CN1148286C - 注射装置的压力传感器零位调整方法及其调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明的注射装置的压力传感器零位调整方法及其调整置，其可准确地进行压力传感器的零位调整，一边使螺杆移动，一边用压力传感器检测树脂的压力，根据检测值调节压力传感器的零位，上述检测值是采用在刮板速度低于螺杆速度状态下使螺杆移动时的检测值，这时，在使螺杆移动时，可减小对加热缸内周面附近的树脂施加的摩擦阻力，所以，可抑制负荷对检测值的干扰，结果，可准确地进行压力传感器的零位调整。

Description

注射装置的压力传感器零位调整方法及其调整装置

本发明涉及注射装置的压力传感器零位调整方法及压力传感器零位调整装置。

在注射成形机中，配置着注射装置，在该注射装置的加热缸内配设着可自由旋转及可自由进退的螺杆，由驱动该螺杆的机构使其旋转及进退。在上述螺杆本体、即螺杆本体的外周面上，形成螺旋状的刮板，由该刮板形成沟槽。

在计量工序中，使螺杆向正方向旋转时，从安装在加热缸上的漏斗落下的树脂，在加热缸内溶融，并沿着上述沟槽前进。随之，螺杆后退，树脂蓄积在螺杆头的前方。在注射工序中，使螺杆前进时，蓄积在螺杆头前方的树脂从注射咀注出，充填到金属模装置的空腔内。如果上述螺杆外周面与加热缸内周面的粗糙度相同，则在计量工序中，即使使螺杆旋转，上述沟槽内的树脂也与螺杆一体地旋转而不前进，因此，通常将加热缸内周面做得比螺杆外周面粗糙。

在上述注射工序中，进行速度控制和压力控制时，树脂的压力由传感器、例如由测力传感器检测，检测出的压力被反馈。

但是，在制造注射装置的过程中，组入测力传感器时，测力传感器显示的值即检测值即使为0，由于注射装置的机械阻力、树脂的阻力等对测力传感器施加了负荷，所以，实际上的树脂压力不为0，上述检测值与实际值有差异。因此，要进行测力传感器的零位调整。

图1是说明已往的测力传感器零位调整的原理图。图中，横轴代表时间，纵轴代表检测值。

首先，假设从预定位置，例如计量工序结束的位置(以下称为“计量结束位置”)，使螺杆以预定速度后退时的测力传感器的检测值为P_A。再假设以与上述速度同样的速度使螺杆前进时的检测值为P_B。将上述检测值P_A、P_B相加再除以2，得到平均值

P_OFF。

P_OFF＝(P_A+P_B)/2

该平均值P_OFF是未受机械阻力、树脂阻力等影响状态时的值。因此，将该平均值P_OFF作为零点，在开始成形后的注射工序中，从测力传感器检测出的压力、即从检测压力中减去平均值P_OFF后得到的值是实际的树脂压力。

但是，在上述已往的注射装置中，由于加热缸内周面比螺杆外周面粗糙，所以，在使螺杆进退时，对加热缸内周面附近的树脂施加较大的摩擦阻力，该摩擦阻力如图1中虚线所示负荷那样，作为外力干扰了上述检测值P_A、P_B。结果，在平均值P_OFF中产生偏差，所以不能准确地进行测力传感器的零位调整。

本发明的目的是解决上述已往注射装置的问题，提供一种能准确地进行压力传感器的零位调整的注射装置的压力传感器零位调整方法以及压力传感器零位调整装置。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案。

注射装置的压力传感器零位调整方法，一边使螺杆移动，一边用压力传感器检测树脂的压力，根据检测值调节压力传感器的零点，其特征在于，上述检测值，是采用在刮板速度低于螺杆速度的状态下，使螺杆移动时的检测值。

所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，上述螺杆，在第1阶段前进或后退，在第2阶段朝着与第1阶段相反的方向移动。

所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，上述第1、第2阶段中的各螺杆速度相等。

所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，在上述第1、第2阶段的至少一方中，上述刮板速度低于螺杆速度。

所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，在使螺杆前进时，上述刮板速度低于螺杆速度。

所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，使上述螺杆在第1阶段后退。

所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，使上述刮板速度为0。

注射装置的压力传感器零位调整装置，其特征在于，备有：

(a)加热缸；

(b)可旋转和进退地配设在上述加热缸内的螺杆，该螺杆备有在螺杆本体部外周面形成了刮板的刮板部和配设在刮板部前端的螺杆头；

(c)使该螺杆旋转的第1驱动机构；

(d)使该螺杆进退的第2驱动机构；

(e)在使上述螺杆进退期间，检测树脂压力的压力传感器；

(f)驱动上述第2驱动机构、使螺杆以预定的螺杆速度进退的螺杆进退控制机构；

(g)在使上述螺杆进退期间，驱动上述第1驱动机构、使刮板以看上去低于螺杆速度的刮板速度进退的刮板速度控制机构。

在本发明的注射装置的压力传感器零位调整方法中，一边使螺杆移动，一边由压力传感器检测树脂的压力，根据检测值调节压力传感器的零点。

上述检测值，是采用在刮板速度低于螺杆速度的状态下，使螺杆移动时的检测值。

这时，使螺杆移动时，由于可减少对加热缸内周面附近的树脂施加的摩擦阻力，所以，可抑制外力负荷干扰检测值。结果，可准确地进行压力传感器的零位调整。

本发明另一实施例之注射装置的压力传感器零位调整方法中，使上述螺杆在第1阶段前进或后退，在第2阶段朝着与第1阶段相反的方向移动。

本发明另一实施例之注射装置的压力传感器零位调整方法中，在上述第1、第2阶段中的各螺杆的速度相等。

这时，由于在第1、第2阶段，能以同样的条件使注射装置动作，所以可准确地进行压力传感器的零位调整。

本发明的注射装置的压力传感器零位调节方法和压力传感器零位调节装置的构造、特征，参照以下附图更加清楚。

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1是说明已往的测力传感器零位调整的原理图。

图2是本发明实施例中的注射装置的要部断面图。

图3是本发明实施例中的注射装置的概念图。

图4是表示本发明实施例中的注射装置动作的时间图。

图5是本发明实施例中的注射装置的控制电路要部的框图。

图6是本发明实施例中的注射装置的控制框图。

图2是本发明实施例中的注射装置的要部断面图。图3是本发明实施例中的注射装置的概念图。图4是表示本发明实施例中的注射装置动作的时间图。

图中，11是作为缸部件的加热缸。12是配设在该加热缸内的可自由旋转并可自由进退的、作为注射部件的螺杆。13是形成在加热缸11前端(图2中是左端)的注射管咀。14是形成在该注射管咀13上的管咀口。15是形成在加热缸11后端(图2中是右端)附近预定位置的树脂供给口。16是安装在该树脂供给口15上的、收容树脂的漏斗。

上述螺杆12由刮板部21和配设在该刮板部21前端的螺杆头27构成。刮板部21备有螺旋状地形成在螺杆本体外周面的刮板23，由该刮板23形成螺旋状的沟槽24。在刮板部21，从后方(图2中是右方)到前方(图2中是左方)，依次形成树脂供给部P1、压缩部P2和计量部P3。从漏斗16落下的树脂供给到树脂供给部P1。在压缩部P2将供给来的树脂一边压缩一边使其溶融。在计量部P3对溶融了的树脂进行定量计量。上述沟槽24内的树脂，在树脂供给部P1具有图2所示那样的颗粒状，在压缩部P2成为半溶融状，在计量部P3成为完全溶融的液状。

上述沟槽24的底、即沟槽底的外径，在树脂供给部P1比较小，在压缩部P2是从后方朝前方渐渐增大，在计量部P3比较大。因此，加热缸11的内周面与螺杆12轴部的外周面间的间隙，在树脂供给部P1比较大，在压缩部P2是从后方朝前方渐渐减小，在计量部P3比较小。

在计量工序中，使螺杆12朝正方向旋转时，从漏斗16落下的树脂被供给到树脂供给部P1，在沟槽24内前进(图2中是朝左方移动)，随之，螺杆12后退(在图2中是朝右方移动)，树脂蓄积在螺杆头27的前方。接着，在注射工序中，使螺杆12前进时，蓄积在螺杆头27前方的树脂从注射管咀13注出，充填到图未示金属模装置的空腔内。如果螺杆12的外周面与加热缸11的内周面的粗糙度相同，则在计量工序中，即使使螺杆12旋转，沟槽24内的树脂也与螺杆12一体地旋转而不前进，所以，加热缸11的内周面要比螺杆12的外周面粗糙。

为了使蓄积在螺杆头27前方的树脂不逆流，配设了逆流防止装置。为此，螺杆头27在前半部(图2中是左半部)具有圆锥形的头本体部25，在后半部(图2中是右半部)具有圆柱部26。在该圆柱部26的外周，配设了可转动的环形逆止环28，在刮板部21的前端固定着挡板29。由上述逆止环28和挡板29构成逆流防止装置。

在上述逆止环28上，在圆周方向的若干部位，沿轴方向延伸的孔28a的前端形成预定角度的切口28b。在上述头本体部25上形成接合突起25a，该接合突起25a位于上述切口28b内。这时，上述逆止环28随着螺杆12的转动相对于螺杆头27仅转动预定角度0，角度0以上的转动被限制。

在上述挡板29上，在圆周方向的若干部位，与上述孔28a对应地形成沿轴方向延伸的孔29a。因此，当逆止环28相对于螺杆头27仅转动预定角度θ时，上述孔28a和孔29a选择地被连通。逆止环28，在计量工序中，如图2所示位于将螺杆头的前方与刮板部21连通的位置；在注射工序中，位于将螺杆头27的前方与刮板部21阻断的位置。

加热缸11的后端(图3中是右端)安装在前方注射支架31上，与该前方注射支架31隔开预定距离处，配设着后方注射支架32。在前方注射支架31与后方注射支架32之间配设着导杆33。压板34可沿着该导杆33进退(图3中是朝左右方向移动)。前方注射支架31和后方注射支架32，用图未示的螺栓固定在图未示的滑动基础上。

在螺杆12的后端连接着驱动轴35，该驱动轴35由轴承36、37支承并能相对于压板34旋转。为了使螺杆12旋转，配设着作为第1驱动机构的电动计量用马达41，在该计量用马达41与驱动轴35之间，配设着由皮带轮42、43和定时皮带44构成的第1旋转传动机构。因此，驱动计量用马达41时，可使螺杆12朝正方向或反方向旋转。本实施例中，是采用电动计量用马达41作为第1驱动机构，但也可以用油压马达代替该电动计量用马达41。

在上述压板34的后方(图3中是右方)，配设着作为运动方向变换机构的圆头螺栓47，该圆头螺栓47由相互螺合着的圆头螺栓轴45和圆头螺母46构成，由该圆头螺栓47将旋转运动变换为直线运动。上述圆头螺栓轴45由轴承48支承并能相对于后方注射支架32旋转。上述圆头螺母46通过板51和作为荷重检测机构的压力传感器、例如测力传感器52固定在压板34上。为了使螺杆12进退，配设了作为第2驱动机构的注出用马达53，在该注出用马达53与圆头螺栓轴45之间，配设着由皮带轮54、55和定时皮带56构成的第2旋转传动机构。因此，驱动上述注出用马达53、使圆头螺栓轴45旋转时，就可使圆头螺母46和压板34移动，这样就可使螺杆12前进(图3中是朝左方移动)或后退(图3中是朝右方移动)。另外，本实施例中，是采用注出用马达53作为使压板34移动的机构，但也可以采用注出用压缸代替该注出用马达53。

虽然能用上述测力传感器52检测作为荷重的树脂压力，但是，如前所述，由于测力传感器52的检测值与实际的树脂压力有差异，所以，在把测力传感器52组装入注射装置中时，要进行测力传感器52的零位调整。为此，在零置调节的第1阶段，如图4所示，在预定位置、例如计量结束的位置，用预定的螺杆速度

VS₁使螺杆12朝第1方向移动、例如后退，将这时的测力传感器52的检测值作为P₁。接着，在第2阶段，用与上述螺杆速度VS₁相等的速度VS₂，使螺杆12朝第2方向移动、例如前进，将这时的检测值作为P₂。另外，上述的螺杆速度VS₁，在螺杆12的后退方向时采用正值，上述的螺杆速度VS₂，在螺杆12的前进方向时采用正值。将上述检测值P₁、P₂相加除以2，得到平均值P_OFF。

P_OFF＝(P₁+P₂)/2

该平均值P_OFF是不受机械阻力、树脂阻力等影响时的值。以该平均值P_OFF为零点，从开始成形后的注射工序中的检测压力中，减去平均值P_OFF得到的值就是实际的树脂压力。另外，本实施例中，是将检测值P₁、P₂相加除以2，得到平均值P_OFF的，但也可以根据预定的计算式算出平均值P_OFF。

如上所述，由于加热缸11的内周面比螺杆12的外周面粗糙，所以，在使螺杆12进退时，对加热缸11内周面附近的树脂施加较大摩擦阻力时，该摩擦力负荷干扰上述检测值P₁、P₂。这时，在平均值P_OFF中产生偏差，不能准确地进行置零位调整。

在上述第1阶段，使螺杆12后退时，用计量用马达41使螺杆12朝第1方向、例如正方向旋转，使上述刮板23的视在速度、即刮板速度Vf₁低于上述螺杆速度VS₁

0≤Vf₁＜VS₁

在第2阶段，使螺杆12前进时，用计量用马达41使螺杆12朝第2方向、例如反方向旋转，使上述刮板速度Vf₂低于上述螺杆速度VS₂

0≤Vf₂＜VS₂

结果，使螺杆12进退时，可减小对加热缸11内周面附近的树脂施加的摩擦阻力，所以，可抑制负荷对上述检测值P₁、P₂的干扰。因此，可防止在平均值

P_OFF中产生偏差，可进行准确的零位调整。

在进行测力传感器52的零位调整时，由于使螺杆12后退及前进时的螺杆速度VS₁、VS₂相等，所以，在第1、第2阶段可以用相同条件使注射装置动作，可准确地进行置零位调整。

在第1阶段使螺杆12后退时，由于在螺杆12的前方形成了空间，所以，树脂的阻力不作用在螺杆12上。而在第1阶段使螺杆12前进时，在螺杆12的前方有树脂时，树脂的阻力作用在螺杆12上，产生干扰。

但是，为了如前所述地使刮板速度Vf₁低于上述螺杆速度VS₁、或者使刮板速度Vf₂低于上述螺杆速度VS₂，配设了压力传感器零位调整装置。该压力传感器零位调整装置由加热缸11、螺杆12、计量用马达41、测力传感器52、注出用马达53和控制装置62构成。

下面，说明注射装置的控制电路。

图5是本发明实施例中的注射装置的控制电路要部的框图。图6是本发明实施例中的注射装置的控制框图。

图中，41是计量用马达，52是测力传感器，53是注出用马达，62是控制装置，64是注出用伺服放大器，65是计量用伺服放大器，66是作为螺杆速度设定机构的螺杆速度设定器，67是存储器，71是检测注出用马达旋转速度n₁的注出用马达旋转速度检测器，72是检测计量用马达旋转速度n_M的计量用马达旋转速度检测器，81是检测螺杆12(图3)位置的螺杆位置检测器。上述控制装置62由注出用马达旋转速度设定器73、减算器74、78、增益设定器(-K)75和计量用马达旋转速度设定器77构成。

这时，在计量工序，计量用马达旋转速度设定器77，把预先设定的计量用马达旋转速度指令N_M送到减算器78。该减算器78接受上述计量用马达旋转速度指令N_M和计量用马达旋转速度n_M，算出计量用马达旋转速度指令N_M与计量用马达旋转速度n_M的偏差Δn_M，把该偏差Δn_M作为电流指令I_M送到计量用伺服放大器65。这样，控制装置62驱动计量用马达41。

计量工序结束时，在计量结束位置，注出用马达旋转速度设定器73产生注出用马达旋转速度指令N_j(j＝1、2)，将该注出用马达旋转速度指令N_j送到减算器74，同时送到增益设定器75。上述减算器74接受注出用马达旋转速度指令N_j和注出用马达旋转速度n_I，算出注出用马达旋转速度指令N_j与注出用马达旋转速度n_I的偏差Δn_Ij(j＝1、2)，把该偏差Δn_Ij作为电流指令I_Ij(j＝1、2)送到注出用伺服放大器64。这样，控制装置62驱动注出用马达53，以螺杆12以螺杆速度VS_j(j＝1、2)后退。

另外，上述增益设定器75接受来自注出用马达旋转速度设定器73的注出用马达旋转速度指令N_j，算出并产生计量用马达旋转速度指令N_Fj(j＝1、2)，把该计量用马达旋转速度指令N_Fj送到减算器78。该减算器78接受到上述计量用马达旋转速度指令N_Fj和计量用马达旋转速度n_M后，算出该计量用马达旋转速度指令N_Fj与计量用马达旋转速度n_M的偏差Δn_Fj(j＝1、2)，把该偏差Δn_Fj作为电流指令I_Fj(j＝1、2)送到计量用伺服放大器65。这样，使螺杆12以螺杆旋转速度N_fj(j＝1、2)旋转。

随之，控制装置62读入测力传感器52的检测值P_j(j＝1、2)，根据该检测值P_j算出平均值P_OFF，进行测力传感器52的零位调整。

另外，本实施例中，注出用马达旋转速度设定器73，在计量结束位置的第1阶段，仅在时间τ1产生注出用马达旋转速度指令N₁，接着，在计量结束位置的第2阶段，仅在时间τ2产生注出用马达旋转速度N₂。

即，在第1阶段，上述减算器74接受注出用马达旋转速度指令N₁和注出用马达旋转速度n_I，算出注出用马达旋转速度指令N₁与注出用马达旋转速度n₁的偏差Δn_I1，把该偏差Δn_I1作为电流指令I_I1送到注出用伺服放大器64。因此，控制装置62的图未未螺杆进退控制机构，驱动注出用马达53，使螺杆12以螺杆速度VS₁后退。

另外，上述增益设定器75，接受来自注出用马达旋转速度设定器73的注出用马达旋转速度指令N₁，算出并产生计量用马达旋转速度指令N_F1，把该计量用马达旋转速度指令N_F1送到减算器78。该减算器78接受到上述计量用马达旋转速度指令N_F1和计量用马达旋转速度n_M后，算出该计量用马达旋转速度指令N_F1与计量用马达旋转速度n_M的偏差Δn_F1，把该偏差Δn_F1作为电流指令I_F1送到计量用伺服放大器65。这样，控制装置62的图未示刮板速度控制机构，使螺杆12以螺杆旋转速度Nf₁旋转。

随之，控制装置62读入检测值P₁。

接着，在第2阶段，上述减算器74接受注出用马达旋转速度指令N₂和注出用马达旋转速度n₁，算出该注出用马达旋转速度指令N₂与注出用马达旋转速度n₁的偏差Δn_I2，把该偏差Δn_I2作为电流指令I_I2送到注出用伺服放大器64。因此，控制装置62的上述螺杆进退控制机构，驱动注出用马达53，使螺杆12以螺杆速度VS₂前进。

另外，上述增益设定器75，接受来自注出用马达旋转速度设定器73的注出用马达旋转速度指令N₂，算出并产生计量用马达旋转速度指令N_F2，把该计量用马达旋转速度指令N_f2送到减算器78。该减算器78接受到上述计量用马达旋转速度指令N_F2和计量用马达旋转速度n_M后，算出该计量用马达旋转速度指令N_F2与计量用马达旋转速度n_M的偏差Δn_F2，把该偏差Δn_F2作为电流指令I_F2送到计量用伺服放大器65。因此，控制装置62的上述刮板速度控制机构，使螺杆12以螺杆旋转速度N_f2旋转。

随之，控制装置62读入检测值P₂，根据检测值P₁、P₂算出平均值P_OFF，进行测力传感器52的零位调整。

另外，本实施例中，测力传感器52的零位调整，是在计量工序结束时进行，但是也可在电源开始时、或更换树脂时等的其它时间进行。

接着，在注射工序，将螺杆速度V_S与螺杆位置S_j(i＝1、2、...)对应地多级变更。为此，螺杆速度设定器66与各螺杆位置S_i对应地产生螺杆速度指令V_Soi(i＝1、2、...)，把该螺杆速度指令V_Soi送到注出用马达旋转速度设定器73。该注出用马达旋转速度设定器73接受到螺杆速度指令V_Soi后，与该螺杆速度指令V_Soi对应地产生注出用马达旋转速度指令N_Ii(i＝1、2、...)，把该注出用马达旋转速度指令N_Ii送到减算器74。该减算器74接受上述注出用马达旋转速度指令N_Ii和注出用马达旋转速度n_I，算出注出用马达旋转速度指令N_Ii与注出用马达旋转速度n_I的偏差Δn_I，把该偏差Δn_I作为电流指令I_I送到计量用伺服放大器64。这样，控制装置62驱动注出用马达53，使螺杆12前进。

这时，随着螺杆12的前进，蓄积在螺杆头27前方的树脂产生反力，该反力通过压板34和驱动轴35推压测力传感器52。这时，测力传感器52的变形变换为电气信号，根据该电气信号，算出从后方以预定压力推压螺杆12的注射力。

当螺杆位置检测器81检测出螺杆位置S_i为预定位置时，上述控制装置62从速度控制切换为压力控制，根据上述注射力进行保压控制，结束注射工序。

本发明不限定于上述实施例，在本发明要旨范围内可作各种变形，这些变形均在本发明范围内。

Claims (8)

1、注射装置的压力传感器零位调整方法，一边使螺杆移动，一边用压力传感器检测树脂的压力，根据检测值调节压力传感器的零点，其特征在于，上述检测值，是采用在刮板速度低于螺杆速度的状态下，使螺杆移动时的检测值。

2、如权利要求1所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，上述螺杆，在第1阶段前进或后退，在第2阶段朝着与第1阶段相反的方向移动。

3、如权利要求2所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，上述第1、第2阶段中的各螺杆速度相等。

4、如权利要求2所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，在上述第1、第2阶段的至少一方中，上述刮板速度低于螺杆速度。

5、如权利要求1所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，在使螺杆前进时，上述刮板速度低于螺杆速度。

6、如权利要求2所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，使上述螺杆在第1阶段后退。

7、如权利要求1所述的注射装置的压力传感器零位调整方法，其特征在于，使上述刮板速度为0。

8、注射装置的压力传感器零位调整装置，其特征在于，备有：

(a)加热缸；

(b)可旋转和进退地配设在上述加热缸内的螺杆，该螺杆备有在螺杆本体部外周面形成了刮板的刮板部和配设在刮板部前端的螺杆头；

(c)使该螺杆旋转的第1驱动机构；

(d)使该螺杆进退的第2驱动机构；

(e)在使上述螺杆进退期间，检测树脂压力的压力传感器；

(f)驱动上述第2驱动机构、使螺杆以预定的螺杆速度进退的螺杆进退控制机构；

(g)在使上述螺杆进退期间，驱动上述第1驱动机构、使刮板以低于螺杆速度的刮板速度进退的刮板速度控制机构。