CN116890443A - 注射成型机的控制装置、注射成型机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及注射成型机的控制装置、注射成型机及其控制方法，提供抑制成型不良的技术。注射成型机的控制装置具有：合模控制部，将成型材料到达分型面之后的合模力的实际值相对于使定模与动模按压对准的所述合模力的升压结束之后且所述成型材料到达所述定模与所述动模的所述分型面之前的所述合模力的实际值的上升幅度控制为上限值以下。

Description

注射成型机的控制装置、注射成型机及其控制方法

技术领域

本申请主张基于2022年3月31日申请的日本专利申请第2022-060927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。

本发明涉及注射成型机的控制装置、注射成型机及注射成型机的控制方法。

背景技术

注射成型机具备进行包括定模及动模的模具装置的合模的合模装置以及对模具装置的内部填充成型材料的注射装置。模具装置在合模时在定模与动模的分型面形成型腔空间。注射装置对型腔空间填充成型材料并进行冷却固化，由此获得成型品。

专利文献1的注射成型机根据设定合模力通过合模机构闭合模具而产生合模力，通过注射机构对模具内注射熔融树脂。该注射成型机的合模力设定方法通过2个以上不同的设定合模力来产生合模力而进行注射，并检测该注射中的合模力。然后，求出检测合模力的最大值与设定合模力之间的关系式，根据该关系式求出使检测合模力的最大值与设定合模力相等的合模力，并设定该求出的合模力。

专利文献1：日本特开2012-206499号公报

以往，对合模力的设定方法进行了研究。若合模力大，则在成型材料到达定模与动模的分型面时，定模及动模不会由于成型材料的压力而打开，成型材料不会泄漏，不会产生溢料。但是，若定模及动模没有打开，则气体难以从模具装置的内部向外部逸出，在模具装置的内部，气体被压缩而发热，从而会导致产生气烧。

发明内容

本发明的一方式提供一种抑制成型不良的技术。

本发明的一方式所涉及的注射成型机的控制装置具有：合模控制部，将成型材料到达分型面之后的合模力的实际值、相对于使定模与动模按压对准的所述合模力的升压结束之后且所述成型材料到达所述定模与所述动模的所述分型面之前的所述合模力的实际值的上升幅度，控制为上限值以下。

发明的效果

根据本发明的一方式，通过将成型材料到达分型面之后的合模力的实际值的上升幅度控制为上限值以下，由此能够防止成型材料的泄漏，并且能够抑制成型不良。

附图说明

图1是表示一实施方式所涉及的注射成型机的开模结束时的状态的图。

图2是表示一实施方式所涉及的注射成型机的合模时的状态的图。

图3是以功能框来表示控制装置的构成要件的一例的图。

图4是表示成型周期的工序的一例的图。

图5是表示流入模具装置内部的成型材料的一例的剖视图。

图6是表示合模力的实际值随时间变化的一例的图。

图7是表示图6的时刻t1下的连接杆的有效长度的一例的剖视图。

图8是表示图6的时刻t2下的连接杆的有效长度的一例的剖视图。

图9是表示画面的一例的图。

符号的说明

10-注射成型机，700-控制装置，711-合模控制部，810-定模，820-动模，830-分型面。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各附图中，有时对相同或相应的结构标注相同的符号，并省略说明。

(注射成型机)

图1是表示一实施方式所涉及的注射成型机的开模结束时的状态的图。图2是表示一实施方式所涉及的注射成型机的合模时的状态的图。在本说明书中，X轴方向、Y轴方向及Z轴方向为彼此垂直的方向。X轴方向及Y轴方向表示水平方向，Z轴方向表示铅垂方向。当合模装置100为卧式时，X轴方向为模开闭方向，Y轴方向为注射成型机10的宽度方向。将Y轴方向负侧称为操作侧，将Y轴方向正侧称为操作侧相反侧。

如图1～图2所示，注射成型机10具有：合模装置100，开闭模具装置800；顶出装置200，顶出通过模具装置800成型的成型品；注射装置300，对模具装置800注射成型材料；移动装置400，使注射装置300相对于模具装置800进退；控制装置700，控制注射成型机10的各构成要件；及框架900，支承注射成型机10的各构成要件。框架900包括：合模装置框架910，支承合模装置100；及注射装置框架920，支承注射装置300。合模装置框架910及注射装置框架920分别经由水平调节脚轮930设置于底板2。在注射装置框架920的内部空间配置控制装置700。以下，对注射成型机10的各构成要件进行说明。

(合模装置)

在合模装置100的说明中，将闭模时的可动压板120的移动方向(例如X轴正方向)设为前方，将开模时的可动压板120的移动方向(例如X轴负方向)设为后方来进行说明。

合模装置100进行模具装置800的闭模、升压、合模、脱压及开模。模具装置800包括定模810及动模820。

合模装置100例如为卧式，且模开闭方向为水平方向。合模装置100具有安装定模810的固定压板110、安装动模820的可动压板120及使可动压板120相对于固定压板110沿模开闭方向移动的移动机构102。

固定压板110相对于合模装置框架910固定。在固定压板110的与可动压板120对置的面安装定模810。

可动压板120配置成相对于合模装置框架910沿模开闭方向移动自如。在合模装置框架910上铺设引导可动压板120的引导件101。在可动压板120的与固定压板110对置的面安装动模820。

移动机构102通过使可动压板120相对于固定压板110进退，进行模具装置800的闭模、升压、合模、脱压及开模。移动机构102具有与固定压板110隔着间隔配置的肘节座130、连结固定压板110与肘节座130的连接杆140、使可动压板120相对于肘节座130沿模开闭方向移动的肘节机构150、使肘节机构150进行工作的合模马达160、将合模马达160的旋转运动转换为直线运动的运动转换机构170及调整固定压板110与肘节座130的间隔的模厚调整机构180。

肘节座130与固定压板110隔着间隔配设，且在合模装置框架910上载置成沿模开闭方向移动自如。另外，肘节座130可以配置成沿铺设于合模装置框架910上的引导件移动自如。肘节座130的引导件可以与可动压板120的引导件101通用。

另外，在本实施方式中，固定压板110相对于合模装置框架910固定，肘节座130配置成相对于合模装置框架910沿模开闭方向移动自如，但也可以是肘节座130相对于合模装置框架910固定，固定压板110配置成相对于合模装置框架910沿模开闭方向移动自如。

连接杆140在模开闭方向上隔着间隔L连结固定压板110与肘节座130。连接杆140可以使用多根(例如4根)。多根连接杆140配置成与模开闭方向平行，且根据合模力而延伸。可以在至少1根连接杆140上设置检测连接杆140的应变的连接杆应变检测器141。连接杆应变检测器141将表示其检测结果的信号发送至控制装置700。连接杆应变检测器141的检测结果使用于合模力的检测等。

另外，在本实施方式中，作为检测合模力的合模力检测器，使用连接杆应变检测器141，但本发明并不限定于此。合模力检测器并不限定于应变仪式，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140。

肘节机构150配置于可动压板120与肘节座130之间，且使可动压板120相对于肘节座130沿模开闭方向移动。肘节机构150具有沿模开闭方向移动的十字头151及通过十字头151的移动而屈伸的一对连杆组。一对连杆组分别具有通过销等连结成屈伸自如的第1连杆152及第2连杆153。第1连杆152通过销等安装成相对于可动压板120摆动自如。第2连杆153通过销等安装成相对于肘节座130摆动自如。第2连杆153经由第3连杆154安装于十字头151。若使十字头151相对于肘节座130进退，则第1连杆152及第2连杆153屈伸，以使可动压板120相对于肘节座130进退。

另外，肘节机构150的结构并不限定于图1及图2所示的结构。例如，在图1及图2中，各连杆组的节点的数量为5个，但可以是4个，也可以是第3连杆154的一端部结合于第1连杆152与第2连杆153的节点。

合模马达160安装于肘节座130，且使肘节机构150工作。合模马达160通过使十字头151相对于肘节座130进退，使第1连杆152及第2连杆153屈伸，以使可动压板120相对于肘节座130进退。合模马达160与运动转换机构170直接连结，但也可以经由带、带轮等与运动转换机构170连结。

运动转换机构170将合模马达160的旋转运动转换为十字头151的直线运动。运动转换机构170包括丝杠轴及与丝杠轴螺合的丝杠螺母。滚珠或滚柱可以介于丝杠轴与丝杠螺母之间。

合模装置100在控制装置700的控制下，进行闭模工序、升压工序、合模工序、脱压工序及开模工序等。

在闭模工序中，通过驱动合模马达160使十字头151以设定移动速度前进至闭模结束位置，使可动压板120前进，以使动模820与定模810接触。例如使用合模马达编码器161等检测十字头151的位置、移动速度。合模马达编码器161检测合模马达160的旋转，并将表示其检测结果的信号发送至控制装置700。

另外，检测十字头151的位置的十字头位置检测器及检测十字头151的移动速度的十字头移动速度检测器并不限定于合模马达编码器161，能够使用常规的检测器。并且，检测可动压板120的位置的可动压板位置检测器及检测可动压板120的移动速度的可动压板移动速度检测器并不限定于合模马达编码器161，能够使用常规的检测器。

在升压工序中，进一步驱动合模马达160使十字头151从闭模结束位置进一步前进至合模位置，由此产生合模力。

在合模工序中，驱动合模马达160将十字头151的位置维持在合模位置。在合模工序中，维持在升压工序中产生的合模力。在合模工序中，在动模820与定模810之间形成型腔空间801(参考图2)，注射装置300对型腔空间801填充液态的成型材料。所填充的成型材料进行固化，由此获得成型品。

型腔空间801的数量可以是1个，也可以是多个。在后者的情况下，可以同时获得多个成型品。可以在型腔空间801的一部分配置嵌入件，且对型腔空间801的另一部分填充成型材料。可获得嵌入件与成型材料被一体化的成型品。

在脱压工序中，通过驱动合模马达160使十字头151从合模位置后退至开模开始位置，使可动压板120后退，以减少合模力。开模开始位置与闭模结束位置可以是相同的位置。

在开模工序中，通过驱动合模马达160使十字头151以设定移动速度从开模开始位置后退至开模结束位置，使可动压板120后退，以使动模820从定模810分开。然后，顶出装置200从动模820顶出成型品。

闭模工序、升压工序及合模工序中的设定条件作为一系列的设定条件而统一设定。例如，闭模工序及升压工序中的十字头151的移动速度、位置(包括闭模开始位置、移动速度切换位置、闭模结束位置及合模位置)及合模力作为一系列的设定条件而统一设定。闭模开始位置、移动速度切换位置、闭模结束位置及合模位置从后侧向前方依次排列，且表示设定移动速度的区间的起点、终点。按每个区间设定移动速度。移动速度切换位置可以是1个，也可以是多个。可以不设定移动速度切换位置。可以仅设定合模位置及合模力中的任一个。

脱压工序及开模工序中的设定条件也以相同的方式设定。例如，脱压工序及开模工序中的十字头151的移动速度、位置(开模开始位置、移动速度切换位置及开模结束位置)作为一系列的设定条件而统一设定。开模开始位置、移动速度切换位置及开模结束位置从前侧向后方依次排列，且表示设定移动速度的区间的起点、终点。按每个区间设定移动速度。移动速度切换位置可以是1个，也可以是多个。可以不设定移动速度切换位置。开模开始位置与闭模结束位置可以是相同的位置。并且，开模结束位置与闭模开始位置可以是相同的位置。

另外，代替十字头151的移动速度、位置等，也可以设定可动压板120的移动速度、位置等。并且，代替十字头151的位置(例如合模位置)、可动压板120的位置，也可以设定合模力。

然而，肘节机构150放大合模马达160的驱动力并传递至可动压板120。其放大倍率也被称为肘节倍率。肘节倍率根据第1连杆152与第2连杆153所成的角度θ(以下，也称为“连杆角度θ”)而发生变化。连杆角度θ由十字头151的位置求出。当连杆角度θ为180°时，肘节倍率成为最大。

当因模具装置800的更换、模具装置800的温度变化等而模具装置800的厚度发生了变化时，进行模厚调整，以在合模时获得规定的合模力。在模厚调整中，例如调整固定压板110与肘节座130的间隔L，以在动模820与定模810接触的时刻，肘节机构150的连杆角度θ成为规定的角度。

合模装置100具有模厚调整机构180。模厚调整机构180调整固定压板110与肘节座130的间隔L，由此进行模厚调整。另外，关于模厚调整的定时，例如在从成型周期结束至下一个成型周期开始之前的期间进行。模厚调整机构180例如具有：丝杠轴181，形成于连接杆140的后端部；丝杠螺母182，在肘节座130保持为旋转自如且不可进退；及模厚调整马达183，使与丝杠轴181螺合的丝杠螺母182旋转。

按每个连接杆140设置丝杠轴181及丝杠螺母182。模厚调整马达183的旋转驱动力可以经由旋转驱动力传递部185传递至多个丝杠螺母182。能够同步旋转多个丝杠螺母182。另外，通过变更旋转驱动力传递部185的传递路径，也能够单独旋转多个丝杠螺母182。

旋转驱动力传递部185例如由齿轮等构成。此时，在各丝杠螺母182的外周形成从动齿轮，在模厚调整马达183的输出轴安装驱动齿轮，与多个从动齿轮及驱动齿轮啮合的中间齿轮在肘节座130的中央部保持为旋转自如。另外，代替齿轮，旋转驱动力传递部185也可以由带、带轮等构成。

模厚调整机构180的动作由控制装置700控制。控制装置700驱动模厚调整马达183使丝杠螺母182旋转。其结果，肘节座130相对于连接杆140的位置被调整，且固定压板110与肘节座130的间隔L被调整。另外，也可以组合使用多个模厚调整机构。

使用模厚调整马达编码器184检测间隔L。模厚调整马达编码器184检测模厚调整马达183的旋转量、旋转方向，并将表示其检测结果的信号发送至控制装置700。模厚调整马达编码器184的检测结果使用于肘节座130的位置、间隔L的监视及控制。另外，检测肘节座130的位置的肘节座位置检测器及检测间隔L的间隔检测器并不限定于模厚调整马达编码器184，能够使用常规的检测器。

合模装置100可以具有调节模具装置800的温度的模具温度调节器。模具装置800在其内部具有温度调节介质的流路。模具温度调节器调节供给至模具装置800的流路的温度调节介质的温度，由此调节模具装置800的温度。

另外，本实施方式的合模装置100是模开闭方向为水平方向的卧式，但也可以是模开闭方向为上下方向的立式。

另外，本实施方式的合模装置100作为驱动源具有合模马达160，但也可以代替合模马达160而具有液压缸。并且，合模装置100具有模开闭用直线马达，也可以具有合模用电磁体。

(顶出装置)

在顶出装置200的说明中，与合模装置100等的说明同样地，将闭模时的可动压板120的移动方向(例如X轴正方向)设为前方，将开模时的可动压板120的移动方向(例如X轴负方向)设为后方来进行说明。

顶出装置200安装于可动压板120，且与可动压板120一同进退。顶出装置200具有：顶出杆210，从模具装置800顶出成型品；及驱动机构220，使顶出杆210沿可动压板120的移动方向(X轴方向)移动。

顶出杆210配置成在可动压板120的贯穿孔进退自如。顶出杆210的前端部与动模820的顶出板826接触。顶出杆210的前端部可以与顶出板826连结，也可以不与其连结。

驱动机构220例如具有顶出马达及将顶出马达的旋转运动转换为顶出杆210的直线运动的运动转换机构。运动转换机构包括丝杠轴及与丝杠轴螺合的丝杠螺母。滚珠或滚柱可以介于丝杠轴与丝杠螺母之间。

顶出装置200在控制装置700的控制下进行顶出工序。在顶出工序中，通过使顶出杆210以设定移动速度从待机位置前进至顶出位置，使顶出板826前进，以顶出成型品。然后，驱动顶出马达使顶出杆210以设定移动速度后退，使顶出板826后退至原来的待机位置。

例如使用顶出马达编码器检测顶出杆210的位置、移动速度。顶出马达编码器检测顶出马达的旋转，并将表示其检测结果的信号发送至控制装置700。另外，检测顶出杆210的位置的顶出杆位置检测器及检测顶出杆210的移动速度的顶出杆移动速度检测器并不限定于顶出马达编码器，能够使用常规的检测器。

(注射装置)

在注射装置300的说明中，与合模装置100的说明、顶出装置200的说明不同，将填充时的螺杆330的移动方向(例如X轴负方向)设为前方，将计量时的螺杆330的移动方向(例如X轴正方向)设为后方来进行说明。

注射装置300设置于滑动底座301，滑动底座301配置成相对于注射装置框架920进退自如。注射装置300配置成相对于模具装置800进退自如。注射装置300与模具装置800接触，并对模具装置800内的型腔空间801填充成型材料。注射装置300例如具有对成型材料进行加热的缸体310、设置于缸体310的前端部的喷嘴320、配置成在缸体310内进退自如且旋转自如的螺杆330、使螺杆330旋转的计量马达340、使螺杆330进退的注射马达350及检测在注射马达350与螺杆330之间被传递的荷载的荷载检测器360。

缸体310对从供给口311供给至内部的成型材料进行加热。成型材料例如包括树脂等。成型材料例如形成为颗粒状，且以固体状态供给至供给口311。供给口311形成于缸体310的后部。在缸体310后部的外周设置水冷缸等冷却器312。在比冷却器312更靠前方，在缸体310的外周设置带式加热器等第1加热器313及第1温度检测器314。

缸体310沿缸体310的轴向(例如X轴方向)划分为多个区域。在多个区域分别设置第1加热器313及第1温度检测器314。对多个区域分别设定设定温度，控制装置700控制第1加热器313，以使第1温度检测器314的检测温度成为设定温度。

喷嘴320设置于缸体310的前端部，且对模具装置800进行按压。在喷嘴320的外周设置第2加热器323及第2温度检测器324。控制装置700控制第2加热器323，以使喷嘴320的检测温度成为设定温度。

螺杆330配置成在缸体310内旋转自如且进退自如。若使螺杆330旋转，则成型材料沿螺杆330的螺旋状沟槽被输送到前方。成型材料一边被输送到前方，一边通过来自缸体310的热量而逐渐被熔融。随着液态的成型材料被输送到螺杆330的前方并蓄积于缸体310的前部，使螺杆330后退。然后，若使螺杆330前进，则蓄积于螺杆330前方的液态的成型材料从喷嘴320注射，并填充于模具装置800内。

止回环331在螺杆330的前部安装成进退自如，该止回环331作为止回阀防止将螺杆330推向前方时成型材料从螺杆330的前方向后方逆流。

当使螺杆330前进时，止回环331因螺杆330前方的成型材料的压力而被推向后方，而相对于螺杆330相对地后退至堵塞成型材料的流路的封闭位置(参考图2)。由此，防止蓄积于螺杆330前方的成型材料向后方逆流。

另一方面，当使螺杆330旋转时，止回环331因沿螺杆330的螺旋状沟槽被输送到前方的成型材料的压力而被推向前方，而相对于螺杆330相对地前进至打开成型材料的流路的打开位置(参考图1)。由此，成型材料被输送到螺杆330的前方。

止回环331可以是与螺杆330一同旋转的共转型及不与螺杆330一同旋转的非共转型中的任一个。

另外，注射装置300可以具有使止回环331相对于螺杆330在打开位置与封闭位置之间进退的驱动源。

计量马达340使螺杆330旋转。使螺杆330旋转的驱动源并不限定于计量马达340，例如可以是液压泵等。

注射马达350使螺杆330进退。在注射马达350与螺杆330之间设置将注射马达350的旋转运动转换为螺杆330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与丝杠轴螺合的丝杠螺母。可以在丝杠轴与丝杠螺母之间设置滚珠、滚柱等。使螺杆330进退的驱动源并不限定于注射马达350，例如可以是液压缸等。

荷载检测器360检测在注射马达350与螺杆330之间传递的荷载。检测到的荷载通过控制装置700被换算成压力。荷载检测器360设置于注射马达350与螺杆330之间的荷载的传递路径，且检测作用于荷载检测器360的荷载。

荷载检测器360将检测到的荷载的信号发送至控制装置700。通过荷载检测器360检测的荷载被换算成作用于螺杆330与成型材料之间的压力，且使用于螺杆330从成型材料承受的压力，对螺杆330的背压及从螺杆330作用于成型材料的压力等的控制、监视。

另外，检测成型材料的压力的压力检测器并不限定于荷载检测器360，能够使用常规的检测器。例如，可以使用喷嘴压力传感器或模具内压传感器。喷嘴压力传感器设置于喷嘴320。模具内压传感器设置于模具装置800的内部。

注射装置300在控制装置700的控制下进行计量工序、填充工序及保压工序等。可以将填充工序及保压工序统称为注射工序。

在计量工序中，驱动计量马达340使螺杆330以设定转速旋转，并将成型材料沿螺杆330的螺旋状沟槽输送到前方。由此，成型材料逐渐被熔融。随着液态的成型材料被输送到螺杆330的前方并蓄积于缸体310的前部，使螺杆330后退。例如使用计量马达编码器341检测螺杆330的转速。计量马达编码器341检测计量马达340的旋转，并将表示其检测结果的信号发送至控制装置700。另外，检测螺杆330的转速的螺杆转速检测器并不限定于计量马达编码器341，能够使用常规的检测器。

在计量工序中，为了限制螺杆330急剧的后退，可以驱动注射马达350对螺杆330施加设定背压。例如使用荷载检测器360检测对螺杆330的背压。若螺杆330后退至计量结束位置，且在螺杆330的前方蓄积规定量的成型材料，则计量工序结束。

计量工序中的螺杆330的位置及转速作为一系列的设定条件而统一设定。例如，设定计量开始位置、转速切换位置及计量结束位置。这些位置从前侧向后方依次排列，且表示设定转速的区间的起点、终点。按每个区间设定转速。转速切换位置可以是1个，也可以是多个。可以不设定转速切换位置。并且，按每个区间设定背压。

在填充工序中，驱动注射马达350使螺杆330以设定移动速度前进，并将蓄积于螺杆330前方的液态的成型材料填充于模具装置800内的型腔空间801。例如使用注射马达编码器351检测螺杆330的位置、移动速度。注射马达编码器351检测注射马达350的旋转，并将表示其检测结果的信号发送至控制装置700。若螺杆330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(所谓的V/P切换)。将进行V/P切换的位置也称为V/P切换位置。螺杆330的设定移动速度可以根据螺杆330的位置、时间等进行变更。

填充工序中的螺杆330的位置及移动速度作为一系列的设定条件而统一设定。例如，设定填充开始位置(也称为“注射开始位置”。)、移动速度切换位置及V/P切换位置。这些位置从后侧向前方依次排列，且表示设定移动速度的区间的起点、终点。按每个区间设定移动速度。移动速度切换位置可以是1个，也可以是多个。可以不设定移动速度切换位置。

按设定螺杆330的移动速度的每个区间设定螺杆330的压力的上限值。通过荷载检测器360检测螺杆330的压力。当螺杆330的压力为设定压力以下时，螺杆330以设定移动速度前进。另一方面，当螺杆330的压力超过设定压力时，以保护模具为目的，螺杆330以比设定移动速度慢的移动速度前进，以使螺杆330的压力成为设定压力以下。

另外，在填充工序中，螺杆330的位置到达V/P切换位置之后，可以使螺杆330暂停在V/P切换位置，然后进行V/P切换。也可以在将要进行V/P切换之前，代替螺杆330的停止，进行螺杆330的微速前进或微速后退。并且，检测螺杆330的位置的螺杆位置检测器及检测螺杆330的移动速度的螺杆移动速度检测器并不限定于注射马达编码器351，能够使用常规的检测器。

在保压工序中，驱动注射马达350将螺杆330推向前方，且将螺杆330的前端部的成型材料的压力(以下，也称为“保持压力”。)保持为设定压力，并将缸体310内残留的成型材料推向模具装置800。能够补充模具装置800内的因冷却收缩而导致的不足量的成型材料。例如使用荷载检测器360检测保持压力。保持压力的设定值可以根据自保压工序开始起的经过时间等进行变更。可以分别设定多个保压工序中的保持压力及保持保持压力的保持时间，也可以作为一系列的设定条件而统一设定。

在保压工序中，模具装置800内的型腔空间801的成型材料逐渐被冷却，在保压工序结束时，型腔空间801的入口被已固化的成型材料堵塞。该状态被称为浇口密封，可防止成型材料从型腔空间801的逆流。在保压工序之后，开始冷却工序。在冷却工序中，进行型腔空间801内的成型材料的固化。以缩短成型周期时间为目的，可以在冷却工序中进行计量工序。

另外，本实施方式的注射装置300为同轴螺杆方式，但也可以是预塑方式等。预塑方式的注射装置将在塑化缸内被熔融的成型材料供给至注射缸，并从注射缸对模具装置内注射成型材料。在塑化缸内，螺杆配置成旋转自如且不可进退，或螺杆配置成旋转自如且进退自如。另一方面，在注射缸内，柱塞配置成进退自如。

并且，本实施方式的注射装置300是缸体310的轴向为水平方向的卧式，但也可以是缸体310的轴向为上下方向的立式。与立式的注射装置300组合的合模装置可以是立式，也可以是卧式。同样地，与卧式的注射装置300组合的合模装置可以是卧式，也可以是立式。

(移动装置)

在移动装置400的说明中，与注射装置300的说明同样地，将填充时的螺杆330的移动方向(例如X轴负方向)设为前方，将计量时的螺杆330的移动方向(例如X轴正方向)设为后方来进行说明。

移动装置400使注射装置300相对于模具装置800进退。并且，移动装置400相对于模具装置800按压喷嘴320而产生喷嘴接触压力。移动装置400包括液压泵410、作为驱动源的马达420及作为液压致动器的液压缸430等。

液压泵410具有第1端口411及第2端口412。液压泵410为可双向旋转的泵，通过切换马达420的旋转方向，从第1端口411及第2端口412中的任一端口吸入工作液(例如油)并从另一端口吐出而产生液压。另外，液压泵410也能够从罐抽吸工作液并从第1端口411及第2端口412中的任一端口吐出工作液。

马达420使液压泵410工作。马达420通过与来自控制装置700的控制信号相对应的旋转方向及旋转转矩来驱动液压泵410。马达420可以是电动马达，也可以是电动伺服马达。

液压缸430具有缸主体431、活塞432及活塞杆433。缸主体431相对于注射装置300固定。活塞432将缸主体431的内部划分为作为第1室的前腔室435及作为第2室的后腔室436。活塞杆433相对于固定压板110固定。

液压缸430的前腔室435经由第1流路401与液压泵410的第1端口411连接。从第1端口411吐出的工作液经由第1流路401供给至前腔室435，由此注射装置300被推向前方。注射装置300前进而喷嘴320被按压于定模810。前腔室435发挥通过从液压泵410供给的工作液的压力而产生喷嘴320的喷嘴接触压力的压力室的作用。

另一方面，液压缸430的后腔室436经由第2流路402与液压泵410的第2端口412连接。从第2端口412吐出的工作液经由第2流路402供给至液压缸430的后腔室436，由此注射装置300被推向后方。注射装置300后退而喷嘴320从定模810分开。

另外，在本实施方式中，移动装置400包括液压缸430，但本发明并不限定于此。例如，代替液压缸430，也可以使用电动马达及将该电动马达的旋转运动转换为注射装置300的直线运动的运动转换机构。

(控制装置)

控制装置700例如由计算机构成，如图1～图2所示，具有CPU(Central ProcessingUnit(中央处理器))701、存储器等存储介质702、输入接口703及输出接口704。控制装置700通过使CPU701执行存储于存储介质702的程序来进行各种控制。并且，控制装置700通过输入接口703接收来自外部的信号，并通过输出接口704向外部发送信号。

控制装置700通过反复进行计量工序、闭模工序、升压工序、合模工序、填充工序、保压工序、冷却工序、脱压工序、开模工序及顶出工序等，反复制造出成型品。将用于获得成型品的一系列的动作例如从计量工序开始至下一个计量工序开始之前的动作也称为“注料”或“成型周期”。并且，将一次注料所需的时间也称为“成型周期时间”或“周期时间”。

一次成型周期例如依次具有计量工序、闭模工序、升压工序、合模工序、填充工序、保压工序、冷却工序、脱压工序、开模工序及顶出工序。这里的顺序为各工序开始的顺序。填充工序、保压工序及冷却工序在合模工序期间进行。也可以使合模工序的开始与填充工序的开始一致。脱压工序的结束与开模工序的开始一致。

另外，以缩短成型周期时间为目的，可以同时进行多个工序。例如，计量工序可以在上次成型周期的冷却工序中进行，也可以在合模工序期间进行。此时，可以设为在成型周期的最初进行闭模工序。并且，填充工序可以在闭模工序中开始。并且，顶出工序可以在开模工序中开始。当设置开闭喷嘴320的流路的开闭阀时，开模工序可以在计量工序中开始。因为即便在计量工序中开始开模工序，只要开闭阀关闭喷嘴320的流路，则成型材料不会从喷嘴320泄漏。

另外，一次成型周期可以具有除了计量工序、闭模工序、升压工序、合模工序、填充工序、保压工序、冷却工序、脱压工序、开模工序及顶出工序以外的工序。

例如，可以在保压工序结束之后且计量工序开始之前，进行使螺杆330后退至预先设定的计量开始位置的计量前倒吸工序。能够在计量工序开始之前降低蓄积于螺杆330前方的成型材料的压力，而能够防止开始计量工序时的螺杆330急剧的后退。

并且，也可以在计量工序结束之后且填充工序开始之前，进行使螺杆330后退至预先设定的填充开始位置(也称为“注射开始位置”。)的计量后倒吸工序。能够在填充工序开始之前降低蓄积于螺杆330前方的成型材料的压力，而能够防止填充工序开始之前成型材料从喷嘴320的泄漏。

控制装置700与接收用户的输入操作的操作装置750及显示画面的显示装置760连接。操作装置750及显示装置760例如由触摸面板770构成，并且可以被一体化。作为显示装置760的触摸面板770在控制装置700的控制下，显示画面。可以在触摸面板770的画面显示例如注射成型机10的设定，当前的注射成型机10的状态等信息。并且，可以在触摸面板770的画面显示例如用于接收使用者的输入操作的按钮、输入栏等操作部。作为操作装置750的触摸面板770检测用户在画面上的输入操作，并将与输入操作相对应的信号输出至控制装置700。由此，例如，用户能够一边确认显示于画面的信息，一边操作设置于画面的操作部，进行注射成型机10的设定(包括设定值的输入)等。并且，用户操作设置于画面的操作部，由此能够使与操作部对应的注射成型机10进行动作。另外，注射成型机10的动作例如可以是合模装置100、顶出装置200、注射装置300、移动装置400等的动作(也包括停止)。并且，注射成型机10的动作可以是显示于作为显示装置760的触摸面板770的画面的切换等。

另外，对本实施方式的操作装置750及显示装置760被一体化为触摸面板770的情况进行了说明，但也可以独立地设置。并且，也可以设置多个操作装置750。操作装置750及显示装置760配置于合模装置100(更详细而言固定压板110)的操作侧(Y轴负方向)。

(控制装置的详细说明)

接着，参考图3对控制装置700的构成要件的一例进行说明。另外，图3中所图示的各功能框为概念性的功能框，在物理上无需一定要如图示那样构成。能够将各功能框的全部或一部分以任意单位进行功能性或物理性分散/统合来构成。关于根据各功能框进行的各处理功能，其全部或任意一部分能够通过由CPU执行的程序来实现，或者以基于布线逻辑的硬件来实现。

如图3所示，控制装置700例如具有合模控制部711、顶出控制部712、注射控制部713及计量控制部714。合模控制部711控制合模装置100的合模驱动源，并实施图4所示的闭模工序、升压工序、合模工序、脱压工序及开模工序。合模驱动源例如为合模马达160，但也可以是液压缸等。顶出控制部712控制顶出装置200，并实施顶出工序。注射控制部713控制注射装置300的注射驱动源，并实施注射工序。注射驱动源例如为注射马达350，但也可以是液压缸等。注射工序包括填充工序及保压工序。注射工序在合模工序中进行。计量控制部714控制注射装置300的计量驱动源，并实施计量工序。计量驱动源例如为计量马达340，但也可以是液压泵等。计量工序在冷却工序中进行。

填充工序为以使设置于缸体310内部的注射部件的移动速度的实际值成为设定值的方式控制注射驱动源的工序。填充工序为通过使注射部件向前方移动而将蓄积于注射部件前方的液态的成型材料填充于模具装置800内部的工序。注射部件例如为螺杆330(参考图1及图2)，但也可以是柱塞。

注射部件的移动速度使用速度检测器来检测。速度检测器例如为注射马达编码器351。在填充工序中，通过注射部件前进，从注射部件作用于成型材料的压力(以下，也称为“填充压力”。)上升。填充工序在保压工序之前，可以包括使注射部件暂停的工序或使注射部件后退的工序。

保压工序为以使填充压力的实际值成为设定值的方式控制注射驱动源的工序。保压工序为通过将注射部件按向前方而补充模具装置800内的由冷却收缩而导致的不足量的成型材料的工序。填充压力使用荷载检测器360等压力检测器来检测。作为压力检测器，可以使用喷嘴压力传感器或模具内压传感器。

如上所述，注射工序在合模工序中进行。合模控制部711例如将合模力的设定值换算成十字头位置的设定值，并且控制合模马达160，以使十字头位置的实际值成为设定值。十字头位置为十字头151相对于肘节座130(参考图2)的相对位置。十字头151越前进，合模力越大。

接着，参考图5对流入模具装置800内部的成型材料M的一例进行说明。成型材料M例如为树脂。成型材料M流入模具装置800内部的型腔空间801。型腔空间801形成于定模810与动模820的分型面830。分型面830通常被称为分型线。

成型材料M由注射装置300注射之后，通过定模810的直浇道(未图示)等，并且流入形成于定模810与动模820之间的型腔空间801。在成型材料M的流动前端到达定模810与动模820的分型面830之前，即便合模力F较低，定模810及动模820也不会打开，从而不会产生溢料。溢料为成型材料M泄漏到定模810与动模820之间并固化的现象。

若合模力F较大且合模压力P2大于填充压力P1，则在成型材料M到达定模810与动模820的分型面830时，定模810及动模820不会打开。因此，成型材料M不会泄漏，从而不会产生溢料。另外，合模压力P2为合模力F除以分型面830的面积S而得到的值(P2＝F/S)。

但是，若定模810及动模820没有打开，则气体难以从模具装置800的内部向外部逸出，在模具装置800的内部气体被压缩而发热，从而会导致产生气烧。气烧为成型材料M流入型腔空间801，由此型腔空间801的气体压缩发热而使成型材料M碳化的现象。

合模控制部711为，在成型材料M到达定模810与动模820的分型面830时，为了防止成型材料M的泄漏，而将合模力F的实际值的上升幅度ΔF控制为上限值以下。如后述，间隙的大小越大，则上升幅度ΔF越大。合模控制部711优选为，在成型材料M到达定模810与动模820的分型面830时，为了在定模810与动模820之间形成能够释放气体且能够防止成型材料M泄漏的程度的间隙，而将合模力F的实际值的上升幅度ΔF控制为大于零且上限值以下。

如图6所示，合模力F的实际值的上升幅度ΔF是指，成型材料M到达分型面830之后的合模力F的实际值的最大值、相对于合模力F的升压结束之后且成型材料M到达定模810与动模820的分型面830之前的合模力F的实际值的差分。

接着，参考图6对注射工序中的合模力F的实际值的变化的一例进行说明。在图6中，横轴为从注射工序开始起的经过时间，纵轴为合模力F的实际值。在本实施例中，图示了将上升幅度控制为大于零且上限值以下，直至填充工序及注射工序结束。合模控制部711使用连接杆应变检测器141等合模力检测器来获取合模力F的实际值。

如图7及图8所示，连接杆应变检测器141检测连接杆140的有效长度La的变化。连接杆140的有效长度La是指，连接杆140根据合模力F而延伸的部分的长度。例如，连接杆140的有效长度La为连接杆140的固定螺母111与调整螺母182之间的部分的长度。

固定螺母111与形成于连接杆140前端部的丝杠轴螺合，并且保持成相对于固定压板110不可旋转且不可进退。另一方面，调整螺母182与形成于连接杆140后端部的丝杠轴螺合，并且保持成相对于肘节座130不可旋转且不可进退。通过使调整螺母182旋转，能够调整连接杆140的有效长度La。

连接杆140的有效长度La根据合模力F而发生变化。合模力F越大，则长度La越长。连接杆应变检测器141通过检测长度La的变化，来检测合模力F的实际值。在升压工序中，合模力的实际值逐渐上升。在升压工序结束之后，开始注射工序。

如图6所示，在注射工序开始之后，合模力F的实际值稳定在设定值，直至成型材料M到达定模810与动模820的分型面830的时刻t0。在此期间，如图7所示，定模810及动模820闭合。另外，在本实施方式中，合模力F的实际值稳定在设定值，但有时合模力F的实际值稳定在从设定值位移的值。

合模力F的实际值稳定在从设定值位移的值，例如由将合模力F的设定值换算为十字头位置的设定值时所产生的误差、或因与温度变化相伴随的模具装置800的尺寸变化而产生的误差引起。总之，在注射工序开始之后，在时刻t0之前，定模810及动模820闭合，合模力F的实际值稳定。

若在时刻t0成型材料M到达定模810与动模820的分型面830且填充压力P1大于合模压力P2，则通过填充压力P1而定模810及动模820打开。其结果，如图8所示，在定模810与动模820之间形成间隙。连接杆140的有效长度La变长相当于该间隙的大小S的量，合模力F的实际值上升。

因此，合模力F的实际值的上升幅度ΔF表示形成于定模810与动模820之间的间隙的大小S。间隙的大小S越大，则上升幅度ΔF越大。间隙的大小S例如能够使用下述式(1)而简单地计算出。

S＝k×ΔF×La/(A×E)……(1)

在上述式(1)中，k表示比例常数，A表示多根连接杆140的合计截面积，E表示多根连接杆140的平均杨氏模量。k为校正系数。k根据模具装置800或压板的变形等来校正。当无需校正时，k为1。另外，La为连接杆140的有效长度，例如为注射工序开始时的有效长度。

合模控制部711将合模力F的实际值的上升幅度ΔF控制为大于零且上限值以下。由此，能够在定模810与动模820之间形成能够释放气体且能够防止成型材料M泄漏的程度的间隙，从而能够抑制成型不良。

上升幅度ΔF的下限值被设定为大于零。由此，产生形成于定模810与动模820之间的间隙，经由该间隙能够释放气体。并且，希望考虑测量误差、加工误差来设定适当的间隙的大小S。若设定接近这些误差的间隙的大小S，则间隙的大小可能会在局部成为零，可能会无法获得释放气体的效果。鉴于这些状况，上升幅度ΔF的下限值优选设定为间隙的大小S成为1μm以上。

另一方面，上升幅度ΔF的上限值为，以成型材料M不泄漏的方式根据成型材料M的粘度来适当设定，但例如设定为间隙的大小S成为20μm以下。成型材料M的粘度越低，则成型材料M越容易泄漏，因此较小地设定上升幅度ΔF的上限值。间隙的大小S优选为8μm以下。

如图6所示，合模力F的实际值上升之后，可以下降，也可以在注射工序结束时恢复到与注射工序开始时相同的值。合模力F的实际值恢复到与注射工序开始时相同的值，说明定模810与动模820之间的间隙消失，且说明未产生溢料。因此，当合模力F的实际值上升之后下降而上升幅度ΔF成为阈值以下时，合模控制部711可以判断为未产生溢料。

合模控制部711监视合模力F的实际值的上升幅度ΔF，当上升幅度ΔF超过上限值时或上升幅度ΔF低于下限值时，变更连接杆140的有效长度La，以使上升幅度ΔF落在下限值以上且上限值以下。由此，能够自动地控制上升幅度ΔF。

具体而言，例如，合模控制部711在开模时控制模厚调整机构180并使调整螺母182旋转，由此变更连接杆140的有效长度La。在开模时使调整螺母182旋转是为了减少连接杆140与调整螺母182的摩擦。虽然也可以在合模时使调整螺母182旋转，但此时，由于合模力而连接杆140与调整螺母182紧密贴合，因此导致摩擦变大。

如上所述，合模控制部711在开模时控制模厚调整机构180并使调整螺母182旋转，由此变更连接杆140的有效长度La。开模时的有效长度La越短，升压结束时的固定压板110与可动压板120的间隔越短，从而升压结束时的合模力F的实际值变得越大。其结果，固定压板110及可动压板120变得难以打开，因此注射工序中的合模力F的实际值的上升幅度ΔF变小。

合模控制部711也可以代替变更连接杆140的有效长度La，而变更十字头151相对于肘节座130(参考图2)的合模位置。十字头151的合模位置越前进，则升压结束时的合模力F的实际值越大。其结果，固定压板110及可动压板120变得难以打开，因此注射工序中的合模力F的实际值的上升幅度ΔF变小。

另外，当变更连接杆140的有效长度La时，与变更十字头151相对于肘节座130的合模位置的情况不同，能够将合模时的连杆角度θ(参考图2)维持为所期望的值，并且能够将合模时的肘节倍率维持为所期望的值。

合模控制部711监视合模力F的实际值的上升幅度ΔF，当上升幅度ΔF为0或超过上限值时，可以进行通知警报的控制。合模控制部711通过控制图像显示装置、警告灯或蜂鸣器等，进行通知警报的控制。

接着，参考图9对画面的一例进行说明。图9所示的画面761在图3所示的显示控制部715的控制下显示于显示装置760。画面761例如为触摸面板770(参考图1及图2)的画面。

画面761例如包括第1输入部762、第2输入部763及显示部764。如图9所示，第1输入部762、第2输入部763及显示部764可以包括在相同的画面761中并且同时显示于显示装置760，虽然未图示，但也可以包括在不同画面中并且通过切换画面来显示于显示装置760。

第1输入部762接收用于选择是否实施上升幅度ΔF的控制的输入。工作人员例如通过按下第1输入部762来选择是否实施上升幅度ΔF的控制。能够根据工作人员的熟练度使工作人员选择是否实施上升幅度ΔF的控制，从而能够提高工作人员的便利性。

第1输入部762可以根据工作人员的输入操作来切换显示，即可以根据是否实施上升幅度ΔF的控制的选择来切换显示。例如，当第1输入部762的显示为“开启”时，合模控制部711实施上升幅度ΔF的控制。另一方面，当第1输入部762的显示为“断开”时，合模控制部711不实施上升幅度ΔF的控制。

第2输入部763接收用于变更上升幅度ΔF的上限值的输入。工作人员例如通过按下第2输入部763来阶段性地变更上升幅度ΔF的上限值。上升幅度ΔF的上限值根据成型材料M的粘度来适当设定。成型材料M的粘度越低，成型材料M越容易泄漏，因此较小地设定上升幅度ΔF的上限值。

可以对第2输入部763输入成型材料M的粘度等级，以便即便是不知成型材料M的粘度与上升幅度ΔF之间的关系的熟练度较低的工作人员也能够适当地变更上升幅度ΔF的上限值。成型材料M的粘度例如以“高”、“中”、“低”这3个分级来输入。另外，成型材料M的粘度可以以2个分级或4个分级以上来输入。

第2输入部763可以根据工作人员的输入操作来切换显示，即可以根据上升幅度ΔF的上限值来切换显示。第2输入部763可以分级显示成型材料M的粘度。成型材料M的粘度越低，成型材料M越容易泄漏，因此较小地设定上升幅度ΔF的上限值。

显示部764以数值来显示通过后述的间隙推断部716(参考图3)推断出的间隙的大小S。显示部764通过以数值来显示间隙的大小S，能够提醒工作人员的注意。间隙推断部716例如使用上述式(1)来计算间隙的大小S。

以上，对本发明所涉及的注射成型机的控制装置、注射成型机及注射成型机的控制方法的实施方式进行了说明，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范畴内，能够进行各种变更、修正、替换、附加、删除及组合。关于这些，当然也属于本发明的技术范围内。

Claims (12)

1.一种注射成型机的控制装置，其具有：

合模控制部，将成型材料到达分型面之后的合模力的实际值、相对于使定模与动模按压对准的所述合模力的升压结束之后且所述成型材料到达所述定模与所述动模的所述分型面之前的所述合模力的实际值的上升幅度，控制为上限值以下。

2.根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其中，

所述合模控制部将所述上升幅度控制为大于0且上限值以下。

3.根据权利要求2所述的注射成型机的控制装置，其中，

所述合模控制部将所述上升幅度控制为大于0且上限值以下，直至填充工序结束。

4.根据权利要求2所述的注射成型机的控制装置，其中，

所述合模控制部将所述上升幅度控制为大于0且上限值以下，直至保压工序结束。

5.根据权利要求1或2所述的注射成型机的控制装置，其中，

所述合模控制部通过控制根据所述合模力而延伸的连接杆的有效长度，将所述上升幅度控制为上限值以下，

所述连接杆的所述有效长度为所述连接杆根据所述合模力而延伸的部分的长度。

6.根据权利要求1至5任一项所述的注射成型机的控制装置，其具有：

显示控制部，显示包括第1输入部的画面，所述第1输入部接收用于选择是否实施所述上升幅度的控制的输入。

7.根据权利要求1至6任一项所述的注射成型机的控制装置，其具有：

显示控制部，显示包括第2输入部的画面，所述第2输入部接收用于变更所述上升幅度的所述上限值的输入。

8.根据权利要求1至7任一项所述的注射成型机的控制装置，其具有：

间隙推断部，根据所述上升幅度推断所述成型材料到达所述分型面之后形成于所述定模与所述动模之间的间隙的大小；及

显示控制部，显示包括显示部的画面，所述显示部以数值来显示通过所述间隙推断部推断出的所述间隙的大小。

9.根据权利要求1至8任一项所述的注射成型机的控制装置，其中，

当所述上升幅度为0或超过所述上限值时，所述合模控制部进行通知警报的控制。

10.根据权利要求1至8任一项所述的注射成型机的控制装置，其中，

当因所述成型材料到达所述分型面而所述合模力的实际值在上升之后下降从而所述上升幅度成为阈值以下时，所述合模控制部判断为未产生溢料。

11.一种注射成型机，其具备权利要求1至10任一项所述的控制装置、进行包括所述定模及所述动模的模具装置的合模的合模装置、以及对所述模具装置的内部填充所述成型材料的注射装置。

12.一种注射成型机的控制方法，其具有如下工序：

将成型材料到达分型面之后的合模力的实际值、相对于使定模与动模按压对准的所述合模力的升压结束之后且所述成型材料到达所述定模与所述动模的所述分型面之前的所述合模力的实际值的上升幅度，控制为上限值以下。