CN103358497B - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成形稳定性优异的注射成型机。注射成型机（10）具备：在缸（41）内沿轴向移动自如地配设、将缸（41）内的熔融树脂注射并填充到模具（30）内的注射部件（52）；使注射部件（52）移动的驱动部（43）；控制驱动部（43）的控制部（80）和检测施加给注射部件（52）的树脂压力的树脂压力检测器（57）。控制部（80）在注射工序开始后、保压工序开始前使注射部件（52）停止，计算在注射部件(52)停止的期间用树脂压力检测器(57)检测的检测值的时间积分值，基于计算出的时间积分值，调整注射部件(52)的填充量。

Description

注射成型机

技术领域

本发明涉及注射成型机。

背景技术

注射成型机具备将熔融的树脂注射到模具装置内的注射装置。模具装置由定模以及动模构成，合模时在定模与动模之间形成型腔空间。注射装置将缸内熔融的树脂从设置在缸的前端的喷嘴注射，填充到模具装置内的型腔空间。在型腔空间冷却固化的树脂在开模后作为成型品取出（例如参照专利文献1）。

专利文献1：国际公开第2005/068155号

缸内计量的熔融树脂的密度有时会变动。因此，有时成形变得不稳定，成型品的品质恶化。

发明内容

本发明即是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种成形稳定性优异的注射成型机。

为了解决上述问题，本发明的一方式的注射成型机具有：

在缸内沿轴向移动自如地配设且将该缸内的熔融树脂注射并填充到模具内的注射部件；

使该注射部件移动的驱动部；

控制该驱动部的控制部；和

检测施加给上述注射部件的树脂压力的树脂压力检测器，

上述控制部在注射工序开始后、保压工序开始前，使上述注射部件停止，

计算上述注射部件停止期间由上述树脂压力检测器检测的检测值的时间积分值，

基于计算出的上述时间积分值，调整上述注射部件的填充量。

发明的效果：

根据本发明，能够提供一种成形稳定性优异的注射成型机。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的合模装置的图。

图2是表示本发明的一实施方式的注射成型机的注射装置的图。

图3是表示一实施方式的表示注射成型机的状态的各种参数的时间变化的图。

符号说明：

10 注射成型机

12 固定压板

13 可动压板

30 模具装置

32 定模

33 动模

42 加热缸（缸）

43 注射用马达（驱动部）

52 螺杆（注射部件）

57 树脂压力检测器

80 控制部

具体实施方式

以下，参照图对用于实施本发明的方式进行说明，在各图中，对相同或对应的结构赋予相同或对应的符号而省略说明。

（合模装置）

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的合模装置的图。图1表示合模状态。在合模装置的说明中，将进行闭模时的可动压板的移动方向作为前方，将进行开模时的可动压板的移动方向作为后方进行说明。

注射成型机10具备：框架11；固定在框架11上的固定压板12；与固定压板12之间隔开预定距离相对框架11移动自如地配设的肘节支承件15。固定压板12与肘节支承件15之间架设有多根（例如四根）连接杆16。

注射成型机10还具备与固定压板12对置配设且沿连接杆16能够进退（沿图中左右方向移动）地配设的可动压板13。可动压板13的与固定压板12的对置面上安装有动模33，在固定压板12的与可动压板13的对置面上安装有定模32。由定模32与动模33构成模具装置30。

注射成型机10还具备：配设在可动压板13与肘节支承件15之间的肘节机构20；使肘节机构20动作的合模用马达26；和将通过合模用马达26产生的旋转运动转换为直线运动而传递给肘节机构20的作为传递机构的滚珠丝杠机构27。通过固定压板12、可动压板13、肘节支承件15、肘节机构20、合模用马达26等构成合模装置。

肘节机构20具有：在与模开闭方向平行的方向进退自如的十字头24、摆动自如地安装在十字头24上的第2肘节杆23、摆动自如地安装在肘节支承件15上的第1肘节杆21、以及摆动自如地安装在可动压板13上的肘节臂22。第1肘节杆21和第2肘节杆23之间以及第1肘节杆21和肘节臂22之间分别被连杆结合。另外，肘节机构20为所谓的内卷5节点双肘节机构，具有上下对称的结构。

滚珠丝杠机构27例如由固定在十字头24上的滚珠丝杠螺母27a和螺合在滚珠丝杠螺母27a上的滚珠丝杠轴27b构成。滚珠丝杠轴27b相对肘节支承件15旋转自如地被支持。合模用马达26的输出轴旋转时，滚珠丝杠轴27b旋转，滚珠丝杠螺母27a进退，因此，十字头24进退。

通过正向驱动合模用马达26，使作为被驱动部件的十字头24前进，由此使肘节机构20动作时，可动压板13前进，进行闭模。

若进一步正向驱动合模用马达26，则肘节机构20产生合模用马达26的推进力乘以肘节倍率的合模力。在与合模力相对应地伸长的连接杆16上安装有合模力传感器17。合模力传感器17检测连接杆16的形变（伸长），由此每隔预定时间检测合模力。检测到的合模力被依次输入到控制部80。合模状态的定模32和动模33之间形成型腔空间C。型腔空间C中填充熔融树脂，并使其固化来形成成型品。

接着，反向驱动合模用马达26、使十字头24后退、使肘节机构20动作时，可动压板13后退，进行开模。其后，通过使电动顶出装置动作，将成型品从动模33中推出。

另外，本实施方式的合模装置使用肘节机构20产生合模力，但是也可以不使用肘节机构20而通过将合模用马达26产生的推进力作为直接合模力传递给可动压板13。并且，也可以将通过合模用缸产生的推进力作为直接合模力传递给可动压板13。并且，也可以通过线性马达进行模开闭，通过电磁铁进行合模，合模装置的方式没有限制。

（注射装置）

图2是表示本发明的一实施方式的注射成型机的注射装置的图。在注射装置的说明中，与合模装置的说明不同，将树脂的注射方向作为前方，将与树脂的注射方向相反的方向作为后方进行说明。

注射成型机10还具备将在加热缸42内熔融的树脂从喷嘴41注射，并填充到模具装置30内的型腔空间C中的注射装置40。注射装置40具备注射用马达（驱动部）43。注射用马达43的旋转被传递给滚珠丝杠轴44。通过滚珠丝杠轴44的旋转前进后退的滚珠丝杠螺母45被固定在压盘46上。压盘46沿被固定在基架（未图示）上的引导杆47、48能够移动。压盘46的前进后退运动经由轴承49、树脂压力检测器（例如测力传感器）50、注射轴51传递给螺杆（注射部件）52。螺杆52被旋转自如且沿轴向移动自如地配置在加热缸42内。在加热缸42的后部设置有树脂供给用的料斗53。经由带或带轮等连接部件将计量用马达55的旋转运动传递给注射轴51。即，通过计量用马达55旋转驱动注射轴51，由此螺杆52旋转。

在计量工序中，驱动计量用马达55，使螺杆52旋转，将供给到螺杆52的后端部的树脂颗粒向螺杆52的前方输送。该过程中，树脂颗粒软化熔融。由于在螺杆52的前方贮存熔融树脂，因此，螺杆52后退。注射工序（也称为填充工序）中，驱动注射用马达43，使螺杆52前进，将熔融树脂从喷嘴41注射。熔融的树脂经由图1所示的浇道S、流道R、浇口G等压入到型腔空间C中。螺杆52推压熔融树脂的力通过树脂压力检测器50作为反力被检测。即，检测施加给螺杆52的树脂压力（树脂的注射压力）。所检测的树脂压力被输入到控制部80。并且，型腔空间C内树脂因冷却而热收缩，因此为了补充热收缩量的树脂，在保压工序中，施加给螺杆52的树脂压力（树脂的注射压力）被保持为预定的压力。

压盘46上安装有用于检测螺杆52的位置的位置检测器57。位置检测器57的检测信号被输入到控制部80。位置检测器57的检测信号也可以用于检测螺杆52的移动速度。

注射用马达43以及计量用马达55可以分别为伺服马达，具备用于检测转速的编码器43a、55a。由编码器43a、55a检测的转速被分别输入到控制部80。控制部80基于编码器43a、55a的检测结果反馈控制注射用马达43以及计量用马达55。

控制部80由微型计算机等构成，例如具有CPU、存储控制程序等的ROM、存储运算结果等的可读写的RAM、计时器、计数器、输入接口以及输出接口等。

（表示注射成型机的状态的各种参数的时间变化）

图3是表示一实施方式的表示注射成型机的状态的各种参数的实际值的时间变化的图。在图3中，横轴表示时间，纵轴表示螺杆的位置、螺杆的前进速度（树脂的注射速度）、螺杆的压力（树脂的注射压力）。在图3中，为了便于说明，螺杆停止时间（t3－t1）比实际长地图示。

注射成型机10进行：关闭模具装置30的闭模工序、紧固模具装置30的合模工序、控制树脂的注射速度的注射工序、控制树脂的注射压力的保压工序、在保压工序后在模具装置30内使树脂固化的冷却工序、计量用于下一个成型品的树脂的计量工序、打开模具装置30的开模工序以及从开模后的模具装置30将成型品推出的推出工序。注射成型机通过反复进行这些工序，来反复制造成型品。图3表示注射工序、保压工序、冷却工序以及计量工序的各种参数的时间变化。

注射工序在合模工序后进行。注射工序中，驱动注射用马达43，使螺杆52前进。螺杆52推压熔融树脂并从喷嘴41注射。熔融树脂经由形成在模具装置30内的浇道S、流道R、浇口G等流入到型腔空间C中。

注射工序中，为了使螺杆52的前进速度成为设定值，将电流供给到注射用马达43。螺杆速度的设定值伴随螺杆位置的前进阶段性变更。位置检测器57的检测值达到设定值时，螺杆速度的设定值变更。

另外，螺杆速度的设定值的变更中代替位置检测器57，使用计测距注射工序开始（时刻t0）的时间的计时器也可以。螺杆位置与时间具有对应关系，因此基于哪个变更螺杆速度的设定值都一样。

螺杆速度的设定值在保压工序开始前的时刻t1大致为0（零）。螺杆52急速减速，在时刻t2螺杆52停止。螺杆52停止时，螺杆位置几乎不发生变化，因此，代替控制部80监视位置检测器57的检测值，由计时器计测距螺杆停止的设定开始时刻t1的经过时间。

这里，“螺杆停止”当然是指螺杆52完全停止的状态，另外螺杆52微速前进的状态、螺杆52微速后退的状态也包括在内。螺杆52微速后退时，微速后退之前螺杆52暂时停止。

在时刻t2螺杆52停止时，树脂的流动前端不会到达型腔空间Ｃ的末端。螺杆52停止期间，树脂的流动前端在注射中施加给树脂的压缩力的作用下前进。由于螺杆52停止，因此，因流动阻力树脂渐渐减速。

从注射工序向保压工序的切换被称为Ｖ/Ｐ切换。Ｖ/Ｐ切换在距螺杆停止的设定开始时刻t1的时间达到设定值的时刻t3进行。

若在型腔空间C内冷却树脂，则树脂热收缩。为了补充热收缩量的树脂，在保压工序中，将施加给螺杆52的树脂压力（树脂的注射压力）保持为预定的压力。为了使树脂压力检测器50的检测值成为设定值，对注射用马达43供给电流。保压工序的树脂注射压力的设定值可以随时间的经过阶段性地变化。在保压工序中，由于螺杆位置的变化小，因此，用控制部80的计时器计测从V/P切换开始的时间。

在从V/P切换开始的时间达到设定时间的时刻t4，树脂的注射压力的设定值返回致大致0（零），保压工序结束。在保压工序结束时，型腔空间C的入口即浇口Ｇ被固化的树脂塞住。该状态被称为浇口密封，树脂的注射压力不会传递给型腔空间C，且能够防止来自型腔空间C的树脂的逆流。

保压工序结束后，进行将型腔空间C内的树脂固化的冷却工序。冷却工序中，在断绝向型腔空间C供给树脂的状态下，型腔空间C内树脂因冷却而热收缩。另外，树脂的冷却在注射工序或者保压工序中也进行，在保压工序结束时树脂表面固化。

计量工序在保压工序结束后进行。为了缩短成形周期，计量工序也可以在冷却工序期间进行。计量工序中，驱动计量用马达55，使螺杆52旋转，将供给到螺杆52的后端部的树脂颗粒向螺杆52的前方输送。在该过程中，树脂颗粒软化、熔融。由于在螺杆52的前方贮存熔融的树脂，因此，螺杆52后退。螺杆52后退预定距离，将预定量的树脂蓄积在螺杆52的前方时，停止螺杆52的旋转。

然而，因螺杆位置精度等，加热缸42内计量的熔融树脂的密度具有偏差。并且，因树脂材料的变更等，加热缸42内计量的熔融树脂的密度有时变换为高密度或低密度。树脂材料的变更例如包括因树脂颗粒的批量变更、树脂颗粒与再生材料的混合比的变更等而产生的树脂材料的粒度分布的变更。

计量工序中蓄积在螺杆52的前方的熔融树脂的密度变高时，注射工序中螺杆52的前进速度相同时，施加给螺杆52的树脂压力变高。因此，注射工序的树脂压力检测器50的检测值与在计量工序中蓄积在螺杆52的前方的熔融树脂的密度相关。

这里，控制部80计算在螺杆停止期间通过树脂压力检测器50检测的检测值的时间积分值。排除螺杆52的速度不定引起的树脂压力偏差，能够精度良好地调查加热缸42内所计量的熔融树脂的密度。

例如在图3中通过斜线表示的那样，从螺杆停止的开始时刻t2到Ｖ/Ｐ切换的时刻t3为止进行时间积分。另外，时间积分的开始时刻以及结束时刻只要是从螺杆52实际停止的时刻t2到时刻t3为止的期间的话，什么时候都可以，可以由使用者进行设定。螺杆停止通过位置检测器57或者注射用马达43的编码器43ａ能够检测。

控制部80基于计算出的时间积分值，调整与注射用马达43的控制相关的设定值。在计量工序中，根据蓄积在螺杆52的前方的熔融树脂的密度，能够调整熔融树脂的填充量（注射量），在注射·保压工序中能够将模具装置30内所填充的熔融树脂的重量保持为一定。

控制部80调整的设定值包括例如（1）从注射工序开始到螺杆停止的设定开始为止的时间（t1－t0）、或者螺杆停止的设定开始时的螺杆位置。螺杆停止的设定开始时刻t1变早时，到时刻t1为止的螺杆移动距离变短，熔融树脂的填充量变小。另一方面，螺杆停止的设定开始时刻t1变慢时，到时刻t1为止的螺杆移动距离变长，熔融树脂的填充量变大。

控制部80调整的设定值可以为（2）从注射工序开始到保压工序开始为止的时间（t3－t0）。注射工序的螺杆停止的设定时间（t3－t1）为一定时，根据上述（1）的设定值（t1－t0）的调整，自动地变更为上述（2）的设定值（t3－t0）。

并且，控制部80调整的设定值包括（3）从保压工序开始到结束为止的保压时间（t4－t3）。保压时间变短时，螺杆移动距离变短，熔融树脂的填充量变小。另一方面，保压时间变长时，螺杆移动距离变长，熔融树脂的填充量变大。

进一步，控制部80调整的设定值包括（4）在保压工序中施加给螺杆52的树脂压力（树脂的注射压力）。保压工序为为了补充基于树脂的冷却而引起的热收缩的工序，因此保压变低时，熔融树脂的填充量变小。另一方面，保压变高时，熔融树脂的填充量变大。树脂的注射压力的设定值伴随时间的经过阶段性地变化时，可以调整至少一个设定值。

控制部80调整的设定值可以包括上述（1）～（4）的设定值的至少一个，其组合自由。

上述（1）以及（2）的设定值的调整在由于树脂材料的变更等而导致加热缸42内计量的熔融树脂的密度转换为高密度或者低密度时有效。

另一方面，上述（3）以及（4）的设定值的调整，除了在因树脂材料的变更等、加热缸42内计量的熔融树脂的密度变换为高密度或者低密度时有效以外，在因螺杆位置精度等、加热缸42内计量的熔融树脂的密度不均时也有效。

控制部80，在计算出的时间积分值超过预先设定的范围的上限值时，使上述（1）～（4）的设定值比预先设定的基准值小。并且，控制部80，在算出的时间积分值比上述范围的下限值小时，使上述（1）～（4）的设定值比预先设定的基准值大。各设定值的变更量被预先设定，为一定量也可以，为与时间积分值的从上述范围的偏离量成比例的量也可以。基准值由例如使用者设定。

另一方面，控制部80在计算出的时间积分值为上述范围内时，不变更上述（1）～（4）的设定值，保持预先设定的基准值不变。上限值和下限值之间具有差距，因此，能够防止过度的设计变更。

控制部80的设定值的调整可以在每次成型时进行，也可以按照使用者的要求进行。使用者的要求通过键盘等输入部94（参照图2）输入，并发送给控制部80。例如可以在树脂颗粒批量变化时或者树脂颗粒与再生材料的混合比变化时等、树脂材料的粒度分布以及平均粒径变化时执行使用者的要求。

控制部80计算出的时间积分值被记录在RAM等记录介质中，根据需要读取。时间积分值与成型品的ID信息建立对应而记录在记录介质中。

注射成型机10还可以具备对由控制部80计算出的时间积分值进行显示的显示部92（参照图2）。加热缸42内计量的熔融树脂的密度的稳定性能够由使用者确认。

显示部92例如由液晶显示器等构成，在控制部80的控制下，根据使用者的要求图像显示时间积分值。使用者的要求通过与控制部80连接的键盘等输入部94（参照图2）输入。显示部92将成型品的ID信息和时间积分值建立对应而进行输出。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，在专利请求的范围所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、置换。

例如，上述实施方式的注射装置40为将进行树脂计量以及树脂注射的螺杆52配设在加热缸42内的直轴螺杆式，但是不限于该方式。例如注射装置可以为柱塞预塑化式或者螺杆预塑化式。因此，作为在缸内沿轴向移动自如地配设且将缸内的熔融树脂注射的注射部件可以使用柱塞。

并且，制御装置80调整的设定值不限于上述（1）～（4）的设定值。上述（1）～（4）以外的设定值时，时间积分值的大小和设定值变更的大小相反也可以。即，时间积分值超过预先设定的预定范围的上限值时，使与注射用马达43的控制有关的设定值变大也可以。并且，时间积分值比预先设定的预定范围的下限值小时，使与注射用马达43的控制有关的设定值变小也可以。

并且，在上述实施方式中，作为使作为注射部件的螺杆52沿轴向移动的驱动部，使用旋转马达，但是也可以使用线性马达或者流体液压缸，对驱动部的构成没有特别限定。

Claims (8)

1.一种注射成型机，其特征在于，具备：

注射部件，在缸内沿轴向移动自如地配设，将该缸内的熔融树脂注射并填充到模具内；

驱动部，使该注射部件移动；

控制部，控制该驱动部；以及

树脂压力检测器，检测施加给上述注射部件的树脂压力，

上述控制部在注射工序开始后、保压工序开始前，使上述注射部件停止，计算在上述注射部件停止期间由上述树脂压力检测器检测的检测值的时间积分值，

计算出的时间积分值超过预先设定的范围的上限值时，使从上述注射工序开始到上述注射部件停止的设定开始为止的时间、上述注射部件停止的设定开始时的注射部件的位置、从上述注射工序开始到保压工序开始为止的时间、从上述保压工序的开始到结束为止的保压时间、或者上述保压工序中与注射部件有关的树脂压力的至少一个的设定值比预先设定的基准值小。

2.一种注射成型机，其特征在于，具备：

注射部件，在缸内沿轴向移动自如地配设，将该缸内的熔融树脂注射并填充到模具内；

驱动部，使该注射部件移动；

控制部，控制该驱动部；以及

树脂压力检测器，检测施加给上述注射部件的树脂压力，

上述控制部在注射工序开始后、保压工序开始前，使上述注射部件停止，

计算在上述注射工序开始后且上述保压工序开始前的上述注射部件停止期间由上述树脂压力检测器检测的检测值的时间积分值，

基于计算出的上述时间积分值，调整与上述驱动部的控制有关的设定值。

3.如权利要求2所述的注射成型机，其中，

与上述驱动部的控制有关的设定值包括从上述注射工序开始到上述注射部件停止的设定开始为止的时间、或者上述注射部件停止的设定开始时的螺杆位置。

4.如权利要求2所述的注射成型机，其中，

与上述驱动部的控制有关的设定值包括从上述保压工序的开始到结束为止的保压时间。

5.如权利要求2所述的注射成型机，其中，

与上述驱动部的控制有关的设定值包括上述保压工序中的上述树脂压力。

6.如权利要求2-5中任意一项所述的注射成型机，其中，

上述控制部在计算出的上述时间积分值超过预定范围的上限值时，将与上述驱动部的控制有关的设定值设定得比预先设定的基准值小，在计算出的上述时间积分值比上述预定范围的下限值小时，将与上述驱动部的控制有关的设定值设定得比预先设定的基准值大。

7.如权利要求1-5中任意一项所述的注射成型机，其中，

还具备对由上述控制部计算的上述时间积分值进行显示的显示部。

8.如权利要求1-5中任意一项所述的注射成型机，其中，

计算在上述注射部件停止期间的预先设定的预定期间由上述树脂压力检测器检测的检测值的时间积分值。