CN1863663A - 注塑成型机及注塑成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够防止射出特性低下、能够提高成型品质量的注塑成型机和注塑成型方法。具有：缸部件；进退自由地被设置在该缸部件内的射出部件；设置在上述缸部件外周的多个加热器；设置在上述缸部件的轴向上的多个地方、检测缸部件的温度的温度检测器；记录了表示上述缸部件各位置的最佳温度范围的目标温度分布范围的记录装置(31)；调整上述各加热器的设定温度以使上述温度检测器检测到的温度处于目标温度分布范围内的控制部。此时，由于调整各加热器的设定温度以使检测到的温度处于目标温度分布范围内，因此能够使缸部件内的成型材料为最佳状态。

Description

注塑成型机及注塑成型方法

技术领域

本发明涉及注塑成型机及注塑成型方法。

背景技术

以往，在注塑成型机中，以高压射出在加热缸中被加热熔融的树脂并将其填充到模具装置的型腔空间内，在该型腔空间内冷却并固化，由此获得成型品。

上述注塑成型机具有模具装置、合模装置和射出装置，上述合模装置具备固定台板和可动台板，用合模用驱动部使可动台板进退，通过这样进行模具装置的闭模、合模和开模。

另外，上述射出装置具备加热树脂使其熔化的加热缸以及射出熔融树脂的射出喷嘴，螺杆旋转自由并且进退自由地设置在上述加热缸内。并且，该螺杆由设置在后端的驱动装置驱动前进，通过这样从射出喷嘴中射出树脂，通过上述驱动装置使该螺杆旋转进行树脂的计量，熔融的树脂储存在螺杆头的前方。

但是，上述螺杆上形成有在计量工序中提供从料斗落下的树脂的供给部、压缩提供的树脂并使其融化的压缩部、以及逐个定量地计量熔融树脂的计量部。并且，在压缩部中，上述螺杆本体、即螺杆本体的外径越往前越大，螺杆与加热缸之间的间隙越往前越窄，使树脂被压缩(参照例如专利文献1)。

并且，在加热缸的外周和射出喷嘴的外周设置有多个加热器，而且在加热缸的预定地方设置多个温度传感器，由上述各温度传感器检测加热缸的温度。并且，根据检测到的温度分别给各加热器通电，控制上述加热缸的预定位置上的温度，将加热缸中各位置的树脂控制在不同的温度。

另外，由于上述加热缸被设置在提供树脂的供给口的液冷缸冷却，温度不会过高，因此在上述供给口设定温度最低，随着从供给口往前，设定稳定变高，在预定地方的前方设定温度为一定。

专利文献1：日本特开平11-227019号公报

但是，在上述现有技术的注塑成型机中，当改变通过计量储存在螺杆头前方的树脂的量、即计量值时，每进行一次计量时使树脂熔化所需的热量改变。并且，当想要改变成型循环的周期时，各加热器每单位时间提供给树脂的热量也改变了。

此时，由于难以使上述供给口附近的设定温度为适当的值，因此树脂的熔融状态产生不一致，作用于螺杆的负荷变化，使射出特性低下或使成型品的质量低下。

发明内容

本发明就是为了解决上述现有技术的注塑成型机的问题，目的是要提供一种能够防止射出特性低下、能够提高成型品的质量的注塑成型机和注塑成型方法。

为此，在本发明的注塑成型机中，具有：(a)缸部件；(b)射出部件，进退自由地被设置在该缸部件内；(c)多个加热器，设置在上述缸部件外周；(d)温度检测部，设置在上述缸部件的轴向上的多个地方，用于检测温度；(e)记录装置，记录了表示上述缸部件各位置的最佳温度范围的目标温度分布范围；以及(f)控制部，调整上述各加热器的设定温度，以使由上述温度检测部检测到的温度处于上述目标温度分布范围内。

发明的效果

如果采用本发明，注塑成型机具有：(a)缸部件；(b)射出部件，进退自由地设置在该缸部件内；(c)多个加热器，设置在上述缸部件外周；(d)温度检测部，设置在上述缸部件的轴向上的多个地方，用于检测温度；(e)记录装置，记录了表示上述缸部件各位置的最佳温度范围的目标温度分布范围；以及(f)控制部，调整上述各加热器的设定温度，以使由上述温度检测部检测到的温度处于上述目标温度分布范围内。

此时，由于调整各加热器的设定温度使检测到的温度处于目标温度分布范围内，因此能够使提供给成型材料的热量处于合适的范围内，能够使缸部件内的成型材料为最合适的状态。因此，能够防止成型材料的熔融状态产生偏差，能够使作用于射出部件的负荷一定，因此能够防止射出特性低下。结果能够提高成型品的质量。

附图说明

图1是表示本发明实施形态中的注塑成型机的控制电路的框图。

图2是本发明实施形态中的射出装置的概念图。

图3是表示本发明实施形态中的射出装置的温度特性的图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的实施形态。

图1为表示本发明实施形态中的注塑成型机的控制电路的框图，图2为本发明实施形态中的射出装置的概念图，图3为表示本发明实施形态中的射出装置的温度特性的图。另外，在图3中，横轴表示位置，纵轴表示温度。

图中，11为作为缸部件的加热缸，12为旋转自由并且进退(沿图2的左右方向移动)自由地设置在该加热缸11内的作为射出部件的螺杆，13为安装在上述加热缸11前端(图2中的左端)的射出喷嘴，14为该射出喷嘴13上形成的喷嘴口，15为形成在上述加热缸11后端(图2中右端)附近的预定位置上、提供作为成型材料的图中没有示出的树脂的供给口，16为收容上述树脂的料斗。在上述加热缸11的外周沿轴向相邻地设置有多个加热器h1～h5，在射出喷嘴13的外周设置加热器h6，通过分别给这些加热器h1～h6通电，能够加热上述树脂，使其熔化。

另外，在加热缸11的轴向的预定多个地方、在本实施形态中为在各加热器h1和h2之间、加热器h2和h3之间、加热器h3和h4之间、加热器h4和h5之间、以及加热器h6的后端附近设置有作为第1温度检测部和加热器温度检测部的加热温度传感器s1～s5，并且，在上述供给口15侧的预定区域内设置的多个加热器、本实施形态中为2个加热器h4、h5上，设置作为第2温度检测部和成型材料温度传感器的树脂温度传感器s6、s7。

并且，上述加热温度传感器s1～s5检测加热缸11和射出喷嘴13中的加热器h1～h6附近的温度，上述树脂温度传感器s6、s7检测加热缸11内的上述供给口15侧的树脂的温度，将检测到的各温度输送给控制部20。该控制部20的图中没有示出的温度控制处理单元进行温度控制处理，根据检测到的温度使上述加热器h1～h6通电，将树脂的温度控制在设定的温度。

另外，当上述供给口15上加热缸11的温度比树脂的熔点高时，提供给供给部a的树脂立即熔化，不能够顺利地进行计量。因此，在上述供给口15设置作为冷却装置的图中没有示出的液冷缸，该液冷缸利用作为冷却媒体的冷却液冷却上述加热缸11，防止树脂立即熔化。

此时，如图3的线T1所示的那样，上述供给口15(图3中的线T1的左端部分)的设定温度最低，从供给口15往前(图2中的左方)设定温度逐渐升高，在预定位置的前方设定温度为一定值。

并且，在上述螺杆12的后端设置有由作为计量用驱动部的计量用电动机和作为射出用驱动部的射出用电动机等构成的驱动装置18。

上述螺杆12具备刮板(flight)部21和安装在该刮板部21前端的图中没有示出的螺杆头。并且，上述刮板部21具备螺杆本体的外周面上形成的螺旋状的刮板23，沿该刮板23形成有螺旋状槽24。

并且，在螺杆12上从后(图2的右方)向前依次形成有提供从料斗16落下的树脂的上述供给部a、压缩供给的树脂同时使其熔化的压缩部b、以及逐个定量地计量熔化的树脂的计量部c。上述槽24底部、即螺杆本体的外径在供给部a比较小，在压缩部b从后往前外径逐渐增大，在计量部c外径比较大。另外，图2中的L1表示上述螺杆本体的外周面。

因此，加热缸11的内周面与螺杆本体的外周面之间的间隙在上述供给部a比较大，在压缩部b从后往前逐渐变小，在计量部c比较小。

在计量工序中，当驱动上述计量用电动机使上述螺杆12向正方向旋转时，料斗16内的树脂通过供给口15提供给供给部a，在槽24内前进(向图2中的左方向移动)。伴随于此，螺杆12后退(向图2的右方向移动)，树脂储存到螺杆头前方。另外，上述槽24内的树脂在上述供给部a为颗粒状形状，在压缩部b为半熔融状态，在计量部c完全熔化成为液状。

在射出工序中，当驱动上述射出用电动机使上述螺杆12前进时，储存在螺杆头前方的树脂从射出喷嘴13射出，填充到进行了闭模的图中没有示出的模具装置内的型腔空间中。此时，为了使储存在螺杆头前方的树脂不会逆流，在螺杆头周围设置有图中没有示出的由止逆环和密封环构成的逆流防止装置。

但是，当改变计量值时，每进行一次计量熔化树脂所需要的热量就变动。并且，当想要改变成型的周期时，各加热器h1～h6每单位时间内提供给树脂的热量就改变。

即，当增大计量值时，熔化树脂所必需的热量多，当缩短成型周期时，提供给树脂的热量就变少，结果，树脂的实际温度如用线T2表示的那样比设定的温度低。例如，每成型重量为100g的成型品，当成形周期从10s变化为8s时，加热器h1～h6提供给树脂的热量减少约20％。

而减小计量值时，熔化树脂所需要的热量减少，当延长成型周期时，提供给树脂的热量增多，结果树脂的实际温度如用线T3表示的那样比设定温度高了。

这样一来，如果改变计量值或改变成型周期，则难以使树脂的温度为适当的值。结果，螺杆12上作用的负荷变化，射出特性低下，成型品的质量低下。

因此，在加热缸11的与开始计量工序时的上述螺杆12的供给部a相对应的部分，除了设置有给上述加热器h4、h5通电的加热温度传感器s3、s4外，还在加热缸11的轴向上设置上述树脂温度传感器s6、S7，用上述加热温度传感器s3、s4检测加热缸11的加热器h4、h5附近的温度，用树脂温度传感器s6、s7检测加热缸11内树脂的温度，将检测到的温度输送给控制部20。另外，为了能够检测树脂的温度，上述树脂温度传感器s6、s7设置在加热缸11内靠近内周面的地方。

并且，根据过去的数据计算表示加热缸11各位置上树脂的最佳温度范围的基准温度分布曲线，根据该基准温度分布曲线计算表示加热缸11各位置上最佳温度范围的目标温度分布范围。该目标温度分布范围包括加热缸11的轴向各位置以及各位置上的温度范围的上限温度和下限温度，根据过去的数据预先计算，记录到记录装置31中。另外，上述目标温度分布范围可以通过操作设定器32改变。

此时，由于加热器h1～h6产生的热传递给树脂的时间延长，伴随响应特性低的热移动，因此难以进行精确的反馈控制。因此用上限温度和下限温度设定上述目标温度分布范围，使温度范围较宽。因此，能够容易地改变目标温度分布范围。

并且，上述控制部20的图中没有示出的温度设定处理单元进行温度设定处理，读入上述加热温度传感器s1～s5和树脂温度传感器s6、s7检测到的温度、即检测温度，并且从记录装置31中读出各位置上的上限温度和下限温度，判断上述检测温度是否处于上述目标温度分布范围内。并且，在检测温度未处于上述目标温度分布范围内的情况下，上述温度设定处理单元调整上述液冷缸中冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度。

例如，由于随着用于成型的树脂、加热缸11等的改变，树脂的实际温度改变，因此上述温度设定处理单元调整上述冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度，使检测温度处于目标温度分布范围内。

并且，当随着用于成型的树脂、加热缸11等的改变，操作者操作设定器32来改变计量程序，改变背压等时，计量工序时螺杆12的旋转速度改变，结果树脂的熔融状态改变。因此，即使改变计量程序，如果树脂的实际温度变化，则上述温度设定处理单元调整上述冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度，使检测温度处于目标温度分布范围内。

并且，在随着成型条件的设定，操作者操作设定器32改变成型周期的情况下，上述温度设定处理单元将检测温度与变更前的成型条件中的基准温度分布曲线进行比较，根据比较结果调整上述冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度。

这样一来，由于调整上述冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度，使检测温度处于目标温度分布范围内，因此能够使加热缸11内的树脂为最佳状态。因此，能够防止树脂的熔融状态产生偏差，能够使螺杆12上作用的负荷一定，所以能够防止射出特性低下。结果能够提高成型品的质量。

并且，由于除加热温度传感器s1～s5外还设置了树脂温度传感器s6、s7，因此能够由该树脂温度传感器s6、s7检测树脂的实际温度，能够迅速地把握温度的变化。即，如果计量值变大，或者成型周期变短的话，则需要的热量就变多；如果计量值变小，或者成型周期变长的话，则需要的热量就变少，熔化树脂实际需要的热量尤其在供给口15附近变化很大，但由于用树脂温度传感器s6、s7检测树脂的实际温度，因此能够迅速地把握温度的变化。因此，能够可靠地调整冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度。

但是，由于加热温度传感器s3、s4的响应特性比树脂温度传感器s6、s7低，因此当树脂的实际温度变化时，不能迅速地把握温度的变化。因此，每次调整加热器h4、h5的设定温度时，主要使用树脂温度传感器s6、s7检测到的温度。

即，当树脂温度传感器s6、s7的检测温度超出目标温度分布范围时，上述温度设定处理单元计算检测温度与设定温度之差，参照记录装置31的热量表读入使上述温度差为0所需要的热量，通过这样计算。接着，上述温度设定处理单元参照记录装置31的设定温度读入与上述热量相对应的设定温度，调整加热器h4、h5的设定温度。

另外，虽然在本实施形态中根据检测温度与设定温度的温度差计算热量，与该热量相对应调整设定温度，但也可以根据上述温度差进行反馈控制，调整设定温度。

但是，加热缸11内树脂的实际温度随螺杆12的旋转、进退等产生的剪切热而变化。因此，可以设置螺杆位置传感器s8作为位置检测部，根据该螺杆位置传感器s8检测到的螺杆12的位置来判断计量值是否改变。此时，如果上述螺杆位置传感器s8检测螺杆12的位置并输送给控制部20，则该控制部20的图中没有示出的成型条件判断处理单元进行成型条件的判断处理，读入螺杆12的位置，根据该位置判断计量值是否变化。并且，当计量值变化时，上述温度设定处理单元比较检测温度与变更前的成型条件中的基准温度分布曲线，根据比较结果调整上述冷却液的设定温度及各加热器h1～h6的设定温度。

并且，虽然上述热量可以根据加热缸11的热容量、比热等计算，但如前所述，加热缸11内树脂的实际温度随螺杆12的旋转、进退等产生的剪切热而变化。而且上述热量随上述液冷缸的外径、内径、轴向长度、材质等、或者外部气温的变动条件而变动。因此，考虑各变动条件作成上述热量表。另外，也可以不参照热量表读入热量而根据预定的计算公式计算热量。

虽然在本实施形态中将树脂温度传感器s6、s7设置在供给口15的附近，但也可以设置在加热缸11的中间部或者前端部。

另外，在加热缸11的中间部或者前端部，树脂受加热器h1～h5的热量而温度变得足够高，当改变计量值或者改变成型周期时，即使改变从外部提供给树脂的热量，树脂的温度也不容易变化。因此，在将树脂温度传感器设置到中间部或者前端部，检测中间部或前端部的树脂的实际温度时，不能够充分并且迅速地把握温度的变化。因此，优选像本实施形态这样在供给口15附近设置树脂温度传感器s6、s7。

并且，在即使用上述温度设定处理单元调整冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度也不能使树脂的实际温度处于目标温度分布范围内的情况下，上述控制部20的图中没有示出的异常检测处理单元进行异常检测处理，发出警告或者延长成型周期。并且，即使在计算的热量超出了调整加热器h4、h5的设定温度的范围的情况下，上述异常检测处理单元也进行异常检测处理。

虽然在本实施形态中用温度设定处理单元调整冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度，但也可以是操作者操作设定器32来调整冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度。

并且，虽然在本实施形态中温度设定处理单元同时调整冷却液的设定温度和各加热器h1～h6的设定温度，但也可以仅调整各加热器h1～h6的设定温度。

另外，本发明并不局限于上述实施形态，可以根据本发明的宗旨作种种变形，它们并不排除在本发明的范围之外。

产业上的可利用性

本发明可以用于注塑成型机。

Claims (8)

1.一种注塑成型机，其特征在于，具有：

(a)缸部件；

(b)射出部件，进退自由地被设置在该缸部件内；

(c)多个加热器，设置在上述缸部件外周；

(d)温度检测部，设置在上述缸部件的轴向上的多个地方，用于检测温度；

(e)记录装置，记录了表示上述缸部件各位置的最佳温度范围的目标温度分布范围；以及

(f)控制部，调整上述各加热器的设定温度，以使由上述温度检测部检测到的温度处于上述目标温度分布范围内。

2.如权利要求1所述的注塑成型机，其特征在于，

(a)具有冷却装置，该冷却装置被设置在上述缸部件的提供成型材料的供给口，用于冷却缸部件；并且，

(b)上述控制部调整上述冷却装置的冷却媒体的设定温度，以使由上述温度检测部检测到的温度处于目标温度分布范围内。

3.如权利要求1或2所述的注塑成型机，其特征在于，上述温度检测部由设置在上述各加热器附近的多个加热温度传感器、和设置在上述缸部件的提供成型材料的供给口一侧的成型材料温度传感器构成。

4.如权利要求1～3中任一项所述的注塑成型机，其特征在于，上述控制部主要根据由上述成型材料温度传感器检测到的温度来调整各加热器的设定温度。

5.如权利要求4所述的注塑成型机，其特征在于，上述控制部根据由上述成型材料温度传感器检测到的温度与被记录在上述记录装置中的目标温度分布范围内的各目标温度之差来计算需要的热量，对应于计算的热量来调整上述各加热器的设定温度。

6.一种注塑成型方法，其特征在于，

(a)通过被设置在缸部件的轴向上的多个地方的温度检测部来检测缸部件的温度；

(b)从记录装置中读出表示上述缸部件各位置的最佳温度范围的目标温度分布范围；

(c)调整设置在上述缸部件外周的多个加热器的设定温度，以使上述温度检测部检测到的温度处于上述目标温度分布范围内。

7.如权利要求6所述的注塑成型方法，其特征在于，上述缸部件的温度通过设置在上述各加热器附近的多个加热温度传感器、和设置在上述缸部件的提供成型材料的供给口一侧的成型材料温度传感器来检测。

8.如权利要求7所述的注塑成型方法，其特征在于，上述各加热器的设定温度主要根据由上述成型材料温度传感器检测到的温度来进行调整。

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