CN1398217A - 注射模塑成形机的控制方法和注射模塑成形机 - Google Patents

Abstract

本发明的注射模塑成形机具有将与螺杆(1)受到的成形材料压力(A)相反方向的预压(B)施加到检测装置(3)和/或螺杆(1)的预压施加装置(2)、检测螺杆(1)的轴向压力(A)和(B)的检测装置(3)、和根据预压(B)与成形材料压力(A)的差控制轴向压力的螺杆轴向压力控制装置(4)，使预压施加装置(2)与检测装置(3)不接触，邻接加热筒(10)地配置进退驱动马达(17)，同时，将螺杆(1)后端的螺杆连接器(21)以花键接合到螺杆旋转马达(12)的转子内。按照本发明，不受注射模塑成形机的磨损等的影响，可精度良好地检测螺杆受到的成形材料压力，可适当地控制螺杆的轴向压力，并使注射模塑成形机整体紧凑化。

Description

注射模塑成形机的控制方法和注射模塑成形机

技术领域

本发明涉及一种注射模塑成形机的控制方法和注射模塑成形机，更为详细地说，涉及一种将螺杆可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插到加热筒内的注射模塑成形机的控制方法和注射模塑成形机。

背景技术

在注射模塑成形机的注射装置中，一般如图1所示那样，在嵌插于加热筒内的螺杆的后端连接使螺杆在加热筒内绕轴回转的螺杆旋转马达。螺杆旋转马达使其转子的回转轴朝前方凸出地设置(省略图示)，由联轴节等与螺杆连接。另外，注射装置具有可朝轴向后方和前方移动地支承螺杆的螺杆移动装置(参照图1的符号4)。螺杆移动装置为了可控制地驱动螺杆的轴向的移动，一般为使用永久磁铁的伺服马达。

通过由螺杆旋转马达的驱动使螺杆绕轴回转，在规定时间内对供给到加热筒内的树脂等成形材料进行混合并同时加热，使其熔融可塑化，在加热筒的前方存储规定的量(计量时)。在该计量时，由朝加热筒的前方推出成形材料的反作用，产生朝轴向后方推压螺杆地作用的背压，相应于该背压，支承于螺杆移动装置的螺杆朝轴向后方移动。通过适当地使螺杆回转并在同时朝轴向后方后退移动规定行程，在规定时间可塑化，在加热筒前方存储正确计量的量的成形材料。

此后，使注射装置前进，将设于加热筒前端的喷嘴接触到合模后的金属模的直浇口，由螺杆的移动装置的驱动使螺杆前进，从喷嘴以规定压力(充填压力)注射和充填在前方存储了适当量的成形材料，之后在规定的压力(保持压力)下保持(注射时)。在该注射时，随着螺杆由螺杆移动装置的驱动在加热筒内前进移动，也受到从喷嘴推出成形材料的反作用(注射压力)。注射时，螺杆接收的充填压力和保持压力即注射压力与计量时的背压同样地朝其轴向后方作用。保持压力一般设定得比充填压力低。在下面的说明中，对于不特别区别背压和注射压力的场合，将计量时和注射时由成形材料的反作用朝轴向后方推压螺杆地作用的力称为成形材料压力。

在日本特公昭63-25934号公报中，公开了注射装置的螺杆背压控制方法和装置。该螺杆背压控制方法的特征在于，将由螺杆的回转进行的成形材料的装入所产生的螺杆的后退移动变换成回转运动，控制其回转力。另外，公开于其中的螺杆背压控制装置具有延长轴、上述螺杆保持构件、螺旋轴、及制动装置；该延长轴一体地连设于螺杆的后端部，而且具有对螺杆施加回转力的齿轮，将轴端可自由回转地连接到螺杆保持构件；该螺杆保持构件可自由进退移动地设置到架设于壳体内的一对支承轴；该螺旋轴将与螺杆保持构件一起移动的螺杆的后退移动变换成回转运动；该制动装置与该螺旋轴的轴部相连而且控制由螺杆保持构件的移动产生的轴部的回转力。即，用于在计量时将由螺杆的绕轴回转进行的成形材料的装入所产生的螺杆的从动后退移动变换成回转运动，限制该回转运动的转矩，其目的在于提供一种不利用液压即可进行螺杆的背压控制的方法和装置。在进行注射的场合，使螺旋轴回转，从而使螺杆保持构件前进。在该实施例中，记载了使用滞后制动器作为制动器的场合。另外，在该实施例中，虽然为在现有技术中的一般的构成，但记载了由齿轮和驱动皮带使螺杆和螺旋轴等的轴与同样也是对该轴施加回转力的旋转马达的伺服马达连接的内容。

为了控制螺杆的成形材料压力，在受到螺杆后退产生的负荷的构件设置测力传感器等成形材料压力检测装置，由从该成形材料压力检测装置输出的信号作为绝对值获得成形材料压力，根据该绝对值，还控制螺杆的轴向移动。

即，从测力传感器输出的电输出信号如上述那样在计量时作为示出背压的绝对值，另外，在注射时作为示出注入压力的绝对值，根据这些绝对值分别进行计量时和注射时的螺杆的轴向压力控制。从载荷输出的电信号一般通过放大器放大，通往用于除去其噪声等的电干扰的低通滤波器等。

背压与注射压力中的充填压力相比为15％以下的程度(一般在1/10以下)，按极小值控制，所以，检测这些压力的电信号易于受到其电干扰的影响。注射压力中的保持压力有时与背压为相同程度。另外，在螺杆的移动位置控制中，与计量时相比，注射时的一方的时间极短，所以，控制响应性受到重视。另外，对于在螺杆产生的背压和注射压力，除去噪声后可有效地用作反馈信号的频带有所不同。

为此，通常低通滤波器的用于除去电干扰的常数因重视注射时的控制响应性而成为较高的频带地设为一定，从该低通滤波器输出的信号的按一定常数除去的频带作为用于控制螺杆的轴向移动的反馈信号取入。

然而，在上述现有技术中的公开于日本特公昭63-25934号公报中的技术中，仅在计量时将背压产生的螺杆的后退移动变换成回转运行，用于变换成该回转运动的螺旋轴的效率差，所以，不能对计量时的螺杆的后退移动产生的背压那样小的力高效率地进行变换，控制的背压产生偏差，存在不能以良好精度控制计量时的背压的问题。

另外，在该技术中，仅是由制动器控制从螺杆的后退移动变换的回转力，只能对计量时的螺杆的位置进行所谓的间接控制，所以，不能提高控制的响应性，存在不能以良好精度控制计量时的背压的问题。

另外，在上述现有技术中，对于将检测发生于螺杆的成形材料压力的测力传感器设于因螺杆的后退产生的负荷的构件的技术，如按一定的常数除去噪声等电干扰作为注射时和计量时的反馈信号取入，则在注入时和计量时输出的电信号的大小、控制响应性、频带不适当，不能将该电信号用作控制注射时和计量时的螺杆的轴向移动所用的有效反馈控制信号。

另外，在该技术中，如上述那样，背压与注射压力相比，一般极小，所以，为了使用测力传感器的低压力检测区域，受到的背压和测力传感器的输出信号的直线性差，难以在良好精度下控制螺杆的背压。

另外，在将永久磁铁用于控制螺杆的轴向移动的伺服马达的驱动的技术中，伺服马达的永久磁铁产生的极齿转矩(コギングトルク)，螺旋轴的转矩不稳定，产生脉动，所以，存在不能以良好精度控制螺杆的轴向移动的问题。特别是在控制成形材料压力中的较小的计量时的背压和注射·充填后保持压力的场合，这样的问题产生的影响变大。

此外，如上述那样，螺杆旋转马达的转子的回转轴朝前方凸出地设置，所以，注射装置在轴向上长大化，需要较大的设置空间而不能实现紧凑化。由于在螺杆旋转马达与螺杆之间设置齿轮和驱动皮带，所以，摩擦声和齿接触声使得运行时的静声性可能产生问题，另外，磨损产生的齿隙的增加等可能使螺杆的回转控制产生误差，难以提高控制性。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种注射模塑成形机的控制方法和注射模塑成形机，在该注射模塑成形机的控制方法和注射模塑成形机中，注射模塑成形机的轴承和滚珠螺杆等不受磨损等的影响，可高精度地检测螺杆受到的成形材料压力，适当地控制螺杆的轴向压力。另外，本发明的目的在于提供一种整体紧凑而且螺杆的回转控制和静声性良好的注射模塑成形机。

本发明第一方面的注射模塑成形机的控制方法的发明为了达到上述目的，注射模塑成形机在加热筒内可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其特征在于：将与螺杆所受到的朝轴向后方的成形材料压力相反方向的预压施加到检测装置和/或螺杆上，由该检测装置检测成形材料压力，根据预压与成形材料压力的差控制螺杆的轴向压力。

本发明第二方面的注射模塑成形机的控制方法的发明为了达到上述目的，注射模塑成形机在加热筒内可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其特征在于：检测出螺杆受到的注射时和计量时朝轴向后方的成形材料压力作为电信号输出，在注射时和计量时切换成不同的常数，除去电信号的电干扰，按照反馈该不同的常数除去了电干扰的电信号地进行控制。

本发明第三方面的注射模塑成形机的发明为了达到上述目的，在加热筒内可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其特征在于：具有检测螺杆的轴向压力的检测装置、将与螺杆受到的成形材料压力相反方向的预压施加到检测装置和/或螺杆的预压施加装置、及根据预压与成形材料压力的差控制螺杆的轴向压力的螺杆轴向压力控制装置。

本发明第四方面的注射模塑成形机的发明为了达到上述目的，在第三方面的发明的基础上还具有这样的特征：使预压施加装置与检测装置不接触。

本发明第五方面的注射模塑成形机的发明为了达到上述目的，在加热筒内可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其特征在于：具有检测螺杆的轴向压力并作为电信号输出的检测装置、和按规定常数除去从检测装置输出的电信号的电干扰的滤波器，使得可在注射时和计量时切换滤波器的除去电干扰的常数。

本发明第六方面的注射模塑成形机的发明为了达到上述目的，设置有使嵌插于加热筒内的螺杆绕其轴回转的螺杆旋转马达、和具有使其朝轴向后方和前方移动的促动器的螺杆移动装置；其特征在于：在加热筒侧配置螺杆移动装置的促动器，将螺杆的后端接合到螺杆旋转马达的回转输出部内。

在本发明第一方面和第三方面的发明中，当进行计量时，在由预压施加装置按与背压相应的规定的力预先将与成形材料压力相反方向的预压施加到检测装置和/或螺杆的状态下，一边由检测装置检测成形材料压力一边进行计量。检测装置虽然仅检测最初的预压，但如计量时在螺杆发生背压时，由该背压抵消预压，所以，由检测装置检测的轴向压力意味着背压与预压的相反的差。计量时，由螺杆轴向压力控制装置直接控制螺杆的背压，使得由检测装置检测到的相对的轴向压力的差成为包含零在内的规定的值。

另一方面，当注射时，在按与注射压力相应的规定的力预先将与成形材料压力相反方向的预压施加到检测装置和/或螺杆的状态下，由检测装置检测成形材料压力，与计量时同样，由螺杆轴向压力控制装置直接控制包含注射时的保持压力在内的注射压力，在该状态下进行注射和充填。

由预压施加装置对检测装置施加预压，根据检测的成形材料压力和施加的预压的相对的差，由螺杆轴向压力控制装置直接控制螺杆的轴向压力，从而不受到检测装置的使用的使用检测装置等的影响地稳定地以良好精度进行成形材料压力的控制。

另外，通过在螺杆预先施加预压，减轻将在轴向上支承螺杆的推力轴承等的负荷，减少由摩擦产生的磨损，所以，可稳定地以良好精度进行成形材料压力的控制。通过在由检测装置检测的轴向压力加上预先施加的预压获得的值可分别求出螺杆的背压和注射压力。

在本发明第二方面的发明中，检测螺杆受到的注射时和计量时的朝轴向后方的成形材料压力作为电信号输出，通过使该电信号通过滤波器而除去电干扰。滤波器的除去电干扰的常数切换成相应于注射时和计量时适当的不同的常数。此后，反馈适当地除去了电干扰的检测信号直接控制螺杆的轴向移动。

本发明第四方面的发明在根据第三方面所述的发明中，通过使预压施加装置与检测装置为非接触，当施加预压时不会受到摩擦产生的影响，可防止装置的寿命因磨损而变短。

在第五方面的发明中，由检测装置检测螺杆受到的注射时和计量时的朝轴向后方的成形材料压力作为电信号输出，该电信号通过滤波器除去其电干扰。通过将滤波器的除去电干扰的常数在注射时和计量时切换成不同的值，可相应于注射时和计量时获得适当的值。此后，反馈适当除去了电干扰的检测信号，直接控制螺杆的轴向移动。

在第六方面的发明中，通过将螺杆移动装置的促动器配置到加热筒侧，使得促动器不与连接螺杆后端的螺杆旋转马达干涉，所以，螺杆旋转马达可采用较大的直径，因此，可在其轴向上紧凑化。另外，通过将螺杆的后端以花键接合到螺杆旋转马达的回转输出部内，可使其在轴向上进一步紧凑化。另外，不使用齿轮和皮带，可直接驱动螺杆回转，所以，可精度良好地控制螺杆的回转，同时，提高静声性。

附图说明

图1为示出适用本发明的注射模塑成形机的注射装置的一个形式的断面图。

图2为示出本发明的注射模塑成形机的控制装置的一实施形式的断面图。

图3为构成本发明的注射成形机的电磁铁的正面图。

图4为示出本发明注射模塑成形机的控制装置的图2之外的实施形式的断面图。

图5为示意地示出本发明注射模塑成形机的控制装置的控制内容的框图。

图6为用于说明由本发明的检测装置检测到的螺杆的轴向压力与施加的预压的关系的图。

图7为示出可在注射时和计量时切换从本发明的检测装置输出的电信号的构成的框图。

具体实施方式

首先，根据图1～图7详细说明本发明的注射模塑成形机的一实施形式。图2和图4放大地示出本发明的注射模塑成形机的不同实施形式。在以下的说明中，相同符号指相同部分或相当部分。

本发明的注射模塑成形机大体上具有预压施加装置2、检测装置3、螺杆轴向压力控制装置4；该预压施加装置2将与螺杆1受到的成形材料压力(图2的箭头A)相反方向的预压(图2的箭头B)施加到检测螺杆1的轴向压力的检测装置3和/或螺杆1；该检测装置3检测螺杆1的轴向压力(图2的箭头A和B)；该螺杆轴向压力控制装置4根据预压B和成形材料压力A的差控制轴向压力；使预压施加装置2与检测装置3不接触。

另外，该实施形式的本发明的注射模塑成形机在上述构成的基础上，还由检测装置3检测产生于螺杆的注射时和计量时的成形材料压力，将其检测结果作为电信号输出，另外，具有滤波器51(参照图5)，该滤波器51按规定常数除去从检测装置3输出的电信号的电干扰；滤波器51的除去电干扰的常数可在注射时和计量时切换。

另外，该实施形式的本发明的注射模塑成形机包括使嵌插到加热筒10内的螺杆1绕其轴回转的螺杆旋转马达12、和使其朝轴向后方和前方移动、具有作为促动器的进退驱动马达17的螺杆移动装置(后述)，使螺杆移动装置的进退驱动马达17与加热筒10侧邻接地配置，将螺杆1的后端21a接合到螺杆旋转马达12的作为回转输出部的转子的内部。

在这里，成形材料压力A包含计量时和注射时由成形材料的反作用朝轴向后方推压螺杆1地作用的背压和注射压力，另外，轴向压力包含成形材料压力A和由本发明施加的预压B。用于它们的“压力”意味着力的大小。

如图1所示，注射模塑成形机的注射装置具有在前端设置了喷嘴11的加热筒10、嵌插到加热筒10内的螺杆1、连接到螺杆1后端使螺杆1绕轴回转的作为回转驱动装置的螺杆旋转马达12、对可朝螺杆1的轴向进退移动地设置的螺杆旋转马达12进行支承的支座13、使该支座13朝螺杆1的轴向进退移动的螺杆轴向压力控制装置4。

该实施形式的螺杆轴向压力控制装置4具有分别设于支座13两端的滚珠螺杆螺母15、滚珠螺杆螺母15分别螺旋接合的一对滚珠螺杆16、使该滚珠螺杆16绕轴回转地进行驱动的进退驱动马达17，兼作螺杆移动装置。进退驱动马达17由可对该回转驱动量进行数值控制的伺服马达构成，不与螺杆旋转马达12进行干涉地邻接着加热筒10进行配置。通过使进退驱动马达17回转，从而使滚珠螺杆16绕轴回转，设置了螺旋接合于滚珠螺杆16的滚珠螺杆螺母15的支座13朝轴向(图1和图2的左右方向)进退移动。随着该轴向的进退移动，支承于支座13的螺杆旋转马达12也移动，后端连接于螺杆旋转马达12的螺杆1可控制其轴向的进退移动。在支座13的前方配置一对挡块18，限制螺杆1朝轴向前方的移动。虽然省略了图示，但进退驱动马达17实际上具有用于检测其回转量的旋转编码器。

如图2所示，螺杆1的后端通过联轴节20不能相对回转地连接螺杆连接器21。在螺杆连接器21的后端形成渐开线花键齿21a。另一方面，螺杆旋转马达12由可对回转驱动进行数值控制的伺服马达构成，安装在设于支座13的马达安装外壳22。在螺杆旋转马达12的作为回转输出部的转子(省略了图示)的内部形成与螺杆连接器21的渐开线花键齿21a啮合的内齿。因此，容许螺杆1对于通过马达安装外壳22安装于支座13上的螺杆旋转马达12朝轴向的相对移动。在螺杆旋转马达12的后端设置用于检测其回转量的回转式编码器23。通过不与螺杆旋转马达12产生干涉地邻接着加热筒10配置进退驱动马达17，螺杆旋转马达12可采用具有较大转矩的大直径而且轴向短的构造，另外，螺杆旋转马达12通过在形成于其转子内的内齿花键啮合形成于螺杆连接器21后端的渐开线花键齿21a，可采用轴向短的构造，所以，可使注射模塑成形机整体的轴向长度变短而紧凑化。另外，由于不如现有技术那样通过齿轮和皮带，而是由螺杆旋转马达12直接驱动螺杆1回转，所以，可精度良好地控制螺杆1的绕轴的回转，抑制运行时产生的声音，提高静声性。而且，螺杆旋转马达12也可为包含减速机构(省略了图示)的构造。在该场合，在成为回转输出部的减速机构的输出轴的内部形成与螺杆连接器21的渐开线花键齿21a啮合的内齿。

在支座13的前方由螺栓26安装凸缘25，在凸缘25设置可回转地支承螺杆连接器21的径向轴承27。另外，在支座13的后方由螺栓28安装作为检测螺杆1的成形材料压力A的检测装置的测力传感器3，在测力传感器3的前方和后方，分别由螺栓31将测力传感器3夹入地安装适配器29和轴承板30。在适配器29的内周设置可回转地对螺杆连接器21进行支承的径向轴承32。另外，在适配器29的前方设置推力轴承33，该推力轴承33用于相对轴向后方支承与受到背压和注射压力的螺杆1连接的螺杆连接器21。另一方面，在轴承板30设置用于承受如后述那样施加的预压的推力轴承34。另外，在凸缘25的径向轴承27的前方和轴承板30的推力轴承33的后方分别设置密封件35。在密封件35、35之间的空间充满润滑油。

施加与螺杆1的成形材料压力A相反方向的预压B的预压施加装置2如图2和图4所示那样，大体由通过安装板40和41安装于马达安装外壳22的电磁铁42和与该电磁铁42相向地安装于螺杆连接器21的可动回转板43构成。如图3所示，电磁铁42绕轴配置多个线圈42a，使邻接的线圈42a的极性N·S相互不同地卷绕线圈42a，其线圈42b为了防止发生的涡流产生的热量和吸引力的下降，通过叠压含硅等的特殊钢板而构成(省略图示)。

可动回转板43在与电磁铁42间存在规定量的间隙G的状态下相向配置，当对电磁铁的各电磁铁42进行励磁时，朝该电磁铁42拉近地作用，在图2所示实施形式的场合，在内周形成阴螺纹43a，该阴螺纹43a与形成于螺杆连接器21的中间部的螺纹部21b螺旋接合，另外，在可动回转板43的后方侧面螺旋接合锁紧螺母45。因此，该实施形式的可动回转板43不会相对螺杆连接器21朝轴向移动地与螺杆连接器21成一体。另外，在可动回转板43的前方与设于轴承板30的推力轴承34之间设置隔筒44。可动回转板43在螺杆旋转马达12的驱动下与螺杆连接器21和隔筒44等一起绕轴回转。隔筒44的轴向长度设定为可保持间隙G的长度，以在使电磁铁42励磁时可朝电磁铁42充分地将可动回转板43拉近，而且，当使螺杆旋转马达12驱动时，可使可动回转板43与螺杆连接器21等一起绕轴回转。

在这样构成的实施形式中，通过使电磁铁42励磁，朝电磁铁42将可动回转板43拉近，通过隔筒44、推力轴承34、及轴承板30对测力传感器3预先施加预压B，同时，朝轴向前方推压与可动回转板43成一体的螺杆连接器21，预先对螺杆1施加与背压或注射压力A相反方向的预压B。预压B的大小通过供给到电磁铁42的电流相应于计量时和注射时的保持压力和注射时的成形材料压力适当地调整。在该实施形式的场合，由于与预压B的施加一起朝前方推压螺杆连接器21，所以，即使驱动螺杆旋转马达12使螺杆1绕轴回转而受到背压或注射压力A时，推力轴承33也不承受由背压形成的朝轴向后方的负荷，所以，推力轴承33的磨损等所决定的寿命变得极长。另外，即使在注射时的注射和充填时，也反抗该注射压力地施加预压B，所以，由推力轴承33的磨损等决定的寿命变得极长。因此，可稳定地以良好精度控制螺杆的轴向压力。

下面，根据图4由另一实施形式说明本发明的注射模塑成形机。与如上述那样构成的实施形式(图2)同样或相当的部分采用相同符号，省略其说明。

在该实施形式中，可动回转板43不与螺杆连接器21成一体，可相对螺杆连接器21朝轴向滑动。因此，在图4所示实施形式中，通过使电磁铁42励磁，相对螺杆连接器21滑动地将可动回转板43朝电磁铁42拉近，通过隔筒44、推力轴承34、及轴承板30对测力传感器3直接地预先施加与螺杆1的背压或注射压力相反方向的预压B。

本发明作为预压施加装置2如上述那样由电磁铁42和由其拉近地作用的可动回转板43构成的场合，在两者42、43间形成间隙G，拉近可动回转板43地作用，施加预压B的电磁铁42与推压用于将预压B传递到测力传感器3的隔筒44的可动回转板43不接触，所以，在测力传感器3施加预压B时没有摩擦，不产生螺杆旋转马达12的转矩损失。然而，本发明不限于该实施例，如可将与螺杆1的成形材料压力A相反方向的预压B施加到测力传感器3和/或螺杆1，则可采用流体压力缸等其它手法。另外，当使用液体压力缸时，可检测流体压力而检测预压。

另外，本发明不限于该实施形式，也可通过21仅对螺杆1施加预压B地构成。在该场合，在测力传感器3作用朝与预压B反抗的方向(即与轴向压力A相同方向)推压的偏移力地构成，该偏移力作用的状态为测力传感器3的原点，由可动回转板43将螺杆连接器21朝轴向前方推压，减少相对测力传感器3的偏移力地施加预压B。

另外，本发明也可不由单一的测力传感器3检测成形材料压力A和预压B双方地构成，虽然图中已省略，但实际可由单独的测力传感器等检测装置检测成形材料压力A和预压B地构成。

在本发明的注射模塑成形机中，如在现有技术中也说明的那样，在计量时螺杆1不朝轴向移动地停止和锁定螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17的状态或施加规定的制动转矩的状态下，驱动螺杆旋转马达12使螺杆连接器21绕轴回转时，在螺杆1由将成形树脂送到加热筒10的前方存储的反作用产生背压A。另外，注射时驱动螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17，在使连接于支座13的螺杆旋转马达12的螺杆1前进移动时，也由注射成形树脂的反作用在螺杆1产生注射压力A。

在本发明的注射模塑成形机中，这些背压和注射压力即成形材料压力A从螺杆1通过螺杆连接器21、推力轴承33、适配器29传递到测力传感器3。表示测力传感器3检测到的成形材料压力A和预先施加的预压B的差的轴向压力的检测结果作为电信号输出。输出的轴向压力的检测信号如图5所示那样，由测力传感器放大器50放大，通过用于除去噪声等的电干扰的滤波器51输出到运算装置52。

在这里，对于测力传感器3检测的计量时的背压和注射时的注射压力，其力的大小差别很大。即，计量时的背压通常在注射时的注射压力的15％以下的值，其检测信号易于受到电干扰的影响。另外，在计量时和注射时，注射时求出螺杆1的轴向移动快的控制响应性。因此，本发明的控制装置如图7所示那样，并列连接滤波器51a和滤波器51b，同时，设置开关51c，该滤波器51a设定了用于在由测力传感器放大器50放大从测力传感器3输出的检测信号后除去注射时的噪声等电干扰的最佳常数，该滤波器51b设定了用于除去计量的噪声等电干扰的最佳常数，该开关51c在注射时和计量时切换两滤波器51a、51b。该开关51c根据来自后述的控制装置53的指令在注射时和计量时自动地进行切换。例如，用于除去注射时的噪声等的滤波器51a的常数可设定在100～500Hz的范围，另外，用于除去计量时的噪声等的滤波器51b的常数可设定在10～50Hz的范围。

如图5所示，通过测力传感器放大器50、滤波器51按适当常数除去了噪声等电干扰后的检测信号被送到运算装置52。在运算装置52中，根据从控制装置53送来的成为基准的注射时和计量时的注射压力和背压的设定的值，将通过预压放大器54供给预压施加装置4的电磁铁42的电流调整为适当的值，控制通过螺杆旋转马达放大器56供给到以规定速度回转地设定的螺杆旋转马达12的电流，并通过马达放大器58控制供给到螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17的供给电流。螺杆旋转马达12的实际回转由回转式编码器23检测，另外，螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17的回转也由图中未示出的旋转编码器同样地检测，作为直接控制对螺杆1的回转和作为螺杆1计量时的轴向压力即背压进行影响的轴向后退位置和移动压力或移动速度等轴向移动的有效控制信号，反馈到螺杆旋转马达放大器56和马达放大器58。

下面，在使用上述装置的场合主要根据图5和图6详细说明本发明的注射模塑成形机的控制方法。

本发明的注射模塑成形机的控制方法大体是将与螺杆1受到的朝与轴向后方的成形材料压力A相反方向的预压B施加到检测螺杆1的轴向压力的检测装置3和/或螺杆1，由该检测装置3检测成形材料压力A，使预压B和成形材料压力A的差成为规定值地控制。

另外，本发明的注射模塑成形机的控制方法检测螺杆1受到的注射时的注射压力和计量时的背压，作为电信号输出，在注射时和计量时切换为不同的常数而除去电信号的电干扰，反馈根据该不同的常数除去了电干扰的电信号而进行控制。

最初，螺杆1结束注射在加热筒10内处于前进极限位置(因此，在滚珠螺杆16螺旋接合滚珠螺杆螺母15的支座13位于螺杆1的左方位置)，螺杆旋转马达12成为停止状态。从该状态，将规定值的电流供给到电磁铁42，使其励磁，拉近可动回转板43，相应于计量时的背压A，相对测力传感器3和/或螺杆连接器21预施加在该实施形式中为与背压A大体相同值的(平衡的)那样的一定的预压B。该预压B由测力传感器3检测。根据供给到电磁铁42的规定值的电流与由测力传感器3检测到的预压的关系，可判断在电磁铁42与可动回转板43之间设定为规定量的间隙G是否产生误差。在间隙G产生误差的场合，可修正供给到电磁铁42的电流值或从测力传感器3输出的电信号。此时，滤波器51输出到计量时设定为最佳常数的滤波器51b地由控制装置53切换开关51c。

在该状态下，当按规定速度驱动螺杆旋转马达12回转时，通过螺杆连接器21使螺杆1绕轴回转，加热筒10内的成形材料被送到前方而开始计量。此时，由将成形材料送到前方的反作用在螺杆1产生背压A，连接螺杆1后端的螺杆连接器21反抗预压B地被推压到其轴向后方。由测力传感器3检测按一定的力施加的预压B与由螺杆旋转马达12的驱动产生的背压A的差。在本发明中，为了使由该测力传感器3检测的轴向压力的值成为零即预压B和背压A平衡，在产生于螺杆1的背压A超过预压B的场合(图6的+VBP)，驱动螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17，使螺杆1的位置积极地朝轴向后退移动，从而使背压A下降，另外，在产生于螺杆1的背压力A低于预压B的场合(图6的-VBP)，驱动螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17，使螺杆1的位置停止于轴向或积极地前进移动，使背压A上升，直接控制螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17的制动、停止、或前进移动的驱动。预压B由于与设定的背压A大体相同或按任意的规定压力施加，所以，由螺杆旋转马达12驱动产生的实际的背压A可容易地由从测力传感器3输出的相对预压B的差(相对值)进行检测。由于不如现有技术那样仅是根据测力传感器3检测的背压A的绝对值，而是根据由测力传感器3检测的实际的背压A与预压B的差直接控制螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17，所以，可不受从测力传感器3输出的电信号的大小、控制响应性、频带的影响地以良好精度稳定地按良好的响应性控制螺杆1的轴向压力。

在本发明中，不如现有技术那样限制由产生的背压A形成的进退驱动马达17的转矩从动地使螺杆1后退移动，而是直接控制由进退驱动马达17产生的轴向压力，所以，当使滚珠螺杆16绕轴回转而控制螺杆1的轴向移动时，消除了进退驱动马达17的极齿转矩导致的脉动，所以，可精度良好地控制螺杆1的轴向移动。

另一方面，当计量结束后从喷嘴1注射和充填存储于加热筒10前方的成形树脂时，停止由螺杆旋转马达12形成的螺杆1的绕轴的回转。对于滤波器51，使得注射时输出到设定为最佳常数的滤波器51a地由控制装置53自动切换开关51c，同时，相对螺杆连接器21和测力传感器3在该实施形式下反抗注射压力A地按任意的规定压力预先施加相反方向的预压B，将与该预压B相应的规定值的电流供给到电磁铁42，拉近可动回转板43地励磁，控制对注射时的注射压力产生影响的螺杆1的轴向的前进移动压力。在该状态下，按规定的转矩使螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17进行回转驱动，按规定压力使得将滚珠螺杆螺母15螺旋接合于滚珠螺杆16的支座13前进地直接控制，则按规定的压力使通过螺杆连接器21连接到支承于支座13的螺杆旋转马达12的螺杆1在加热筒10内前进移动，从喷嘴11按规定的注射压力注射和充填成形材料。此时，在螺杆1受到注射的成形材料的反力产生注射压力A，该注射压力由推力轴承33等支承，但通过预先施加预压B，从而由该预压B与注射压力A的差减轻推力轴承33的轴向负荷地控制，减少推力轴承33等的磨损，所以，可稳定地以良好精度控制成形材料压力。另外，从在此前检测实际的背压A的测力传感器3输出的注射压力A的信号由滤波器51a适当地除去噪声等的电干扰，由较高区域的输出信号按快速的响应性控制螺杆1的注射压力。

另外，在注射过程中，成形材料的注射和充填结束后，当按规定压力保持时，该保持压力一般可能比充填压力低而与计量时的背压为相同程度。在该场合，与计量时的背压控制同样，在将与保持压力相应的预压B施加到测力传感器3的状态下，由螺杆轴向压力控制装置4的进退驱动马达17的驱动使螺杆1朝轴向前进移动地推压，根据测力传感器3检测到的预压B和由保持压力形成的成形材料压力A的差，使该差成为包含零在内的规定的值地直接控制进退驱动马达17。

如以上说明的那样，在本发明中，直接控制计量时和注射时的螺杆的轴向压力，另外，预先施加规定的预压，由与成形材料压力的相对的检测值进行控制，所以，可提高螺杆的移动控制的精度和响应性。产业上利用的可能性

按照第一方面的发明，可提供一种注射模塑成形机的控制方法，该注射模塑成形机的控制方法将与螺杆受到的朝轴向后方的成形材料压力相反方向的预压施加到检测装置和/或螺杆，由该检测装置检测成形材料压力，根据预压与成形材料压力的差控制轴向压力，从而可按良好的精度检测螺杆受到的成形材料压力，可适当地直接控制螺杆的轴向压力。

按照第二方面的发明，可提供一种注射模塑成形机的控制方法，该注射模塑成形机的控制方法检测出螺杆受到的注射时和计量时的朝轴向后方的成形材料压力，作为电信号输出，在注射时和计量时切换成不同的常数，除去电信号的电干扰，反馈按照该不同的常数除去了电干扰的电信号地进行控制，从而可按良好的精度检测螺杆受到的成形材料压力，可相应于注射成形机的工作状态适当地控制螺杆的轴向移动。

按照第三方面的发明，可提供一种注射模塑成形机，该注射模塑成形机在加热筒内可朝绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其中，其控制装置具有检测螺杆的轴向压力的检测装置、将与螺杆受到的成形材料压力相反方向的预压施加到检测装置和/或螺杆的预压施加装置、及使预压与成形材料压力的差成为规定值地控制螺杆的轴向移动的螺杆轴向压力控制装置；这样，为了检测成形材料压力和预压的相对的差，根据该差由螺杆轴向压力控制装置直接控制螺杆的轴向压力，以良好精度检测螺杆受到到的成形材料压力，可适当地控制螺杆的轴向压力。

按照第四方面的发明，可提供一种注射模塑成形机，该注射模塑成形机在权利要求3所述的发明中，通过使预压施加装置与检测装置不接触，从而在施加预压时不受摩擦的影响，可防止因磨损而缩短装置的寿命。

按照第五方面的发明，可提供一种注射模塑成形机，该注射模塑成形机具有检测螺杆的轴向压力作为电信号输出的检测装置和按规定常数除去从检测装置输出的电信号的电干扰的滤波器，通过使得可在注射时和计量时切换滤波器的除去电干扰的常数，可精度良好地检测螺杆受到的成形材料压力，适当地控制螺杆的轴向压力。

按照第六方面的发明，可提供一种注射模塑成形机，该注射模塑成形机设置有使嵌插于加热筒内的螺杆绕其轴回转的螺杆旋转马达和具有使其朝轴向后方和前方移动的促动器的螺杆移动装置；其中，在加热筒侧配置螺杆移动装置的促动器，将螺杆的后端接合到螺杆旋转马达的回转输出部内，从而可使整体紧凑，并且，不使用齿轮和皮带即可直接驱动螺杆回转，所以，螺杆的回转控制性和静声性良好。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种注射模塑成形机的控制方法，设置使嵌插在加热筒内的螺杆绕轴回转的螺杆旋转马达、和使其向轴向后方和前方移动并具有促动器的螺杆移动装置；其特征在于：

通过预压施加装置对应成形材料压力调整与螺杆所受到的朝轴向后方的成形材料压力相反方向的预压，并预先施加到检测装置和/或螺杆上，

由该检测装置检测成形材料压力，

根据由预压施加装置预先施加的预压与由检测装置检测的成形材料压力的差，借助螺杆移动装置控制螺杆的轴向压力。

2.一种注射模塑成形机的控制方法，设置使嵌插在加热筒内的螺杆绕轴回转的螺杆旋转马达、和使其向轴向后方和前方移动并具有促动器的螺杆移动装置；其特征在于：

检测出螺杆受到的注射时和计量时朝轴向后方的成形材料压力作为电信号输出，

在注射时和计量时切换成不同的常数，除去电信号的电干扰，

反馈按照该不同的常数除去了电干扰的电信号，借助螺杆移动装置控制螺杆的轴向压力。

3.一种注射模塑成形机，设置使嵌插在加热筒内的螺杆绕轴回转的螺杆旋转马达、和使其向轴向后方和前方移动并具有促动器的螺杆移动装置；其特征在于，具有：

检测螺杆的轴向压力的检测装置、

可以对应成形材料压力调整与螺杆受到的朝向轴向后方的成形材料压力相反方向的预压，并预先施加到检测装置和/或螺杆上的预压施加装置、

及根据由预压施加装置预先施加的预压与由检测装置检测的成形材料压力的差，借助螺杆移动装置控制螺杆轴向压力的螺杆轴向压力控制装置。

4.根据权利3所述的注射模塑成形机，其特征在于：使预压施加装置与检测装置不接触。

5.一种注射模塑成形机，设置使嵌插在加热筒内的螺杆绕轴回转的螺杆旋转马达、和使其向轴向后方和前方移动并具有促动器的螺杆移动装置；其特征在于：

具有检测螺杆的轴向压力并作为电信号输出的检测装置、和按规定常数除去从检测装置输出的电信号的电干扰的滤波器，

使得可在注射时和计量时切换滤波器的除去电干扰的常数。

6.一种注射模塑成形机，设置有使嵌插于加热筒内的螺杆绕其轴回转的螺杆旋转马达、和具有使其朝轴向后方和前方移动的促动器的螺杆移动装置；其特征在于：

在加热筒侧配置螺杆移动装置的促动器，

将螺杆的后端接合到螺杆旋转马达的回转输出部内。

修改内容：修改了权利要求1，2，3以及权利要求5；其他的权利要求没有修改。

权利要求1和3，明确了所控制的注射模塑成形机的构成，以及预压的内容、施加预压的对象、以及大小(强弱)、施加时间等。

即，本申请中使用的术语“成形材料压力”，包括在计量时以及注射时作用的背压以及注射压力，所述背压和注射压力使螺杆被成形材料的反作用推压到其轴向后方。本申请中的预压，是与螺杆受到的朝向轴向后方的成形材料压力相反方向的力，借助预压施加装置，调整为与大小完全不同的背压以及注射压力对应的大小，在此状态下，于螺杆受到成形材料压力之前，将预压预先施加到检测装置和/或螺杆上。

对比文件(特开平10-286848号公报)中，记载了通过调整螺钉将力施加在推力方向上。但是，对比文件中预压的施加对象为轴承，而且，对比文件并没有公开在注射工序和计量工序中，使预压变化的构成。进而，对比文件中记载了“而且，由于调整螺钉24与压力检测体22螺纹结合，螺杆4即使在无负载的状态下也可以向压力检测体22施加若干的预压，所以，在压力检测控制系统中进行偏心调整，就可以容易的进行补正”等(所述公报第4栏第34行-同一栏的第39行)。而本发明中，为了控制螺杆的轴向压力，检测与成形材料压力的差，无须对成形材料压力进行偏心调整。

如上所述，本发明中使用的“预压”具有与对比文件中的预压完全不同的含义。

Claims (6)

1.一种注射模塑成形机的控制方法，在加热筒内可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其特征在于：

将与螺杆所受到的朝轴向后方的成形材料压力相反方向的预压施加到检测装置和/或螺杆上，

由该检测装置检测成形材料压力，

根据预压与成形材料压力的差控制螺杆的轴向压力。

2.一种注射模塑成形机的控制方法，在加热筒内可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其特征在于：

检测出螺杆受到的注射时和计量时朝轴向后方的成形材料压力作为电信号输出，

在注射时和计量时切换成不同的常数，除去电信号的电干扰，

反馈按照该不同的常数除去了电干扰的电信号地进行控制。

3.一种注射模塑成形机，在加热筒内可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其特征在于：

具有检测螺杆的轴向压力的检测装置、

将与螺杆受到的成形材料压力相反方向的预压施加到检测装置和/或螺杆上的预压施加装置、

及根据预压与成形材料压力的差控制螺杆轴向压力的螺杆轴向压力控制装置。

4.根据权利3所述的注射模塑成形机，其特征在于：使预压施加装置与检测装置不接触。

5.一种注射模塑成形机，在加热筒内可绕轴回转和朝轴向移动地嵌插螺杆；其特征在于：

具有检测螺杆的轴向压力并作为电信号输出的检测装置、和按规定常数除去从检测装置输出的电信号的电干扰的滤波器，

使得可在注射时和计量时切换滤波器的除去电干扰的常数。

6.一种注射模塑成形机，设置有使嵌插于加热筒内的螺杆绕其轴回转的螺杆旋转马达、和具有使其朝轴向后方和前方移动的促动器的螺杆移动装置；其特征在于：

在加热筒侧配置螺杆移动装置的促动器，

将螺杆的后端接合到螺杆旋转马达的回转输出部内。

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