CN114555325A - 压力检测装置以及优劣判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于检测注塑成型机(1)的模具(50)中的型腔(CT)的内压并判断由模具(50)成型出的产品的优劣的压力检测装置(100)以及方法。压力检测装置(100)具备：多个压力传感器(S1～Sn)，分别检测注塑成型机(1)的模具(50)中的多个型腔(CT)的内压；和信息处理装置(90)，接收检测出的内压，基于与内压的峰值的偏差相关的值，判断由各型腔(CT)成型出的产品的优劣。此外，在本发明的方法中，接收由多个压力传感器(S1～Sn)检测出的、注塑成型机(1)的模具(50)中的多个型腔(CT)的内压，计算与内压的峰值的偏差相关的值，将与偏差相关的值与规定的阈值进行比较，判断产品的优劣。

Description

压力检测装置以及优劣判断方法

技术领域

本发明涉及用于检测注塑成型机的模具中的型腔的内压并判断由模具成型出的产品的优劣的压力检测装置以及方法。

背景技术

以往，有时对注塑成型机装接用于检测注塑成型时的模具的型腔的内压的压力检测装置，检测出的内压的值用于判断成型出的产品的优劣。

此外，在模具中进行对多个产品同时成型的所谓的“多件同时加工”的情况下，有时在各型腔中进行取得了平衡的压缩成型的一方能获得更理想的结果。在专利文献1中记载了一种通过将各型腔的内压保持为固定来实现与利用一个型腔进行成型的情况同样的品质的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-286052号公报

发明内容

发明要解决的问题

使用图6对用于基于检测出的内压判断成型出的产品的优劣的以往的方法进行说明。

图6是表示在一次注塑成型工序中，由压力传感器检测出的一个型腔的内压波形的曲线图。

在图6所示的曲线图中，横轴表示时间，纵轴表示型腔的内压的检测值，模具闭合而开始注塑成型工序，随着加热后的树脂材料被注射并注入型腔内，内压上升，当树脂材料遍布型腔内时或在其附近，型腔的内压成为最大且成为峰值。之后，随着树脂材料的冷却，型腔的内压降低，模具被打开而成为大气压。在内压的峰值在规定的范围A内的情况下，将产品判断为合格品。

规定的范围A需要设定得比较大。其原因在于，由于每当反复注射时在模具内各部分堆积污垢，内压的峰值逐渐变化。此外，内压的峰值也根据天气(气温、气压、湿度)、材料颗粒的批次、材料的吸湿状态等各种主要因素而变化。因此，即使内压的峰值由于这些主要因素而变化，在内压的峰值在规定的范围A内的情况下，该产品也具有一定的品质，被判断为合格品。

在具有多个型腔的模具中，内压的峰值的变化通常在全部的型腔中为相同的趋势。

然而，本发明人发现：即使在多个型腔的内压的峰值全部在规定的范围A内的情况下，也示出某个型腔的内压的峰值与其他型腔的内压的峰值不同的趋势。在该情况下，在以往的基准下，判断为合格品，但在峰值不同的型腔中成型出的产品可能包括潜在的不良。

因此，本发明的目的在于消除上述问题点，除了以往判断为合格品的基准以外，还导入精度更高的优劣的判断基准，由此提高成型出的产品的品质。

用于解决问题的方案

本发明的压力检测装置具备：

多个压力传感器，分别检测注塑成型机的模具中的多个型腔的内压；和

信息处理装置，接收检测出的内压，基于与内压的峰值的偏差相关的值，判断由各型腔成型出的产品的优劣。

优选的是，所述与偏差相关的值是指第n次注射时的内压的峰值彼此的差的绝对值。

优选的是，将第一次注射时的内压的峰值考虑为偏移量来判断产品的优劣。

优选的是，基于第n次注射时的峰值压力到达时间彼此的差的绝对值来判断产品的优劣。

本发明是判断由注塑成型机的模具成型出的产品的优劣的方法，

接收由多个压力传感器检测出的、注塑成型机的模具中的多个型腔的内压，

计算与内压的峰值的偏差相关的值，

将所述与偏差相关的值与规定的阈值进行比较，

判断产品的优劣。

附图说明

图1是表示连接有本发明的一个实施方式的压力检测装置的注塑成型机的整体构成的侧视图。

图2是表示注塑成型机的模具的构成的剖视图。

图3是表示本发明的一个实施方式的压力检测装置的放大器的构成的框图。

图4是表示在一次注塑成型工序中多个型腔的内压波形的曲线图。

图5是表示在一次注塑成型工序中多个型腔的内压波形的另一曲线图。

图6是表示在一次注塑成型工序中一个型腔的内压波形的曲线图。

具体实施方式

图1是表示连接有本发明的一个实施方式的压力检测装置的注塑成型机的整体构成的侧视图。

注塑成型机1具备以载置于床身10之上的状态被支承的注射单元30、模具50以及合模单元80。注塑成型机1连接有具备压力传感器S1～Sn(图2)和放大器90的压力检测装置100。

注射单元30具备使用了液压马达的驱动部31、料斗32以及缸33等。注射单元30利用缸33对从料斗32供给来的材料进行加热，并利用驱动部31驱动缸33，由此从缸33的前端的喷嘴(未图示)对模具50的型腔CT(图2)注射并填充加热后的材料(以下，也称为“加热材料”)。需要说明的是，在注射单元30使用液压马达是一个例子，也可以使用电动马达来代替液压马达。该情况也同样适用于以后的说明。

模具50将从注射单元30的缸33注射的加热材料在型腔CT中成型出排出。

合模单元80是例如肘节(toggle)式或直压式的机构部，该合模单元80使模具50开闭，或者施加用于抵抗对型腔CT填充时的加热材料的压力并将模具50保持为闭合的状态的压力。

图2是表示注塑成型机的模具的构成的剖视图。

在模具50中，将固定侧模具53安装于固定侧安装板52，隔着间隔块55将可动侧模具58安装于可动侧安装板54。

在固定侧模具53形成有用于在与可动侧模具58之间形成型腔CT的弯曲状的凹部53a，并且形成有引导孔53b。在可动侧模具58形成有用于在与固定侧模具53之间形成型腔CT的凸部58a，并且在与固定侧模具53的引导孔53b对置的位置设有引导销58b。

在可动侧模具58的中心部分且成为型腔CT的中心的位置，顶出销59以贯穿凸部58a的中心的状态以沿长度方向移动自如的方式被支承。

顶出销59的前端部与对应于型腔CT的形状而成型出的产品65抵接并将产品65顶出。顶出销59的后端部一体地安装于顶出板57。

在模具50中，在固定侧模具53与可动侧模具58之间形成有多个型腔CT，在与各个型腔CT对应的顶出销59的后端部的端面分别一体地安装有压力传感器S1～Sn。即，与n个型腔CT分别对应地设有压力传感器S1～Sn。

压力传感器S1～Sn例如使用了应变计，型腔CT的内压通过顶出销59作用于压力传感器S1～Sn。由此，压力传感器S1～Sn能检测型腔CT的内压(在该情况下，是由注射单元30填充于型腔CT的加热材料的填充压力)。

在顶出板57上，在可动侧安装板54侧安装有顶出杆56，并且在可动侧模具58侧安装有复位销60。顶出杆56以贯穿可动侧安装板54的状态安装于顶出板57。在复位销60安装有用于使顶出板57返回到原来的位置的未图示的弹簧。

合模单元80(图1)在其壳体的内部具有液压缸，具备将壳体的四角与固定侧安装板52以及可动侧安装板54的四角连结的四根连接杆81。在合模单元80的液压缸连结有模具50的顶出杆56。

放大器90通过连接塞绳90a以接收由压力传感器S1～Sn检测出的型腔CT的内压的方式与压力传感器S1～Sn连接。此外，放大器90也与个人计算机99连接。考虑与使用了连接塞绳90a的压力传感器S1～Sn的连接性，放大器90配置于床身10的内部或外部。

需要说明的是，放大器90与压力传感器S1～Sn之间以及放大器90与个人计算机99之间不限于有线连接，也可以通过近距离无线通信等方法进行无线连接。

图3是表示本发明的一个实施方式的压力检测装置的放大器的构成的框图。

放大器90配置为信息处理装置，其具备：前置放大器91、调零部92、增益调整部93、模数转换部(ADC)94、控制部95以及存储部96。

前置放大器91放大压力传感器S1～Sn的输出值。调零部92使用各自的校正信息，将压力传感器S1～Sn的输出值调整为以零点为基准的准确的输出值。增益调整部93放大压力传感器S1～Sn的输出值。

模数转换部94将压力传感器S1～Sn的输出值(模拟信号)转换为数字的压力检测数据，并将它们向个人计算机(PC)99输出。控制部95包括具有CPU和存储器等的微型计算机构成，总括地控制放大器90的各部。在存储部96中存储有压力传感器S1～Sn的输出值，存储的信息由控制部95读出。

图4是表示在具有四个相同形状的型腔的注塑成型机中第n次注射时的各自的型腔的内压波形的曲线图，横轴表示时间，纵轴表示压力。需要说明的是，n为自然数。

即使是在注塑成型机中对称地配置的四个相同形状的型腔，内压波形也相互稍有不同。不过，由于任意的内压的峰值P1～P4都在规定的范围A内，因此在以往的基准下，将四个成型出的产品全部判断为合格品。

然而，型腔1的内压的峰值P1远离型腔2～4的内压的峰值P2～P4，型腔1中可能产生了某些不良状况。

因此，在本发明中，基于与多个型腔的内压的峰值的偏差相关的值，判断由各型腔成型出的产品的优劣。

例如，与偏差相关的值是指第n次注射时的内压的峰值彼此的差的绝对值，使用作为信息处理装置的放大器90，计算|P1-P2|、|P1-P3|、|P1-P4|、|P2-P3|、|P2-P4|以及|P3-P4|，分别与规定的阈值进行比较，在比规定的阈值大的情况下，判断为不良。

在图4的情况下，峰值彼此的差的绝对值为|P2-P3|≒|P3-P4|<|P2-P4|<|P1-P2|<|P1-P3|<|P1-P4|。在此，设定规定的阈值PT，在PT<|P1-P2|<|P1-P3|<|P1-P4|的情况下，能判断为型腔1中产生了某些不良状况。

作为仅多个型腔中的一个型腔的内压的峰值不同的主要因素，考虑到填充于该型腔的加热材料的流动性高/低。

例如，在向某型腔的树脂注入路径的温度比向其他型腔的树脂注入路径的温度低的情况下、在模具内存在污垢等堆积物的情况下，加热材料的流动性变低，型腔的内压的峰值也变小。

如上所述，在天气、材料颗粒的批次发生变化的情况下，内压的峰值也发生变化，但在该情况下，多个型腔的内压的峰值同样地变化，因此没有问题(即，判断为合格品)。另一方面，在仅多个型腔中的一个型腔的内压的峰值不同的情况下，能通过本发明判断为次品。

像这样，在本发明中，除了以往被判断为合格品的基准(图4的规定的范围A)以外，能通过导入精度更高的优劣的判断基准，来提高成型出的产品的品质。

需要说明的是，如图4所示，可以是，在第n次注射时，在判断为在型腔1中产生了某些不良状况的情况下，仅将由型腔1成型出的产品判断为次品，也可以是，在第n次注射时，将由型腔1～4成型出的产品全部判断为次品。

在第一次注射时，理想的是，在注塑成型机中对称地配置的四个相同形状的型腔的内压波形一致。然而，实际上，由于模具的制造误差、加热模具的四个加热器的性能的偏差等，四个内压波形有时不一致。通过考虑这样的最初的不一致，能提高优劣的判断的精度。

例如，假定在第一次注射时，仅型腔4的内压的峰值P4_1小，型腔1～3的内压的峰值P1_1～P3_1一致，差分为ΔP(＝P1_1-P4_1)。

在表示第n次注射时的图4中，型腔4的内压的峰值P4比型腔2、3的内压的峰值P2、P3小，为P4<P3<P2。若考虑将差分ΔP作为偏移量(offset)，则型腔4的内压的峰值为(P4+ΔP)。在此，在P3<P4+ΔP<P2的情况下，能判断为型腔2～4具有大致相同的内压的峰值。

像这样，第一次注射时的型腔1～4的内压的峰值P1_1～P4_1的偏差是型腔1～4原来具有的特性，当求出第n次注射时的型腔1～4的内压的峰值P1_n～P4_n的偏差时，能通过将其考虑为偏移量来判断产品的优劣，避免将应该判断为合格品的产品判断为次品这样的误判断。

作为另一个例子，也可以使用各型腔的第一次注射时的内压的峰值与第n次注射时的内压的峰值的差分。

例如，假定在第一次注射时，型腔1～4的内压的峰值分别为P1_1～P4_1，在第n次注射时，型腔1～4的内压的峰值分别为P1_n～P4_n。

在此，P2_1-P2_n≒P3_1-P3_n≒P4_1-P4_n＝ΔP且大致相等，相对于此，在P1_1-P1_n＝ΔP’>ΔP的情况下，考虑到第n次注射时，在型腔1中产生了某些不良状况。

图5是表示在具有四个相同形状的型腔的注塑成型机中第n次注射时的各自的型腔的内压波形的另一曲线图，横轴表示时间，纵轴表示压力。在图4中，着眼于内压的峰值，但在图5中，着眼于峰值压力到达时间(到达内压的峰值的时间)。

四个型腔的峰值压力到达时间t1～t4均在规定的范围A内，但型腔1的峰值压力到达时间t1远离型腔2～4的峰值压力到达时间t2～t4，型腔1中可能产生了某些不良状况。

因此，与内压的峰值的情况同样，使用作为信息处理装置的放大器90，计算第n次注射时的峰值压力到达时间彼此的差的绝对值，分别与规定的阈值进行比较，在比规定的阈值大的情况下，判断为不良。

峰值压力到达时间彼此的差的绝对值为|t2-t3|≒|t3-t4|<|t2-t4|<|t1-t2|<|t1-t3|<|t1-t4|。在此，设定规定的阈值tT，在tT<|t1-t2|<|t1-t3|<|t1-t4|的情况下，能判断为在型腔1中产生了某些不良状况。

在图5中，虽然内压的峰值的偏差小，但峰值压力到达时间的偏差比较大。像这样，能通过着眼于峰值压力到达时间来检测仅着眼于内压的峰值的偏差时无法检测的不良，因此能提高优劣的判断的精度。

在第n次注射时，在基于与内压的峰值的偏差相关的值和与峰值压力到达时间的偏差相关的值中的至少一方将产品判断为不良的情况下，如果在第(n+1)次、第(n+2)次的注射时不良持续，则例如能决定应比原本的定时提早地执行模具清洗等，能够判断潜在的不良产生原因存在的可能性。

另一方面，在第n次注射时，基于与内压的峰值的偏差相关的值和与峰值压力到达时间的偏差相关的值中的至少一方将产品判断为不良，但在第(n+1)次、第(n+2)次的注射时，如果能将产品判断为合格品，则也可以接着继续注塑成型。

本发明不限定于上述的实施方式。

例如，在上述的实施方式中，注塑成型机具有对称地配置的四个相同形状的型腔，但型腔只要是两个以上即可，无需是相同形状。在多个型腔是不同形状的情况下，通过考虑上述的偏移量，能同样地应用本发明。

此外，在上述的实施方式中，使用固定于顶出销的压力传感器间接地检测出型腔的内压，但也可以使用固定于型腔内或型腔附近的流道的压力传感器直接地检测型腔的内压。

此外，在上述的实施方式中，就与偏差相关的值而言，对内压的峰值彼此或峰值压力到达时间彼此的差的绝对值进行了说明，但也可以设为内压的峰值或者峰值压力到达时间的方差或标准差。需要说明的是，当使用方差或标准差时，由于在多个型腔中的哪一个型腔中产生了不良状况是未知的，因此需要将在成为规定值以上的方差或标准差的第n次注射中成型出的多个产品全部判断为次品。

此外，在上述的实施方式中，使用放大器作为信息处理装置，放大器计算与内压的峰值的偏差相关的值，将与偏差相关的值与规定的阈值进行比较，判断产品的优劣，但也可以通过个人计算机等进行这些处理。

附图标记说明

1：注塑成型机；

10：床身；

30：注射单元；

31：驱动部；

32：料斗；

33：缸；

50：模具；

52：固定侧安装板；

53：固定侧模具；

53a：凹部；

53b：引导孔；

54：可动侧安装板；

55：间隔块；

56：顶出杆；

57：顶出板；

58：可动侧模具；

58a：凸部；

58b：引导销；

59：顶出销；

60：复位销；

65：产品；

80：合模单元；

81：连接杆；

90：放大器(信息处理装置)；

90a：连接塞绳；

91：前置放大器；

92：调零部；

93：增益调整部；

94：模数转换部；

95：控制部；

96：存储部；

99：个人计算机；

100：压力检测装置；

CT：型腔；

S1～Sn：压力传感器。

Claims (5)

1.一种压力检测装置，所述压力检测装置具备：

多个压力传感器，分别检测注塑成型机的模具中的多个型腔的内压；和

信息处理装置，接收检测出的内压，基于与内压的峰值的偏差相关的值，判断由各型腔成型出的产品的优劣。

2.根据权利要求1所述的压力检测装置，其中，

所述与偏差相关的值是指第n次注射时的内压的峰值彼此的差的绝对值。

3.根据权利要求1或2所述的压力检测装置，其中，

将第一次注射时的内压的峰值考虑为偏移量来判断产品的优劣。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力检测装置，其中，

基于第n次注射时的峰值压力到达时间彼此的差的绝对值来判断产品的优劣。

5.一种判断由注塑成型机的模具成型出的产品的优劣的方法，

接收由多个压力传感器检测出的、注塑成型机的模具中的多个型腔的内压，

计算与内压的峰值的偏差相关的值，

将所述与偏差相关的值与规定的阈值进行比较，

判断产品的优劣。

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