CN107225738A - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高了可动部件的移动速度的控制性的注射成型机。该注射成型机具有可动部件、使所述可动部件移动的驱动源、及根据所述可动部件的移动速度的检测值及所述移动速度的设定值控制所述驱动源的控制装置，所述控制装置根据所述驱动源的驱动力的上限值，变更所述设定值的上升图案。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2016年3月25日申请的日本专利申请第2016-062413号的优先权。该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的顶出装置具有顶出杆及弹簧。顶出杆通过按压模具内部的顶出板，使安装在顶出板上的顶出销前进，以从模具顶出成型品。弹簧赋予与额定顶出力相当的加压，以使顶出板到达了前进限位时所产生的顶出力成为额定以内。

专利文献1：日本特开平10-264215号公报

注射成型机具有顶出杆等可动部件、使可动部件移动的驱动源及控制驱动源的控制装置。控制装置根据可动部件的移动速度的检测值及其设定值控制驱动源。

为了保护注射成型机、模具装置及成型品等，有时会对驱动源的驱动力设定限制。

若对驱动源的驱动力设定限制，则检测值无法追随设定值的上升且检测值与设定值的偏差变大，因此存在此后检测值比设定值更大地过冲的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其以提供一种提高了可动部件的移动速度的控制性的注射成型机作为主要目的。

为了解决上述课题，根据本发明的一方式，提供一种如下注射成型机，其具有可动部件、使所述可动部件移动的驱动源、及根据所述可动部件的移动速度的检测值及所述移动速度的设定值控制所述驱动源的控制装置，

所述控制装置根据所述驱动源的驱动力的上限值，变更所述设定值的上升图案。

发明的效果

根据本发明的一方式，提供一种提高了可动部件的移动速度的控制性的注射成型机。

附图说明

图1是表示基于一实施方式的注射成型机的开模结束时的状态的图。

图2是表示基于一实施方式的注射成型机的合模时的状态的图。

图3是表示基于一实施方式的顶出杆的前进速度的图案的图。

图4是表示基于一实施方式的顶出杆的前进速度的另一图案的图。

符号的说明

10-合模装置，40-注射装置，41-缸体，43-螺杆，46-注射马达，50-顶出装置，51-顶出马达，52-运动转换机构，53-顶出杆，90-控制装置，95-输入装置，96-输出装置。

具体实施方式

以下，参考附图说明用于实施本发明的方式，但在各附图中，对相同或相应的结构标注相同或相应的符号并省略说明。

图1是表示基于一实施方式的注射成型机的开模结束时的状态的图。图2是表示基于一实施方式的注射成型机的合模时的状态的图。如图1及图2所示，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、控制装置90、输入装置95及输出装置96。

首先，对合模装置10及顶出装置50进行说明。在合模装置10及顶出装置50的说明中，将闭模时的可动压板13的移动方向(图1及图2中右方向)设为前方，将开模时的可动压板13的移动方向(图1及图2中左方向)设为后方来进行说明。

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，例如为卧式，模开闭方向为水平方向。合模装置10具有固定压板12、可动压板13、肘节座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相对于框架Fr被固定。在固定压板12中的与可动压板13的对置面安装有固定模具32。

可动压板13设成沿铺设于框架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。在可动压板13中的与固定压板12的对置面安装有可动模具33。

通过相对于固定压板12使可动压板13进退，进行闭模、合模及开模。由固定模具32及可动模具33构成模具装置30。

肘节座15与固定压板12隔着间隔连结且以沿模开闭方向移动自如的方式载置在框架Fr上。另外，肘节座15也可以设成沿铺设于框架Fr上的引导件移动自如。肘节座15的引导件也可以与可动压板13的引导件17通用。

另外，在本实施方式中，固定压板12相对于框架Fr被固定，肘节座15相对于框架Fr沿模开闭方向移动自如，但也可以是肘节座15相对于框架Fr被固定，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与肘节座15。连接杆16可以使用多根。各连接杆16设为与模开闭方向平行且根据合模力延伸。至少在1根连接杆16上设置有合模力检测器18。合模力检测器18通过检测连接杆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，合模力检测器18并不限定于应变计式，也可以是压电式、电容式、液压式及电磁式等，其安装位置也并不限定于连接杆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配置于可动压板13与肘节座15之间。肘节机构20由十字头20a及一对连杆组等构成。各连杆组具有用销等伸缩自如地连结的多个连杆20b、20c。一连杆20b摆动自如地安装于可动压板13，另一连杆20c摆动自如地安装于肘节座15。若使十字头20a进退，则多个连杆20b、20c伸缩而可动压板13相对于肘节座15进退。

合模马达21安装在肘节座15且使肘节机构20工作。合模马达21通过使十字头20a进退，使连杆20b、20c伸缩而使可动压板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的动作由控制装置90控制。控制装置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而使十字头20a以设定速度前进，使可动压板13前进而使可动模具33与固定模具32接触。十字头20a的位置及速度，例如使用合模马达21的编码器21a等来检测。编码器21a检测合模马达21的旋转，并将表示该检测结果的信号发送至控制装置90。

在合模工序中，通过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从而产生合模力。合模时在可动模具33与固定模具32之间形成型腔空间34，注射装置40向型腔空间34填充液状的成型材料。所填充的成型材料硬化从而获得成型品。型腔空间34的数量可以是多个，在这种情况下，可同时获得多个成型品。

在开模工序中，通过驱动合模马达21而使十字头20a以设定速度后退，使可动压板13后退而使可动模具33从固定模具32分开。然后，顶出装置50从可动模具33顶出成型品。

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，但也可以代替合模马达21具有液压缸。并且，合模装置10可以具有用于模开闭的线性马达，也可以具有用于合模的电磁铁。

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

顶出装置50从模具装置30顶出成型品。顶出装置50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。顶出马达51与运动转换机构52直接连结，但也可以经由皮带及带轮等与运动转换机构52连结。

运动转换机构52将顶出马达51的旋转运动转换为顶出杆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设成在可动压板13的穿孔中进退自如。顶出杆53的前端部与进退自如地配设于可动模具33的内部的力传递部件35接触。顶出杆53的前端部与力传递部件35连结或不连结均可。

顶出装置50的动作由控制装置90控制。控制装置90控制顶出工序等。

在顶出工序中，通过驱动顶出马达51而使顶出杆53以设定速度前进，使力传递部件35前进而顶出成型品。然后，驱动顶出马达51而使顶出杆53以设定速度后退而使力传递部件35后退至原来的位置。顶出杆53的位置及速度，例如使用顶出马达51的编码器51a来检测。编码器51a检测顶出马达51的旋转，并将表示该检测结果的信号发送至控制装置90。

接着，对注射装置40进行说明。在注射装置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中左方向)设为前方，将计量时的螺杆43的移动方向(图1及图2中右方向)设为后方来进行说明。

注射装置40设置在相对于框架Fr进退自如的滑动底座Sb上，且设成相对于模具装置30进退自如。注射装置40与模具装置30接触而向模具装置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、冷却器44、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对从进料口41a供给至内部的成型材料进行加热。进料口41a形成于缸体41的后部。在缸体41的后部的外周设置有水冷缸等冷却器44。在比冷却器44更靠前方，在缸体41的外周设置有带式加热器等加热器48及温度检测器49。

缸体41沿缸体41的轴向(图1及图2中左右方向)划分为多个区域。在各区域设置有加热器48及温度检测器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，并对模具装置30进行按压。在喷嘴42的外周设置有加热器48及温度检测器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，由此沿螺杆43的螺旋状的沟槽将成型材料馈送至前方。成型材料在被馈送至前方的同时，通过来自缸体41的热量逐渐被熔融。随着液状的成型材料被馈送至螺杆43的前方并蓄积在缸体41的前部而螺杆43后退。

注射马达46使螺杆43进退。注射马达46通过使螺杆43前进，从缸体41注射蓄积在螺杆43的前方的液状的成型材料而使其填充于模具装置30内。然后，注射马达46向前方按压螺杆43而对模具装置30内的成型材料施加压力。能够补充由冷却收缩导致的不足量的成型材料。在注射马达46与螺杆43之间设置有将注射马达46的旋转运动转换为螺杆43的直线运动的运动转换机构。该运动转换机构由滚珠丝杠机构等构成。

压力检测器47，例如配设在注射马达46与螺杆43之间，检测螺杆43从成型材料承受的压力及对螺杆43的背压等。螺杆43从成型材料承受的压力与由螺杆43作用于成型材料的压力对应。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的动作由控制装置90控制。控制装置90控制填充工序、保压工序及计量工序等。

在填充工序中，驱动注射马达46而使螺杆43以设定速度前进，将蓄积在螺杆43的前方的液状的成型材料填充于模具装置30内。螺杆43的位置及速度，例如使用注射马达46的编码器46a来检测。编码器46a检测注射马达46的旋转，并将表示该检测结果的信号发送至控制装置90。若螺杆43的位置到达设定位置，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、时间等进行变更。

另外，也可以在填充工序中螺杆43的位置到达设定位置后，在该设定位置使螺杆43临时停止，然后进行V/P切换。也可以在将要进行V/P切换之前，代替停止螺杆43，进行螺杆43的微速前进或微速后退。

在保压工序中，驱动注射马达46而以设定压力向前方按压螺杆43，对模具装置30内的成型材料施加压力。能够补充由冷却收缩导致的不足量的成型材料。成型材料的压力，例如使用压力检测器47来检测。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。

在保压工序中，模具装置30内的成型材料逐渐被冷却，在保压工序结束时，型腔空间34的入口被已硬化的成型材料所堵住。该状态被称为门封，可防止来自型腔空间34的成型材料的逆流。在保压工序后，开始冷却工序。在冷却工序中，进行型腔空间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。

在计量工序中，驱动计量马达45而使螺杆43以设定转速旋转，沿螺杆43的螺旋状的沟槽向前方馈送成型材料。与此相伴，成型材料逐渐被熔融。随着液状的成型材料被馈送至螺杆43的前方并蓄积在缸体41的前部而螺杆43后退。螺杆43的转速，例如使用计量马达45的编码器45a来检测。编码器45a将表示该检测结果的信号发送至控制装置90。

在计量工序中，为了限制螺杆43的急剧地后退，可以驱动注射马达46来对螺杆43施加设定背压。对螺杆43的背压，例如使用压力检测器47来检测。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。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。螺杆预塑方式的注射装置将在塑化缸内所熔融的成型材料供给至注射缸，并从注射缸向模具装置内注射成型材料。在塑化缸内螺杆配设成旋转自如或旋转自如且进退自如，在注射缸内柱塞配设成进退自如。

如图1、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通过使CPU91执行存储在存储介质92中的程序而进行各种控制。并且，控制装置90通过输入接口93接收来自外部的信号，通过输出接口94向外部发送信号。

输入装置95接受用户的输入操作，并将与用户的输入操作相应的操作信号发送至控制装置90。作为输入装置95，例如使用触控面板。触控面板兼作后述的输出装置96。

在基于控制装置90的控制下，输出装置96显示与输入装置95的输入操作相应的操作画面。操作画面备有多个，可以切换显示，或重叠显示。

用户一边观察输出装置96中所显示的操作画面，一边操作输入装置95，由此进行合模装置10、注射装置40及顶出装置50等的设定。设定存储于存储介质92，且根据需要被读出。

控制装置90根据顶出杆53的前进速度的检测值及其前进速度的设定值，控制顶出马达51。例如，控制装置90对顶出马达51进行反馈控制，以使检测值成为设定值。作为反馈控制，例如使用PI控制、PID控制等。在PI控制、PID控制中，根据检测值与设定值的偏差，控制顶出马达51。

以注射成型机、模具装置30及成型品的保护等为目的，在顶出杆53前进时，有时对顶出马达51的驱动力设定限制。在这种情况下，顶出杆53的前进速度被限制。

顶出马达51的驱动力，例如使用转矩检测器54来检测。转矩检测器54，例如通过检测顶出马达51的电流，检测顶出马达51的转矩，并将表示该检测结果的信号发送至控制装置90。控制装置90一边监视驱动力的检测值，一边控制顶出马达51，以免驱动力的检测值超过驱动力的上限值。

驱动力的上限值，例如以相对于驱动力的额定值的比例(％)来表示。未对驱动力设定限制时的驱动力的上限值为100％。另一方面，对驱动力设定限制时的驱动力的上限值为比100％小的值。在输入装置95中输入该值且存储于存储介质92。另外，在本实施方式中，作为驱动力的基准值使用额定值，但基准值并不限定于额定值。

图3是表示基于一实施方式的顶出杆的前进速度的图案的图。图3中，虚线L1及实线L2表示驱动力的上限值为100％时的顶出杆53的前进速度，虚线L1表示前进速度的设定值，实线L2表示前进速度的检测值。并且，图3中，虚线L3及实线L4表示驱动力的上限值为P_MAX1(0＜P_MAX1＜100)％时的顶出杆53的前进速度，虚线L3表示前进速度的设定值，实线L4表示前进速度的检测值。另外，图3中，为了比较，将驱动力的上限值为P_MAX1％时且前进速度的设定值与驱动力的上限值为100％时相同时的前进速度的检测值以双点划线L5来表示。

当驱动力的上限值为比100％小的P_MAX1％时，对驱动力设定有限制，因此前进速度被限制。

因此，控制装置90根据驱动力的上限值，变更前进速度的设定值的上升图案。例如，当驱动力的上限值为P_MAX1％时，与驱动力的上限值为100％时相比，控制装置90在顶出杆53向前方的加速中，使前进速度的设定值平缓上升。前进速度平缓上升表示加速较小。当驱动力的上限值为P_MAX1％时，能够抑制前进速度的设定值与其检测值之间的背离，并能够防止如图3中的双点划线L5所示的较大过冲的发生。其结果，能够提高顶出杆53的控制性，并能够使成型品的顶出稳定化。另一方面，当驱动力的上限值为100％时，如图3中的虚线L1所示，前进速度的设定值急剧上升，如图3中的实线L2所示，前进速度的检测值追随其上升，因此能够缩短顶出时间。

驱动力的上限值为P_MAX1％时的前进速度的设定值的上升图案，例如根据如图3中的双点划线L5所示的数据等求出。只要前进速度的设定值与其检测值的偏差在容许范围内，则前进速度的设定值可以以尽可能急剧上升的方式设定，表示其上升速度的加速可以尽可能大地设定。能够抑制加速所需时间的长时间化，并能够抑制顶出时间的长时间化。

控制装置90可以根据驱动力的上限值，从顶出杆53开始前进时起变更前进速度的设定值的上升图案。例如，当驱动力的上限值为P_MAX1％时，与驱动力的上限值为100％时相比，控制装置90可以从顶出杆53开始前进时起使前进速度的设定值平缓上升。当驱动力的上限值为P_MAX1％时，从开始前进时起使前进速度的设定值平缓上升，因此能够可靠地减少过冲。另一方面，当驱动力的上限值为100％时，从开始前进时起前进速度的设定值急剧上升，且前进速度的检测值追随其上升，因此能够缩短顶出时间。

控制装置90可以在输入装置95中的驱动力的上限值的输入后至顶出杆53开始前进为止的期间，选择前进速度的设定值的上升图案。能够从顶出杆53开始前进时起将前进速度的设定值的上升速度设定为平缓。

另外，控制装置90也可以在顶出杆53开始前进后，监视前进速度的设定值与其检测值的偏差，当偏差超过阈值时，将设定值的上升速度平缓地变更。因此，设定值的上升速度也可以在途中发生变化。

图4是表示基于一实施方式的顶出杆的前进速度的另一图案的图。图4中，虚线L3及实线L4与图3同样地表示驱动力的上限值为P_MAX1(0＜P_MAX1＜100)％时的顶出杆53的前进速度，虚线L3表示前进速度的设定值，实线L4表示前进速度的检测值。并且，图4中，虚线L6及实线L7表示驱动力的上限值为比P_MAX1％小的P_MAX2(0＜P_MAX2＜P_MAX1)％时的顶出杆53的前进速度，虚线L6表示前进速度的设定值，实线L7表示前进速度的检测值。另外，图4中，为了比较，将驱动力的上限值为P_MAX2％时且前进速度的设定值与驱动力的上限值为100％时相同时的前进速度的检测值以双点划线L8来表示。

当驱动力的上限值为P_MAX2％时，与驱动力的上限值为P_MAX1％时相比，控制装置90在顶出杆53向前方的加速中，使前进速度的设定值平缓上升。当驱动力的上限值为P_MAX2％时，能够抑制前进速度的设定值与其检测值之间的背离，并能够防止如图4中的双点划线L8所示的较大过冲的发生。其结果，能够提高顶出杆53的控制性，并能够使成型品的顶出稳定化。另一方面，当驱动力的上限值为P_MAX1％时，如图4中的虚线L3所示，前进速度的设定值急剧上升，如图4中的实线L4所示，前进速度的检测值追随其上升，因此能够缩短顶出时间。

当驱动力的上限值为P_MAX2％时，与驱动力的上限值为P_MAX1％时相比，控制装置90可以从顶出杆53开始前进时起使前进速度的设定值平缓上升。当驱动力的上限值为P_MAX2％时，从开始前进时起前进速度的设定值平缓上升，因此能够可靠地减少过冲。另一方面，当驱动力的上限值为P_MAX1％时，从开始前进时起前进速度的设定值急剧上升，且前进速度的检测值追随其上升，因此能够进一步缩短顶出时间。

也可以设定为如下方式：驱动力的上限值与前进速度的设定值的上升速度1对1对应，驱动力的上限值越小，前进速度的设定值越平缓上升，表示其上升速度的加速越小。能够进一步提高顶出杆53的控制性，并能够进一步使成型品的顶出稳定化。并且，能够进一步抑制顶出时间的长时间化。

另外，在本实施方式中，驱动力的上限值与前进速度的设定值的上升速度1对1对应，因此，根据驱动力的上限值，前进速度的设定值的上升速度连续地变更，但也可以阶段性地变更。

另外，在图3及图4中，在顶出杆53的加速中，表示其加速的大小的倾斜度设为恒定，但以减少振动等为目的，也可以设定为加速开始时的倾斜度、加速结束时的倾斜度小于其途中的倾斜度。能够通过获取图3、图4中由虚线表示的图案的移动平均来制作这种图案。

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主旨的范围内，可进行各种变形及改良。

在上述实施方式中，顶出杆53与权利要求书中所记载的可动部件对应，但本发明并不限定于此。可动部件也可以是与顶出杆53一同进退的部件。

在上述实施方式中，顶出马达51与权利要求书中所记载的驱动源对应，但本发明并不限定于此。例如，作为驱动源也可以使用液压缸等。

检测驱动源的驱动力的检测器可以根据驱动源适当选定。例如，当驱动源为液压缸时，也可以使用液压检测器。并且，与驱动源的种类无关地，也可以使用检测顶出杆53的应变的应变检测器。

在上述实施方式中，在顶出工序中的顶出杆53的前进速度的控制中适用本发明，但也可以在填充工序中的螺杆43的前进速度的控制中适用本发明。在这种情况下，螺杆43与权利要求书中所记载的动部件对应，注射马达46与权利要求书中所记载的驱动源对应。

上述实施方式中，作为合模装置10使用模开闭方向为水平方向的卧式合模装置，但也可以使用模开闭方向为上下方向的立式合模装置。立式合模装置具有下压板、上压板、肘节座、肘节机构及连接杆等。下压板及上压板中，任意一个作为固定压板来使用，而其余一个作为可动压板来使用。在下压板上安装下模具，在上压板上安装上模具。由下模具及上模具构成模具装置。下模具也可以经由转台安装在下压板上。肘节座配设于下压板的下方。肘节机构配设于肘节座与下压板之间。连接杆设成与铅垂方向平行且贯穿下压板而连结上压板与肘节座。在下压板中的与肘节座的对置面安装有顶出装置。

Claims (4)

1.一种注射成型机，其具有可动部件、使所述可动部件移动的驱动源、及根据所述可动部件的移动速度的检测值及所述移动速度的设定值控制所述驱动源的控制装置，

所述控制装置根据所述驱动源的驱动力的上限值，变更所述设定值的上升图案。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

当所述上限值为比第1值小的第2值时，与所述上限值为所述第1值时相比，所述控制装置在所述可动部件的加速中，将所述设定值的上升速度设定为平缓。

3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述控制装置根据所述上限值，从所述可动部件开始移动时起变更所述上升图案。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的注射成型机，其中，

所述可动部件通过相对于模具装置前进，从所述模具装置顶出成型品。