CN108000821A - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够降低注射之间的成型品的重量不均的注射成型机。本发明的注射成型机具备：缸体，对成型材料进行加热；喷嘴，设置于所述缸体的前端部；注射部件，进退自如地配设于所述缸体的内部；驱动源，使所述注射部件进退；压力检测器，对所述驱动源与所述注射部件之间传递的压力进行检测；及控制装置，根据所述压力检测器的检测结果而控制所述驱动源，所述控制装置根据从填充工序开始至所述喷嘴的内部压力开始上升为止的期间所检测的所述压力检测器的检测结果，控制所述驱动源。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2016年10月31日于日本申请的日本专利申请第2016-213818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。

本发明涉及一种注射成型机。

背景技术

关于专利文献1中记载的注射成型机的控制器，在注射工序中，以螺杆的前进速度成为规定的设定速度的方式控制注射用的伺服马达，在螺杆的位置到达V/P切换位置的时间点，从注射工序切换至保压工序，在保压工序中，以螺杆的前端部的树脂压力被保持为保压设定压力的方式控制注射用的伺服马达。测力传感器用于检测保压工序中的树脂压力。

专利文献1：日本特开2011-183705号公报

以往，在保压工序中，根据测力传感器的检测值而进行注射用马达的控制，但有时成型品的重量在注射(shot)之间产生不均。

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，能够降低注射之间的成型品的重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，提供一种射出成型机，其具备：

缸体，对成型材料进行加热；

喷嘴，设置于所述缸体的前端部；

注射部件，进退自如地配设于所述缸体的内部；

驱动源，使所述注射部件进退；

压力检测器，对所述驱动源与所述注射部件之间传递的压力进行检测；及

控制装置，根据所述压力检测器的检测结果而控制所述驱动源，

所述控制装置根据从填充工序中的所述注射部件的前进开始至所述喷嘴的内部压力开始上升为止的期间所检测的所述压力检测器的检测结果，控制所述驱动源。

发明效果

根据本发明的一方式，提供一种能够降低注射之间的成型品的重量不均的注射成型机。

附图说明

图1是表示基于一实施方式的注射成型机的合模时的状态的图。

图2是表示基于一实施方式的填充工序中的压力检测器的检测值和喷嘴压力检测器的检测值的时间变化的图。

图中：40-注射装置，41-缸体，42-喷嘴，43-螺杆(注射部件)，45-计量马达，46-注射马达(驱动源)，47-压力检测器，51-喷嘴压力检测器，90-控制装置。

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。

图1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所示，注射成型机具有合模装置10、注射装置40及控制装置90。以下，将填充时的螺杆43的移动方向(图1中为左方向)设为前方，将计量时的螺杆43的移动方向(图1中为右方向)设为后方进行说明。

合模装置10进行模具装置30的闭模、合模及开模。模具装置30包括定模32及动模33。合模装置10具有安装定模32的固定压板12及安装动模33的可动压板13。合模装置10通过使可动压板13相对于固定压板12移动来进行模具装置30的闭模、合模及开模。

合模时，在动模33与定模32之间形成型腔空间34，注射装置40向型腔空间34填充液态的成型材料。通过将所填充的成型材料固化而得到成型品。型腔空间34的数量可以是多个，此时，能够同时得到多个成型品。成型品在开模之后从模具装置30取出。

注射装置40设置于相对于框架Fr而进退自如的滑动底座Sb上，且设为相对于模具装置30进退自如。注射装置40与模具装置30接触，并向模具装置30内的型腔空间34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等。

缸体41对从供给口41a供给至内部的成型材料进行加热。供给口41a形成于缸体41的后部。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更靠前方的位置，缸体41的外周设置有带式加热器等加热器48和温度检测器49。

在缸体41的轴向(图1中为左右方向)上，缸体41被区分为多个区域。在各区域设置有加热器48和温度检测器49。控制装置90控制加热器48，以使每个区域的温度检测器49的检测温度成为设定温度。

喷嘴42设置于缸体41的前端部，且被模具装置30按压。在喷嘴42的外周设置有加热器48与温度检测器49。控制装置90控制加热器48，以使喷嘴42的检测温度成为设定温度。

螺杆43旋转自如且进退自如地配设在缸体41内。使螺杆43旋转时，成型材料沿着螺杆43的螺旋状的槽被送到前方。成型材料一边被送往前方，一边通过来自缸体41的热量而逐渐熔融。随着液态的成型材料被送往螺杆43的前方且蓄积在缸体41的前部，使螺杆43进行后退。之后，使螺杆43前进时，从喷嘴42射出蓄积在螺杆43前方的液态的成型材料，并将其填充到模具装置30内。螺杆43与权利要求书中所记载的注射部件对应。

计量马达45使螺杆43旋转。使螺杆43旋转的驱动源并不限定于计量马达45，例如也可以为液压泵等。

注射马达46使螺杆43进退。在注射马达46与螺杆43之间设置有将注射马达46的旋转运动转换成螺杆43的直线运动的运动转换机构等。运动转换机构例如具有丝杠轴及螺合于丝杠轴的丝杠螺母。在丝杠轴与丝杠螺母之间可以设置滚珠和滚轮等。使螺杆43进退的驱动源并不限定于注射马达46，例如也可以为液压缸等。

压力检测器47对注射马达46与螺杆43之间传递的压力进行检测。压力检测器47设置于注射马达46与螺杆43之间的力的传递路径，并检测作用于压力检测器47的压力。

压力检测器47将表示其检测结果的信号传送到控制装置90。压力检测器47的检测结果用于控制和监视螺杆43从成型材料受到的压力、对于螺杆43的背压、从螺杆43作用于成型材料的压力等。

如图1所示，控制装置90具有CPU(中央处理器，Central Processi ng Unit)91、存储器等存储介质92、输入界面93及输出界面94。控制装置90通过使CPU91执行存储于存储介质92中的程序，而控制合模装置10和注射装置40。并且，控制装置90在输入界面93接收来自外部的信号，并在输出界面94向外部发送信号。控制装置90控制填充工序、保压工序、计量工序等。

在填充工序中，驱动注射马达46使螺杆43以设定速度前进，并将蓄积在螺杆43的前方的液态的成型材料填充到模具装置30内的型腔空间34。螺杆43的位置和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，并将表示其检测结果的信号传送到控制装置90。螺杆43的位置达到设定位置时，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，在填充工序中，螺杆43的位置达到设定位置之后，也可以在该设定位置使螺杆43暂时停止，之后进行V/P切换。也可以在即将进行V/P切换之前，进行螺杆43的微速前进或微速后退，来代替螺杆43的停止。

在保压工序中，驱动注射马达46从而向前方推进螺杆43，并将螺杆43的前端部的成型材料的压力(以下，还称为“保压压力”。)保持为设定压力，并朝向模具装置30按压残留在缸体41内的成型材料。能够补充由模具装置30内的冷却收缩而引起的成型材料不足的量。保压压力例如使用压力检测器47来检测。压力检测器47将表示其检测结果的信号传送到控制装置90。保压压力的设定值可以根据从保压工序开始的经过时间等而变更。

在保压工序中，模具装置30内的型腔空间34的成型材料被逐渐冷却，在保压工序结束时，型腔空间34的入口被固化的成型材料堵住。该状态被称为浇口封闭，可防止来自型腔空间34的成型材料的逆流。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。为了缩短成型周期，也可以在冷却工序过程中进行计量工序。

在计量工序中，驱动计量马达45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。随此，成型材料被逐渐熔融。螺杆43随着液态的成型材料被送往螺杆43的前方并蓄积在缸体41的前部而后退。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将表示其检测结果的信号传送到控制装置90。

在计量工序中，为了限制螺杆43急速后退，可以驱动注射马达46来向螺杆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将表示其检测结果的信号传送到控制装置90。若螺杆43后退至设定位置，且规定量的成型材料被蓄积在螺杆43的前方，则结束计量工序。

图2是表示基于一实施方式的填充工序中的压力检测器的检测值和喷嘴压力检测器的检测值的时间变化的图。在图2中，横轴表示从填充工序开始的经过时间，纵轴表示压力。并且，在图2中，实线表示压力检测器47的检测值的时间变化，虚线表示喷嘴压力检测器51的检测值的时间变化。

喷嘴压力检测器51检测喷嘴42的内部压力。如图1所示，喷嘴42的内部的流路可以从后侧朝向前侧依次具有内径逐渐变小的锥孔及内径固定的直孔。该情况下，喷嘴压力检测器51检测直孔的内部压力。当喷嘴42的内部的流路具有多组锥孔与直孔的组时，喷嘴压力检测器51可以检测多个直孔之中最靠近缸体41的直孔的内部压力。

如图2所示，若开始填充工序并开始螺杆43的前进，则螺杆43的前进速度从零被加速至设定速度并维持设定速度。通过螺杆43的前进而产生来自蓄积在螺杆43的前方的成型材料的阻力或机械阻力，且压力检测器47的检测值从零开始上升。之后，若缸体41内的成型材料从缸体41被挤出至前方，且流入喷嘴42，则喷嘴压力检测器51的检测值从零开始上升。如此，从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升期间产生时间差。

从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值表示螺杆43的移动阻力。螺杆43的移动阻力包括来自蓄积在螺杆43的前方的成型材料的阻力和机械阻力这两者。机械阻力例如包括将注射马达46的旋转运动转换成螺杆43的直线运动的运动转换机构的滑动阻力及缸体41与螺杆43的滑动阻力等。从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值越大，则螺杆43的移动阻力越大。

然而，螺杆43的移动阻力有时在注射之间产生不均。例如若成型材料的温度不均则成型材料的粘度不均，因此螺杆43的移动阻力不均。并且，若运动转换机构的温度不均则运动转换机构用的润滑剂的粘度不均，因此螺杆43的移动阻力不均。并且，若缸体41的温度不均则缸体41的内径不均，因此螺杆43的移动阻力不均。螺杆43的移动阻力越大，则蓄积在螺杆43的前方的成型材料越难以流入模具装置30内。

因此，本实施方式的控制装置90降低由螺杆43的移动阻力的不均而引起的成型品的重量的不均，因此根据从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值，控制注射马达46。由此，根据螺杆43的移动阻力而能够校正注射马达46的控制，并能够降低注射之间的成型品的重量不均。

用于校正注射马达46的控制的压力检测器47的检测值在从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间获取。不使用在喷嘴42的内部压力开始上升之后所获取的压力检测器47的检测值。这是因为，在喷嘴42的内部压力开始上升之后，因成型材料从缸体41向更窄的喷嘴42流入，而重新产生流动阻力。

用于校正注射马达46的控制的压力检测器47的检测值在从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间获取即可。所获取的时间带并不特别限定，但例如可举出下述时间带。

用于校正注射马达46的控制的压力检测器47的检测值可以在从螺杆43的加速结束且其前进速度到达设定速度的时刻t1至喷嘴42的内部压力开始上升的时刻t4期间获取，也可以在螺杆43的前进速度一定的期间获取。这是因为，在螺杆43的加速过程中因机械阻力的变动等，在压力检测器47的检测值中所包含的干扰变大。

螺杆43的前进速度在从到达设定速度的时刻t1至喷嘴42的内部压力开始上升的时刻t4期间存在压力检测器47的检测值稳定的时间带(例如从时刻t2至时刻t4的时间带)。该时间带的压力检测器47的检测值可以用作表示螺杆43的移动阻力的值。

在喷嘴42的内部压力开始上升的时刻t4，注射之间存在发生不均的可能性，因此从时刻t2至时刻t3(时刻t3是比时刻t2晚且比时刻t4早的时刻)期间的压力检测器47的检测值可以用作表示螺杆43的移动阻力的值。

在时刻t2或时刻t3、时刻t4等测定之后，若将该测定数据预先存储于存储介质92，则不需要喷嘴压力检测器51，因此可以从喷嘴42拆卸。即，注射成型机可以不附带喷嘴压力检测器51。能够削减制造成本和维护成本。时刻t2、t3、t4等可以通过使用了流体分析软件等的模拟来求出。

用于校正注射马达46的控制的压力检测器47的检测值可以是波形图案、平均值、代表值等中的任一个。

例如，控制装置90根据从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值，进行接着填充工序而进行的保压工序中的注射马达46的控制。根据螺杆43的移动阻力，能够校正保压工序中的注射马达46的控制。

保压工序中的校正例如可以包括(1)保压压力的校正。(1)保压压力的校正可以是(1A)保压压力的设定值的校正、(1B)保压压力的检测值的校正、(1C)保压压力的设定值与保压压力的检测值的偏差的校正、(1D)从该偏差计算的电流指令的校正中的任一个。电流指令例如通过PI D运算或PI运算等来计算。

螺杆43的移动阻力越大，则蓄积在螺杆43的前方的成型材料越难以流入模具装置30内，控制装置90将保压压力校正为较大的值，有助于成型材料向模具装置30内流入。由此，能够抑制成型品的重量不均。

保压压力可以在从保压工序开始至保压工序结束为止的整个期间校正，也可以在此期间的部分时间中被校正。例如，进行有多段保压时，可以校正至少一部分阶段的保压压力的设定值。在此，多段保压是指从保压工序开始至保压工序结束为止的期间阶段性地变更保压压力的设定值的保压工序的情况。

保压工序中的校正可以包括(2)从保压工序开始至保压工序结束为止的时间(以下，还简称为“保压时间”。)的校正。螺杆43的移动阻力越大，则蓄积在螺杆43的前方的成型材料越难以流入模具装置30内，因此控制装置90将保压时间校正为较长的值。由此，能够抑制成型品的重量不均。另外，在进行多段保压时，控制装置90可以校正部分阶段的时间长度，也可以校正全部阶段的时间长度。

保压工序中的校正可以包括(3)从保压工序开始至保压工序结束为止的期间，切换保压压力的设定值的时间(以下，还简称为“多段切换时间”。)的校正。与校正保压时间的情况相同，通过校正多段切换时间，而能够抑制成型品的重量不均。

在校正多段切换时间的情况下，控制装置90可以不校正保压时间而维持为一定，以使成型周期不产生变化。该情况下，螺杆43的移动阻力越大，则蓄积在螺杆43的前方的成型材料越难以流入模具装置30内，因此保压压力的设定值比较大的时间带的时间长度被校正为较长的值，相应地，保压压力的设定值比较小的时间带的时间长度被校正为较短的值。由此，能够不变更成型周期而抑制成型品的重量不均。

另外，在校正多段切换时间的情况下，控制装置90也可以校正保压时间。

可以进行上述(1)保压压力的校正、上述(2)保压时间的校正、上述(3)多段切换时间的校正中的至少一个校正，也可以组合进行多个校正。组合并不特别限定。

为了进行上述(1)保压压力的校正、上述(2)保压时间的校正、上述(3)多段切换时间的校正中的至少一个校正，控制装置90可以使用从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值及预先设定的基准值。

从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值大于基准值的情况下，螺杆43的移动阻力比较大，成型材料比较难以流入模具装置30内。该情况下，控制装置90将保压压力校正为较大的值。并且，该情况下，控制装置90可以将保压时间校正为较长的值，同样地也可以校正多段切换时间。

另一方面，从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值小于基准值的情况下，螺杆43的移动阻力比较小，成型材料比较容易流入模具装置30内。该情况下，控制装置90将保压压力校正为较小的值。并且，该情况下，控制装置90也可以将保压时间校正为较短的值，同样地可以校正多段切换时间。

另外，本实施方式的控制装置90根据从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值，进行接着该填充工序而进行的保压工序的控制，但也可以进行该填充工序的控制。根据螺杆43的移动阻力，能够校正填充工序中的注射马达46的控制。

例如，控制装置90可以以从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值成为上述基准值的方式，校正该填充工序中的螺杆43的前进速度。

前进速度的校正可以是(A)前进速度的设定值的校正、(B)前进速度的检测值的校正、(C)前进速度的设定值与前进速度的检测值的偏差的校正、(D)由该偏差计算的电流指令的校正中的任一个。电流指令例如通过PID运算或PI运算等来计算。

控制装置90可以根据从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值，使发出警报的输出装置作动。作为输出装置，可使用图像显示装置和警告灯、蜂鸣器等。

例如在从填充工序开始至喷嘴42的内部压力开始上升为止的期间所检测的压力检测器47的检测值与上述基准位置之差在容许范围外的情况下发出警报。伴随发出的警报器，控制装置90可以中断注射成型机的成型动作，也可以不中断注射成型机的成型动作。

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，在技术方案中所记载的本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形、改良。

例如，上述实施方式的注射装置40是同轴螺杆方式，但也可以是螺杆预塑方式。螺杆预塑方式的注射装置中，将在塑化缸体内熔融的成型材料供给至注射缸体，从注射缸体向模具装置内注射成型材料。螺杆以旋转自如或旋转自如且进退自如的方式配设于塑化缸体内，柱塞进退自如地配设于注射缸体内。该情况下，柱塞与技术方案中所记载的注射部件对应，注射装置具有使柱塞进退的电动马达和液压缸等驱动源。

Claims (3)

1.一种注射成型机，其具备：

缸体，对成型材料进行加热；

喷嘴，设置于所述缸体的前端部；

注射部件，进退自如地配设于所述缸体的内部；

驱动源，使所述注射部件进退；

压力检测器，对所述驱动源与所述注射部件之间传递的压力进行检测；及

控制装置，根据所述压力检测器的检测结果而控制所述驱动源，

所述控制装置根据从填充工序的前进开始至所述喷嘴的内部压力开始上升为止的期间所检测的所述压力检测器的检测结果，控制所述驱动源。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述控制装置根据从所述填充工序的前进开始至所述喷嘴的内部压力开始上升为止的期间所检测的所述压力检测器的检测结果，进行接着所述填充工序而进行的保压工序中的所述驱动源的控制。

3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述控制装置根据从所述填充工序的前进开始至所述喷嘴的内部压力开始上升为止的期间所检测的所述压力检测器的检测结果，进行所述填充工序中的所述驱动源的控制。