TW412473B - Motor-driven mold clamping device - Google Patents

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41增3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7五、發明说明（ί ) 發明背景 發明範圍 本發明是關於一種用於電動射出成型機器之電動模具夾 具。 電動射出成型機器已漸漸取代油壓或機器，且在最近幾 年已更加爲人所用。其理由在於，與油壓射出成型機器 相比時，它們的構造簡單，因爲不需要油壓泵、油壓管 和閥。此外，用於動力來源的伺服馬達允許更容易控制 電動射出成型機器。伺服馬達大部分用於射出裝置和模 具夾具。 相關技藝說明 在模具夾具中，通常使用一肘節系統。肘節系統使用 一肘節機構，以使伺服馬達產生的力加倍，其然後藉由 一肘節連桿傳送到模具。所述型式的模具夾具正在改變 和修正》—改良的模具夾具之例揭示於日本專利公告 3,56654(56654/1991)號。所揭示的模具夾具應用至一射 出成型機器，其利用一出伺服馬達驅動的肘節機構以移 動一用於夾緊模具的可移動壓盤。肘節機構具有一與可 移動壓盤關聯的交叉頭。模具夾具包括一交叉頭位置偵 測器，用於偵測交叉頭在肘節機構中的位匱。更特別地， 交叉頭具有一衝程，用於模具夾緊操作之單一循環。衝 程分割爲複數區域。模具夾具亦包括一區域決定單元| 用於決定在收到一來自交叉頭位置偵測器之輸出時交叉 頭所在的區域。此外，模具夾具包括一可移動壓盤 -3 - -----：-----:-------,玎------.^1. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

4124f/S A7 _______B7_ 五、發明説明（> ) 位置計算單元，用於以線性方程式趨近交叉頭位置（交叉 頭所在的位置）與可移動壓盤位置之間的關係，以利用來 自區域決定單元和交叉頭位置偵測器之輸出的線性方程 式而計算可移動壓盤的「目前」位置。一顯示單元顯示 可移動壓盤位置計算單元算出的可移動壓盤位置。上述 構造提供藉由以上討論的線性方程式趨近所算出的可移 動壓盤_位置。 然而，交叉頭與可移動壓盤位置之間的關係乃非線性， 爲曲線形，而不是線性，在此事例中，如果一曲線分割 爲複數區域，則源自於曲線之複數區域的線性趨近導致 誤差。於是，上述技術本身有一問題，即，計算位置和 壓盤所應在的位置之間的差異。此意謂，上述模具夾具 在模具開啓和關閉位置的控制精確度方面有某些限制。 所以，本發明之一目的是改良控制模具開啓和關閉位置 的精確度。 發明槪述 本發明應用至一電動模具夾具，包括一伺服馬達、一可 移動壓盤和一肘節機構，肘節機構由伺服馬達操作以使可 移動里^前進和後退以夾緊模具。 依據本發明的一特色，電動模具夾具包括一用於設定可 移動壓盤位置的設定單元、一用於偵測肘節機構中之交叉 頭位置的位置偵測器、與一控制單元。控制單元利用二 次或更高階（例如，三次、四次等）之至少一函數趨近交 叉頭與可移動壓盤位置之間的關.係。控制單元利用 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4124^/¾ __B7五、發明説明（}) 趨近函數計算交叉頭位置，而可移動壓盤位置由設定單元 設定。然後’控制單元控制交叉頭位置以控制模具的開啓 和關閉，控制係依據由位置偵測器提供的偵測位置和算出 的交叉頭位置而執行》 圖式簡單說明 爲了更完整了解本發明，必須參考附圖，其中： 第1圖繪示依據本發明一較佳實施例之電動模具夾具 的構造； 第2圖代表在第1圖電動模具夾具中之交叉頭與可移 動壓盤位置之間的關係； 第3圖是一流程圖，用於說明趨近由第1圖之控制單 元所承載的交叉頭位置之操作； 第4圖是一代表圖，用於說明第2圖所述之一曲線插 値法的另一例。 較佳實施例詳細說明 參考第1圖，描述一依據本發明之一較佳實施例的電 動模具夾具。一模具夾具包括一固定η和一肘節 支撐12。四連接桿13,僅顯示其二，設於肘節支撐12和 固定壓盤11之間。一可移動壓盤14對立於固定.壓盤11’ 俾使可移動壓盤14可沿著連接桿13自由前進和後退。一 固定模具（未顯示）接合至與可移動里14對立之固定壓· ill的表面。同樣地，一可移動模具（未顯示）接合至與 固定壓盤11對立之可移動壓盤1 4的表面。 一頂出銷饋送器15設於可移動壓盤14後端。頂出銷饋 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線！ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS } A4規格（210X297公釐） 4124 73 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（*f) 送器15用於推動一頂出銷（未顯示），以將一模製產品頂 出。在頂出銷饋送器15中，一用於頂出的伺服馬達16以 衝程Sit使一頂出桿17前進和後退" 一肘節機構設於肘節支撐12和可移動14之間。一 用於夾緊模具的伺服馬達18被驅動，以使交叉頭19前進 和後退，以產生一以肘節放大因子相乘的模具夾緊力。此 模具夾緊力甩於使可移動壓盤14前進（在第1圖的右方 向），以達成模具的夾緊。 肘節機構由肘節桿20和21與一肘節臂22形成。肘節 桿20可樞動地支撐於交叉頭19上。肘節桿21可樞動地 支撐於肘節支撐12上。肘節臂22可樞動地支撐於可移動 壓盤14上9肘節桿20連接至肘節桿21。肘節桿21連接 至肘節臂22。一轉動編碼器23設於伺服馬達18中，以 偵測交叉頭19的位置（以下稱爲交叉頭位置）。轉動編碼 器23藉由直接偵測伺服馬達18的轉速而偵測交叉頭位 置•一出轉動編碼器23供應的位置偵測信號傳送至一控 制單元3 0。 所述型式的模具夾具10揭示於日本專利公開特許申請 案9-164571號（164571/1997)。模具夾具10係所謂的「內 建式驅動型式」，其一特性爲，不需要諸如皮帶之機構以 用於驅動力的傳送》既然模具夾具10爲習知，此處不再 說明詳細構造和結構，特別地•一滾珠螺桿機構用於將伺 服馬達18之一輸出軸的轉動轉換爲交叉頭19的往復式運 動。 亦參考第2和3圖，說明控制單元30如何控制模具開 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ25>7公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4ί24ψ α7 __Β7 _五、發明説明（f ) 啓與關閉位置。本發明之特徵爲控制單元30的控制操作。 第2圖代表交叉頭位置與可移動壓盤1 4位置（以下稱爲 可移動壓盤位置）之間的關係。該關係爲曲線形。依據此 實施例的電動模具夾具有一設定單元31 (見第1圖）*用 於設定可移動壓盤位置。控制單元30利用二次或更高階 (例如，三次、四次等）函數趨近交叉頭位置與可移動邏^· 位置之問的關係，且利用趨近函數計算交叉頭位置’而可 移動壓盤位置由設定單元31設定。然後，控制單元比 較算出的交叉頭位置與依據轉動編碼器23之偵測結果決 定的交叉頭位置，以控制交叉頭位置’俾使這些位置之間 的羞趨近零。另言之，控制單元30利用算出的交叉頭位 置與目前的交叉頭位置而計算交叉頭19的移動量’以根 據算出的移動量控制交叉頭位置。以此方式，模具的開啓 與關閉位置乃受控制。 特別地，控制單元3 0將可移動壓盤14行進的可移動距 離或可移動範圍（即’第2圖中的橫軸）分割爲複數區域’ 且就每一分割區域，利用二次或更高階函數趨近交叉頭位 置與可移動壓盤位置之間的關係。在此實施例中，可移動 Μ Μ 14的可移動範圍分割爲五區域：χβ_χι' χ2-*3、 χ3-χ4 與 x4-x5 ° 參考第3圖，說明控制單元30如何趨近交叉頭位置。 在步驟_2且，控制單元30讀取利用設定單元31預設的可 移動壓盤位置。在步驟S1，控制單元30決定預設（讀取） 的可移動壓盤位置X是否大於一界定第一區域的値 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 412473 A7 ____B7五、發明説明（υ) Xi。如果預設的可移.動壓盤位置大於値h，則控制移至步 驟S2。另一方面，如果預設的可移動壓盤位置小於値^， 則控制單元3 0藉由曲線趨近法利用下列四次方程式 ajxSb, xS + CiX^ + dp + e〆計算交叉頭位置。a" b,、q、 L ' e,各代表常數。 其次，在步驟S2，控制單元30決定預設（讀取）的可移 動位置是否大於一界定第二區域的値h。如果 預設的可移動壓盤位置大於値X:，則控制移至隨後的步 驟。另一方面，如果預設的可移動壓盤位置小於値χ2， 則控制單元30藉由曲線趨近法利用下列二次方程式 + + 計算交叉頭位置。a2、b2、c2各代表常數》 重複與以上類似的程序，直到控制單元30到達最後的 第η區域+ l爲止。η代表一正整數就最律第η 區域而言，控制單元30在步驟8„藉由曲線趨近法利用下 列二次方程式anx2 + bnx + cn計算交叉頭位置。an、bn、cn 各代表常數。 在步驟Sn + 1，控制單元30依據轉動編碼器23偵測的 交叉頭位置利用分割區域的曲線趨近法回算可移動壓盤位 置。然後，控制單元30將此逆計算所獲得的値顯示於一 顯示單元32上（見第1圖）。 注意，第2圖顯示的關係可預先認知•控制單元30可 包括一標示於3 0-1的儲存單元，用以儲存設定單元31所 設定的可移動壓盤位置。在此事例中，控制單元+ 30可 -8 - ί請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4124:73 • Μ __Β7五、發明説明（Ί ) 在儲存單元30-1中預先儲存一表·其指示藉由用於上述 區域之二次或更高階函數趨近的可移動壓盤1 4位置與對 應交叉頭位置之間的關係。此允許存取儲存單元，其具備 對應於可移動壓盤14預設位置之位址，以自儲存單元30-1 .讀取交叉頭位置。 參考第4圖，其描述以表爲根據之交叉頭位置偵測的 另一例。描述係特別針對第一至第η區域χγχ,至χ,.,-χη 的第一區域Xo-h而執行。更特別地，第一區域\〇-*1是 利用線性趨近法趨近，且對於線性趨近法的結果以一向下 的凸曲線趨近法插値。當然，類似的程序也可用於其他區 域。就此趨近法而言，儲存單元3 0-1將線性趨近法的値 減去曲線趨近法的値所獲得之値儲存。在做向上的凸 曲線趨近時，値Λ旦加至線性趨近法的値。 雖然本發明的較佳實施例已針對應用本發明至內建型 式電動模具夾具的事例而說明，但本發明也可以應用至其 他型式的電動模具夾具。 如上述，依據本發明，可移動壓盤位置可利用二次或 更高階曲線插値法而高精確度地決定。如此改良了模具開 啓與關閉位置的控制精確度。 很多修改對於專精於此技藝者而言是顯而易知的，而 仍在本發明的精神和範疇內》爲決定本發明的範疇，應該 參考所附的申請專利範圍》 -9 - ---------„--,t------*訂、-----卜级 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本页) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX：297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 412473五、發明説明（f 符號之說明： 10 11 1213141516,18 171920,21 222330 30-1 3 1 32 A7 B7 模具夾具 固定壓盤 肘節支撐 連接桿 可移動壓盤 頂出銷饋送器 伺服馬達 頂出桿 交叉頭 肘節桿 肘節臂 轉動編碼器 控制單元 儲存單元 設定單元 顯示單元 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 -崠 本紙張尺度適用中國國家橾準{ CNS ) Ad规格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 412473 申請專利範圍 第88110194號「電動模具夾具」專利案 (89年8月10日修正） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} A申請專利範圍： 1. 一種電動模具夾具，包括： —伺服馬達； 一可移動壓盤； 一肘節機構，由伺服馬達驅動，以使可移動壓盤前進 和後退以夾緊模具，肘節機構具有一與可移動壓盤關聯 的交叉頭； 一用於設定可移動壓盤位置的設定單元； 一用於偵測交叉頭位置的位置偵測器；和 一控制單元，其利用二次或更高階之至少一數學函數 趨近交叉頭位置與可移動壓盤位置之間的關係，控制單 元藉由該至少一數學函數計算交叉頭之計算位置，而可 移動壓盤位置由設定單元設定，以控制交叉頭位置而控 制模具開啓和模具關閉位置，位置控制係依據由位置偵 測器提供的偵測位置和算出的交叉頭位置而執行。 / 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2. 如申請專利範圍第1項之電動模具夾具，其中控制單 元之構造爲將可移動壓盤行進的可移動範圍分割爲複數 區域，且就每一分割區域，控制單元亦利用數學函數趨 近交叉頭位置與可移動壓盤位置之間的關係。 3 ·如申請專利範圍第2項之電動模具夾具，其中控制單 元包括一儲存單元，儲存單元儲存代表可移動壓盤位置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 之間的關係之資料，該關係是藉由用於每一分割區域與 對應交叉頭位置之數學函數趨近，資料在儲存單元中儲 存爲一表* 4·如申請專利範圍第1項之電動模具夾具，其中控制罩 元依據位置偵測器偵測的交叉頭位置利用二次或更高階 數學函數計算可移動壓盤位置，模具夾具又包括一顯示 單元，逆操作所獲得的可移動壓盤位置顯示於其上。 5. 如申請專利範圍第3項之電動模具夾具，其中控制單 元之構造爲，就每一分割區域，利用線性趨近法趨近交 叉頭位置與可移動壓盤位置之間的關係，然後，控制單 元對於線性趨近法的結果以曲線趨近法插値，藉以控制 可移動壓盤的真實位置。 6. 如申請專利範圍第2項之電動模具夾具，其中就複數 區域的每一區域而言，數學函數是不同的數學函數。 7. 如申請専利範圍第2項之電動模具夾具，其中數學函 數爲 S = a|X4 + b, x3 + c1x2 + d1x + e1 8爲交叉頭位置，31、1>1、（^、（1,、61各爲常數，*爲 利用設定單元設定的可移動壓盤位置" 8. 如申請專利範圍第2項之電動模具夾具，其中數學函 數爲 S = a2xi + b2x + c2 S爲交叉頭位置，常數，x爲利用設定 單元設定的可移動壓盤位置。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) " 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 約 a - D8 六、申請專利範圍 9. 如申請專利範圍第2項之電動模具夾具，其中數學函 數爲 S = an. ,x2 + bn. iX + cn.,8爲交叉頭位置^311_1、131)_1、<;11_1皆爲常數，\爲 利用設定單元設定的可移動壓盤.位置。 10. —種控制肘節型式模具夾具中之可移動壓盤位置之方 法，其包括步驟 提供一電動模具夾具，其具有一伺服馬達、一可移 動壓盤、一肘節機構、一用於設定可移動壓盤位置的設 定單元、一用於偵測交叉頭位置的位置偵測器、和一用 於控制可移動壓盤位置的控制單元，肘節機構由伺服馬 達驅動以使可移動壓盤前進和後退以來緊模具，且肘節 機構具有一與可移動壓盤關聯的交叉頭； 以位置偵測器偵測交叉頭位置，且提供一位置信號 至控制單元； 利用二次或更髙階數學函數趨近交叉頭位置與可移 動壓盤位置之間的關係，該趨近包括藉由數學函數計算 交叉頭之計算位置，而可移動壓盤位置由設定單元設 定，以控制交叉頭位置而控制模具開啓和模具關閉位 置，位置控制係依據由位置偵測器提供的偵測位置和算 出的交叉頭位置而執行。 11 _如申請專利範圔第10項之方法，其中該趨近歩驟包含 將可移動壓盤的可移動範圍分割爲複數區域的步驟，且 f 訂 ^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度逋用中國國家梂準（CMS ) A4規格（210X297公釐） ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 412493 六、申請專利範圍 交叉頭位置與可移動壓盤位置之間的關係是就複數區域 的每一區域利用數學函數趨近。 12.如申請專利範圍第11項之方法，其中該趨近包含一存 取尋找表的步驟，以決定交叉頭位置與可移動壓盤位置 之間的關係。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Κ)Χ297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)