CN117341161A - 合模装置、注射成型机、以及合模方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供防止因过度的合模力引起的老化的合模装置。将合模装置(2)作为对象，该合模装置(2)具备两个模具体(13、14)、将模具体(13、14)彼此连接的滚珠丝杠机构(18)、对滚珠丝杠机构(18)进行驱动的伺服马达(22)、以及控制装置(5)。在滚珠丝杠机构(18)设置对作用于该滚珠丝杠机构(18)的轴向力进行检测的轴向力检测单元(24)。控制装置(5)构成为若在注射时利用轴向力检测单元(24)检测到轴向力的增加，则实施驱动伺服马达(22)使滚珠丝杠机构(18)的合模力增加的合模力增加控制。

Description

合模装置、注射成型机、以及合模方法

技术领域

本发明涉及具备两个模具体和将这些模具体连结的多根滚珠丝杠机构的合模装置、注射成型机、以及合模装置中的合模方法。

背景技术

在注射成型机或者冲压机设有对模具进行合模的合模装置。合模装置有很多种类，在专利文献1中记载了包括两个模具体的合模装置。也就是说，模具体包括固定体和可动体。而且，固定体和可动体利用四根系杆来连结。在四根系杆分别形成有螺纹部，在可动体设有与这些螺纹部咬合的半螺母。因此，利用开闭机构滑动可动体，对设于固定体和可动体的模具进行闭模。若驱动半螺母则系杆与半螺母咬合。也就是说，可动体相对于系杆是固定的。此外，在固定体内设有液压合模机构，该液压合模机构与系杆连接。若向液压合模机构供给液压油，则系杆相对于固定体稍微滑动，由此产生合模力。也就是说，进行合模。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2006-289860号公报

发明内容

在合模装置中对模具进行合模，然后将注射材料注射至模具而得到成型品，但若合模力不充分，则注射压力会使模具打开而产生成型不良的问题。因此，想要实现产生足够的合模力来防止由注射压力使模具打开。然而，存在若合模力过大则导致合模装置老化这一问题。

在本公开中，提供防止因过度的合模力引起的老化的合模装置。

其他课题和新特征从本说明书的说明及附图会变明朗。

本公开将合模装置作为对象，该合模装置具备两个模具体、将模具体彼此连接的滚珠丝杠机构、设于滚珠丝杠机构而驱动滚珠丝杠机构的伺服马达、以及控制装置。在滚珠丝杠机构设置对作用于该滚珠丝杠机构的轴向力进行检测的轴向力检测单元。控制装置构成为若在注射时利用轴向力检测单元检测到轴向力的增加，则实施驱动伺服马达使将滚珠丝杠机构紧固的合模力增加的合模力增加控制。

发明效果

根据本公开，能够产生必要且足够的合模力来防止合模装置的老化。

附图说明

图1是示出本公开的第一实施方式的注射成型机的主视图。

图2是示出本公开的第一实施方式的合模装置的立体图。

图3A是示出注射成型中的本公开的第一实施方式的注射成型机的一部分的主视图。

图3B是示出注射成型中的本公开的第一实施方式的注射成型机的一部分的主视图。

图4是示出本实施方式的合模方法的流程图。

图5是示出本公开的第二实施方式的注射成型机的主视图。

其中，附图标记说明如下：

1注射成型机 2合模装置

4注射装置 5控制装置

6加热缸 7螺杆

8螺杆驱动装置 10料斗

11注射喷嘴 13固定体

14可动体 15直线导轨

16固定侧模具 17可动侧模具

18滚珠丝杠机构 19滚珠丝杠

20滚珠螺母 22伺服马达

24称重传感器 26凹部

27凹部 28型腔

30树脂

B机座

C中心

具体实施方式

以下，参照附图详细说明具体的实施方式。但并非限于以下的实施方式。为了使说明更明确，适当简化以下的记载以及附图。在各附图中，对相同的要素标注相同的附图标记，并根据需要而省略重复说明。另外，为了不使附图变得繁杂，有省略了影线的部分。

[第一实施方式]

＜本公开的第一实施方式的注射成型机＞

本公开的第一实施方式的注射成型机1如图1所示，包括设于机座B的合模装置2、注射装置4、以及控制这些装置的控制装置5。

＜注射装置＞

注射装置4包括加热缸6、被放入该加热缸6内的螺杆7、以及驱动螺杆7的螺杆驱动装置8。在加热缸6设有料斗10，而且在加热缸6的前端设有注射喷嘴11。从料斗10投入注射材料，然后当旋转螺杆7将注射材料熔融时，注射材料在螺杆7的前端被计量。若沿轴向驱动螺杆7，则注射材料被注射。

＜合模装置＞

本公开的第一实施方式的合模装置2包括所谓的2压盘的合模装置。即，如图2所示，合模装置2具备两个模具体13、14(也就是说，具备固定体13和可动体14)。固定体13固定在机座B上，可动体14载置在设于机座B上的直线导轨15、15上。即，可动体14在相对于固定体13接近/分离的方向上滑动自如。如图1所示，在固定体13安装有固定侧模具16，而且在可动体14安装有可动侧模具17。

就本公开的第一实施方式的合模装置2而言，两个模具体13、14(也就是固定体13和可动体14)利用滚珠丝杠机构18、18、……连结在一起。各个滚珠丝杠机构18、18、……具备滚珠丝杠19、19、……、和安装在滚珠丝杠19、19、……上的滚珠螺母20、20、……。

虽然在图2中未示出，但在可动体14开设有贯穿孔，在该贯穿孔固定粘合了滚珠螺母20、20、……。也就是说，滚珠丝杠19、19、……的一方端部侧借助滚珠螺母20、20、……而连接至可动体14。滚珠丝杠19、19、……的另一方端部贯穿固定体13而以能够相对于固定体13旋转的方式被支承。在固定体13设有伺服马达22、22、……，伺服马达22、22、……与滚珠丝杠19、19、……连接。因此，若驱动伺服马达22、22、……则滚珠丝杠19、19、……旋转，使可动体14滑动。即，对模具16、17(参照图1)进行开模和闭模。

＜轴向力检测单元＞

在本公开的第一实施方式的合模装置2中，在滚珠丝杠机构18、18、……分别设有对作用于滚珠丝杠机构18、18、……的轴向力进行检测的轴向力检测单元。具体来说，在可动体14与滚珠螺母20、20、……之间设有称重传感器24、24、……。在合模时轴向力作用于滚珠丝杠机构18、18、……。轴向力检测单元也能够采用对合模力进行检测的手段。

伺服马达22、22、……和称重传感器24、24、……连接于控制装置5(参照图1)。在后面说明的本实施方式的合模方法中，在注射工序中控制装置5利用称重传感器24、24、……(也就是说，轴向力检测单元)监视轴向力的变化，并驱动伺服马达22、22、……。

＜注射工序中的合模装置的动作＞

利用图3A、图3B说明在实施将注射材料注射的注射工序时的合模装置2中的动作。如图3A所示，在模具16、17中，在各自的分型线形成有凹部26、27，若被进行合模则构成型腔28。若在合模的状态下从注射装置4将注射材料注射，则向型腔28填充树脂30。利用注射至型腔28内的树脂30的压力(也就是说，注射压力)，对模具16、17作用打开方向的力。该力用受压面积与注射压力之积来规定，受压面积为型腔28的投影面积。在合模装置2中合模力足够大时，在注射工序中模具16、17不会打开。于是，滚珠丝杠19、19、……在注射工序中不会伸长。也就是说，利用称重传感器24、24、……检测出的轴向力不会变化。

与之相对地，在合模力比较小时，如图3B所示，模具16、17因树脂30的注射压力而稍微打开。于是，滚珠丝杠19、19、……稍微伸长。因该伸长而在称重传感器24、24、……中检测到轴向力的增加。

＜本实施方式的合模方法＞

对本实施方式的合模方法进行说明。控制装置5(参照图1)如图4所示利用步骤S01实施初始合模。即，在合模装置2(参照图1、图2)中驱动伺服马达22、22、……来旋转滚珠丝杠19、19、……。于是，使模具16、17接触，产生规定的合模力。在本实施方式中，在该初始合模中产生的合模力被设为比受压面积与在注射工序中的注射压力之积稍微小，受压面积为型腔28(参照图3A)的投影面积。

控制装置5如图4所示在步骤S02中开始注射工序。即，在注射装置4(参照图1)中沿轴向驱动螺杆7。控制装置5执行步骤S03开始监视由各自的称重传感器24、24、……检测到的轴向力。在控制装置5事先设定有轴向力的监视所需的阈值。在此之后，监视轴向力的变化。

在步骤S04中，控制装置5判断轴向力是否增加到超过了阈值。若在步骤S04中判断为轴向力增加到超过了阈值(是)，执行步骤S05。也就是说，执行合模力增加步骤。具体来说，相对于被检测到轴向力的增加即轴向力增加的滚珠丝杠机构18、18、……驱动对应的伺服马达22、22、……。也就是说，将滚珠丝杠机构18、18、……紧固。由此，防止模具16、17(参照图3A、图3B)打开。在后面，详细说明此时驱动的伺服马达22、22、……的优选的驱动量。若实施了步骤S05则返回至步骤S04。即，再次监视是否产生轴向力增加。

在步骤S04中若判断为轴向力没有增加到超过阈值(否)，控制装置5(参照图1)向步骤S06过渡处理。在步骤S06中确认注射工序是否完成。若注射工序没有完成(否)，则返回至步骤S04。若注射工序完成(是)，则结束处理。

＜步骤S05中的伺服马达的优选的驱动量＞

在步骤S05中驱动伺服马达22、22、……时，如图3B所示，优选在注射时以与在滚珠丝杠19、19、……中产生的伸长量相同长度将滚珠丝杠机构18、18、……紧固。因为这是为了不使模具16、17打开所需的最小的驱动。在滚珠丝杠19、19、……中注射时产生的伸长量ΔL能够根据轴向力的增加量ΔF、滚珠丝杠19、19、……的有效长度L(参照图3A、图3B)、滚珠丝杠19、19、……的截面面积S、滚珠丝杠19、19、……的杨氏模量E以下述方式计算。

ΔL＝ΔF·L/(S·E)(1式)

也就是说，伺服马达22、22、……只要以利用伸长量ΔL紧固滚珠丝杠机构18、18、……的方式进行驱动即可。在1式中1/(S·E)为一定值，因此，伺服马达22、22、……的驱动量能够视为将轴向力的增加量ΔF、滚珠丝杠19、19、……的有效长度L、系数相乘得到的量。

[第二实施方式]

＜本公开的第二实施方式的注射成型机＞

本公开的第二实施方式的注射成型机1A如图5所示，具备设于机座B的合模装置2A、以及注射装置4。虽然在图5中未图示，但该第二实施方式的注射成型机1A也与图1示出第一实施方式同样地具备控制装置5。第二实施方式的注射成型机1A的注射装置4与利用图1说明的第一实施方式的注射成型机1的注射装置4同样地来构成，因此省略说明。

＜合模装置＞

在第二实施方式的合模装置2A中、固定体13和可动体14利用三根引导杆35、35、……滑动自如地连接在一起，并且利用一根滚珠丝杠机构18连结在一起。一根滚珠丝杠机构18包括滚珠丝杠19和滚珠螺母20，且设置有伺服马达22。而且，与第一实施方式同样地在滚珠螺母20与可动体14之间设有称重传感器24。也就是说，在第二实施方式的合模装置2A中，用于开闭模以及合模的滚珠丝杠机构18仅有一根，轴向力检测单元仅有一个称重传感器24。

在第二实施方式的合模装置2A中实施注射工序的情况下，与第一实施方式同样地、在称重传感器24中监视轴向力是否增加。然后，若轴向力增加，则与第一实施方式同样地，驱动伺服马达22使将滚珠丝杠机构18紧固的合模力增加。

＜变形例＞

本实施方式能够采用各种各样的变形。例如，能够使本实施方式的合模方法变形。在本实施方式的合模方法中，说明作为步骤S01(参照图4)而实施初始合模，使合模力产生。然而，在该步骤S01中，也可以仅将模具16、17(参照图1)闭模而不在实质上产生合模力。在初始合模中合模力实质为零的情况下，利用步骤S02开始注射工序，在此之后立即利用称重传感器24检测轴向力的增加。若检测到该轴向力的增加，则迅速实施步骤S05的合模力增加的步骤，因此，能够不使模具16、17打开地进行注射。

以上，基于实施方式具体说明了由本发明的发明人提出的发明，但本发明不限于已经说明的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种各样的变更。以上说明的多个例也能够适当组合来实施。

Claims (13)

1.一种合模装置，其特征在于，具备：

两个模具体；

将所述模具体彼此连接的滚珠丝杠机构；

伺服马达，其设于所述滚珠丝杠机构，对所述滚珠丝杠机构进行驱动；以及

控制装置，

在所述滚珠丝杠机构设有对作用于该滚珠丝杠机构的轴向力进行检测的轴向力检测单元，

所述控制装置构成为在注射时监视从所述轴向力检测单元检测到的轴向力，若检测到轴向力的增加即轴向力增加，则实施驱动所述伺服马达使将所述滚珠丝杠机构紧固的合模力增加的合模力增加控制。

2.根据权利要求1所述的合模装置，其特征在于，

将所述模具体彼此连接的所述滚珠丝杠机构设有多根，在所述滚珠丝杠机构的每一个上设有所述伺服马达，所述轴向力检测单元在多根所述滚珠丝杠机构的每一根所述滚珠丝杠机构上设置，针对多根所述滚珠丝杠机构的每一根所述滚珠丝杠机构独立地实施所述合模力增加控制，对于在注射时被检测到所述轴向力增加的所述滚珠丝杠机构，驱动对应的所述伺服马达。

3.根据权利要求1或者2所述的合模装置，其特征在于，

在所述合模力增加控制下驱动的所述伺服马达的旋转量为将由所述轴向力检测单元检测到的轴向力的增加量、所述滚珠丝杠机构的滚珠丝杠的有效长度、以及系数相乘得到的量，所述有效长度为所述两个模具体彼此之间的距离。

4.根据权利要求1或者2所述的合模装置，其特征在于，

在所述控制装置设定有作为在多根所述滚珠丝杠机构产生的初始合模力的合计值的合模力设定值，所述合模力设定值被设定为比注射时的注射压力与受压面积之积小的值，所述受压面积为设于所述合模装置的模具内的型腔的投影面积。

5.根据权利要求1或者2所述的合模装置，其特征在于，

对所述轴向力增加的检测通过轴向力是否增加到超过了在所述控制装置设定的阈值来判定。

6.一种注射成型机，其特征在于，

包括对模具进行合模的合模装置、将注射材料注射的注射装置、以及控制装置，

所述合模装置具备：

两个模具体；

将所述模具体彼此连接的滚珠丝杠机构；

伺服马达，其设于所述滚珠丝杠机构，对所述滚珠丝杠机构进行驱动；以及

控制装置，

在所述滚珠丝杠机构设有对作用于该滚珠丝杠机构的轴向力进行检测的轴向力检测单元，

所述控制装置构成为在注射时监视从所述轴向力检测单元检测到的轴向力，若检测到轴向力的增加即轴向力增加，则实施驱动所述伺服马达使将所述滚珠丝杠机构紧固的合模力增加的合模力增加控制。

7.根据权利要求6所述的注射成型机，其特征在于，

将所述模具体彼此连接的所述滚珠丝杠机构设有多根，在所述滚珠丝杠机构的每一个上设有所述伺服马达，所述轴向力检测单元在多根所述滚珠丝杠机构的每一根所述滚珠丝杠机构上设置，针对多根所述滚珠丝杠机构的每一根所述滚珠丝杠机构独立地实施所述合模力增加控制，对于在注射时被检测到所述轴向力增加的所述滚珠丝杠机构，驱动对应的所述伺服马达。

8.根据权利要求6或者7所述的注射成型机，其特征在于，

在所述合模力增加控制下驱动的所述伺服马达的旋转量为将由所述轴向力检测单元检测到的轴向力的增加量、所述滚珠丝杠机构的滚珠丝杠的有效长度、以及系数相乘得到的量，所述有效长度为所述两个模具体彼此之间的距离。

9.根据权利要求6或者7所述的注射成型机，其特征在于，

在所述控制装置设定有作为在多根所述滚珠丝杠机构产生的初始合模力的合计值的合模力设定值，所述合模力设定值被设定为比注射时的注射压力与受压面积之积小的值，所述受压面积为设于所述合模装置的模具内的型腔的投影面积。

10.根据权利要求6或者7所述的注射成型机，其特征在于，

对所述轴向力增加的检测通过轴向力是否增加到超过了在所述控制装置设定的阈值来判定。

11.一种在合模装置中实施的合模方法，其特征在于，

所述合模装置具备：

两个模具体；

将所述模具体彼此连接的滚珠丝杠机构；以及

伺服马达，其设于所述滚珠丝杠机构，对所述滚珠丝杠机构进行驱动，

在所述滚珠丝杠机构设有对作用于该滚珠丝杠机构的轴向力进行检测的轴向力检测单元，

所述合模方法包括：

对设于所述合模装置的模具进行合模而产生合模力的初始合模步骤；

在注射时监视来自所述轴向力检测单元的轴向力的变化的轴向力监视步骤；以及

合模力增加步骤，若在所述轴向力监视步骤中检测到轴向力的增加即轴向力增加，则驱动所述伺服马达使将所述滚珠丝杠机构紧固的合模力增加。

12.根据权利要求11所述的合模方法，其特征在于，

在所述合模装置中，将所述模具体彼此连接的所述滚珠丝杠机构设有多根，在所述滚珠丝杠机构分别设有所述伺服马达，所述轴向力检测单元在多根所述滚珠丝杠机构的每一根所述滚珠丝杠机构上设置，

针对多根所述滚珠丝杠机构的每一根实施所述轴向力监视步骤，在所述合模力增加步骤中，对于在注射时被检测到所述轴向力增加的所述滚珠丝杠机构，驱动对应的所述伺服马达。

13.根据权利要求11或者12所述的合模方法，其特征在于，

在所述轴向力监视步骤中，对所述轴向力增加的检测通过轴向力是否增加到超过规定的阈值来判定。