TWI533995B - Injection molding machine - Google Patents

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TWI533995B TW101134459A TW101134459A TWI533995B TW I533995 B TWI533995 B TW I533995B TW 101134459 A TW101134459 A TW 101134459A TW 101134459 A TW101134459 A TW 101134459A TW I533995 B TWI533995 B TW I533995B
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Atsuro Tamura
Tomohiro Moriya
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Sumitomo Heavy Industries
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Description

射出成形機
本發明係有關一種射出成形機。
射出成形機藉由將熔融之樹脂填充於模具裝置的型腔空間並使其固化來成形為成形品。模具裝置由定模及動模構成，合模時在定模與動模之間形成形腔空間。藉由合模裝置進行模具裝置的閉模、合模及開模。作為合模裝置提出了模開閉動作中使用直線馬達而在合模動作中使用電磁鐵之合模裝置(例如，參閱專利文獻1)。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：國際公開第05/090052號小冊子
以往，在開模之前解除合模力時，切斷向電磁鐵的電流供給。此時，因殘留於電磁鐵(例如電磁鐵的磁芯等)中之磁場的影響，合模力不會立即下降至0(零)，在實現直線馬達等模開閉驅動部之開模為止，需要一定程度的時間。因此有改善生產效率的餘地。
本發明係鑒於上述課題而完成的，其目的在於提供一種成形品生產效率優異之射出成形機。
為了解決上述課題，本發明的一態樣之射出成形機，其具備產生預定合模力之電磁鐵，其特徵為，該射出成形機具備：電流供給部，向前述電磁鐵的線圈供給直流電流；及控制部，控制該電流供給部，該控制部在解除前述預定合模力時，使與產生前述預定合模力之方向相反方向的直流電流流向前述電磁鐵的線圈。
根據本發明，可提供一種成形品生產效率優異之射出成形機。
以下，參閱附圖對用於實施本發明的形態進行說明，但在各附圖中對相同或對應之結構附加相同或對應之元件符號而省略說明。並且，將進行閉模時的可動壓板的移動方向設為前方，進行開模時的可動壓板的移動方向設為後方來進行說明。
第1圖係顯示本發明的一實施形態之射出成形機閉模時的狀態之圖，第2圖係顯示本發明的一實施形態之射出成形機開模時的狀態之圖。
圖中，10為射出成形機，Fr為射出成形機10的框架，Gd為由鋪設於該框架Fr上之2根導軌構成之導引 件，11為固定壓板。固定壓板11可設置於能夠沿著模開閉方向(圖中左右方向)延伸之導引件Gd移動之位置調整基座Ba上。另外，固定壓板11還可以載置於框架Fr上。
與固定壓板11相面對地配設可動壓板12。可動壓板12固定於可動基座Bb上，可動基座Bb能夠在導引件Gd上行駛。藉此，可動壓板12能夠相對於固定壓板11向模開閉方向移動。
與固定壓板11隔著預定間隔且與固定壓板11平行地配設後壓板13。後壓板13經腳部13a固定於框架Fr。
作為連結構件的4根連接桿14(圖中僅示出4根連接桿14中的2根)架設於固定壓板11與後壓板13之間。固定壓板11經連接桿14固定於後壓板13。沿著連接桿14進退自如地配設可動壓板12。在可動壓板12中的與連接桿14對應之部位形成用於使連接桿14貫穿之未圖示之導孔。另外，可形成缺口部代替導孔。
連接桿14的前端部(圖中右端部)形成未圖示之螺紋部，將螺母n1螺合緊固於該螺紋部，藉此連接桿14的前端部固定於固定壓板11。連接桿14的後端部固定於後壓板13。
定模15安裝於固定壓板11上，動模16安裝於可動壓板12上，使定模15與動模16隨著可動壓板12的進退而接觸分離，藉此進行閉模、合模及開模。另外，隨著進行合模，定模15與動模16之間形成未圖示之型腔空間， 且被熔融之樹脂填充於型腔空間。由定模15及動模16構成模具裝置19。
吸附板22與可動壓板12平行地配設。吸附板22經安裝板27固定於滑動基座Sb上，滑動基座Sb能夠在導引件Gd上行駛。藉此，吸附板22在比後壓板13更靠後方的位置變得進退自如。吸附板22可由磁性材料形成。另外，可無安裝板27，此時，吸附板22直接固定於滑動基座Sb上。
桿39配設成在後端部與吸附板22連結而在前端部與可動壓板12連結。因此，桿39在閉模時隨著吸附板22的前進而前進，並使可動壓板12前進；而在開模時隨著吸附板22的後退而後退，並使可動壓板12後退。為此，在後壓板13的中央部份形成用於使桿39貫穿之桿孔41。
直線馬達28為用於進退可動壓板12之模開閉驅動部，例如配設於連結在可動壓板12上之吸附板22與框架Fr之間。另外，直線馬達28亦可配設於可動壓板12與框架Fr之間。
直線馬達28具備定子29及可動件31。定子29，形成為在框架Fr上與導引件Gd平行且與滑動基座Sb的移動範圍對應。可動件31形成為在滑動基座Sb的下端與定子29對置且遍及預定範圍。
可動件31具備磁芯34及線圈35。並且，磁芯34具備朝向定子29突出且以預定間隔形成之複數個磁極齒33，線圈35捲裝於各磁極齒33上。另外，磁極齒33形 成為在相對於可動壓板12的移動方向垂直的方向上相互平行。並且，定子29具備未圖示之磁芯及在該磁芯上延伸而形成之未圖示之永久磁鐵。該永久磁鐵藉由使N極及S極的各磁極交替受磁來形成。配置檢測可動件31的位置之位置感測器53。
若藉由向直線馬達28的線圈35供給預定電流來驅動直線馬達28，則使可動件31進退。隨此，吸附板22及可動壓板12進退，從而能夠進行閉模及開模。根據位置感測器53的檢測結果反饋控制直線馬達28，以便可動件31的位置達到設定值。
另外，本實施形態中，在定子29上配設永久磁鐵，可動件31上配設線圈35，但是亦可在定子上配設線圈，可動件上配設永久磁鐵。此時，線圈不會隨著直線馬達28的驅動而移動，因此能夠輕鬆地進行用於向線圈供給電力的配線。
另外，作為模開閉驅動部，可使用旋轉馬達及將旋轉馬達的旋轉運動轉換成直線運動之滾珠螺桿機構或者液壓缸或空氣壓缸等的流體壓缸等，來替代直線馬達28。
電磁鐵單元37在後壓板13與吸附板22之間產生吸附力。該吸附力藉由桿39傳遞至可動壓板12，在可動壓板12與固定壓板11之間產生合模力。
另外，由固定壓板11、可動壓板12、後壓板13、吸附板22、直線馬達28、電磁鐵單元37及桿39等構成合模裝置。
電磁鐵單元37由作為形成於後壓板13側之合模驅動部的電磁鐵49及形成於吸附板22側之吸附部51構成。吸附部51形成於吸附板22的吸附面(前端面)的預定部份，例如在吸附板22中包圍桿39且與電磁鐵49對置之部份。並且，在後壓板13的吸附面(後端部)的預定部份，例如在桿39周圍，形成容納電磁鐵49的線圈48之槽45。在比槽45更靠內側的位置形成磁芯46。在磁芯46的周圍捲裝線圈48。在後壓板13中除磁芯46以外的部份形成磁軛47。
另外，在本實施形態中，與後壓板13分開形成電磁鐵49，與吸附板22分開形成吸附部51，但亦可以作為後壓板13的一部份形成電磁鐵，作為吸附板22的一部份形成吸附部。並且，亦可以相反配置電磁鐵和吸附部。例如，可在吸附板22側設置電磁鐵49，在後壓板13側設置吸附部51。並且，電磁鐵49的線圈48的數量亦可以為複數個。
在電磁鐵單元37中，若向線圈48供給電流，則電磁鐵49被驅動而對吸附部51進行吸附，從而能夠產生合模力。
第3圖係顯示本發明的一實施形態之射出成形機的控制系統之圖。控制部60例如具備CPU及記憶體等，藉由CPU處理記錄於記憶體中的控制程序，從而控制直線馬達28及電磁鐵49的動作。並且，直線馬達28的動作是常規的，因此省略說明。
控制部60具備控制向電磁鐵49的線圈48供給直流電流之電流供給部70之合模處理部62。合模處理部62將表示向電磁鐵49的線圈48供給之直流電流之信號輸出於電流供給部70。
電流供給部70例如由包含複數個功率模組之逆變器等構成，將與從合模處理部62供給之信號對應之直流電流供給於電磁鐵49的線圈48。電流供給部70具有改變流向電磁鐵49的線圈48之直流電流的方向及強度(大小)之功能。
在電流供給部70上連接有直流電源80。直流電源80由將交流電源90的交流電流轉換成直流電流之二極管等的整流器82、及使從整流器82輸出之直流電流平滑化之電容器84等構成。
控制部60具備檢測合模力之合模力檢測部63。合模力檢測部63例如與檢測根據合模力伸長之連接桿14的應變(伸長量)之應變感測器55連接，根據應變感測器55的檢測結果檢測合模力。檢測合模力時，可使用檢測施加於桿39之荷載之測力感測器等荷載感測器、檢測電磁鐵49的磁場之磁感測器來代替檢測連接桿14的應變之應變感測器55，用於檢測合模力之感測器種類可以是多種多樣的。例如，應變感測器不僅可應用於連接桿14亦可應用於桿39。因為桿39的應變(收縮量)與合模力成比例。
控制部60還可具備在解除合模力時，判定合模力是否在預定範圍內的合模力判定部66。合模力判定部66利用 由合模力檢測部63檢測之合模力進行判定。
接著，對具有上述結構的射出成形機10的動作進行說明。射出成形機10的各種動作都在控制部60之控制下進行。
控制部60控制閉模製程。在第2圖的狀態(開模狀態)下，控制部60將電流供給於線圈35來驅動直線馬達28。如第1圖所示，動模16隨著可動壓板12的前進而與定模15抵接。此時，在後壓板13與吸附板22之間，亦即電磁鐵49與吸附部51之間形成間隙δ0。另外，與合模力相比閉模時所需之力非常小。
接著，控制部60藉由合模處理部62控制合模製程。合模處理部62控制電流供給部70來向電磁鐵49的線圈48供給直流電流，並將吸附部51吸附於電磁鐵49。該吸附力經桿39傳遞到可動壓板12上，在可動壓板12與固定壓板11之間產生合模力。
熔融之樹脂填充於合模狀態的模具裝置19的型腔空間。若樹脂冷卻並固化，則合模處理部62控制電流供給部70來調整向電磁鐵49的線圈48供給之直流電流，解除合模力。
接著，控制部60控制開模製程。控制部60向直線馬達28的線圈35供給電流來使可動壓板12後退。如第2圖所示，動模16後退而進行開模。
接著，根據第4圖，對合模處理部62之合模力解除處理進行說明。以下處理是在對模具裝置19施加預定合 模力之後且開模之前進行的。
第4圖(a)顯示向電磁鐵的線圈的供給電流隨時間的變化，第4圖(b)顯示電磁鐵之合模力隨時間的變化。在第4圖中，實線顯示本實施形態的一例、單點劃線顯示本實施形態的另一例、虛線顯示以往例子。在任何例子中，合模處理部62向電磁鐵49的線圈48供給恆定直流電流I0直到時刻t0為止，藉此產生預定合模力P0。(在第4圖中到時刻t0為止隨時間的變化僅為以往例圖示)。
合模處理部62在解除預定合模力P0時，如第4圖(a)中以實線所示，在時刻t0將直流電流的方向反轉，使與產生預定合模力P0之方向相反的方向的直流電流I1流向電磁鐵49的線圈48。因此，形成抵消向如第4圖(a)中以虛線所示在時刻t0切斷向線圈48的供給電流時殘留於電磁鐵49上之磁場的方向的磁場，而如第4圖(b)中以實線所示促進合模力下降。因此能夠縮短開模之前的待機時間。
反方向的直流電流I1的強度(大小)越大，開模之前的待機時間就變得越短。該待機時間越短，生產效率就越好，但是另一方面，合模力的減速就變快，使施加於模具裝置19等之荷載會急劇變動。因此，反方向的直流電流I1的強度是在經過生產效率和施加於模具裝置19等之荷載的變動這兩方面考慮，通過試驗等預先確定。並且，反方向的直流電流I1的強度亦可以藉由產生預定合模力P0 時的直流電流I0的強度確定。
但是，如果反方向的直流電流I1流經時間變長，則會使電磁鐵49和吸附部51再吸附，所以如第4圖(b)中以單點劃線所示，合模力再次增加。另外，可以推定在合模力恢復為零之前再次增加是因為在電磁鐵49中殘留之磁場不均，且磁場消失之定時因情況而不同。
因此，為了抑制合模力的再增加，在解除合模力時，可以藉由具備於控制部60之合模力判定部66判定合模力是否處於預定範圍內(Pmin~Pmax)。可以在每一預定時間反覆進行該判定。
當合模力判定部66判定為合模力處於預定範圍內時，合模處理部62可以切斷向電磁鐵49的線圈48的電流供給。切斷向電磁鐵49的線圈48的電流供給之定時可以是在合模力再增加的中途，但在合模力下降的中途為較佳。在切斷向電磁鐵49的線圈48的電流供給之後，線圈48上沒有電流流動，所以合模力以與電磁鐵49的響應延遲對應之速度下降。
當合模力判定部66判定為合模力處於預定範圍內時或者在切斷向電磁鐵49的線圈48的電流供給時，控制部60允許直線馬達28的開模動作。由於在合模力較低的狀態下進行開模動作，因此不僅能夠降低用於開模動作之電力消耗並且能夠使開模動作穩定。
接著，根據第5圖對合模處理部62之合模力解除處理的變形例進行說明。以下處理在對模具裝置19施加預 定合模力之後且開模之前進行。
第5圖(a)顯示向電磁鐵的線圈的供給電流隨時間的變化，第5圖(b)顯示電磁鐵之合模力隨時間的變化。
在第5圖所示之變形例中，在解除預定合模力P0時，從時刻t0開始逐漸減小流向電磁鐵49的線圈48之直流電流的強度，在時刻t11變成零之後，改變直流電流的方向，逐漸加大直流電流的強度。如此使與產生預定合模力P0之方向相反方向的直流電流I11流向電磁鐵49的線圈48之後，將流向電磁鐵49的線圈48之直流電流的方向反轉1次以上。每次反轉時，較小地設定直流電流強度的最大值即可(I11>I12>I13>I14>I15)。反轉定時(t12<t13<t14<t15)可以在電磁鐵49與吸附部51開始再吸附之前，亦即在合模力即將增加之前。
如此，藉由反轉流向電磁鐵49的線圈48之直流電流的方向，能夠減少殘留於電磁鐵49之磁場不均的影響，且能夠進一步促進合模力的下降，並且能夠進一步提高生產效率。
並且，在電流供給時間較長且合模力再次增加之情況下，能夠藉由反轉流向電磁鐵49的線圈48之直流電流的方向來再次降低合模力。因此，圖案設定的自由度較高，控制較簡單。
以上，對本發明的一實施形態等進行了說明，但是本發明並不只限於上述實施形態等，只要不脫離本發明範 圍，就能夠對上述實施形態等加以各種變形或置換。
例如，在第4圖中以實線所示之例子中，在時刻t0反轉流向電磁鐵49的線圈48之直流電流之方向，但是亦可以在時刻t0暫時停止向電磁鐵49的電流供給，在經過預定時間之後，向電磁鐵49的線圈48供給反方向的直流電流I1。
10‧‧‧射出成形機
15‧‧‧定模
16‧‧‧動模
48‧‧‧電磁鐵的線圈
49‧‧‧電磁鐵
55‧‧‧應變感測器
60‧‧‧控制部
62‧‧‧合模處理部
63‧‧‧合模力檢測部
66‧‧‧合模力判定部
70‧‧‧電流供給部
第1圖係顯示本發明的一實施形態之射出成形機閉模時的狀態之圖。
第2圖係顯示本發明的一實施形態之射出成形機開模時的狀態之圖。
第3圖係顯示本發明的一實施形態之射出成形機控制系統之圖。
第4圖係顯示向電磁鐵的線圈的供給電流隨時間的變化及電磁鐵之合模力隨時間的變化之圖。
第5圖係顯示向電磁鐵的線圈的供給電流的隨時間的變化及電磁鐵之合模力的隨時間的變化之圖。
48‧‧‧線圈
55‧‧‧應變感測器
60‧‧‧控制部
62‧‧‧合模處理部
63‧‧‧合模力檢測部
66‧‧‧合模力判定部
70‧‧‧電流供給部
80‧‧‧直流電源
82‧‧‧整流器
84‧‧‧電容器
90‧‧‧交流電源

Claims (4)

  1. 一種具備產生預定合模力之電磁鐵之射出成形機，其特徵為，該射出成形機具備：電流供給部，向前述電磁鐵的線圈供給直流電流；及控制部，控制該電流供給部，在解除前述預定合模力時，該控制部使與產生前述預定合模力之方向相反方向的直流電流流向前述電磁鐵的線圈後，將流向前述電磁鐵的線圈之直流電流方向反轉1次以上。
  2. 一種具備產生預定合模力之電磁鐵之射出成形機，其特徵為，該射出成形機具備：電流供給部，向前述電磁鐵的線圈供給直流電流；及控制部，控制該電流供給部，在解除前述預定合模力時，該控制部使與產生前述預定合模力之方向相反方向的直流電流流向前述電磁鐵的線圈，前述控制部包含在解除前述預定合模力時，判定合模力是否處於預定範圍內之合模力判定部，當藉由該合模力判定部判定合模力處於預定範圍內時，切斷前述電流供給部之向前述電磁鐵的電流供給。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之射出成形機，其中，在切斷向前述電磁鐵的電流供給時，前述控制部允許模開閉驅動部的開模動作。
  4. 一種具備產生預定合模力之電磁鐵之射出成形機，其特徵為，該射出成形機具備：電流供給部，向前述電磁鐵的線圈供給直流電流；及控制部，控制該電流供給部，在解除前述預定合模力時，該控制部使與產生前述預定合模力之方向相反方向的直流電流流向前述電磁鐵的線圈，前述控制部包含在解除前述預定合模力時，判定合模力是否處於預定範圍內之合模力判定部，當藉由該合模力判定部判定合模力處於預定範圍內時，允許模開閉驅動部的開模動作。
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