CN108472857A - 合模装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种合模装置及方法，其通过使模具的伺服电动机与压盘的动作同步地联动，从而即使对大型的成型品也能够形成精细的图案、形状。本发明的合模装置及方法为如下结构和方法：利用数字模具开合位置检测单元(100)检测第一、第二、第三压盘(5、6、7)中的第二压盘(6)的模具位置，并与该数字模具开合位置检测单元(100)的数字模具开合位置信号(100a)同步地使模具(11、11A)的模具用伺服电动机(45、46)驱动，从而在对以往技术来说较困难的成型品上形成图案等。

Description

合模装置及方法

技术领域

本发明涉及一种合模装置及方法，尤其涉及一种用于如下目的的新的改良：通过使用来自数字模具开合位置检测单元的数字模具开合位置检测信号，而使设置于模具等的伺服电动机能够与数字模具开合位置信号同步地动作。

背景技术

作为以往所使用的这种合模装置及方法，在中空成型机中，作为进行瓶中船(日语：シップイン)成型的装置，例如是如专利文献1所示那样，在将放入成型品中的部件用支承杆固定时覆盖型坯(parison)，并从其外侧进行合模。

在上述合模时，使模具的动作与对放入型腔内的部件进行支承的电动机的动作同步。然而，虽然通过对专利文献1的那种模具的加压力进行控制，能够使膜厚均匀，但是无法使位置同步。

这里，参照图示对上述专利文献1的装置概要进行说明。

即，在图11中，11、11A是形成长方体形状的型腔的一对模具，在该模具11、11A的内面中央，挤压部31通过基于气缸等的驱动单元32相对于模具滑动自如地设置。

符号33是作为箱主体的原材料的热塑性树脂的型坯，从挤出成型机加热到规定温度而挤出。35是内置于上述箱主体(未图示)的树脂制长方形状的挡板，该挡板35以水平状态支承于不具有吹气杆(日语：ブローピン)功能(即不是圆筒形状)的支承棒36的前端，且以其两端部分别与两模具11、11A的挤压部31相对的方式配置。

图12中的符号37是以贯通状态配置于一方的模具11、11A的吹气杆，该吹气杆37是通过气缸的吹入单元38吹入空气的类型，其直径与形成于箱主体(未图示)上表面的通气装置用的孔(未图示)的外径相同。

因此，如图12所示，将上述型坯33向下拉至处于释放状态的模具11、11A之间并嵌套于挡板35，之后，首先通过驱动单元32使挤压部31前进并挤压型坯33的相对侧壁，将上述挡板35的端部焊接固定于型坯33的内面。这时能够通过上述驱动单元32任意地调整该挤压部31的挤压力。并且，在上述焊接完成后，从模具11、11A中拔出支承棒36。

接着，如图13所示，将两模具11、11A合模，密封型坯33的上下端，这时吹气杆37的前端部贯通型坯33的侧壁，突入其内部。然后，能够从吹气杆37的前端向型坯33的内部吹入压缩空气，使其膨胀，以与模具11、11A的内面紧贴，成型为中空体。

在如上所述那样进行模具的合模的情况下，一般地，作为中空成型机的合模机，有电动式合模机和液压式合模机。

在中空成型机的电动式合模机中，有开合位置检测机构及同步装置，该开合位置检测机构及同步装置的特征在于：模具驱动的主电动机对模具开合位置的控制；以及能够通过对模具内、其他部位的副电动机的伺服电动机的动作进行控制，从而使模具开合动作与模具内、其他部位的伺服电动机动作同步的机构。

虽然通过对结构如上述专利文献1那样的模具的加压力进行控制，能够使膜厚均匀，但是无法使位置同步。

若对上述以往的液压式合模装置进行叙述，则图7及图9是各压盘5～7均联动且可动的结构，图7表示开模状态，图8表示合模状态。

即，在图7中符号1所示为基台，在上述基台1上设置有由轨道等构成且彼此隔开且独立的第一、第二、第三直动式导向件2、3、4。

在上述第一、第二、第三直动式导向件2、3、4上，直移自如地设置有第一、第二、第三压盘5、6、7。

上述第一、第三压盘5、7之间通过多根系杆8(实际上是四根)连结，并通过各螺母9固定。

上述各系杆8以动作自如的状态贯通上述第二、第三压盘6、7的贯通孔6a、7a，上述第二、第三压盘6、7以彼此接近远离自如的方式构成。

在上述第一压盘5的内面5a设有液压缸12，该液压缸12构成为通过液压单元10使突出件12A出入自由。

在上述第二、第三压盘6、7的内面6A、7A设置有第一模具11及第二模具11A，在上述第二、第三压盘6、7的下部设置有联动机构15A，该联动机构15A采用由呈L字型的第一、第二杆13、14与齿轮15的组合所构成的公知的齿轮齿条副。

在上述基台1上设置有模拟模具直动检测器16，其由用于检测上述第二压盘6的直动的公知的直线尺或电位计构成。

另外，上述的各模具11、11A的结构虽未图示，但例如是如图11～图12的现有例那样构成。

在上述的结构中，在图7的开模状态下，若通过液压单元10使液压缸12动作，则在突出件12A将第二压盘6向图中的右侧推压时，通过联动机构15A将第三可动压盘7向第二压盘6侧拉近，各模具11、11A彼此压接，从而实现合模。

上述的第二压盘6的直动状态，由上述模拟模具直动检测器16作为模拟值检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开平6-143396号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

以往的合模装置及方法，如上述那样构成，因此存在如下问题。

例如，在图9所示的以往的电动式合模装置中，能够通过控制盘20经由伺服电动机21、编码器22、滚珠丝杠23来控制压盘5、6(图7所示)的开合，并基于来自上述编码器22的旋转检测信号22a，使压盘位置信息20a与例如模具11、11A(图7)内的伺服电动机24同步，但是由于合模动作自身为电动，虽然伺服电动机之间能够同步，但是小型电动机较多而合模力不足，因此不适合图案等较多的大型成型品的成型。

另外，在图10所示的以往的液压式合模装置中，这里对与图9相同的部分标注相同的符号进行说明。

即构成为，将来自液压单元10的油10a供给至液压缸12，进行所述压盘5、6的开合，利用直线尺或电位计16(图7)进行模具开合位置检测25，模具开合位置信号15Aa被输入到控制盘20。

从上述控制盘20输出的压盘位置信息20a被输入至模具11、11A内的伺服电动机24，可进行同步驱动。

然而，液压式合模装置中的液压式的模具开合动作使用直线尺或电位计进行第二压盘的位置检测，并使用液压缸进行模具开合控制。以往，使用由直线尺或电位计测量的压盘的位置信息并将其转换为速度，在要使模具开合时的模具内的伺服电动机的位置与速度同步的情况下，由于直线尺或电位计与伺服电动机的位置信息检测速度的差，图10的模拟形式的模具开合位置信号25a与压盘位置信息20a在通信速度上存在差异，无法彼此同步，直线尺或电位计与模具内的伺服电动机在模具开合动作的同步上产生偏差。

这样，由于同步产生偏差，因此以往在中空成型机的液压式合模装置中，没有如下这样的开合位置检测单元及同步装置，其能够通过模具开合位置的控制、以及对模具内、其他部位的伺服电动机动作进行控制，从而使模具开合与模具内、其他部位的伺服电动机动作高精度地同步。因此，在以往的结构中，使大型且具有复杂的凹凸等的成型品的加工精度提高是极为困难的。

另外，由于电动式的开合动作使用了伺服电动机，因此虽然能够高精度地控制开合动作，但是合模力比使用液压缸的液压式合模机差，无法高精度地成型大型的成型品。

因此，在采用合模力比液压式合模机差的电动式合模装置的中空成型机中，能够进行瓶中船成型等需要精细动作的成型，而在采用合模力优于电动式合模装置的液压式合模装置的中空成型机中，无法高精度地控制模具的精细动作，因此难以进行瓶中船成型等需要精细动作的成型。

本发明是为了解决上述现有技术课题而完成的，尤其是目的在于提供一种合模装置及方法，该合模装置及方法能够通过在液压式合模机构中代替模具开合动作用的直线尺或电位计而使用数字模具开合位置检测单元的数字模具开合位置信号，并基于位置检测以及该位置信息使模具内、其他的伺服电动机动作，从而使模具开合与模具内、其他的伺服电动机同步动作。

(二)技术方案

本发明的合模装置，利用致动器使通过系杆设置于基台上的第一、第二、第三压盘中的至少上述第二压盘移动，来进行设置于上述第二、第三压盘的第一、第二模具的合模及开模，在该合模装置中，具有：模具用伺服电动机，其至少设置于上述各模具中的一方或设置于双方；以及数字模具开合位置检测单元，其设置于上述基台上，检测上述第二压盘的模具位置，

构成为：与来自上述数字模具开合位置检测单元的数字模具开合位置信号同步地，同步驱动上述第一、第二模具用伺服电动机中的一方或双方，另外，构成为：上述第一、第三压盘与上述第二压盘联动地移动，另外，构成为：权利要求1、2、3中任一项所述的合模装置组合于中空成型机，另外，构成为：上述数字模具开合位置检测单元由附带旋转检测器的伺服电动机和滚珠丝杠构成。

构成为：上述数字模具开合位置检测单元由编码器、分解器、磁编码器中的任一种、以及齿轮齿条副的组合构成，另外，本发明的合模方法，进行通过系杆设置于基台上的第一、第二、第三压盘中的至少上述第二压盘上所设置的第一、第二模具的合模及开模，在该合模方法中，使用模具用伺服电动机和数字模具开合位置检测单元，与来自上述数字模具开合位置检测单元的数字模具开合位置信号同步地，同步驱动上述第一、第二模具用伺服电动机中的一方或双方，其中，

上述模具用伺服电动机至少设置于上述各模具中的一方或设置于双方；

上述数字模具开合位置检测单元设置于上述基台上，检测上述第二压盘的模位置，另外，

是上述第一、第三压盘与上述第二压盘联动地移动的方法，另外，

权利要求6、7、8中任一项所述的合模方法，是组合于中空成型机的方法，另外，是上述数字模具开合位置检测单元由附带旋转检测器的伺服电动机和滚珠丝杠构成的方法。

是上述数字模具开合位置检测单元由编码器、分解器、磁编码器中的任一种、以及齿轮齿条副的组合构成的方法。

(三)有益效果

本发明的合模装置及方法如上述那样构成，因此能够获得如下效果。

即，在合模装置中，利用致动器使通过系杆设置于基台上的第一、第二、第三压盘中的至少上述第二压盘移动，来进行设置于上述第二、第三压盘的第一、第二模具的合模及开模，在该合模装置中，具有：模具用伺服电动机，其至少设置于上述各模具中的一方或设置于双方；

数字模具开合位置检测单元，其设置于上述基台上，检测上述第二压盘的模具位置；以及

上述数字模具开合位置检测单元，

与来自上述数字模具开合位置检测单元的数字模具开合位置信号同步地，同步驱动上述第一、第二模具用伺服电动机中的一方或双方，由此，能够高精度地成型以往在使用伺服电动机作为动力的中空成型机的电动式合模机中因合模的力量不足而无法成型的大型成型品，也能够应对在中空成型机的液压式合模机中因无法同步而无法进行的复杂且精细的动作，兼具了液压式和电动式的优点，从而能够获得大型且复杂精细的成型品。

另外，不仅能够在组装新的中空成型机的合模机的情况下使用本发明，而且能够将本发明用于对现有的液压式合模机的追加改造，因此与购买电动式合模机来替换现有的液压式合模机相比，能够降低后续的投资成本。

另外，上述第一、第三压盘由与上述第二压盘联动地移动的结构构成，因此能够适用于多种合模装置。

上述数字模具开合位置检测单元由附带旋转检测器的伺服电动机和滚珠丝杠构成，由此能够得到结构极其简单的数字模具开合位置检测单元。

另外，上述数字模具开合位置检测单元由编码器、分解器、磁编码器中的任一种、以及齿轮齿条副的组合构成，由此能够容易地获得所需的数字模具开合位置信号。

附图说明

图1是表示本发明的合模装置及方法的概略结构图。

图2是表示图1的开模状态的概略结构图。

图3是改造了以往的液压式合模装置的结构的方框图。

图4是将本发明的合模装置构成为液压式的方框图。

图5是表示本发明的合模装置的另一方式的合模状态的概略结构图。

图6是表示图5的开模状态的概略结构图。

图7是表示以往的合模装置的开模状态的概略结构图。

图8是表示图7的合模状态的概略结构图。

图9是表示以往的电动式合模装置的方框图。

图10是表示以往的液压式合模装置的方框图。

图11是表示以往的中空成型机的主要部分的概略截面结构图。

图12是表示图11的合模开始状态的概略截面结构图。

图13是表示图12的合模完成以及空气注入状态的截面图。

具体实施方式

本发明的合模装置及方法能够通过在合模时使用来自数字模具开合位置检测单元的数字模具开合位置检测信号，从而使设置于模具等的伺服电动机与上述数字模具开合位置信号同步地动作。

实施例

以下，结合附图对本发明的合模装置及方法的较佳实施方式进行说明。

另外，对与现有例相同或等同的部分标注相同的符号进行说明，并且对与作为现有例的图7至图13相同的部分标注相同的符号，且为了避免重复而省略说明，并进行引用，仅对不同的部分进行说明。

在本发明的图1及图2的合模装置中，对与上述的现有结构(图7及图8)不同的结构进行说明。另外，图1及图2的结构与图7及图8同样地，各压盘5、6、7为可动型。

在图1中的基台1上设置有将编码器等旋转检测器40与伺服电动机41一体化而成的附带旋转检测器的伺服电动机42，设置于该附带旋转检测器的伺服电动机42的滚珠丝杠43的前端43a与第二可动压盘6抵接。

在上述滚珠丝杠43的前端43a设置有轴承(未图示)，且构成为前端43a能够在与第二可动压盘6抵接的同时旋转。

由上述的附带旋转检测器的伺服电动机42和滚珠丝杠43构成数字模具开合位置检测单元100，上述数字模具开合位置检测单元100如图3所示构成为能够输出数字模具开合位置检测信号100a。

上述带旋转器伺服电动机42的旋转检测器40，通常是在对编码器的脉冲状的矩形波进行波形整形之后，将由计数器计数得到的计数值，用作上述数字模具开合位置检测信号100a，因此通信速度比以往的直线尺或电位计的输出信号更快。

另外，上述数字模具开合位置检测单元100不限于与上述的滚珠丝杠43的组合，通过用未图示的杆状的齿条来取代滚珠丝杠43，并在设置于该齿条的小齿轮(即公知的齿轮齿条副)连接编码器、分解器、磁性编码器中的任一种，也能够获得与使用上述的滚珠丝杠43的结构同样的作用效果。

即，上述的分解器作为旋转检测器是极其稳定的，即使在恶劣条件下也能够获得两相的输出，且构成为能够通过A/D转换器获得通信速度快的上述数字模具开合位置检测信号100a，例如全部用于混合动力车的旋转检测。

另外，磁编码器也能够使用脉冲状的矩形波作为计数值输出，例如全部用于新干线的速度检测。

在上述第一、第二模具11、11A的内部设有具有第一、第二可动件44、44A的第一、第二模具用伺服电动机45、46，且如现有结构的图11至图13所说明的各可动件31那样，构成为在成型时用于在型坯33的形状上形成凹凸、图案等。

图1的结构表示了使致动器12的突出件11突出而各模具11、11A处于合模途中的状态，在该状态下，上述各可动件44、44A不从各模具11、11A突出，因此被各模具11、11A夹持的型坯(未图示)以各模具11、11A的型腔的形状成型。

另外，在图2所示的结构中，使各模具用伺服电动机45、46动作而使各可动件44、44A突出，然后如上述的图12那样挤压型坯(未图示)的两侧，能够在成型品(未图示)的形状上形成凹部。

因此，如上述的图1及图2的结构那样，通过液压单元10控制致动器12的动作的状态如图3及图4所示。

即，图3的控制结构是对以往的液压式合模装置进行改造，在使用了以往的模拟模具直动检测器16的状态下，并且追加本发明的由滚珠丝杠43和具有旋转检测器40的附带旋转检测器的伺服电动机42构成的数字模具开合位置检测单元100，将来自上述附带旋转检测器的伺服电动机42的数字模具开合位置信号100a输入至上述控制盘20。

在图3的结构的情况下，能够与各压盘5、6、7的开合联动地通过上述滚珠丝杠43获得来自上述附带旋转检测器的伺服电动机42的数字开合位置检测信号100a，并能够与该内容同步地控制各模具用伺服电动机45、46的动作。

即，伺服电动机42的编码器40在液压式合模机构的模具开合中起到高速的位置检测器的作用，使用在模具开合时由伺服电动机42的编码器40测量的压盘6的位置信息并将其转换为速度，能够使模具开合时的模具11、11A内的伺服电动机45、46的位置与速度同步，并通过控制盘20内的PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)使模具内以及其他的伺服电动机45、46同步动作。

另外，在图3的结构中，是对现有的液压式合模装置进行了改造，因此内置的模拟模具直动检测器16的模具开合位置检测信号25由于通信速度慢而不被使用。

图4的结构与图3的改造型结构不同，作为全新的新型结构，不使用上述模拟模具直动检测器16，仅使用本发明的由滚珠丝杠43和附带旋转检测器40的伺服电动机42构成的数字模具开合位置检测单元100来进行第二压盘6的位置检测，能够对第二压盘6和各模具用伺服电动机45、46进行同步控制。

接着，图5及图6表示图1及图2所示的本发明的合模装置的另一方式，其不是如图1及图2的结构那样全部的压盘5、6、7左右移动的结构，其能够适用于第一、第三压盘5、7固定于基台上且仅第二压盘6向左右移动、即通过上述致动器12的突出件12A向前后滑动的合模装置。

另外，在图5及图6的结构中，对与上述的图1及图2的结构相同的部分标注相同的符号并省略说明，仅对不同的部分进行说明。

另外，图1及图2的结构与图5及图6的结构在结构上稍有不同，其作用效果相同。

另外，虽然在上述的状态下，是作为液压式公开的，但若采用转矩与液压式相当的大型电动机，则也能够适用于电动式。

接着，对上述的本发明的合模装置及方法的要点进行如下说明。

即，在合模装置中，进行通过系杆8设置于基台上的第一、第二、第三压盘中的至少上述第二压盘5、6、7上所设置的第一、第二模具11、11A的合模及开模，其中，合模装置具有：模具伺服电动机，其至少设置于上述各模具中的一方或设置于双方；以及

数字模具开合位置检测单元100，其设置于上述基台上，检测上述第二压盘6的模具位置，

构成为：与来自上述数字模具开合位置检测单元100的数字开合位置信号100a同步地，同步驱动上述第一、第二模具用伺服电动机的一方或双方，另外，构成为：第一、第三压盘5、7与上述第二压盘6联动地移动，另外，构成为：

上述数字模具开合位置检测单元100由编码器、分解器、磁编码器中的任一种、以及齿轮齿条副的组合构成，另外，构成为：权利要求1、2、3中任一项所述的合模装置组合于中空成型机，另外，构成为：

上述数字模具开合位置检测单元100由附带旋转检测器的伺服电动机42和滚珠丝杠43构成。

另外，本发明的合模方法，特征在于，利用致动器12使通过连接杆8设置于基台上的第一、第二、第三压盘中的至少上述第二压盘6移动，来进行设置于上述第二、第三压盘5、7的第一、第二模具11、11A的合模及开模，在该合模方法中，使用模具用伺服电动机以及数字模具开合位置检测单元100，与来自上述数字模具开合检测单元100的模具开合位置信号100a同步地，同步驱动上述第一、第二模具用伺服电机中的一方或双方，其中，

上述模具用伺服电动机至少设置于上述各模具的一方或设置于双方，

上述数字模具开合位置检测单元100设置于上述基台上，检测上述第二压盘6的模具位置。

是上述第一、第三压盘5、7与上述压盘6联动地移动的方法，另外，权利要求7、8、9中任一项所述的合模方法是组合于中空成型机的方法，另外，

是上述数字开合位置检测单元100由附带旋转检测器的伺服电动机42和滚珠丝杠43构成的方法。

工业实用性

本发明的合模装置及方法使用合模时的压盘的位置、和数字模具开合位置检测单元的数字模具开合位置检测信号，同步驱动各模具的各模具用伺服电动机，使模具开合与各模具的动作同步，由此，即使是大型且复杂的形状等的成型也能够容易地进行。

另外，也能够对现有的合模装置进行附加安装，从而能够以比更换新品的费用更低的成本实现合模装置的性能提高。

附图标记说明

1-基台；2、3、4-第一、第二、第三直动式导向件；5、6、7-第一、第二、第三压盘；8-系杆；9-螺母；10-液压单元；11、11A-第一、第二模具；12-致动器(液压缸等)；13-第一杆；14-第二杆；15-齿轮；15A-联动机构；16-模拟模具直动检测器；20-控制盘；40-旋转检测器(编码器等)；41-伺服电动机；42-附带旋转检测器的伺服电动机；43-滚珠丝杠；44、44A-第一、第二可动件；45、46-第一、第二模具用伺服电动机；100-数字模具开合位置检测单元；100a-数字模具开合位置检测信号。

Claims (10)

1.一种合模装置，其特征在于，利用致动器(12)使通过系杆(8)设置于基台(1)上的第一、第二、第三压盘(5、6、7)中的至少所述第二压盘(6)移动，来进行设置于所述第二、第三压盘(6、7)的第一、第二模具(11、11A)的合模及开模，在该合模装置中，具有：模具用伺服电动机(45、46)，其至少设置于所述各模具(11、11A)中的一方或设置于双方；以及

数字模具开合位置检测单元(100)，其设置于所述基台(1)上，检测所述第二压盘(6)的模具位置，

构成为：与来自所述数字模具开合位置检测单元(100)的数字模具开合位置信号(100a)同步地，同步驱动所述第一、第二模具用伺服电动机(45、46)中的一方或双方。

2.根据权利要求1所述的合模装置，其特征在于，所述第一、第三压盘(5、7)由与所述第二压盘(6)联动地移动的结构构成。

3.根据权利要求1或2所述的合模装置，其特征在于，所述数字模具开合位置检测单元(100)由编码器、分解器、磁编码器中的任一种、以及齿轮齿条副的组合构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的合模装置，其特征在于，组合于中空成型机。

5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的合模装置，其特征在于，所述数字模具开合位置检测单元(100)由附带旋转检测器的伺服电动机(42)和滚珠丝杠(43)构成。

6.一种合模方法，其特征在于，利用致动器(12)使通过系杆(8)设置于基台(1)上的第一、第二、第三压盘(5、6、7)中的至少所述第二、第三压盘(6)移动，来进行设置于所述第二、第三压盘(6、7)的第一、第二模具(11、11A)的合模及开模，在该合模方法中，使用模具用伺服电动机(45、46)以及数字模具开合位置检测单元(100)，与来自所述数字模具开合位置检测单元(100)的数字模具开合位置信号(100a)同步地，同步驱动所述第一、第二模具用伺服电动机(45、46)中的一方或双方，其中，

所述模具用伺服电动机(45、46)至少设置于所述各模具(11、11A)中的一方或设置于双方，

所述数字模具开合位置检测单元(100)设置于所述基台(1)上，检测所述第二压盘(6)的模具位置。

7.根据权利要求1所述的合模方法，其特征在于，所述第一、第三压盘(5、7)与所述第二压盘(6)联动地移动。

8.根据权利要求6或7所述的合模方法，其特征在于，所述数字模具开合位置检测单元(100)由编码器、分解器、磁编码器中的任一种、以及齿轮齿条副的组合构成。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的合模方法，其特征在于，组合于中空成型机。

10.根据权利要求6、7、9中任一项所述的合模方法，其特征在于，所述数字模具开合位置检测单元(100)由附带旋转检测器的伺服电动机(42)和滚珠丝杠(43)构成。