CN104875352B - 注射成型机 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种通过开闭缸体的出口的开闭机构以外的机构实现开模状态下的计量的注射成型机。该注射成型机在第1计量工序中，使螺杆后退到预定位置，通过在该预定位置上使上述螺杆旋转而将成型材料输送到上述螺杆的前方，并将成型材料积存在上述螺杆的前方的空间，在第1填充工序中，通过使上述螺杆前进，将通过上述第1计量工序积存在上述螺杆前方的成型材料从上述缸体射出，并填充到模具装置内，监视上述第1填充工序中的上述压力，并基于监视结果校正上述第1计量工序的设定。

Description

注射成型机
技术领域
本申请主张基于2014年2月28日申请的日本专利申请第2014-039715号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本发明涉及注射成型机。
背景技术
注射成型机具有加热成型材料的缸体和在该缸体内旋转自如且进退自如地配设的螺杆(例如参照专利文献1)。在计量工序中，使螺杆旋转并将成型材料输送到螺杆的前方。成型材料一边被输送到前方一边被逐渐熔融。随着液态的成型材料积存在螺杆前方，在螺杆前方的成型材料的压力的作用下，螺杆后退。之后，在填充工序中，螺杆前进并将螺杆前方的成型材料从缸体射出，并填充到模具装置内。所填充的成型材料固化而得到成型品。在开模后从模具装置推出成型品。通常，在使填充到模具装置内的成型材料固化的冷却工序中进行计量工序。
专利文献1：日本特开2011－183705号公报
计量时间比冷却时间长时，在计量工序结束后进行开模工序。通过在计量工序中开始开模工序，能够缩短成型周期，但是为了实现开模状态下的计量，需要开闭缸体的出口的开闭机构。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种通过开闭缸体的出口的开闭机构以外的机构来实现开模状态下的计量的注射成型机。
为了解决上述课题，根据本发明的一实施方式，提供一种注射成型机，具备：
缸体，加热成型材料；
螺杆，旋转自如且进退自如地配设在该缸体内；
旋转驱动部，使该螺杆旋转；
进退驱动部，使上述螺杆进退；
压力检测器，检测上述螺杆前方的上述成型材料的压力；以及
控制装置，控制上述旋转驱动部以及上述进退驱动部，
该控制装置，
在第1计量工序中，使上述螺杆后退到预定位置，通过在该预定位置上使上述螺杆旋转而将成型材料输送到上述螺杆的前方，并将成型材料积存在上述螺杆的前方的空间，
在第1填充工序中，通过使上述螺杆前进，将通过上述第1计量工序积存在上述螺杆前方的成型材料从上述缸体射出，并填充到模具装置内，
通过上述压力检测器监视上述第1填充工序的上述压力，并基于监视结果校正上述第1计量工序的设定。
发明的效果：
根据本发明的一方式，能够提供一种通过开闭缸体的出口的开闭机构以外的机构实现开模状态下的计量的注射成型机。
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图。
图2是表示本发明的一实施方式的注射成型机的控制方法的图。
符号说明
10 合模装置
30 模具装置
32 定模
33 动模
34 型腔空间
50 注射装置
51 缸体
52 螺杆
53 计量马达
54 注射马达
55 压力检测器
70 控制装置
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明，在各图中，对于相同或对应的结构赋予相同或对应的符号而省略说明。
图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的图。注射成型机例如如图1所示具有合模装置10、注射装置50以及控制装置70。
合模装置10进行模具装置30的闭模、合模、开模。例如如图1所示，合模装置10具有框架11、固定压板12以及可动压板13。
固定压板12相对框架11固定。固定压板12中的与可动压板13对置的面上安装有定模32。
可动压板13沿铺设在框架11上的引导件(例如导轨)17移动自如。可动压板13中的与固定压板12对置的面上安装有动模33。
通过定模32与动模33构成模具装置30。通过使可动压板13相对固定压板12移动，进行闭模、合模、开模。在合模状态的定模32与动模33之间形成有型腔空间34。
注射装置50向模具装置30内填充成型材料。注射装置50例如如图1所示，具有缸体51、螺杆52、计量马达53、注射马达54以及压力检测器55。
缸体51加热成型材料(例如树脂)。成型材料的供给口51a形成在缸体51的后部。在缸体51的外周上设置有加热器等加热源。在缸体51的前端上设置有喷嘴56。
螺杆52被配设成在缸体51内旋转自如且进退自如。在使螺杆52旋转时，成型材料沿螺杆52的螺旋状的槽被向前方输送。成型材料向前方移动的同时渐渐熔融。液状的成型材料积存在螺杆52前方。之后，在使螺杆52前进时，螺杆52前方的成型材料被从喷嘴56射出，并填充到模具装置30内的型腔空间34。
计量马达53为使螺杆52旋转的旋转驱动部。计量马达53可以具有编码器53a。编码器53a通过检测计量马达53的转速来检测螺杆转速，并将表示该转速的信号输出给控制装置70。
注射马达54为使螺杆52进退的进退驱动部。在螺杆52与注射马达54之间设置有将注射马达54的旋转运动转换为螺杆52的直线运动的运动转换部。注射马达54可以具有编码器54a。编码器54a通过检测注射马达54的转速来检测螺杆52的前进速度，并将表示该前进速度的信号输出给控制装置70。
压力检测器55通过检测螺杆52的背压来检测螺杆52前方的成型材料的压力，并将表示该压力的信号输出给控制装置70。另外，本实施方式的压力检测器55被设置在螺杆52的后方，但是压力检测器55的设置位置没有特别限定。例如压力检测器也可以设置在缸体51内。
控制装置70控制合模装置10以及注射装置50。控制装置70具有存储器等存储部以及CPU，并通过CPU执行存储在存储部中的控制程序，由此来控制合模装置10以及注射装置50。
图2是表示本发明的一实施方式的注射成型机的控制方法的图。图2所示的步骤S11中，控制装置70控制第2计量工序。第2计量工序在冷却工序中进行，开模工序在第2计量工序后开始。冷却工序为使填充到模具装置30内的成型材料固化的工序。
控制装置70在第2计量工序中，使计量马达53工作来使螺杆52旋转，并将成型材料输送到前方。成型材料一边被输送到前方一边被渐渐熔融。伴随液状的成型材料积存在螺杆52前方，在螺杆52前方的成型材料的压力的作用下，螺杆52后退。
控制装置70在第2计量工序中，控制计量马达53，以使螺杆转速成为设定值。螺杆转速的设定值可以为一定，也可以根据螺杆位置或经过时间变更。
控制装置70可以在第2计量工序中，为了限制螺杆52的急剧后退，使注射马达54工作而对螺杆52施加背压。控制装置70控制注射马达54，以使螺杆52的背压成为设定值。
螺杆52后退到预定位置，且在螺杆52前方积存预定量的成型材料时，第2计量工序结束。
图2所示的步骤S12中，控制装置70控制第2填充工序。控制装置70在第2填充工序中通过使注射马达54工作而使螺杆52前进，将通过第2计量工序而积存在螺杆52前方的成型材料从缸体51射出，并填充到模具装置30内。
控制装置70在第2填充工序中控制注射马达54，以使螺杆52的前进速度成为设定值。螺杆52的前进速度的设定值可以为一定，也可以根据螺杆位置或经过时间而变更。
螺杆52前进到预定位置(所谓V/P切换位置)时，第2填充工序结束，保压工序开始。另外，可以在距填充工序开始的经过时间达到预定时间时，开始保压工序。保压工序为对模具装置30内的成型材料施加压力的工序。能够补充因成型材料的冷却而体积收缩的量的成型材料。V/P切换时，螺杆52的控制从速度控制切换为压力控制。保压工序中控制注射马达54，以使螺杆52的压力成为设定值。
控制装置70通过压力检测器55监视第2填充工序中的螺杆52前方的成型材料的压力(以下仅称为“第2填充工序中的压力”)，将监视结果(例如峰值压力)存储在存储部。控制装置70可以代替峰值压力而存储V/P切换时的压力，存储的数据的种类可以多种多样。控制装置70可以反复进行第2计量工序以及第2填充工序，将多次注射的平均值存储在存储部中。
在图2所示的步骤S13中，控制装置70控制第1计量工序。第1计量工序与第2计量工序不同，与开模工序重合。开模工序在第1计量工序中开始。
控制装置70在第1计量工序中，使注射马达54工作而使螺杆52后退，并在螺杆52的前方形成空间。之后，控制装置70在使螺杆位置固定的状态下使计量马达53工作来使螺杆52旋转，并将成型材料输送到螺杆52前方。
控制装置70在第1计量工序中控制计量马达53，以使螺杆转速成为设定值。螺杆转速的设定值可以为一定，也可以根据经过时间而变化。
在第1计量工序中，在螺杆52前方形成空间后，为了将成型材料输送到螺杆52的前方，对螺杆52前方的成型材料几乎不作用压力。因此，能够抑制在第1计量工序中开始开模工序时成型材料从缸体51流出。
控制装置70在第1计量工序中，通过压力检测器55监视螺杆52前方的成型材料的压力。在该压力为预定值以上时，能够判断成螺杆52前方的空间已被成型材料填充。
第1计量工序结束时的螺杆位置可以设定为暂且与第2计量工序结束时的螺杆位置相同，在后述的步骤S15中进行校正。另外，在校正前，第1计量工序结束时的螺杆位置可以比第2计量工序结束时的螺杆位置靠后方，没有特别限定。
另外，本实施方式的控制装置70在第1计量工序中，使螺杆52后退后使螺杆52旋转，但是也可以反复进行螺杆52的后退和螺杆52的旋转。并且，详细后述，控制装置70可以在螺杆52后退时使螺杆52旋转。在第1计量工序中，作用在螺杆52前方的成型材料的压力只要比成型材料从缸体51流出的压力低即可。
图2所示的步骤S14中，控制装置70控制第1填充工序。控制装置70在第1填充工序中，使注射马达54工作而使螺杆52前进，由此通过第1计量工序将积存在螺杆52前方的成型材料从缸体51射出，并填充到模具装置30内。第1填充工序的设定可以与第2填充工序的设定相同。例如，在第1填充工序和第2填充工序中螺杆52的前进速度、V/P切换位置等可以相同。
控制装置70通过压力检测器55监视第1填充工序中的螺杆52前方的成型材料的压力(以下仅称为“第1填充工序中的压力”)，将监视结果(例如峰值压力)存储在存储部中。控制装置70可以存储V/P切换时的压力来代替峰值压力，存储的数据的种类可以多种多样。另外，控制装置70可以反复进行第1计量工序以及第1填充工序，并将多个注射的平均值存储在存储部中。
然而，在第1计量工序中与第2计量工序不同，压力几乎不作用在螺杆52前方的成型材料上。因此，相比第2计量工序时，第1计量工序时螺杆52前方的成型材料的密度低。
于是，图2所示的步骤S15中，控制装置70基于第1填充工序中的压力(例如峰值压力)和第2填充工序中的压力(例如峰值压力)对第1计量工序的设定进行校正，以使模具装置30内的成型材料的填充量相同。控制装置70校正第1计量工序的设定，以使第1填充工序中的压力与第2填充工序中的压力相同。成为校正对象的设定例如为第1计量工序结束时的螺杆位置、第1计量工序的时间等。校正中使用的压力可以代替峰值压力而使用V/P切换时的压力。
若使第1计量工序结束时的螺杆位置后退，则螺杆52前方的成型材料的量增加，第1填充工序中的压力变大。另一方面，若使第1计量工序结束时的螺杆位置前进，则螺杆52前方的成型材料的量减少，第1填充工序中的压力变小。
并且，若延长第1计量工序的时间，则螺杆前方的成型材料的量增加，第1填充工序中的压力变大。在延长计量时间时，螺杆52前方的空间由成型材料填充后，以不从缸体51泄漏成型材料的程度暂时使螺杆52继续旋转。另一方面，若缩短第1计量工序的时间，则螺杆前方的成型材料的量减少，第1填充工序的压力变小。
这些第1填充工序的压力、第2填充工序的压力、第1计量工序的设定之间的关系可以以预定表格或式子等的形式存储在存储部中，用于第1计量工序的设定校正。表格或式子可以通过基于实际的机器或实验机器的实验或模拟等做成并更新。
控制装置70在第1计量工序的设定校正后进行第1计量工序(步骤S16)以及第1填充工序(步骤S17)，并调查第1填充工序的压力与第2填充工序的压力之差(绝对值)是否为预定值以下(步骤S18)。该差为预定值以下之前，控制装置70可以反复进行步骤S15～步骤S18。
另外，本实施方式中，参照预先存储在存储部中的数据对第1计量工序的设定进行校正，但是也可以基于第1填充工序的压力与第2填充工序的压力之间的大小关系(哪个工序的压力小？)来校正第1计量工序的设定。例如，第1填充工序的压力比第2填充工序的压力小时，使第1计量工序结束时的螺杆位置后退预定量。之后，再次调查大小关系，在大小关系没有发生变化时，使螺杆位置进一步后退上述预定量，在大小关系变化时，使螺杆位置前进比上述预定量少的量。可以反复进行螺杆位置的校正直到第1填充工序的压力与第2填充工序的压力之差为预定值以下，校正量逐渐变小。
通过以校正后的设定进行第1计量工序、第1填充工序，能够以短时间得到与进行第2计量工序、第2填充工序时相同品质的成型品。根据第1计量工序，不需要在计量工序中开始开模工序时开闭缸体51的出口的开闭机构。相比使用开闭机构的情况，能够扩大缸体51的成型材料的流路、降低成型材料的剪切发热、并精度良好地控制成型材料的温度。
控制装置70可以在以校正后的设定反复进行第1计量工序、第1填充工序时，监视第1填充工序的压力。控制装置70为了使成型品的品质稳定，也可以基于多次注射间的第1填充工序的压力变化来校正第1计量工序的设定。
以上，对注射成型机的实施方式等进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式等，在技术方案所记载的本发明的宗旨范围内，能够进行各种变形、改良。
例如，上述实施方式的控制装置70在第1计量工序的螺杆52后退时，可以不使螺杆52旋转，但也可以使螺杆52旋转。螺杆52的转速被设定为不对螺杆52前方的成型材料作用压力。螺杆52的旋转方向为将成型材料向前方输送的方向。能够缩短第1计量工序的时间。
并且，图2所示的工序的序号没有特别限制。例如步骤S13(第1计量工序)以及步骤S14(第1填充工序)可以先于步骤S11(第2计量工序)以及步骤S12(第2填充工序)进行。

Claims (5)

1.一种注射成型机，具备：
缸体，加热成型材料；
螺杆，旋转自如且进退自如地配设在该缸体内；
旋转驱动部，使该螺杆旋转；
进退驱动部，使上述螺杆进退；
压力检测器，检测上述螺杆前方的上述成型材料的压力；以及
控制装置，控制上述旋转驱动部以及上述进退驱动部，
该控制装置，
在第1计量工序中，使上述螺杆后退到预定位置，通过在该预定位置上使上述螺杆旋转而将成型材料输送到上述螺杆的前方，并将成型材料积存在上述螺杆前方的空间，
在第1填充工序中，通过使上述螺杆前进，将通过上述第1计量工序而积存在上述螺杆前方的成型材料从上述缸体射出，并填充到模具装置内，
通过上述压力检测器监视上述第1填充工序的上述压力，并基于监视结果校正上述第1计量工序的设定。
2.如权利要求1所述的注射成型机，其中，
上述控制装置，
在第2计量工序中，通过使上述螺杆旋转而将成型材料积存在上述螺杆的前方，并通过积存在上述螺杆前方的成型材料的压力使上述螺杆后退到预定位置，
在第2填充工序中，通过使上述螺杆前进，将通过上述第2计量工序而积存在上述螺杆前方的成型材料从上述缸体射出，并填充到模具装置内，
通过上述压力检测器监视上述第2填充工序的上述压力，
基于上述第2填充工序中的上述压力和上述第1填充工序中的上述压力校正上述第1计量工序的设定。
3.如权利要求1或2所述的注射成型机，
上述控制装置在上述第1计量工序中的上述螺杆后退时，使上述螺杆向向前方输送成型材料的方向旋转。
4.如权利要求1或2所述的注射成型机，
上述第1计量工序的设定校正中使用的压力为峰值压力。
5.如权利要求1或2所述的注射成型机，
上述第1计量工序的设定校正中使用的压力为将上述螺杆的控制从速度控制向压力控制切换时的压力。
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