器36的作用。

于是，控制装置90在控制注射装置40时，可以替代模具应变检测器36而使用连杆应变检测器18。并且，控制装置90在控制注射装置40时，可以使用模具应变检测器36和连杆应变检测器18这两者。模具应变检测器36、连杆应变检测器18与权利要求书中所记载的应变检测器相对应。以下，将模具应变检测器36、连杆应变检测器18概括简称为应变检测器。应变检测器检测因填充于模具装置30的内部的成型材料的压力而产生的模具装置30的应变或因该应变引起的周边部件的应变即可。应变检测器的安装位置、应变检测器的数量等并无特别限定。

在控制从螺杆43作用于成型材料的压力的保压工序中，控制装置90可以根据通过应变检测器检测的应变而驱动注射马达46。

例如，还可以在保压工序中，替代通过压力检测器47检测的压力，控制装置90可以根据通过应变检测器检测的应变而驱动注射马达46。例如，在保压工序中，控制装置90驱动注射马达46，以使通过应变检测器检测的应变成为应变的设定值。应变的设定值例如通过测试成型等而求出，读取并利用预先存储在存储介质92中的数据。关于测试成型，保压工序中，驱动注射马达46，以使通过压力检测器47检测的压力成为压力的设定值。在通过测试成型而得到优良的成型品时的保压工序中通过应变检测器检测的应变被用作应变的设定值。

并且，在保压工序中，控制装置90还可以根据通过压力检测器47检测的压力和通过应变检测器检测的应变这两者驱动注射马达46。例如，在保压工序中，控制装置90根据通过应变检测器检测的应变与应变的设定值的差分校正通过压力检测器47检测的压力与压力的设定值的差分，并驱动注射马达46，以使校正后的差分成为零。在此，控制装置90为了校正通过压力检测器47检测的压力与压力的设定值的差分，可以校正通过压力检测器47检测的压力，也可以校正压力的设定值。

在控制螺杆43的速度的填充工序中，控制装置90还可以监视通过应变检测器检测的应变。

例如，在填充工序中，当通过应变检测器检测的应变超过设定值时，控制装置90可以输出警报。

并且，在填充工序中，当通过应变检测器检测的应变超过设定值时，控制装置90可以校正螺杆43的速度的设定值，以使应变不会超过设定值。该校正可以在应变超过设定值的填充工序中进行，也可以在应变超过设定值的填充工序结束后，且在下次填充工序开始之前进行。另外，在应变超过设定值的填充工序中进行时，控制装置90还可以校正螺杆43的速度的检测值，以使应变不会超过设定值。

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，在记载于权利要求书中的本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变形、改良。

Claims (6)

1.一种注射成型机，其具备：

合模装置，进行模具装置的闭模、合模、开模；

注射装置，向所述模具装置的内部注射成型材料；

控制装置，对所述合模装置及所述注射装置进行控制；及

应变检测器，检测因填充于所述模具装置的内部的所述成型材料的压力而引起的所述模具装置的应变，

所述控制装置根据通过所述应变检测器检测的所述应变而控制所述注射装置。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述合模装置包括根据合模力而延伸的连杆，

所述应变检测器检测所述模具装置的所述应变所引起的所述连杆的应变。

3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述注射装置具备：缸体，其内部供给有所述成型材料；注射部件，在所述缸体的内部进退；及驱动源，使所述注射部件进退，

通过使所述注射部件前进，从所述缸体将蓄积于所述注射部件的前方的所述成型材料注射于所述模具装置的内部。

4.根据权利要求3所述的注射成型机，其中，

在控制从所述注射部件作用于所述成型材料的压力的保压工序中，所述控制装置根据通过所述应变检测器检测的所述应变而驱动所述驱动源。

5.根据权利要求4所述的注射成型机，其中，

所述注射装置还具有配设于所述注射部件与所述驱动源之间、并检测从所述注射部件作用于所述成型材料的压力的压力检测器，

在所述保压工序中，所述控制装置根据通过所述压力检测器检测的压力和通过所述应变检测器检测的所述应变而驱动所述驱动源。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的注射成型机，其中，

在控制所述注射部件的速度的填充工序中，所述控制装置监视通过所述应变检测器检测的所述应变。