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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzsteuervorrichtung
und ein Einspritzsteuerverfahren.
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Die
Priorität der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2008-224159 , eingereicht am 1. September 2008,
wird beansprucht, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme
enthalten ist.
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Beschreibung der verwandten
Technik
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In
der Vergangenheit wurde in einer Formmaschine, wie beispielsweise
einer Spritzgussmaschine, ein Formprodukt in einer solchen Art und Weise
erhalten, dass ein Formmaterial, das innerhalb eines Erwärmungszylinders
erwärmt und geschmolzen wurde, in einem Hochdruckzustand
eingespritzt wurde, um in einen Hohlraum einer Formvorrichtung gefüllt
zu werden und wurde innerhalb des Hohlraums gekühlt und
ausgehärtet.
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Aus
diesem Grund umfasst eine Spritzgussmaschine eine Formklemm- bzw.
Formschließvorrichtung, eine Einspritzvorrichtung und eine
Formvorrichtung. Die Formschließvorrichtung umfasst eine feststehende
Platte und eine bewegbare Platte. Wenn die bewegbare Platte durch
einen Formschließzylinder hin und her bewegt wird, wird
ein Formschließvorgang, ein Formklemmvorgang und ein Formöffnungsvorgang
der Formvorrichtung ausgeführt.
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Unterdessen
umfasst eine Einspritzvorrichtung den Erwärmungszylinder,
eine Einspritzdüse, die an dem Vorderende des Erwärmungszylinders angeordnet
ist, eine Schraube bzw. Schnecke, die innerhalb des Erwärmungszylinders
angeordnet ist, um drehbar und in einer hin und hergehenden Art
und Weise bewegbar zu sein, und Ähnliches. In einem Dosierungsprozess
wird, wenn ein Dosierungsmotor, der mit dem hinteren Ende der Schnecke
verbunden ist, angetrieben wird um die Schnecke zu drehen, ein Harz,
das von einer Zuführvorrichtung geliefert wird, innerhalb
des Erwärmungszylinders vorgeschoben, erwärmt
und geschmolzen und wird dann vor einem Schneckenkopf gesammelt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Schnecke zurückgezogen. Nachfolgend
wird in einem Einspritzprozess, wenn ein Einspritzmotor, der mit
dem hinteren Ende der Schnecke verbunden ist, angetrieben wird um
die Schnecke vorzuschieben, das vor dem Schneckenkopf gesammelte
Harz von der Einspritzdüse eingespritzt, um in den Hohlraum
gefüllt zu werden.
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Aus
diesem Grund ist eine Einspritzvorrichtung bekannt, die eine Geschwindigkeitssteuerung zum
Steuern einer Geschwindigkeit ausführt, d. h. einer Einspritzgeschwindigkeit
mit der die Schnecke vorgeschoben wird, um das Harz während
des Einspritzprozesses einzuspritzen, einen Druck detektiert, d.
h. einen Forminnendruck des Harzes, das in den Hohlraum gefüllt
wird, einen Druckhalteprozesses beginnt, wenn der Forminnendruck
einem vorbestimmten Wert entspricht, und eine Geschwindigkeitssteuerung
auf eine Drucksteuerung umschaltet, um den Forminnendruck zu steuern
(siehe beispielsweise
JP-A-2008-126533 ).
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In
der Einspritzvorrichtung kann die Schnecke jedoch beim Beginn des
Druckhalteprozesses zurückgezogen werden.
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1 ist
ein Diagramm, das einen Betrieb einer bekannten Spritzgussmaschine
darstellt.
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In
der Zeichnung bezeichnet das Zeichen Vs' eine Einspritzgeschwindigkeit.
Wenn der Einspritzprozess zu einem Zeitpunkt t11 beginnt, wird die Schnecke
mit einer Einspritzgeschwindigkeit Vs' vorgeschoben, und der Druckhalteprozess
beginnt zu einem Zeitpunkt t12. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn eine
Kraft des Harzes, die gegen die Schnecke drückt, größer
als eine Kraft der Schnecke ist, die gegen das Harz drückt,
die Schnecke zurückgezogen und die Einspritzgeschwindigkeit
Vs' besitzt einen negativen Wert. Infolgedessen tritt aufgrund des Rückgangs
des Forminnendrucks eine Schrumpfen bzw. eine Einfallstelle im Formprodukt
auf, was die Qualität des Formprodukts verschlechtert.
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Aus
diesem Grund wird der Haltedruck auf einen ausreichend großen
Wert beim Beginn des Druckhalteprozesses eingestellt, um zu verhindern, dass
die Schnecke zurückgezogen wird.
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In
der bekannten Einspritzvorrichtung ist es jedoch schwierig, wenn
der Haltedruck auf einen hohen Wert eingestellt wird, den Forminnendruck
auf einem geeigneten Wert zu halten. Wenn der Forminnendruck größer
als ein geeigneter Wert wird, tritt eine Gratbildung oder Wölbung
in dem Formprodukt auf, was die Qualität des Formprodukts
verschlechtert. Insbesondere in dem Fall, wo das Formprodukt dünn
oder klein ist, wird die Qualität des Formprodukts beträchtlich
verschlechtert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten
Probleme zu lösen und ein Ziel der Erfindung ist es, eine
Einspritzsteuervorrichtung vorzusehen, die imstande ist, einen Forminnendruck
auf einem geeigneten Wert zu halten, wenn ein Formmaterialfüllvorgang
endet, und die Qualität eines Formprodukts zu verbessern,
sowie eine Einspritzsteuerverfahren dafür.
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Aus
diesem Grund ist gemäß einem Aspekt der Erfindung
eine Einspritzsteuervorrichtung vorgesehen, die Folgendes umfasst:
ein Einspritzglied, welches innerhalb eines Zylinderglieds angeordnet ist,
um drehbar und in hin und her bewegbarer Art und Weise bewegbar
zu sein; einen Einspritzantriebsteil, welcher das Einspritzglied
vorschiebt; und eine Steuereinheit, welche den Einspritzantriebsteil steuert,
um eine Geschwindigkeitssteuerung des Einspritzglieds auszuführen,
das von einer Einspritzstartposition zu einer Geschwindigkeitssteuerendposition
vorgeschoben wird.
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Darüber
hinaus führt die Steuereinheit, unter der Annahme, dass
ein Volumen eines Formmaterials, das durch das Einspritzglied während
einer Zeit vorgeschoben und eingespritzt wird, wenn das Einspritzglied
von der Einspritzstartposition zu der Geschwindigkeitssteuerendposition
vorgeschoben wird, als eine Vorschub-Einspritz-Betrag Ws bezeichnet wird
und ein Volumen des Formmaterials, das in den Hohlraum von einem
Einlass einer Formvorrichtung vorgeschoben wird, wenn das Einspritzglied
bei der Geschwindigkeitssteuerendposition ankommt, als ein Volumen
Wm1 bezeichnet wird, eine Steuerung aus, so dass der Vorschub-Einspritz-Betrag
Ws größer als das Volumen Wm1 ist.
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Gemäß der
Erfindung umfasst die Einspritzsteuervorrichtung das Einspritzglied,
welches innerhalb des Zylinderglieds angeordnet ist, um drehbar und
in einer hin und her bewegbaren Art und Weise bewegbar zu sein;
den Einspritzantriebsteil, der das Einspritzglied vorschiebt; und
die Steuereinheit, welche den Einspritzantriebsteil steuert, um
eine Geschwindigkeitssteuerung des Einspritzglieds auszuführen,
welches von der Einspritzstartposition zu der Geschwindigkeitssteuerendposition
vorgeschoben wird.
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Darüber
hinaus führt die Steuereinheit, unter der Annahme, dass
ein Volumen eines Formmaterials, das durch das Einspritzglied während
einer Zeit vorgeschoben und eingespritzt wird, wenn das Einspritzglied
von der Einspritzstartposition zu der Geschwindigkeitssteuerendposition
vorgeschoben wird, als eine Vorschub-Einspritz-Betrag Ws bezeichnet wird
und ein Volumen des Formmaterials, das in den Hohlraum von einem
Einlass einer Formvorrichtung vorgeschoben wird, wenn das Einspritzglied
bei der Geschwindigkeitssteuerendposition ankommt, als ein Volumen
Wm1 bezeichnet wird, eine Steuerung aus, so dass der Vorschub-Einspritz-Betrag
Ws größer als das Volumen Wm1 ist.
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In
diesem Fall, da das Einspritzglied bei der Geschwindigkeitssteuerendposition
anhält, bevor das Formmaterial vollständig in
den Hohlraum gefüllt ist, ist es möglich, einen
Forminnendruck auf einem geeigneten Wert zu halten, und zu verhindern,
dass ein Grat oder eine Wölbung in dem Formprodukt auftreten.
Demgemäß ist es möglich, die Qualität
des Formprodukts zu verbessern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm, das den Betrieb einer bekannten Spritzgussmaschine
darstellt.
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2 ist
ein konzeptionelles Diagramm, das eine Einspritzvorrichtung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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3 ist
ein konzeptionelles Diagramm, das einen Harzfüllzustand
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Steuerblockdiagramm, das eine Steuereinheit gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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5 ist
ein Diagramm, das einen Betrieb einer Spritzgussmaschine gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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6 ist
ein Steuerblockdiagramm, das die Steuereinheit gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im
Detail mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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2 ist
ein konzeptionelles Diagramm, das eine Einspritzvorrichtung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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In
der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Einspritzvorrichtung.
Das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Erwärmungszylinder,
der ein Zylinderglied ist. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet
eine Schnecke, welche ein Einspritzglied ist, das innerhalb des
Erwärmungszylinders 11 angeordnet ist, um drehbar
und in hin und her bewegbarer Art und Weise bewegbar zu sein. Das
Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Einspritzdüse,
welche an dem Vorderende des Erwärmungszylinders 11 angeordnet ist.
Das Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Düsenteil,
welche in der Einspritzdüse 13 gebildet ist. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet
eine Zuführvorrichtung, die auf einem Harzlieferanschluss
angemacht ist, der in der Nähe des hinteren Endes des Erwärmungszylinders 11 gebildet
ist, und die ein Harz als ein Formmaterial unterbringt und dann
das Harz an das Innere des Erwärmungszylinders 11 liefert.
Die Schnecke 12 umfasst einen Schneckenkopf 27,
der an dem Vorderende von dieser gebildet ist.
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Eine
Erwärmungsvorrichtung (nicht gezeigt) ist in dem Außenumfang
des Erwärmungszylinders 11 angeordnet, um das
Harz durch den Erwärmungszylinder 11 zu erwärmen.
Ein Temperatursensor (nicht gezeigt) als ein Harztemperaturdetektor
ist an einer vorbestimmten Position (in dem Ausführungsbeispiel
dem Vorderende, der Mitte und dem hinteren Ende) des Erwärmungszylinders 11 angeordnet,
um eine Temperatur des Harzes durch Detektieren einer Temperatur
des Erwärmungszylinders 11 zu detektieren.
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Im Übrigen
ist das hintere Ende des Erwärmungszylinders 11 an
einer vorderen Einspritzhalterung 31 als einem ersten feststehenden
Tragglied angebracht, und eine hintere Einspritzhalterung 32 als ein
zweites feststehendes Tragglied ist so angeordnet, dass sie von
der vorderen Einspritzhalterung 31 mit einem bestimmten
Abstand entfernt ist. Eine Gleitschiene bzw. Führungssäule 33 ist
zwischen der vorderen Einspritzhalterung 31 und der hinteren
Einspritzhalterung 32 vorgesehen, und eine Druckplatte 34 als
ein bewegbares Tragglied ist angeordnet, um in einer hin und her
bewegbaren Art und Weise entlang der Führungssäule 33 bewegbar
zu sein. Darüber hinaus sind die vordere Einspritzhalterung 31 und die
hintere Einspritzhalterung 32 auf einer Gleitbasis (nicht
gezeigt) durch einen Bolzen (nicht gezeigt) befestigt.
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Zusätzlich
ist das hintere Ende der Schnecke 12 mit einer Antriebswelle 35 als
eine Leistungsübertragungswelle verbunden, und die Antriebswelle 35 ist
durch die Lager 36 und 37 drehbar an der Druckplatte
gelagert bzw. getragen. Ein Dosierungsmotor 41 als ein
Dosierungsantriebsteil einschließlich eines elektrischen
Servomotors ist an der Druckplatte 34 angebracht, und ein
erster Drehübertragungsteil einschließlich der
Riemenscheiben 42 und 43 und eines Zeitsteuerriemens 44 als
einem Drehübertragungskörper ist zwischen dem
Dosierungsmotor 41 und der Antriebswelle 35 angeordnet.
Wenn der Dosierungsmotor 41 angetrieben wird, ist es möglich,
die Schnecke 12 in einer normalen Richtung oder einer umgekehrten
Richtung zu drehen. Zusätzlich wird in dem Ausführungsbeispiel
der Dosierungsmotor 41 als der Dosierungsantriebsteil verwendet,
aber ein hydraulischer Motor könnte anstelle des Dosierungsmotors 41 verwendet
werden.
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Zusätzlich
sind eine Kugelumlaufspindel 47 einschließlich
einer Kugelumlaufspindelwelle 45 und einer Kugelmutter 46,
die in Schraubenverbindung miteinander stehen, auf der Rückseite
der Druckplatte 34 angeordnet, und die Kugelumlaufspindel 47 bildet
einen Bewegungsrichtungsumwandlungsteil, der eine Drehbewegung der
Kugelumlaufspindelwelle 45 in eine lineare Bewegung der
Kugelmutter 46 umwandelt. Die Kugelumlaufspindelwelle 45 bildet
eine erste Umwandlungskomponente und die Kugelmutter 46 bildet
eine zweite Umwandlungskomponente.
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Darüber
hinaus ist die Kugelumlaufspindelwelle 45 drehbar an der
hinteren Einspritzhalterung 32 getragen bzw. gelagert,
und zwar durch ein Lager 48, und die Kugelmutter 46 ist
an der Druckplatte 34 durch eine Platte 51 und
eine Kraftmesszelle 52 als einem Druckdetektionsteil befestigt.
Mittels der Kraftmesszelle 52 ist es möglich,
einen Druck zu detektieren, d. h. einen Harzdruck des Harzes innerhalb
des Erwärmungszylinders 11, und einer Kraft, d.
h. einer Einspritzkraft, welche von der Schnecke 12 auf
das Harz angewendet wird.
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Zusätzlich
ist ein Einspritzmotor 53 als ein Einspritzantriebsteil,
der einen elektrischen Servomotor umfasst, an der hinteren Einspritzhalterung 32 angebracht,
und ein zweiter Drehübertragungsteil, der Riemenscheiben 54 und 55 und
einen Zeitsteuerriemen 56 als einen Drehübertragungskörper
umfasst, ist zwischen dem Einspritzmotor 53 und der Kugelumlaufspindelwelle 45 angeordnet.
Wenn der Einspritzmotor 53 angetrieben wird, um die Kugelumlaufspindelwelle 45 zu
drehen, werden die Kugelmutter 46 und die Druckplatte 34 hin
und her bewegt, und folglich bewegt sich die Schnecke 12 hin
und her (bewegt sich in horizontaler Richtung in der Zeichnung). Zusätzlich
wird in dem Ausführungsbeispiel der Einspritzmotor 53 als
Einspritzantriebsteil verwendet, aber ein hydraulischer Einspritzzylinder
könnte anstelle des Einspritzmotors 53 verwendet
werden.
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In
der Einspritzvorrichtung 10 mit dem oben erwähnten
Aufbau steuert eine Steuereinheit 71 den Dosierungsmotor 41,
den Einspritzmotor 53 und Ähnliches in Übereinstimmung
mit den Inhalten, die durch eine Eingabeeinheit 72 eingestellt
wurden. Zusätzlich ist ein Codierer 61 als eine
erster Magnetpolpositionsdetektionsteil angeordnet, um eine Magnetpolposition θm
des Dosierungsmotors 41 zu detektieren, und ein Codierer 62 als
ein zweiter Magnetpolpositionsdetektionsteil ist angeordnet, um
eine Magnetpolposition θi des Einspritzmotors 53 zu
detektieren, wobei die Magnetpolpositionen θm und θi
an die Steuereinheit 71 übertragen werden. Ferner
bilden ein Erwärmungszylinder 11, die Schnecke 12,
der Einspritzmotor 53, die Steuereinheit 71 und Ähnliches
eine Einspritzsteuervorrichtung.
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In
einem Dosierungsprozess führt ein Dosierungsprozessmittel
(Dosierungsprozessteil) (nicht gezeigt) der Steuereinheit 71 den
Dosierungsprozess aus. Wenn der Dosierungsmotor 41 angetrieben wird,
um die Schnecke 12 in einer normalen Richtung zu drehen,
wird ein pelletförmiges Harz innerhalb der Zuführvorrichtung 16 in
den Erwärmungszylinder 11 vorgeschoben und bewegt
sich in einer Nut vorwärts (bewegt sich nach links in der
Zeichnung). Nachfolgend wird das Harz durch die Erwärmungsvorrichtung
geschmolzen und wird vor (auf der linken Seite in der Zeichnung)
dem Schneckenkopf 27 gesammelt. Nachfolgend zieht sich
die Schnecke 12 zurück (bewegt sich in der Zeichnung
nach rechts).
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Nachfolgend
wird in einem Einspritzprozess, wenn die Schnecke 12 vorgeschoben
wird, das vor dem Schneckenkopf 27 gesammelte Harz von
der Einspritzdüse 13 eingespritzt, um in einen
Hohlraum (nicht gezeigt) einer Formvorrichtung 80 gefüllt
zu werden.
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Im Übrigen
wird in dem Einspritzprozess eine Geschwindigkeitssteuerung ausgeführt,
um eine Einspritzgeschwindigkeit zu steuern. Zu diesem Zeitpunkt
wird ein Forminnendruck innerhalb des Hohlraums detektiert. Wenn
ein Druckhalteprozess beginnt, wenn der Forminnendruck einem vorbestimmten
Wert entspricht, kann die Schnecke 12 beim Beginn des Druckhalteprozesses
zurückgezogen werden. Wenn die Schnecke 12 zurückgezogen
wird, nimmt der Forminnendruck ab, und eine Schrumpfung bzw. Einfallstelle
tritt in dem Formprodukt auf, was die Qualität des Formprodukts
verschlechtert.
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Im
Gegensatz dazu, wenn der Haltedruck auf einen zu großen
Wert bei Beginn des Druckhalteprozesses eingestellt ist, ist es
möglich zu verhindern, dass der Forminnendruck abnimmt.
Es ist jedoch schwierig, den Forminnendruck auf einem geeigneten
Wert zu halten. Wenn der Forminnendruck größer als
ein geeigneter Wert wird, tritt ebenfalls eine Gratbildung oder
Wölbung in dem Formprodukt auf, was die Qualität
des Formprodukts verschlechtert.
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Daher
nimmt in den Ausführungsbeispiel die Einspritzgeschwindigkeit
gemäß einem vorbestimmten Verlangsamungsmuster
zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor dem Beginn des Druckhalteprozesses ab
und die Schnecke 12 hält an einer vorbestimmten Geschwindigkeitssteuerungsendposition
an. Demgemäß zieht sich die Schnecke 12 nicht
bei Beginn des Druckhalteprozesses zurück und der Forminnendruck
wird auf einen geeigneten Wert eingestellt.
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3 ist
ein konzeptionelles Diagramm, das einen Harzfüllzustand
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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In
den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 die Einspritzvorrichtung,
das Bezugszeichen 11 bezeichnet den Erwärmungszylinder,
das Bezugszeichen 12 bezeichnet die Schnecke, das Bezugszeichen 13 bezeichnet
die Einspritzdüse, das Bezugszeichen 80 bezeichnet
die Formvorrichtung, das Bezugszeichen 81 bezeichnet einen
Harzdurchlassteil für einen Eingusskanal bzw. Anguss, einen Anspritzkanal,
eine Angussöffnung und Ähnliches, und das Zeichen
C bezeichnet den Hohlraum.
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Wie
in 4(a) gezeigt, wird unter der Annahme,
dass eine Rückzugsbegrenzungsposition der Schnecke 12 auf
eine Einspritzstartposition Qa eingestellt wird, wenn eine Schnecke 12 beginnt
sich zu der Einspritzstartposition vorzuschieben, ein Harz Rn vorgeschoben
und durch den Erwärmungszylinder eingeführt, um
von der Einspritzdüse 13 eingespritzt zu werden.
Nachfolgend wird das Harz Rn in die Formvorrichtung 80 vorgeschoben
und geht durch einen Harzdurchlassteil 81 hindurch, um
in den Hohlraum C gefüllt zu werden. In diesem Fall, da
der Querschnittbereich der Einspritzdüse 13 und
des Harzdurchlassteils 81 kleiner als der des Erwärmungszylinders 11 ist,
geht das Harz Rn innerhalb des Erwärmungszylinders in einen
komprimierten Zustand über und wird von der Einspritzdüse 13 eingespritzt,
um durch den Harzdurchlassteil hindurchzugehen. Wenn das Harz Rn
in den Hohlraum C vorgeschoben wird, expandiert das Harz Rn nachfolgend
und bewegt sich in den Hohlraum C. Darüber hinaus kann
als Position der Schnecke 12 ein beliebiger Teil der Schnecke 12 verwendet
werden, aber in dem Ausführungsbeispiel wird das Vorderende
der Schnecke 12 verwendet.
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Nachfolgend
hält die Schnecke 12 an. Nachfolgend, wenn eine
Kraft mit der das Harz Rn gegen die Schnecke 12 drückt,
größer als eine Kraft mit der die Schnecke 12 gegen
das Harz Rn bei Beginn des Druckhalteprozesses drückt,
zieht sich die Schnecke 12 zurück und die Einspritzgeschwindigkeit
besitzt einen negativen Wert. Infolgedessen, wenn der Forminnendruck
abnimmt und nicht auf einem geeigneten Wert gehalten wird, tritt
eine Einfallstelle in dem Formprodukt auf, was die Qualität
des Formprodukts verschlechtert. Im Gegensatz dazu kann der Haltedruck
auf einen ausreichend großen Wert beim Beginn des Druckhalteprozesses
gehalten werden, aber wenn der Haltedruck auf einen großen
Wert eingestellt wird, ist es schwierig, den Forminnendruck auf
einem geeigneten Wert zu halten. Wenn der Forminnendruck größer
als eine geeigneter Wert wird, tritt ebenfalls eine Gratbildung
oder Einfallstellenbildung in dem Formprodukt auf, was die Qualität
des Formprodukts verschlechtert.
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Daher
wird in dem Ausführungsbeispiel, wie in 4(b) gezeigt,
die Position der Schnecke 12 beibehalten, bis das Vorderende
des Harzes Rn innerhalb des Hohlraums C am innersten Teil des Hohlraums
C ankommt.
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Aus
diesem Grund wird eine Geschwindigkeitssteuerungsendposition Qe
der Schnecke 12 eingestellt und die Schnecke 12 hält
bei der Geschwindigkeitssteuerungsendposition Qe an. Wenn die Position
der Schnecke 12 beibehalten wird, wird darüber
hinaus das komprimierte Harz Rn innerhalb des Erwärmungszylin ders 11 und Ähnlichem
kontinuierlich in den Hohlraum C gefüllt, und zwar durch
die Einspritzdüse 13 und den Harzdurchlassteil 81 durch die
Expansion des Harzes. Nachfolgend kommt, wie in 4(c) gezeigt,
das Vorderende des Harzes Rn an dem innersten Teil des Hohlraums
C an. Demgemäß ist es möglich, das Harz
Rn vollständig in den Hohlraum C zu füllen. D.
h. es ist möglich, einen Harzfüllvorgang auszuführen,
in dem das Harz vollständig in den Hohlraum C gefüllt
wird. Wenn der Harzdruck dem Forminnendruck entspricht, hält
darüber hinaus der Vorgang des Füllens des Harzes
Rn innerhalb des Erwärmungszylinders 11 in den
Hohlraum C durch die Einspritzdüse 13 und den
Harzdurchlassteil 81 an.
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Wenn
die Schnecke 12 an der Geschwindigkeitssteuerendposition
Qe ankommt, wird darüber hinaus die Position der Schnecke 12 beibehalten.
Zu diesem Zeitpunkt wird während des Positionshaltevorgangs
eine Vorwärts-/Rückwärtsgeschwindigkeit der
Schnecke 12 begrenzt.
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Im Übrigen
wird die Schnecke 12 innerhalb des Erwärmungszylinders 11 um
einen Schneckenhub Ls während eines Zeitraums vorgeschoben,
in dem die Schnecke 12 den Vorschub von der Einspritzstartposition
Qa aus beginnt und bei der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe beendet. Während des Vorschubs der Schnecke 12, drückt
die Schnecke 12 das Harz Rn in den Erwärmungszylinder 11,
um vorwärts bewegt zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird,
unter der Annahme dass ein volumen des Harzes Rn, das durch die
Schnecke 12 vorwärts gedrückt und eingeführt
wird als ein Vorschub-Einspritz-Betrag Ws bezeichnet wird, und ein Volumen
des Harzes Rn, das in den Harzdurchlassteil 81 und den
Hohlraum C von einem Einlass (in dem Ausführungsbeispiel
ein Einlass eines Angussteils, der nicht in den Zeichnungen dargestellt
ist) der Formvorrichtung 80 vor der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe als Wm1 bezeichnet wird, die Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe so eingestellt, dass der Vorschub-Einspritz-Betrag Ws größer
als das Volumen Wm1 ist. Im Detail wird die Geschwindigkeitssteuerung
so ausgeführt, dass ein Füllverhältnis
des Harzes Rn in Bezug auf den Hohlraum C weniger als 100 (%) ist.
Zusätzlich wird die Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe in einer solchen Art und Weise eingestellt, dass ein Bediener die
Steuereinheit 71 betätigt. Hier wird der Vorschub-Einspritz-Betrag Ws
eingestellt, so dass er im Wesentlichen einem Volumen Wt des Bereichs
von dem Einlass der Formvorrichtung 80 zu dem Harzdurchlassteil 81 und
dem Hohlraum C entspricht, und zwar unter der Berücksichtigung
der Kontraktion durch das Kühlen des Harzes Rn.
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Zusätzlich
wird, nachdem die Schnecke 12 an der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe ankommt, die Position der Schnecke 12 aufrechterhalten.
Demgemäß nimmt ein Volumen Wm2 des Harzes Rn,
welches in den Harzdurchlassteil 81 und den Hohlraum C
von dem Einlass der Formvorrichtung 80 vorgeschoben wird,
um diesen vollständig zu füllen, aufgrund einer
Expansion zu. Auf diese Weise entspricht der Vorschub-Einspritz-Betrag
Ws im Wesentlichen dem Volumen Wm2. D. h. das Füllverhältnis
des Harzes Rn in Bezug auf den Hohlraum C entspricht 100 (%).
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Nachfolgend
beginnt der Druckhalteprozess, so dass ein gleichförmiger
Druck auf das in den Hohlraum C gefüllte Harz ausgeübt
wird.
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Demgemäß ist
es möglich, zuzulassen, dass der Forminnendruck, nachdem
das Harz vollständig in den Hohlraum C gefüllt
ist, dem Harzdruck entspricht (einem an den Nullpunkt angepassten
Druck), und zwar bei Beginn des Einspritzprozesses.
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Infolgedessen,
wenn ein Druckhaltesteuerabschnitt (nicht gezeigt) der Steuereinheit 71 den Druckhalteprozess
beginnt, nachdem das Harz vollständig in den Hohlraum C
gefüllt ist, zieht sich die Schnecke 12 beim Beginn
des Druckhalteprozesses nicht zurück. Da es möglich
ist zu verhindern, dass der Forminnendruck abnimmt und zu verhindern, dass
eine Einfallsteile in dem Formprodukt auftritt, ist es darüber
hinaus möglich, die Qualität des Formprodukts
zu verbessern.
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Da
es nicht notwendig ist, den Haltedruck auf einen großen
Wert bei Beginn des Druckhalteprozesses einzustellen, ist es darüber
hinaus möglich, den Forminnendruck auf einem geeigneten
Wert zu halten. Demgemäß ist es möglich
zu verhindern, dass eine Gratbildung oder eine Wölbung
in dem Formprodukt auftritt und auf diese Weise wird die Qualität
des Formprodukts verbessert. Ferner wird, nachdem der Druckhalteprozess
beginnt, eine Drucksteuerung auf der Basis des durch die Kraftmesszelle 52 detektierten
Harzdrucks ausgeführt.
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In
dem Ausführungsbeispiel wird ein Kaltkanalverteiler bzw.
Kaltangusssystem als ein Angusssystem hinsichtlich des Harzdurchlassteils 81 erläutert,
aus dem heraus das Formprodukt extrahiert wird. In dem Fall der
Verwendung eines Heißaugusssystems verbleibt das Harz Rn
jedoch in dem Angusssystem des Harzdurchlassteils 81. In
diesem Fall ist eine Trennebene bzw. Trennfläche der Formvorrichtung 80 in
dem Einlass der Formvorrichtung 80 in dem Ausführungsbeispiel
gebildet.
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Im Übrigen
ist es notwendig, um die Schnecke 12 an der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe anzuhalten, die Verlangsamung der Schnecke 12 an einer
vorbestimmten Position hinter der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe zu beginnen. Daher wird in dem Ausführungsbeispiel ein Verlangsamungsmuster
für die Verlangsamung der Schnecke 12 eingestellt.
Um die Schnecke 12 an der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe hochpräzise bei der Verlangsamung der Schnecke 12 gemäß dem
Verlangsamungsmuster anzuhalten, wird eine Verlangsamungsstartposition
Qs eingestellt. Zusätzlich wird die Verlangsamungsstartposition
Qs durch die Berechnung der Steuereinheit 71 eingestellt.
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Als
nächstes wird der Betrieb der Steuereinheit 71 beschrieben.
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4 ist
ein Steuerblockdiagramm, welche die Steuereinheit gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. 5 ist
ein Diagramm, das den Betrieb der Spritzgussmaschine gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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In
den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 64 einen Geschwindigkeitserzeugungsabschnitt,
welcher die Magnetpolposition θi, die von dem Codierer 62 übertragen
wird (siehe 2), abliest und eine tatsächliche
Einspritzgeschwindigkeit als eine tatsächliche Einspritzgeschwindigkeit
Vr auf der Basis einer Verände rungsrate der Magnetpolposition θi
berechnet, und das Bezugszeichen 65 bezeichnet einen Positionserzeugungsabschnitt,
welche die Magnetpolposition θi abliest und eine tatsächliche
Position als eine tatsächliche Position Qr der Schnecke 12 berechnet.
In diesem Fall werden ein Geschwindigkeitsindex und ein Positionsindex durch
die Magnetpolposition θi erhalten.
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Wenn
der Einspritzprozess zum Zeitpunkt t11 beginnt, wird in dem Ausführungsbeispiel
die Schnecke 12 mit einer Einspritzgeschwindigkeit Vs vorgeschoben,
die vorher durch den Bediener durch die Einstelleinheit 72 (2)
eingestellt wurde. D. h. wenn der Bediener die Einspritzgeschwindigkeit
Vs durch die Einstelleinheit 72 einstellt, überträgt
die Einstelleinheit 72 die Einspritzgeschwindigkeit Vs
an die Steuereinheit 71. In der Steuereinheit 71 wird
die Einspritzgeschwindigkeit Vs an einen Subtrahierer 67 als
einem Abweichungsberechnungsabschnitt übertragen, und zwar
durch einen Schalter SW als einem Einspritzgeschwindigkeitsumschaltabschnitt. Nachfolgend
liest der Subtrahierer 67 die tatsächliche Einspritzgeschwindigkeit
Vr von dem Geschwindigkeitserzeugungsabschnitt 64 ab, berechnet
eine Abweichung ΔV zwischen der tatsächlichen
Einspritzgeschwindigkeit Vr und der Einspritzgeschwindigkeit Vs
und überträgt dann die Abweichung ΔV
an den Geschwindigkeitssteuerungsberechnungsabschnitt 68.
Nachfolgend erzeugt der Geschwindigkeitssteuerungsberechnungsabschnitt 68 einen
Strombefehlswert i auf der Basis der Abweichung ΔV.
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Demgemäß werden
die Ströme Iu, Iv und Iw, die durch den Strombefehlswert
i erzeugt werden, an den Einspritzmotor 53 geliefert, und
der Einspritzmotor 53 wird angetrieben, um die Schnecke 12 mit
der Einspritzgeschwindigkeit Vs vorzuschieben. In Übereinstimmung
mit dem Vorschub der Schnecke 12 steigt der Harzdruck P
innerhalb des Erwärmungszylinders 11 graduell
an. In diesem Fall dient der Subtrahierer 67 als ein Einspritzsteuerabschnitt.
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Wenn
die Schnecke 12 an der Verlangsamungsstartposition Qs zum
Zeitpunkt t2 ankommt, wird im Übrigen die Schnecke 12 verlangsamt,
und zwar in Übereinstimmung mit einem Verlangsamungsmuster
Vp.
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Aus
diesem Grund wird ein Erzeugungsabschnitt 66 für
ein Verlangsamungsmuster vorgesehen. Der Erzeugungsabschnitt 66 für
das Verlangsamungsmuster liest die Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe ab, die durch den Bediener durch die Einstelleinheit 72 eingestellt
wurde und hält die Schnecke 12 an der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe an. Der Erzeugungsabschnitt 66 für ein Verlangsamungsmuster
erzeugt das Verlangsamungsmuster Vp, so dass die Position der Schnecke 12 beibehalten
wird, d. h. die Einspritzgeschwindigkeit entspricht 0 bei der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe. Ferner wird das Verlangsamungsmuster Vp unter Berücksichtigung
des Typs des Harzes Rn, der Dicke des Formprodukts, und Ähnlichem
eingestellt, so dass der Harzdruck P innerhalb des Erwärmungszylinders 11 auf
einem konstanten Wert während einer Zeit gehalten wird,
wenn die Schraube 12 verlangsamt wird.
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Ferner
wird das Verlangsamungsmuster Vp durch jede Position Qx der Schnecke 12 zwischen der
Verlangsamungsstartposition Qs und der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe, sowie eine Einspritzgeschwindigkeit V(Qx) für jede
Position Qx ausgedrückt. Die Einspritzgeschwindigkeit V(Qx) wird
so eingestellt, dass sie eine vorbestimmte Form verfolgt (eine lineare
Form in 5) und zwar unter Verwendung
einer vorbestimmten Funktion.
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Ferner
bezeichnet ein Bezugszeichen 69 einen Ankunftsbestimmungsabschnitt
der Verlangsamungsstartposition, welcher bestimmt, ob die Schnecke 12 an
der Verlangsamungsstartposition Qs ankommt. Der Ankunftsbestimmungsabschnitt 69 der Verlangsamungsstartposition
liest die Verlangsamungsstartposition Qs des Beschleunigungsmusters Vp
von dem Verlangsamungsmustererzeugungsabschnitt 66 ab,
sowie die tatsächliche Position Qr von dem Positionserzeugungsabschnitt 65,
um zu bestimmen, ob die Schnecke 12 bei der Verlangsamungsstartposition
Qs während einer Zeit ankommt, wenn sich die Schnecke 12 mit
der Einspritzgeschwindigkeit Vs vorwärts bewegt.
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Wenn
die Schnecke 12 an der Verlangsamungsstartposition Qs zum
Zeitpunkt t2 ankommt, führt nachfolgend der Ankunftsbestimmungsabschnitt 69 der
Verlangsamungsstartposition einen Schaltvorgang des Schalters SW
aus. Infolgedessen wird die Einspritzgeschwindigkeit V(Qx) des Verlangsamungsmusters
Vp, welches durch den Verlangsamungsmustererzeugungsabschnitt 66 erzeugt
wird, an den Subtrahierer 67 durch den Schalter SW übertragen.
Der Subtrahierer 67 liest die Einspritzgeschwindigkeit
V(Qx) ab, die mit der tatsächlichen Position Qr übereinstimmt,
berechnet die Abweichung ΔV zwischen der tatsächlichen
Einspritzgeschwindigkeit Vr und der Einspritzgeschwindigkeit V(Qx)
und überträgt dann die Abweichung ΔV
an den Geschwindigkeitssteuerungsberechnungsabschnitt 68.
Der Geschwindigkeitssteuerungsberechnungsabschnitt 68 erzeugt
den Strombefehlswert i auf der Basis der Abweichung ΔV.
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Zusätzlich
liest in dem Ausführungsbeispiel der Subtrahierer 67 das
durch den Verlangsamungsmustererzeugungsabschnitt 66 erzeugte
Verlangsamungsmuster Vp ab, aber das Verlangsamungsmuster Vp kann
aus der Speichervorrichtung ausgelesen werden, nachdem das Verlangsamungsmuster
Vp, welches durch den Verlangsamungsmustererzeugungsabschnitt 66 erzeugt
wurde, zuvor in der Speichervorrichtung (nicht gezeigt) gespeichert
wurde.
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Demgemäß werden
die Ströme Iu, Iv und Iw, die auf der Basis des Strombefehlswerts
i erzeugt werden, an den Einspritzmotor 53 geliefert und
der Einspritzmotor 53 wird angetrieben, um die Schnecke 12 mit
der Einspritzgeschwindigkeit V(Qx) vorzuschieben. Dann wird die
Schnecke 12 in Übereinstimmung mit dem Verlangsamungsmuster
Vp verlangsamt und hält beim Erreichen der Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe zu einem Zeitpunkt t3 an. In diesem Fall dient der Substrahierer 67 als
ein Verlangsamungssteuerabschnitt.
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Zusätzlich
wird der Harzdruck P innerhalb des Erwärmungszylinders 11 auf
einem konstanten Wert während einer Zeit gehalten, in der
die Schnecke 12 zu einem Zeitpunkt t2 beginnt verlangsamt
zu werden und einem Zeitpunkt t3, zu dem die Schnecke 12 bei
der Geschwindigkeitssteuerungsendposition Qe ankommt.
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In ähnlicher
Weise wird, wenn die Schnecke 12 anhält, wie oben
beschrieben das komprimierte Harz Rn innerhalb des Erwärmungszylinders 11 kontinuierlich
in den Hohlraum C durch die Einspritzdüse 13 und
den Harzdurchlassteil 81 gefüllt. Wenn das Vorderende
des Harzes Rn an dem innersten Teil des Hohlraums C ankommt, so
dass das Harz Rn vollständig in den Hohlraum C gefüllt
ist, hält der Vorgang des Füllens des Harzes Rn
in den Hohlraum C zu einem Zeitpunkt t4 an. Während des
Vorgangs nimmt der Harzdruck P graduell ab und entspricht zu einem
Zeitpunkt t4 null.
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Zusätzlich
liest ein Verarbeitungsabschnitt der Harzfüllendebestimmung
(nicht gezeigt) der Steuereinheit 71 den durch die Kraftmesszelle 52 detektierten
Harzdruck P ab und bestimmt, ob der Harzdruck P einem vorbestimmten
Wert (in dem Ausführungsbeispiel null) entspricht, um zu
bestimmen, ob der Harzfüllvorgang endet. Wenn der Harzfüllvorgang
endet, startet der Druckhaltesteuerabschnitt dann den Druckhalteprozess.
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In
dem Fall, wo die Dicke des Formprodukts groß ist, wie dies
durch die gestrichelte Linie in 3 gezeigt
ist, beginnt die Schnecke 12 zusätzlich den Einspritzvorgang
zu einem Zeitpunkt t1 früher als ein Zeitpunkt t1 und bewegt
sich mit einer Einspritzgeschwindigkeit Vs', die der Einspritzgeschwindigkeit Vs
entspricht, vorwärts. Dann beginnt die Schnecke 12 beim
Zeitpunkt t2' früher als ein Zeitpunkt t2 die Verlangsamung
und wird behutsam gemäß einem Verlangsamungsmuster
Vp' verlangsamt, das eine Veränderungsrate besitzt, die
kleiner als die des Verlangsamungsmusters Vp ist. Demgemäß werden
in dem Fall, wo die Dicke des Formprodukts groß ist, eine
Einspritzstartposition Qa' und eine Verlangsamungsstartposition
Qs' jeweils auf Positionen hinter der Einspritzstartposition Qa
und der Verlangsamungsendposition Qs eingestellt.
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In ähnlicher
Weise ist es in dem Ausführungsbeispiel möglich,
da die Schnecke 12 bei der Geschwindigkeitssteuerendposition
Qe anhält, bevor das Harz Rn vollständig in den
Hohlraum C gefüllt ist, den Forminnendruck auf einem geeigneten
Wert zu halten und auf diese Weise das Auftreten einer Gratbildung
oder einer Einfallstellenbildung in dem Formprodukt zu verhindern.
Demgemäß ist es möglich, die Qualität
des Formprodukts zu verbessern.
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Da
es möglich ist, die Geschwindigkeitssteuerendposition Qe
der Schnecke 12 direkt durch die Einstelleinheit 72 einzustellen,
ist es darüber hinaus möglich, die Geschwindigkeitssteuerendposition
Qe der Schnecke 12 exakt einzustellen. Demgemäß,
da es möglich ist, hochpräzise den Betrag Wm einzustellen,
mit dem das Harz Rn von dem Einlass der Formvorrichtung 80 vorwärts
in den Hohlraum C bewegt wird, ist es möglich, den Füllbetrag
(Dosiervolumen) des Harzes Rn exakt zu lenken. Infolgedessen ist
es möglich, die Qualität des Formprodukts zu garantieren.
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Als
nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in dem die Verlangsamungsstartposition Qs der Schnecke 12 direkt
durch die Einstelleinheit 72 eingestellt wird, beschrieben.
Darüber hinaus werden die gleichen Bezugszeichen den Elementen
gegeben, die den gleichen Aufbau aufweisen wie diejenigen des ersten
Ausführungsbeispiels und der Vorteil dieser ist hierin
enthalten.
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6 ist
ein Steuerblockdiagramm, das die Steuereinheit gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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In
diesem Fall, da der Bediener die Verlangsamungsstartposition Qs
anstelle der Geschwindigkeitssteuerungsendposition Qe durch die
Einstelleinheit 72 (2) einstellt,
stellt der Verlangsamungsmustererzeugungsabschnitt 66 das
Verlangsamungsmuster Vp unter Berücksichtigung der Dicke des
Formprodukts, des Typs des Harzes Rn und Ähnlichem ein,
so dass der Harzdruck P auf einem konstanten Wert während
einer Zeit gehalten wird, in der die Schnecke 12 als das
Einspritzglied auf der Basis der Verlangsamungsstartposition Qs
verlangsamt wird. Dann wird in dem Verlangsamungsmuster Vp ein Punkt,
wo die Einspritzgeschwindigkeit null entspricht, auf die Geschwindigkeitssteuerungsendposition
Qe eingestellt.
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Ferner
liest ein Bestimmungsabschnitt 69 der Verlangsamungsstartpositionsankunft
die Verlangsamungsstartposition Qs, die durch den Bediener eingestellt
wird, von der Einstelleinheit 72 ab, sowie die tatsächliche
Position Qr von dem Positionserzeugungsabschnitt 65 und
bestimmt, ob die Schnecke 12 an der Verlangsa mungsstartposition
Qs während einer Zeit ankommt, in der sich die Schnecke 12 mit
der Einspritzgeschwindigkeit Vs vorwärts bewegt.
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Da
es in dem Ausführungsbeispiel möglich ist, in ähnlicher
Weise direkt die Verlangsamungsstartposition Qs der Schnecke 12 durch
die Einstelleinheit 72 einzustellen, ist es möglich,
die Verlangsamungsstartposition Qs der Schnecke 12 exakt
einzustellen. Demgemäß ist es möglich,
eine Kraft der Schnecke 12, mit der sie während
einer Zeit gegen das Harz drückt, wenn die Schnecke 12 mit
der Verlangsamung beginnt und anhält, exakt zu lenken.
Infolgedessen ist es möglich, den Forminnendruck zu stabilisieren.
Insbesondere ist es, wie durch die gestrichelten Linien in 3 dargestellt,
möglich, die Verlangsamungsstartposition Qs so einzustellen, dass
sie mit einem Anstieg des Harzdruckes übereinstimmt.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Verlangsamungsmuster
Vp durch den Verlangsamungsmustererzeugungsabschnitt 66 unter
Berücksichtigung der Dicke des Formprodukts, des Typs des
Harzes Rn und Ähnlichem eingestellt, aber ein vorbestimmtes
Verlangsamungsmuster kann durch den Verlangsamungsmustererzeugungsabschnitt 66 in
einer solchen Art und Weise erzeugt werden, dass der Bediener die
Einstelleinheit 72 betätigt. In diesem Fall wird
das erzeugte Verlangsamungsmuster in der Speichervorrichtung gespeichert.
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Ferner
wird in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der
Harzdruck P durch die Kraftmesszelle 52 detektiert, aber
dieser kann durch einen Drucksensor detektiert werden, der in der
Nähe der Einspritzdüse 13 innerhalb des
Erwärmungszylinders 11 angeordnet ist.
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Ferner
ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weisen auf der
Basis des Konzepts der Erfindung modifiziert werden. Diese Modifikationen
sind darüber hinaus im Rahmen der Erfindung enthalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-224159 [0002]
- - JP 2008-126533 A [0006]