CN103429414A - 注塑装置、成型机及注塑装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种注塑装置（13），包括：对注塑部的一例、即桶（41）进行支承的固定侧框架（40）；将推出构件的一例、即螺杆（42）支承成能旋转的移动侧框架（43）；一对滚珠丝杠（61、66）；以及具有使所述滚珠丝杠（61、66）旋转的伺服电动机（60、65）的注塑用驱动机构（51、52）。在第一滚珠丝杠（61）与移动侧框架（43）之间设置有测力传感器等力检测器（80）。在第二滚珠丝杠（66）与移动侧框架（43）之间设置有模拟构件（81）。控制部（14）基于力检测器（80）的输出，来对第一注塑用驱动机构（51）进行控制，并基于力检测器（80）的输出和考虑了力检测器（80）及模拟构件（81）各自的弹簧常数之后的运算，来对所述第二注塑用驱动机构（52）进行控制。

Description

注塑装置、成型机及注塑装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种在注塑成型机、铸模成型机等中使用的电动式的注塑装置、成型机及注塑装置的控制方法。

背景技术

像注塑成型机、铸模成型机等这样使用模具（定模和动模）的成型机构成为基于存储在控制部中的顺序程序（sequence program），按规定的顺序反复进行合模、注塑、保压、开模等一系列成型循环来高效率地制造出成型件。在这种成型机中，包括用于朝模具内注塑材料的注塑装置和使模具打开、关闭的合模装置。

注塑成型机的注塑装置例如包括桶、螺杆、螺杆旋转机构以及注塑用驱动机构等，其中，在上述桶中对材料进行加热而使其处于熔融状态，上述螺杆被***桶中，上述螺杆旋转机构使螺杆旋转，上述注塑用驱动机构使螺杆沿桶的轴线方向移动。所述桶被固定侧框架支承，所述螺杆被移动侧框架支承成能旋转。上述移动侧框架构成为能在注塑用驱动机构的驱动下相对于固定侧框架沿螺杆的轴线方向移动。电动式的注塑用驱动机构包括滚珠丝杠、伺服电动机以及力传递部等，其中，上述伺服电动机用于使滚珠丝杠旋转，上述力传递部将由滚珠丝杠的旋转而获得的推力传递至上述移动侧框架。

另一方面，在铸模成型机的注塑装置中，例如包括注塑部、注塑柱塞（推出构件）以及驱动机构等，其中，上述注塑部具有用于供给通过供热水装置而熔融的材料的注塑套筒，上述注塑柱塞被***至注塑套筒中，上述驱动机构使上述注塑柱塞前进、后退。

在包括一对滚珠丝杠的双滚珠丝杠型的注塑装置中，具有一对伺服电动机及一对测力传感器等，其中，上述一对伺服电动机用于使各滚珠丝杠旋转，上述测力传感器对施加在各滚珠丝杠的力传递部上的力进行检测。双滚珠丝杠型的注塑装置具有以下优点：可获得较大的注塑压力，而且各个伺服电动机、滚珠丝杠所承受的载荷较小等。但是，双滚珠丝杠型的注塑装置与仅使用一个滚珠丝杠和测力传感器的单滚珠丝杠型的注塑装置相比，存在成本升高这样的问题。

因此，为了降低双滚珠丝杠型的注塑装置的成本，像下述专利文献1～3中所公开的那样，提出以下方案：在一方的滚珠丝杠的力传递部上使用测力传感器，而在另一方的滚珠丝杠的力传递部上使用模拟测力传感器。

例如，在专利文献1的注塑成型机中，根据从设有测力传感器的一方的滚珠丝杠轴到螺杆中心轴线为止的距离与从设有模拟测力传感器的另一方的滚珠丝杠轴到螺杆中心轴线为止的距离之间的比例，来对各滚珠丝杠所承受的注塑压力进行计算。在专利文献2的注塑成型机中，通过将设于一方的滚珠丝杠侧的压力传感器（测力传感器）的输出翻倍，来对注塑压力进行计算。在专利文献3的注塑成型机中，通过对设于一方的滚珠丝杠侧的压力检测传感器（测力传感器）的输出进行运算处理，来对背压进行检测，从而实现成本降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003－200469号公报

专利文献2：日本专利特开2000－108175号公报

专利文献3：日本专利特开2002－321264号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

测力传感器的主体和模拟测力传感器均由例如弹簧钢、钛合金这样的刚度较高的材料构成，但在注塑压力的作用下会稍微发生弹性变形。上述现有的双滚珠丝杠型的注塑装置是以设于一方的滚珠丝杠侧的测力传感器和设于另一方的滚珠丝杠侧的模拟测力传感器的刚度彼此相等为前提而成立的。因此，对于测力传感器和模拟测力传感器的弹簧常数完全没有被考虑过。

因此，若测力传感器和模拟测力传感器的弹簧常数彼此不同，则在施加有注塑压力时，测力传感器的移位与模拟测力传感器的移位会有所不同。藉此，在一对滚珠丝杠上便不再作用有同等的力，二可能在一方的伺服电动机及滚珠丝杠上施加过载荷。

因此，本发明的目的在于提供一种在具有设于一方的滚珠丝杠侧的测力传感器等力检测器和设于另一方的滚珠丝杠侧的模拟测力传感器等模拟构件的注塑装置中，能够正确地对注塑压力及注塑速度等进行控制的注塑装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的注塑装置包括：固定侧框架，该固定侧框架对注塑部进行支承；移动侧框架，该移动侧框架能相对于上述固定侧框架移动，且对***上述注塑部的推出构件进行支承；第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠，上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠分别具有能相对于上述固定侧框架使上述移动侧框架沿前后方向移动的滚珠丝杠轴和滚珠螺母；第一注塑用驱动机构，该第一注塑用驱动机构具有用于使上述第一滚珠丝杠的滚珠丝杠轴和滚珠螺母相对旋转的第一伺服电动机；第二注塑用驱动机构，该第二注塑用驱动机构具有用于使上述第二滚珠丝杠的滚珠丝杠轴和滚珠螺母相对旋转的第二伺服电动机；第一力传递部，该第一力传递部将由上述第一滚珠丝杠的滚珠丝杠轴与滚珠螺母的相对旋转而产生的推力传递至上述移动侧框架；力检测器，该力检测器设置在上述第一力传递部上，并产生与施加到上述第一力传递部的力相应的输出；第二力传递部，该第二力传递部将由上述第二滚珠丝杠的滚珠丝杠轴与滚珠螺母的相对旋转而产生的推力传递至上述移动侧框架；模拟构件，该模拟构件设置在上述第二力传递部，并具有与施加到上述第二力传递部的力相应地进行变形的特性；以及控制部，该控制部基于上述力检测器的上述输出，来对上述第一伺服电动机进行控制，且基于上述力检测器的上述输出和上述模拟构件的上述特性，来对上述第二模拟电动机进行控制。

上述控制部的一例基于上述力检测器的弹簧常数和上述模拟构件的弹簧常数，来对上述第一伺服电动机和上述第二伺服电动机进行控制，以使施加到上述第一力传递部和上述第二力传递部的力均等化。上述控制部也可以在施加到上述第一力传递部和上述第二力传递部的力没有超过允许值的范围内对注塑速度进行控制。

本发明的成型装置包括上述注塑装置和合模装置。合模装置具有固定盘、可动盘及开闭驱动机构，该开闭驱动机构用于使上述可动盘朝合模方向和开模方向移动。

发明效果

根据本发明，在包括设置在一方的滚珠丝杠侧的力检测器和设置在另一方的滚珠丝杠侧的模拟构件的双滚珠丝杠型的注塑装置中，能减小施加到力检测器侧的第一滚珠丝杠的力传递部的力与施加到模拟构件侧的第二滚珠丝杠的力传递部的力的偏差。因此，能抑制在滚珠丝杠及伺服电动机上施加有过大的载荷，并能更正确地对注塑压力及注塑速度等进行控制。

此外，基于来自力检测器的输出和模拟构件的特性，来对模拟构件侧的伺服电动机进行控制，因此，能简化模拟构件的形状、质量（重量）等。其结果是，能实现成本降低。

附图说明

图1是以局部剖面的方式表示本发明第一实施方式的成型机的主视图。

图2是以局部剖面的方式表示图1所示的成型机的注塑装置的一部分的俯视图。

图3是表示力检测器和模拟构件各自的移位与力间的关系的图。

图4是表示力检测器和模拟构件各自的控制输入的图。

图5是表示本发明第二实施方式的注塑装置的力检测器和模拟构件各自的控制输入的图。

图6是表示本发明第三实施方式的注塑装置的力检测器和模拟构件各自的移位与力间的关系的图。

图7是以局部剖面的方式表示本发明第四实施方式的成型机的主视图。

图8是以局部剖面的方式表示图7所示的成型机的注塑装置的一部分的俯视图。

具体实施方式

以下，参照图1至图4，对本发明第一实施方式的成型机的注塑装置进行说明。

图1示出了成型机的一例、即电动式的注塑成型机10。以下，将注塑成型机10简称为成型机10。

上述成型机10包括基台11、合模装置12、注塑装置13、控制部14以及输入部15等，其中，上述合模装置12及上述注塑装置13配置在基台11上，上述控制部14起到用于对成型动作及合模动作等进行控制的计算机程序和存储器等控制元件的作用，上述输入部15起到人机界面部的作用。在输入部15中配置有兼作显示器和输入键的触摸屏等。

合模装置12的一例包括固定盘（固定压板）20、可动盘（可动压板）21、连杆机构22以及开闭驱动机构23等，其中，上述固定盘20固定在基台11上，上述可动盘21与固定盘20相对配置，上述开闭驱动机构23经由连杆机构22使可动盘21前进、后退。在固定盘20上安装有定模25a，在可动盘21上安装有动模25b。通过将定模25a与动模25b合在一起，从而在模具25的内部形成有型腔25c。

注塑装置13配置在基台11上，并能沿着设于基台11且在水平方向上延伸的导轨30（如图1所示）、朝箭头A所示的方向移动。此外，上述注塑装置13构成为能在未图示的触摸屏用驱动机构的驱动下沿箭头A方向移动（前进及后退）。

图2是以剖面的方式表示注塑装置13的一部分的俯视图。上述注塑装置13包括：固定侧框架40；起到注塑部的作用的桶41；起到推出构件的作用的螺杆42；移动侧框架43；以及将材料供给至桶41的漏斗44。桶41被固定侧框架40支承。桶41是注塑部的一例。螺杆42以能旋转的方式***桶41中，并能沿桶41的轴线B（图2所示）方向移动。螺杆42是推出构件的一例。移动侧框架43能相对于固定侧框架40沿上述轴线B方向移动。

在桶41的前端设有喷嘴41a。在喷嘴41a的前方配置有上述合模装置12。在本说明书中，移动侧框架43的前进是指移动侧框架43朝靠近固定侧框架40的方向移动。移动侧框架43的后退是指移动侧框架43朝远离固定侧框架40的方向移动。

上述注塑装置13包括具有伺服电动机45的螺杆旋转机构46、第一注塑用驱动机构51及第二注塑用驱动机构52以及用于对材料进行加热的加热器（未图示）等。螺杆42的基部42a被移动侧框架43支承成能自由旋转。螺杆旋转机构46的伺服电动机45使螺杆42旋转。伺服电动机45的旋转受到控制部14控制。第一注塑用驱动机构51及第二注塑用驱动机构52使螺杆42沿上述轴线B方向移动。

第一注塑用驱动机构51具有设于固定侧框架40的第一伺服电动机60、第一滚珠丝杠61以及旋转传递机构62等。旋转传递机构62将伺服电动机60的旋转传递至滚珠丝杠61。其中，第一滚珠丝杠61的旋转量能通过位于伺服电动机60内的、对伺服电动机60的旋转量进行检测的编码器等位置传感器（未图示）及在控制部14内的运算处理来求出。此外，第一注塑用驱动机构51也可具有对第一滚珠丝杠61的旋转量进行检测的编码器等位置传感器（未图示）。

第二注塑用驱动机构52具有设于固定侧框架40的第二伺服电动机65、第二滚珠丝杠66以及旋转传递机构67等。旋转传递机构67将伺服电动机65的旋转传递至滚珠丝杠66。其中，第二滚珠丝杠66的旋转量能通过位于伺服电动机65内的、对伺服电动机65的旋转量进行检测的编码器等位置传感器（未图示）及在控制部14内的运算处理来求出。此外，第二注塑用驱动机构52也可具有对第二滚珠丝杠66的旋转量进行检测的编码器等位置传感器（未图示）。

由上述伺服电动机60、65和滚珠丝杠61、66等来构成双滚珠丝杠型的注塑装置13。伺服电动机60、65的旋转分别被控制部14控制。此外，在具有用于对各个滚珠丝杠61、66的旋转量进行检测的位置传感器的情况下，位置传感器的检测信号被输入至控制部14中。

第一滚珠丝杠61具有沿与上述轴线B平行的方向延伸的滚珠丝杠轴70以及滚珠螺母71。滚珠螺母71与滚珠丝杠轴70螺合。第二滚珠丝杠66也具有沿与上述轴线B平行的方向延伸的滚珠丝杠轴75以及滚珠螺母76。滚珠螺母76与滚珠丝杠轴75螺合。

第一滚珠丝杠61和第二滚珠丝杠66彼此配置成使滚珠丝杠轴70与滚珠丝杠轴75相互平行。在利用伺服电动机60、65使珠丝杠轴70、75同步地旋转时，根据其旋转量和旋转方向，来使移动侧框架43相对于固定侧框架40沿上述轴线B方向移动。

在第一滚珠丝杠61的滚珠螺母71与移动侧框架43之间存在第一力传递部77。因第一滚珠丝杠61的旋转而产生的推力经由上述第一力传递部77而被传递至移动侧框架43。在第二滚珠丝杠66的滚珠螺母76与移动侧框架43之间存在第二力传递部78。因第二滚珠丝杠66的旋转而产生的推力经由上述第二力传递部78而被传递至移动侧框架43。

另外，设置第一力传递部77和第二力传递部78的位置并不局限于本实施方式。例如，也可以在作为滚珠螺母71、76的一部分的、与移动侧框架43接触的部分上设置有力传递部77、78。此外，也可以在作为移动侧框架43的一部分的、与滚珠螺母71、76接触的部分上设置有力传递部77、78。此外，根据移动侧框架43的驱动方式不同，例如，

[1]既可以在以利用伺服电动机等使滚珠螺母旋转，并利用该滚珠螺母的相对旋转来使滚珠丝杠轴沿轴线方向前进、后退的方式构成的驱动机构中，在对因滚珠螺母的相对旋转而产生的推力进行传递的位置上设置有第一力传递部及第二力传递部，

[2]也可以在以利用伺服电动机等使滚珠丝杠轴旋转，并通过将滚珠螺母设于固定框架，来使滚珠丝杠轴与移动侧框架一起沿轴线方向前进、后退的方式构成的驱动机构中，在对因滚珠丝杠轴的相对旋转而产生的推力进行传递的位置上设置有第一力传递部及第二力传递部。总之，力传递部只要设置在对因滚珠丝杠轴与滚珠螺母间相对的旋转而产生的推力进行传递的位置即可。

在第一力传递部77上设有检测器80，该检测器80具有对力进行测量的功能。力检测器80的一例是测力传感器。测力传感器具有由弹簧钢、钛合金等刚度较高的金属构成的主体和设于该主体的应变测量片，从而将与所承受的力（压缩载荷）的大小相应的电信号输出至控制部14。另外，力检测器80也可以是基于测力传感器以外的检测原理的构件。

在第二力传递部78上设有模拟构件（例如模拟测力传感器）81。从实现成本降低等的目的出发，将模拟构件81与力检测器80成对使用。在这种情况下，一般由与力检测器80的上述主体大致相同的材料构成是通常惯例。而且，在这种情况下，模拟构件81形成为与力检测器80的上述主体相同的形状和大小。因此，力检测器80和模拟构件81的弹簧常数彼此大致相同，但如后所述，两者的弹簧常数也有可能会稍许不同。此外，在从实现更进一步的成本降低等的目的出发对模拟构件81进行改进的情况下，将模拟构件81的材料、形状、大小等改良后的结果是，力检测器80和模拟构件81的弹簧常数也可能会稍许不同。

当第一滚珠丝杠61的滚珠丝杠轴70相对于滚珠螺母71相对旋转时，根据滚珠丝杠轴70的旋转量，使滚珠螺母71沿轴线B方向移动。因此，在滚珠螺母71上产生沿轴线B方向的推力。上述推力经由力检测器80而传递至移动侧框架43。

另一方面，当第二滚珠丝杠66的滚珠丝杠轴75相对于滚珠螺母76相对旋转时，根据滚珠丝杠轴75的旋转量，使滚珠螺母76沿轴线B方向移动。因此，在滚珠螺母76上产生轴线B方向的推力。上述推力经由模拟构件81而传递至移动侧框架43。即，移动侧框架43沿轴线B方向移动与滚珠丝杠轴70、75的旋转量相应的距离。

如上所述构成的注塑装置13受到控制部14控制。例如，在使喷嘴41a与固定盘20的材料注入口20a（图1所示）压接之后，将桶41内的熔融材料从喷嘴41a朝向模具25的型腔25c注塑。此外，通过利用合模装置12使可动盘21前进或后退，来进行动模25b相对于定模25a的开闭动作。

即，根据存储在控制部14中的顺序程序，按规定的顺序反复进行由合模、注塑、保压、开模等一系列动作构成的成型循环。在注塑时，螺杆42相对于桶41沿轴线B方向前进。在测量时，螺杆42一边在桶41内旋转，一边相对于桶41沿轴线B方向后退。

在此，将由力检测器80检测出的力（力检测器80的输出）设为F_L，将力检测器80的弹簧常数设为K_M，将力检测器80的移位量设为L_M。另一方面，将模拟构件81的弹簧常数设为K_S，将模拟构件81的移位量设为L_S。以下，对力检测器80的弹簧常数K_M与模拟构件81的弹簧常数K_S彼此不同的情况进行说明。

图3示出了力检测器80的弹簧常数K_M比模拟构件81的弹簧常数K_S大的情况。图3中的线段C是力检测器80的载荷、挠曲特性。图3中的线段D是模拟构件81的载荷、挠曲特性。实际的力检测器80和模拟构件81的载荷、挠曲特性的差极小，但为了便于说明，图3夸张地描绘出两者的不同。

在如本实施方式那样具有第一滚珠丝杠61和力检测器80的第一注塑用驱动机构51中，力检测器80的移位量L_M受到力检测器80的弹簧常数K_M影响。即，力检测器80的移位量L_M根据胡克法则如下所示：

F_L＝K_M×L_M

L_M＝F_L/K_M。

另一方面，在具有第二滚珠丝杠66和模拟构件81的第二注塑用驱动机构52中，模拟构件81的移位量L_S受到模拟构件81的弹簧常数K_S影响。即，模拟构件81的移位量L_S根据胡克法则如下所示：

F_L＝K_S×L_S

L_S＝F_L/K_S

。藉此，力检测器80侧的力传递部77和模拟构件81侧的力传递部78的偏差△L为：

△L＝L_M－L_S＝（F_L/K_M）－（F_L/K_S）＝F_L·｛（1/K_M）－1/K_S）｝。

因此，为了在第二力传递部78中使与第一力传递部77相同的力起作用，需要考虑力检测器80侧的弹簧常数与模拟构件81侧的弹簧常数之差、即偏差△L。即，关于对第二注塑用驱动机构52的指令，控制部14将在对第一注塑用驱动机构51的指令中加上上述偏差△L之后的值，作为对第二注塑用驱动机构52的指令而输入伺服电动机65。在此，当将检测器80侧的指令（控制输入）设为X时，模拟构件81侧的指令（控制输入）在注塑时和测量时中的任一种情况下均为：

X－F_L·｛（1/K_M）－1/K_S）｝。

这样，本实施方式的注塑装置13的控制部14基于力检测器80的输出，对第一注塑用驱动机构51的伺服电动机60进行控制，并且基于力检测器80的输出和力检测器80的弹簧常数K_M与模拟构件81的弹簧常数K_S的差，对第二注塑用驱动机构52的伺服电动机65进行控制。

例如，如图4所示，将力检测器80的输出与设定值进行比较，来进行修正处理（修正运算）。然后，通过进行考虑了力检测器80的弹簧常数K_M和模拟构件81的弹簧常数K_S之后的运算，来计算出第一注塑用驱动机构51的伺服电动机60和第二注塑用驱动机构52的伺服电动机65各自的控制输入。通过如上所述进行控制，就能将注塑速度控制为设定速度。

在注塑时，螺杆42相对于桶41的移动速度（注塑速度）越大，则螺杆42从材料处受到的反作用力（施加在力检测器80和模拟构件81上的注塑压力）就越大。因此，本实施方式的控制部14对伺服电动机60、65进行控制，以能在由力检测器80检测出的力没有超过允许值的范围、即在施加到第一力传递部77及第二力传递部78上的力没有超过允许值的范围内获得最大的注塑速度。通过这样，就能同时实现伺服电动机60、65的保护（防止过载荷）和注塑动作的高速化。

另外，在图5所示的第二实施方式的控制部14中，将力检测器80的第一输出S1与设定值进行比较，来进行修正处理（修正运算），然后输入第一注塑用驱动机构51的伺服电动机60。力检测器80的第二输出S2将通过在上述第二输出S2上加上考虑了力检测器80的弹簧常数K_M和模拟构件81的弹簧常数K_S之后的运算而获得的值与设定值进行比较，来进行修正处理（修正运算），然后输入第二注塑用驱动机构52的伺服电动机65。

图6示出了力检测器80的弹簧常数K_M比模拟构件81的弹簧常数K_S小的情况（第三实施方式）。力检测器80侧的移位量L_M根据胡克法则为L_M＝F_L/K_M。模拟构件81侧的移位量L_S根据胡克法则为L_S＝F_L/K_S。藉此，与上述第一实施方式同样地，能求出力检测器80侧的力传递部77与模拟构件81侧的力传递部78的偏差△L，并能通过考虑了上述偏差△L之后的控制输入来对伺服电动机60、65进行控制。

此外，即便在从注塑时的注塑速度控制切换为注塑压力控制的情况、或是在保压时等对压力进行控制的情况下，也可与注塑速度的控制同样地，通过如上所述进行控制，来将注塑压力控制为设定压力。

接着，参照图7和图8，对本发明第四实施方式的成型机的一例、即铸模成型机进行说明。另外，根据需要，还在参照上述图3至图6的同时进行说明。

图7示出了成型机的一例、即电动式的铸模成型机100。以下，将铸模成型机100简称为成型机100。上述成型机100包括基台111、合模装置112、注塑装置113、控制部14、输入部15等。合模装置112的一例包括固定盘120、可动盘121、开闭驱动机构123等。开闭驱动机构123通过连杆机构122使可动盘121前进及后退。通过将定模125a与动模125b合模，从而在模具125的内部形成型腔125c。

在基台111上配置有构成注塑装置113的一部分的固定侧框架140、140a。注塑装置113包括：固定侧框架140、140a；具有注塑套筒141a的注塑部141；***注塑套筒141a的注塑柱塞142；以及移动侧框架143等。注塑套筒141a的前端部***形成于固定盘120的孔中。上述注塑套筒141a隔着固定盘120而被固定侧框架140、140a支承。另外，图7所示的注塑装置113配置在基台111上，但也可根据情况不同，而将注塑装置113配置在与基台111分体的机架上。在这种情况下，固定盘120也起到对注塑部141进行支承的固定侧框架的作用。此外，注塑装置113也有可能仅与固定盘120接合而被支承于固定盘120。

图8是以局部剖面的方式表示注塑装置113的一部分的俯视图。注塑柱塞142能沿注塑套筒141a的轴线B1方向移动。移动侧框架143能相对于固定侧框架140沿轴线B1方向移动。注塑柱塞142是推出构件的一例。在注塑柱塞142的前端设有***注塑套筒141a的芯片142a。注塑柱塞142的基部142b受到移动侧框架143支承。上述注塑装置113也可以包括例如储罐（未图示），以对高速注塑时的注塑速度及保压时的注塑压力等进行弥补。

在注塑套筒141a的前方配置有合模装置112。在本说明书中，移动侧框架143的前进是指移动侧框架143朝靠近固定侧框架140的方向移动。移动侧框架143的后退是指移动侧框架143朝远离固定侧框架140的方向移动。

上述注塑装置113包括第一注塑用驱动机构51及第二注塑用驱动机构52。第一注塑用驱动机构51及第二注塑用驱动机构52使注塑柱塞142沿轴线B1方向移动。第一注塑用驱动机构51及第二注塑用驱动机构52的结构和功能由于与在第一实施方式（图1、图2）中说明的注塑用驱动机构51、52是相同的，因此，对与两者相对应的共用的部分标注相同的符号，并省略说明。

如上所述构成的注塑装置113受到控制部14控制。例如，使用供热水装置的勺子（日文：ラドル）（未图示）从未图示的对材料进行熔融的炉进行测量。将由上述勺子测量出的材料注入注塑套筒141a内。然后，通过使***注塑套筒141a的注塑柱塞142前进，来进行朝型腔125c的注塑。此外，通过利用合模装置112使可动盘121前进或后退，进行动模125b相对于定模125a的开闭动作。

即，根据存储在控制部14中的顺序程序，按规定的顺序反复进行由合模、注塑、保压、开模等一系列动作构成的成型循环。在注塑时，注塑柱塞142沿轴线B1方向前进。

这种第四实施方式的注塑装置113也与第一实施方式的注塑装置13同样地进行注塑速度、注塑压力等的控制。在此，也将由力检测器80检测出的力（力检测器80的输出）设为F_L，将力检测器80的弹簧常数设为K_M，将力检测器80的移位量设为L_M。另一方面，将模拟构件81的弹簧常数设为K_S，将模拟构件81的移位量设为L_S。

图3示出了力检测器80的弹簧常数K_M比模拟构件81的弹簧常数K_S大的情况。图3中的线段C是力检测器80的载荷、挠曲特性。图3中的线段D是模拟构件81的载荷、挠曲特性。

在如本实施方式那样具有第一滚珠丝杠61和力检测器80的第一注塑用驱动机构51中，力检测器80的移位量L_M受到力检测器80的弹簧常数K_M影响。即，力检测器80的移位量L_M根据胡克法则如下所示：

F_L＝K_M·L_M

L_M＝F_L/K_M。

另一方面，在具有第二滚珠丝杠66和模拟构件81的第二注塑用驱动机构52中，模拟构件81的移位量L_S受到模拟构件81的弹簧常数K_S影响。即，模拟构件81的移位量L_S根据胡克法则如下所示：

F_L＝K_S·L_S

L_S＝F_L/K_S。

藉此，力检测器80侧的力传递部77和模拟构件81侧的力传递部78的偏差△L为：

△L＝L_M－L_S＝（F_L/K_M）－（F_L－K_S）＝F_L·｛（1/K_M）－1/K_S）｝。

因此，为了在第二力传递部78中使与第一力传递部77相同的力起作用，需要考虑力检测器80侧的弹簧常数与模拟构件81侧的弹簧常数之差、即偏差△L。即，关于对第二注塑用驱动机构52的指令，控制部14将在对第一注塑用驱动机构51的指令中加上上述偏差△L之后的值，作为对第二注塑用驱动机构52的指令，而输入伺服电动机65。在此，当将检测器80侧的指令（控制输入）设为X时，模拟构件81侧的指令（控制输入）在注塑时和测量时的任一种情况下均为：

X－F_L·｛（1/K_M）－1/K_S）｝。

这样，本实施方式的注塑装置113的控制部14基于力检测器80的输出，对第一注塑用驱动机构51的伺服电动机60进行控制，并基于力检测器80的输出和力检测器80的弹簧常数K_M与模拟构件81的弹簧常数K_S的差，对第二注塑用驱动机构52的伺服电动机65进行控制。

例如，如图4所示，将力检测器80的输出与设定值进行比较，来进行修正处理（修正运算）。另外，通过进行考虑了力检测器80的弹簧常数K_M和模拟构件81的弹簧常数K_S之后的运算，来计算出第一注塑用驱动机构51的伺服电动机60和第二注塑用驱动机构52的伺服电动机65各自的控制输入。通过如上所述进行控制，就能将注塑速度控制为设定速度。

在注塑时，注塑柱塞142的移动速度（注塑速度）越大，则注塑柱塞142从材料处受到的反作用力（施加到力检测器80和模拟构件81上的注塑压力）就越大。因此，控制部14对伺服电动机60、65进行控制，以能在由力检测器80检测出的力没有超过允许值的范围、即在施加到第一力传递部77及第二力传递部78的力没有超过允许值的范围内获得最大的注塑速度。通过这样，就能同时实现伺服电动机60、65的保护（防止过载荷）和注塑动作的高速化。

与图5所示的第二实施方式同样地，上述第四实施方式的控制部14也可以将力检测器80的第一输出S1与设定值进行比较，进行修正处理（修正运算），然后输入第一注塑用驱动机构51的伺服电动机60。力检测器80的第二输出S2将通过在该第二输出S2上加上考虑了力检测器80的弹簧常数K_M和模拟构件81的弹簧常数K_S之后的运算而获得的值与设定值进行比较，来进行修正处理（修正运算），然后输入第二注塑用驱动机构52的伺服电动机65。

此外，也可适用于如图6这样的力检测器80的弹簧常数K_M比模拟构件81的弹簧常数K_S小的情况。力检测器80侧的移位量L_M根据胡克法则为L_M＝F_L/K_M。模拟构件81侧的移位量L_S根据胡克法则为L_S＝F_L/K_S。藉此，与上述第一实施方式同样地，能求出力检测器80侧的力传递部77与模拟构件81侧的力传递部78的偏差△L。通过考虑了该偏差△L之后的控制输入，来对伺服电动机60、65进行控制。

此外，即便在从注塑时的注塑速度控制切换为注塑压力控制的情况、或是在保压时等对压力进行控制的情况下，也可以与注塑速度的控制同样地，通过如上所述进行控制，来将注塑压力控制为设定压力。

另外，根据移动侧框架43的驱动方式的不同，例如，在利用伺服电动机等使滚珠螺母旋转，并以通过上述滚珠螺母的相对旋转而使滚珠螺母轴沿轴线方向前进、后退的方式构成的驱动机构中，有时将第一力传递部和第二力传递部设置在对由滚珠螺母的相对旋转而产生的推力进行传递的位置上。在这种情况下，将测力传感器等力检测器设置在任意一方的力传递部上，将模拟构件设置在任意另一方的力传递部上。

此外，在利用伺服电动机等使滚珠丝杠轴旋转，通过将滚珠螺母设置在固定框架上，并以使滚珠丝杠轴与移动侧框架一起沿轴线方向前进、后退的方式构成的驱动机构中，有时也将第一力传递部及第二力传递部设置在对由滚珠螺母的相对旋转而产生的推力进行传递的位置上。在这种情况下，也是将测力传感器等力检测器设置在任意一方的力传递部上，将模拟构件设置在任意另一方的力传递部上。总之，力检测器和模拟构件只要设置在将由滚珠丝杠轴和滚珠螺母的相对旋转而产生的推力传递至移动侧的构件的一对力传递部中的一方和另一方上即可。

如以上所说明的这样，本实施方式的控制部14基于力检测器80的弹簧常数和模拟构件81的弹簧常数，对第一注塑用驱动机构51及第二注塑用驱动机构52的伺服电动机60、65进行控制，以使施加到第一力传递部77及第二力传递部78上的力均等化。此外，在本实施方式的控制部14中组装有伺服电动机60、65进行控制的计算机程序，以使在施加到第一力传递部77及第二力传递部78的力没有超过允许值的范围内注塑速度为最大。

此外，本实施方式的控制部14安装有计算机程序，从而通过对伺服电动机60、65进行控制，不仅能控制注塑速度，还能控制注塑压力。

此外，本实施方式的注塑装置13在注塑动作中至少包括以下工序。

（1）将由第一滚珠丝杠61的滚珠丝杠轴70与滚珠螺母71的相对旋转而产生的推力，经由设于第一力传递部77的力检测器80传递至移动侧框架43、143的工序。

（2）将由第二滚珠丝杠66的滚珠丝杠轴75与滚珠螺母76的相对旋转而产生的推力，经由设于第二力传递部78的模拟构件81传递至移动侧框架43、143的工序。

（3）将与施加在力检测器80上的力相应的信号输出的工序。

（4）与施加在模拟构件81上的力相应地使模拟构件81变形的工序。

（5）基于力检测器80的输出，来对第一注塑用驱动机构51的伺服电动机60进行控制，并基于力检测器80的输出和力检测器80的弹簧常数与模拟构件的弹簧常数的差，来对第二注塑用驱动机构52的伺服电动机65进行控制的工序。

此外，根据本发明，基于测力传感器等力检测器80的弹簧常数和模拟构件81的弹簧常数，使施加在第一力传递部77和第二力传递部78上的力均等化。因此，不会仅使一方伺服电动机产生过大的输出，从而能防止滚珠丝杠及伺服电动机的过载荷。藉此，能防止滚珠丝杠及伺服电动机的损伤，并提高了驱动机构的耐久性。此外，通过这样，能减少进行维修的次数，并能防止因维修而导致的成型运转率降低。其结果是，不仅能抑制维修成本，而且能提高成型运转率、即成型品的生产运转率。

此外，在本发明中，还对伺服电动机60、65进行控制，以在施加到第一力传递部77及第二力传递部78的力没有超过允许值的范围内获得最大的注塑速度。藉此，能同时实现伺服电动机的保护（防止过载荷）和注塑动作的高速化。此外，通过这样，增加了驱动机构的耐久性，并且能减少进行维修的次数，能防止因伺服电动机等的维修而导致成型运转率的降低。其结果是，不仅能抑制伺服电动机等的维修成本，而且能提高成型运转率、即成型品的生产运转率。

另外，在实施本发明时，以具有注塑装置的成型机的具体结构为首，能根据需要来改变构成注塑装置的各种要素的具体实施方式来加以实施，这点是毋庸置疑的。

上述第一实施方式～第三实施方式是包括直列式的注塑装置的成型机。在直列式的注塑装置中，如图1所示，使材料熔融来进行可塑化的可塑化部与将材料朝向模具的型腔注塑的注塑部成为一体。但是，本发明并不限定于直列式的注塑装置。例如，能将本发明适用于预备可塑化式的注塑装置的注塑部侧。预备可塑化式的注塑装置具有：将材料熔融来进行可塑化的可塑化部；以及与上述可塑化部分体地将材料朝向模具的型腔注塑的注塑部，使上述可塑化部与上述注塑部彼此连通。作为上述预备可塑化式的注塑装置的推出构件，既可以是如图2所示的螺杆，也可以是如图8所示的注塑柱塞中，可以是其中的任一种结构。

工业上的可利用性

本发明除了适用于注塑成型机以外，只要是具有一对滚珠丝杠的注塑装置，同样也能适用。此外，除了注塑成型机及铸模成型机以外，本发明也能适用于例如压缩成型机（冲压成型机）、传递模压机、推出成型机等成型机。

符号说明

10 成型机

12 合模装置

13 注塑装置

14 控制部

40 固定侧框架

41 桶（注塑部）

42 螺杆（推出构件）

43 移动侧框架

51 第一注塑用驱动机构

52 第二注塑用驱动机构

60 第一伺服电动机

61 第一滚珠丝杠

65 第二伺服电动机

66 第二滚珠丝杠

77 第一力传递部

78 第二力传递部

80 力检测器

81 模拟构件

100 成型机

113注塑装置

140、140a 固定侧框架

141 注塑部

141a 注塑套筒

142 注塑柱塞（推出构件）。

Claims (7)

1.一种注塑装置，其特征在于，包括：

固定侧框架（40），该固定侧框架（40）对注塑部进行支承；

移动侧框架（43），该移动侧框架（43）能相对于所述固定侧框架（40）移动，且对***所述注塑部的推出构件进行支承；

第一及第二滚珠丝杠（61、66），所述第一及第二滚珠丝杠（61、66）分别具有能相对于所述固定侧框架（40）使所述移动侧框架（43）沿前后方向移动的滚珠丝杠轴（70、75）和滚珠螺母（71、76）；

第一注塑用驱动机构（51），该第一注塑用驱动机构（51）具有使所述第一滚珠丝杠（61）的滚珠丝杠轴（70）和滚珠螺母（71）相对旋转的第一伺服电动机（60）；

第二注塑用驱动机构（52），该第二注塑用驱动机构（52）具有于使所述第二滚珠丝杠（66）的滚珠丝杠轴（75）和滚珠螺母（76）相对旋转的第二伺服电动机（65）；

第一力传递部（77），该第一力传递部（77）将由所述第一滚珠丝杠（61）的滚珠丝杠轴（70）与滚珠螺母（71）的相对旋转而产生的推力传递至所述移动侧框架（43）；

力检测器（80），该力检测器（80）设置在所述第一力传递部（77）上，并产生与施加到所述第一力传递部（77）的力相应的输出；

第二力传递部（78），该第二力传递部（78）将由所述第二滚珠丝杠（66）的滚珠丝杠轴（75）与滚珠螺母（76）的相对旋转而产生的推力传递至所述移动侧框架（43）；

模拟构件（81），该模拟构件（81）设置在所述第二力传递部（78）上，并具有与施加到所述第二力传递部（78）的力相应地进行变形的特性；以及

控制部（14），该控制部（14）基于所述力检测器（80）的所述输出，来对所述第一伺服电动机（60）进行控制，且基于所述力检测器（80）的所述输出和所述模拟构件（81）的所述特性，来对所述第二伺服电动机（65）进行控制。

2.如权利要求1所述的注塑装置，其特征在于，

所述控制部（14）基于所述力检测器（80）的弹簧常数和所述模拟构件（81）的弹簧常数，来对所述第一及第二伺服电动机（60、65）进行控制，以使施加到所述第一及第二力传递部（77、78）上的力均等化。

3.如权利要求1或2所述的注塑装置，其特征在于，

所述控制部（14）在施加到所述第一力传递部（77）和所述第二力传递部（78）的力没有超过允许值的范围内对注塑速度进行控制。

4.一种成型机，其特征在于，包括：

权利要求1至3中任一项所述的注塑装置（13）；以及

合模装置（12），该合模装置（12）具有固定盘（20）、可动盘（21）及开闭驱动机构（23），该开闭驱动机构（23）用于使所述可动盘（21）朝合模方向和开模方向移动。

5.一种注塑装置的控制方法，对注塑装置（13）进行控制，

所述注塑装置（13）包括：

固定侧框架（40），该固定侧框架（40）对注塑部进行支承；

移动侧框架（43），该移动侧框架（43）对***所述注塑部的推出构件进行支承；

第一及第二滚珠丝杠（61、66），所述第一及第二滚珠丝杠（61、66）分别具有用于相对于所述固定侧框架（40）使所述移动侧框架（43）移动的滚珠丝杠轴（70、75）和滚珠螺母（71、76）；以及

第一及第二注塑用驱动机构（51、52），所述第一及第二注塑用驱动机构（51、52）使所述滚珠丝杠（61、66）旋转，

所述注塑装置的控制方法的特征在于，包括：

将由所述第一滚珠丝杠（61）的滚珠丝杠轴（70）与滚珠螺母（71）的相对旋转而产生的推力，经由设于第一力传递部（77）的力检测器（80）传递至所述移动侧框架（43）；

将由所述第二滚珠丝杠（66）的滚珠丝杠轴（75）与滚珠螺母（76）的相对旋转而产生的推力，经由设于第二力传递部（78）的模拟构件（81）传递至所述移动侧框架（43）；

所述力检测器（80）将与施加到所述力检测器（80）上的力相应的信号输出；

与施加到所述模拟构件（81）上的力相应地使该模拟构件（81）变形；以及

基于所述力检测器（80）的所述输出，来对所述第一注塑用驱动机构（51）进行控制，并基于所述力检测器（80）的所述输出和所述模拟构件（81）的变形量，来对所述第二注塑用驱动机构（52）进行控制。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

基于所述力检测器（80）的弹簧常数和所述模拟构件（81）的弹簧常数，来对所述第一及第二注塑用驱动机构（51、52）进行控制，以使施加到所述第一及第二力传递部（77、78）上的力均等化。

7.如权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，

在施加到所述第一及第二力传递部（77、78）的力没有超过允许值的范围内对注塑速度进行控制。

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