TW515744B - Method for controlling injection molding machine capable of reducing variations in weight of molded products - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 發明之背景： ^

本發明H HB 射出成^施，射出成形機之控制方法。 部是與射出軸直：2配置於加熱筒内之螺桿。螺桿之後端 轉的方式保掊/ β結。射出軸又經由軸承而以可任意回 之射出用伺服$ ^ ^板上。射出軸是利用設置於加壓板上 :用一達驅動並經咖:^著==:射 形機形機之成形動作以使用電動式射出成 達來程中’經由螺桿回轉用計量飼服馬 後部。利:冑漏斗内的樹脂供應至加熱筒内螺桿之

則端部定量的輸送。在此同時、螺桿承受著G =熱“端：的熔融樹脂之壓力(背壓)而往後退。如： t 丨用負何感測計（L〇ad cei 1)來檢出前述的熔融料 脂之背$，再以回饋控制循環方μ $ ^ ^ ，接下來的充填工程中’經由射出用飼服馬達之 壓板前進，利用作成於螺桿前端部的樹f 充填入模具之模穴内。 竹仏喊树脂 模具之模穴内的樹脂在設定的壓力下進 為保壓工程。在保壓工程中’樹脂壓力是如心 控制一樣的利用回饋控制循環方式來進行控牙壓 將充填工程及其後續的保壓工程以射出工^來稱呼以下是

515744 五 、發明說明（2) 在射出裝置中，保壓工程 工程而進入次一個循環。 交又口復到可塑化/計量 另方面利用鎖模裝置以和可塑化/旦 出j的方式，來進行將模具内已 a里工程同時 出動作。在頂出動作中、模且打：化之成品頂出的頂 化後之製品排出後，就關閉模具： = 籌將冷部固

1A中二Γ來針對螺桿加以詳細：明。在Q =有之固態，或其中一部分熔= 以持 通；供ί”部2〇-1中樹脂被加熱至接近其熔融點。：： 干之° 是在外徑幾乎一定的棒狀體作成如圖1Β所 ”之螺旋體。此螺旋體通常是稱作梯板（FHght)。 斤 f壓，部20-2中，由於從供給部“—丨所供應的樹脂粒 一 4存在著間隙，因為樹脂之熔融化其體積約略會減少至 一半。為了填補此體積之減少部分，將樹脂所通過之空間 也予以減少。這可以利用將形成壓縮部2〇 — 2中梯板之棒狀 體作成斜度來降低梯板上之溝深而得以實現。利用此方式 經由壓縮部2 0 - 2來提高熔融樹脂壓縮、磨擦所產生之發熱 效果’具有提昇樹脂壓力讓存在於空氣/樹脂内的水分、 揮發氣體等往漏斗側押送回去之作用。由此處就可以明顯 的得知在加熱筒中之壓縮部2〇 —2内具有最高的樹脂壓力。 计量部2 0 - 3是梯板溝深度最淺的部分。在計量部2 〇 - 3 中樹脂承受大的剪斷力，由於磨擦造成之自體發熱讓溫度 第5頁 7041-4087-Pf.ptd 3i：)/44 五 發明說明（3) 昇。計量部2"還具有將定量的樹脂輸送至喷嘴 還有當熔融樹脂由計量部2〇_3被輸送至喷嘴側時，合 以：Γ二4上之逆流防止環2〇-5。此逆流防止環2〇:5 ，计篁工釭中是位於圖中靠左之位置。在此狀離下就可以 f熔融樹脂由計量部20_3輸送至噴嘴侧 止rr會由於壓力差作用而往靠近圖中= 移，〜果就阻止了樹月旨由喷嘴部往計量部2〇_3侧之 通常是在其根部侧作出螺紋，然後將其 ,f的前端内。因&、在桿頭部2〇-4之根部 側直徑j疋較螺桿之棒狀體的直徑為小。 接屮ί ίίΑ形循環中可能有造成螺桿退後之場合，下面 k出其中3個發生要因。 ^ ，出工程結束後由於壓力降低而使 B·在進行樹脂計量時。 ^ C ·计量工程結束後螺桿退後。 會回二十述之A、B、C中以習知的方式在A、C時螺桿並不 沾附：：2:上模式當讓螺桿20退後時’由於樹脂仍是 Γ = 態，使得樹脂也同時有被牵引退後之傾 间。因此對於在加埶钕 脂容量、密度分佈‘的匕生：：是位於螺桿20前端處之樹 重量的不-致現象。產生妨礙。這就會造成成形品 7041-4087-Pf.ptd 第6頁 五、發明說明（4) 發明之概述 因此本發明之 法，能夠抵消在螺 密度分佈上之影響 本發明適用於 桿，用來進行可塑 機。在本發明之控 將螺桿之梯板位置 義為同步率S=100% 目的為提供_ ^ Λ I . r ir ^ φ 種射出成形機的控制方 才干退後中時對％扭 。 ；树知的影響，尤其是在 結束後，讓螺桿一 而且將後退動作中 度V/梯板之螺距Ρ} Sx所得之值。 二/ti·著旦力熱筒及在該加熱筒内配置著螺 5里工程及射出工程之射出成形 制方法中’相對於螺桿之退後速度V， 呈現目視上無移動狀態時的回轉速度定 。控制方法包括在計量工程或射出工程 面回轉一面進行螺桿後退動作之步驟。 之螺桿回轉速度R定義為，以R={後退速 所表示的回轉速度R乘上任意的同步率 圖式簡皁說明 圖1A、圖1 B為說明射出成形機之螺桿用的一個圖例， 圖2為說明加熱筒内之螺桿與樹脂間關係用的模式 圖 圖3為以射出裝置為中心來表示本發明所適用電動式 射出成形機之構成示意圖， 圖4 A、圖4 B為說明本發明之較佳實施例中加熱筒内螺 桿與樹脂間之關係的模式圖。 符號說明 7041-4087-Pf.ptd 第7頁 515744

12 滾 珠 螺 桿 15 '16 繫桿 18 負 荷 感 測計 20 螺 桿 20 - -2 壓 縮 部 20- •4 桿 頭 部 21 加 熱 筒 23 連 結 構 件 25 負 荷 放 大器 27 位 置 檢 出器 29 '30 驅 動器 33 顯 示/設定器 14加壓板 17軸承 19射出軸 2 0 -1供給部 2 0 - 3 計量部 2 0 - 5逆流防止環 22 漏斗 24伺服馬達 2 6控制器 28位置檢出放大器 3 1、3 2編碼器 發明之較佳實施例說明 、 參照圖3針對本發明所適用電動式射出成形機之構成 以射出裝置為中心加以說明。電動式射出成形機中具備著 由$服馬達所驅動之射出裝置。在此射出裝置中經由滾珠 螺桿、螺帽將伺服馬達之回轉運動轉換成直線運動而讓螺 桿前進、後退。 、在圖3中射出用伺服馬達11 (第1驅動源）之回轉被傳遞 至f珠螺桿1 2。固定於加壓板1 4上的螺帽1 3則經由此滚珠 螺桿1 2之回轉而前進或後退。加壓板1 4可以沿著固定於底 板（圖中未顯示）上之4隻繫桿15、16(此處僅示其中2隻）而 移動。又經由轴承1 7、負荷感測計1 8、射出軸1 9而將加壓

515744 五、發明說明（6) " 板14之前進、後退運動傳遞至螺桿2〇上。螺桿2〇是以可回 轉同時可以沿著軸向方向移動之方式而配置於加熱筒2 i 内。在對應於螺桿20後端的加熱筒2 1中，設置著供給樹脂 用的漏斗22。射出軸19是經由皮帶、皮帶輪等的連結構件 23將伺服馬達24(第2驅動源）之回轉運動傳遞至螺桿2〇上 讓其回轉。也就是說、射出軸19經由回轉用伺服馬達24之 回轉驅動，然後讓螺桿20回轉。 、在可塑化/計量工程中，螺桿2〇是在加熱筒21内邊回 轉邊後退。以此方式熔融樹脂朝向前方之供給方向移動， 讓熔融樹脂儲存於螺桿20之前方亦即加熱筒21中之喷嘴 21-1側内。螺桿20之後退是由於儲存於螺桿2〇前方之熔融 樹脂量慢慢的增加後，熔融樹脂之壓力作用在螺上 造成。 »在射出工程中，經由伺服馬達丨丨之驅動讓螺桿在加 2 1中刖進。以此方式將儲存於螺桿2 〇前方之熔融樹脂 充填入模具内，並加壓以進行成形作業。此時、施加於熔 融樹脂上之押擠力量是利用負荷感測器18以射出壓力來加 以檢出。被檢出的射出壓力在經由負荷放大計託放大後輸 ^控制器2 6中。在加壓板1 4上配置著用來偵測螺桿2 〇移 位置檢出器27。位置檢出器27之檢出信號又經由位 置檢出放大器28放大後輸入至控制器26中。 34所器26將在顯示/設定器33上經由人機介面控制器 Λ 定之設定冑而將對應於複數個I工程的電流 (扭力）指令輸出至驅動器29、30中。驅動器⑼利用控制伺

發明說明（7) 服馬達1 1 > β 器3〇利用=來控制伺服馬達11的輸出扭力。驅動 回轉數控制伺服馬達24之驅動電流來控制伺服馬達24的 測回轉數Ξϊ服馬達11、伺服馬達24中分別具備有用來偵 八》丨私的 '、扁碼器31、32。編碼器31、32所檢出之回轉數 ^ =入至控制器26中。而其中編碼器32所檢 疋用來了解螺桿2。之回轉數。 轉數 制方ίΪΐ:圖4Α、圖4Β針對本發明之較佳實施例中的控 形熊之射屮士、下。本發明之控制方法是適用於如圖3所示 ^ 射出成形機。控制器26接收來自位χ ώ 碼器31、32之蛤屮仿啼 伐叹术目位置如出态27、編 進行可塑化/言十量工Λ’射中 服馬達11、24之同時， ^, ^, ^ ^ ° ^f,j 126 ^ ^ 在本實施例中當計量工程 螺桿20回轉一面進行後退動作二‘二 < ’ 一面讓 融樹脂之前方供給方向而直綠沾^就疋說螺杯疋相對於熔 桿20之後退速度v，將螺桿2、:： J退。特別是.、相對於螺 無移動狀態時的回轉速度定 梯板2〇a位置呈現目視上 可以由0%起設定為任意之％為同步率卜100%。此同步率 下述之目的。 ’設定100%為境界值是具有 同步率未滿1〇〇% :如圖 ^ 動作而將樹脂稍微帶往後方所不當要經由螺桿20之後退 同步率大於簡：如圖4日=行此種設定。 有「計量」的目的。但是和斤：將樹脂往前方運送而具 式不同，螺桿是與樹脂壓力:σ树脂壓力固定化之控制方 無關而以-定的速度後退，一

五、發明說明（8) 的後退11叶量。利用此動作方式來防止在螺桿20 ί!:產生局部樹脂密度過疏之現象。 2〇[ηπη] “ ί桿20亡之梯板間隔（圖1Α中之螺距㈧為 此時如果:螺桿1回轉時梯板的移動距離為20[mra]。 ϊι stelnioM [mm/Sec^ 螺桿20上梯板是位於固定的位置處。 決於螺桿20之梯板方向。如果梯板 2 向時回轉方向也同樣是順時針方向。 如果以公式來表示時是如下式。 回轉速度R [ r pm ] 缺後]ί ί ΐiv[mm/sec]/梯板的螺距p[mm]} x 60 就 後退動作中針對所需的樹脂狀態二 率Sx以下列公式來表示疋的回轉速度Rs利㈣擇的同步

Rs=(V/P)X Sx 還有本發明並不限定#田+ , _ 形機上，也可以適用油壓式所上示的，電動，出成 當然就要以油壓活塞機構來代^田 此％合時、 利用本發明在螺桿；= 度來回轉之方式，可以積極的押 力埶回轉速 螺桿前端部的樹脂密度分佈，二：2是位於 加以控制。 而侍以將成形叩重量的變動 7041-4087-Pf.ptd

Claims (1)

1. 515744 六、申請專利範圍 =々備/:熱二在 吁Λ:種射出成形機 忒加熱筒内配置螺桿 工程的射出成形機上 其特徵在於： 相對於前述螺桿之後退速度ν 現目視上無移動妝㊉ 累牙干之梯板位置呈 S=l〇〇% , 動狀恶時的螺桿回轉速度定義為同步率 包括在前述計量工程或前述射出工 ^ 桿以一面回轉同時一 轾、、、口束後，讓該螺 而該後退動作中：退動作之步驟， Ρ-ί姑、p螺桿回轉速度R為以 一 {後退逮度V/梯板的螺距 所表示的回轉速度R乘上任意的同步率 2.如申請專利範圍第1項所述之射出成于值。 法，其中當前述同步率未滿100射出成形機控制方 後退速度V、緩慢的回轉而產生、’讓螺桿以相對於螺桿 螺桿上梯板來帶往後方之傾向，攻加熱琦内的樹脂利用 當前述同步率大於丨00%時， 速度V快速的回轉而產生將前诚 系杯以相對於螺桿後退 前方之傾向。 · σ熱筒内的樹脂帶往螺桿 3 · —種射出成形機制方 熱筒；螺桿，配置於該¥熱筒内'·，射出成形機包括：加 向來驅動該螺桿；第2驅動源，’/第1驅動源，以軸向方 置檢出裝置，用來檢出前述螺桿來讓刖述螺桿回轉；位 檢出裝置，用來檢出前述螺桎:之軸方向位置；回轉速度 干之回轉速度；及控制器，根 mm 704卜4087-Pf.ptd 第12 頁 515744 六、申請專利範圍 據接收自前述位置檢出裝置及前述回轉速度檢出裝置中的 檢出信號來控制前述第丨及前述第2之驅動源的同^，進行 可塑化/計量工程與射出工程， 其特徵在於： 相對於前述螺桿之後退速度V，將螺桿之梯板位置不 產生玎f的移動時的螺桿回轉速度定義為同步率s=i〇〇%， 在前述計量工程或前述射出工程結束後，經由前述控 制器而讓該螺桿一面回轉一面進行前述螺桿後退動作之步 驟， 而該後退動作中之螺桿回轉速度r為以 {後退速度V/梯板的螺距p} 所表示的回轉速度R乘上任意的同步率s所得到之值。 4.如申，專利範圍第3項所述之射出成形機控制方 法，其中則述控制器係當前述同步率未滿丨〇 〇%時， 以相對於螺桿後退速度V緩慢的回#而產生將前述加熱筒 内的樹脂利用螺桿上梯板來帶往後方之傾向， " 當前述同步率大於100%時，讓螺桿以相對於螺桿後退 速度V快速的回轉而產生將前述加^㈣樹脂 前方之傾向。 系斤干 5 乂種射出成形機麟制方法1來在進行樹脂 塑化/計里工程及射出@時控制射出成形機， 其特徵在於： 射出成形機包括：加熱筒；及螺 ^ A。 糸幹，配置於加献筒肉 具備著螺距為P之梯板； …、向内 7041-4087-Pf.ptd 第13頁 六、申請專利範圍 "亥控制方法包括根據螺桿之回轉速度R及4 後退速度V而設定其同步率的步驟，當螺公=桿之直線 直線後退且螺桿上梯板呈現„時回轉及 S定義為，當螺桿在同時回轉及直移，同步率 轉及直線後退’當螺桿在同時回 丨㈣，…梯板“進狀態時’同步率定義為大於 r姓ί 控制方法中還包括在可塑化/計量工程或射出工 回轉之步驟， j 7手术直線的後退同時 螺桿之選擇回轉速度Rs是以下列公式表示： Rs=(v/P)X Sx 。 法，6其所述之射出成形機控制方 脂具有小於100%時，加熱筒内的樹 告、由螺#之上梯板而被帶往後方之傾向， 、累扣的後退移而是向前方供料之傾向。 私及射出[時控制射出成形機， 其特徵在於： 備著機梯包板括第，ΓΓ螺桿，配置於加熱筒内具 桿.笛9為梯板，第驅動源，以軸向方向來驅動該螺 檢出螺炉驅動源’用來讓螺桿回轉；位置檢出裝置，用來、 /、扣之軸方向位置；回轉速度檢出裝置，用來檢出螺 六、申請專利範圍 _ 扣之回轉速度；及控制器，根據接收自位置 轉速度檢出裝置中的檢出信號來控制第出裴置及回 ^該控制方法包括根據螺桿之回轉速度R及嫂^曰驅動源， 後退速度V而設定其同步率的步驟，當螺鬥1之直線 ^線後退時之梯板呈現目視上無移動狀態時，问時回轉， 為1 W ’當螺桿在同時回轉及直線後退日，之:r率s疋 狀態時’同步率S定義為小於1()()%，當螺桿 板為後退 直線J退時之梯板為前進狀態時，同步率定為V二二及 程4Γί]方法中還包括在可塑化/計量工程或= 移：之ίί睥：Ϊ制螺桿以所選擇之同步率Sx來直線後退而 移勁之冋時也控制螺桿回轉之步驟， 螺桿之選擇回轉速度Rs是以下列公式表示： Rs=(V/P)X Sx 。 法8复如申睛專利範圍第7項所述之射出成形機控制方 螺尸其中當所選擇之同步率Sx小於100%時，控制器就控制 二I之移動使得加熱筒内的樹脂具有經由螺桿之上梯板而 被帶往後方之傾向， 當所選擇之同步率Sx大於100%時，控制器就控制螺桿 =移動使得加熱筒内的樹脂具有相較於螺桿的後退移動而 疋向螺=前方供料之傾_ 種射出成形機制方法，控制射出成形機之加 熱筒内、像融樹月旨的移動¥ 其特徵在於： 在射出成形機之加熱筒中配置著可能以回轉及直線方

   7041-4087-Pf.ptd 第15頁

   式移動且具有螺距為p 射出工程時融炫樹脂是以板朝之螺^ ’當進行彳塑化工程及 該控制方法包括在可塑:匕：或m方向移動， 相對於前述熔融樹脂 私或射出工程結束後，以 同時讓螺桿以前述供料讓：桿直線後心 10·如申請專利r图/ 向來回轉之步驟。 法，J：中_ ^ fll 圍第9項所述之射出成形機控制方 為了要括當螺桿為往後方直線的移動時， 定直同牛率Μ緩4轉速度R及螺桿之直線後退速度¥而設 斜二ί ’讓螺桿以直線後退速度¥及前述之向前方供 料方：“t度尺來移動’當螺桿在同時以前述之向前方^ /向回轉及直線後退移動時梯板呈現目視上無移動狀態 t同步率s定義為100%，當螺桿在同時以前述之向前方 二r:方向回轉及直線後退移動時梯板為後退狀態時，同步 率S定義為小於100%，當螺桿在同時以前述之向前方供料 方向回轉及直線後退移動時梯板為前進狀態時，同步率定 義為大於100%。 11 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之射出成形機控制方 法’其中螺桿之選擇回轉速度Rs是以下列公式表示·· Rs = v/P X S 〇 1 2·如申請專利範圍第1 〇項所述之射出成形機控制方 法’其中當所選擇之同步率Sx小於100%時，加熱筒内的溶 融樹脂具有經由螺桿之上梯板而被帶往後方之傾向， 當所選擇之同步率Sx等於100%時，加熱筒内的溶融樹 脂具有停止不動之傾向，

   7041-4087-Pf.ptd 第16頁 515744 六、申請專利範圍· 當所選擇之同步率Sx大於100%時，加熱筒内的熔融樹 脂具有向螺桿前方供料之傾向。 圓圓 7041-4087-Pf.ptd 第17頁