CN1853904B - 注射成形机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种注射成形机，在对熔融树脂进行温度控制的同时将其向金属模具射出进行成形，包括：安装有通用操作***、控制带触摸板显示部(43)的HMI部(41)；对应注射成形机的各控制要素设置有专用的微处理器的主控制部(31)、顺序处理部(32)、伺服指令部(33)等控制模块；以及由控制模块进行控制、驱动控制注射成形机的致动器的伺服放大器和油压驱动器等驱动部，通过变更控制模块的组合来进行电动式、油压式、组合电动和油压的混合式等各种注射成形控制。

Description

注射成形机的控制装置
(1)技术领域
本发明涉及一种注射成形机中使用的控制装置。
(2)背景技术
注射成形机例如已知有日本专利特开2001-191383号公报记载的技术。
注射成形机需要进行注射、计量、模具开闭、推出、温度等注射成形所必需的控制。
在上述公报记载的注射成形机中，注射成形所必需的控制是通过只有该注射成形机才能使用的特定的控制装置来进行的。
作为控制对象的致动器由于注射、计量、模具开闭、推出的动作有电动驱动和油压驱动的不同，从而构成也有所不同。
因此，控制要素由于动作有电动驱动、油压驱动、电动和油压的混合驱动的不同而有所不同。
现有技术中，若控制对象是电动的致动器则使用其专用的控制装置，若控制对象是油压的致动器则使用其专用的控制装置。
这样，在现有技术中必须总是使用专用的控制装置，故通用性差，经济性也较差。
(3)发明内容
本发明提供一种通过对应各控制要素进行模块化、从而即使控制对象发生变化也可通过所使用的控制模块的组合来简单地应对的通用性、经济性较佳的注射成形机的控制装置。
本发明的注射成形机，对将合成树脂材料加热熔融后得到的熔融树脂进行计量，并向金属模具射出以成形成形品，包括：安装有通用操作***、对显示部进行控制的人机界面装置；对应注射成形机的各控制要素设置有专用的微处理器的多个控制模块；以及由控制模块进行控制、对注射成形机的致动器进行驱动控制的伺服放大器和检测部，通过各控制模块的组合来进行各种注射成形控制。
本发明的其他客体和优点将在以下说明中叙述，显然通过描述和发明的实施可以知道本发明的这些优点中的一部分。本发明的目的和优点可通过下文中特别指出的手段和组合来实现和获得。
(4)附图说明
与本发明说明书、发明实施例、前述总的说明以及以下对实施例的详细说明结合的附图，是用以阐述本发明的原理的。
图1是表示本发明一实施形态的电动式注射成形机的构成的图。
图2是该实施形态的注射成形机本体的控制装置的方框图。
图3是在该实施形态中使用油压式注射成形机时的注射成形机本体的控制装置的方框图。
图4是在该实施形态中使用混合式注射成形机时的注射成形机本体的控制装置的方框图。
(5)具体实施方式
下面参照附图说明本发明的一个实施形态。
图1是表示电动式注射成形机的构成的图。
注射成形机本体1在具有送料斗2的圆筒形筒体3内***有注射螺杆4。
所述注射螺杆4在所述筒体3内可自由旋转、且可自由前后进退地进行配置。
所述筒体3的后部与所述送料斗2连通。所述送料斗2用于向所述筒体内投入合成树脂材料。
在所述筒体3的外周相隔规定间隔地配置有未图示的多个加热器。
所述多个加热器用于对所述筒体的外周部进行加热，使投入的合成树脂材料熔融。
所述筒体3的前端部设置有用于射出熔融后的合成树脂材料的注射喷嘴5。
所述筒体3的所述多个加热器的加热温度被控制成使熔融树脂的熔融程度向前端部逐渐变大。
所述注射螺杆4在由注射用伺服电动机6驱动旋转的同时进行进退动作。
即，所述注射用伺服电动机6将其旋转通过由带轮7、同步皮带8、同步带轮9构成的传动机构传递给滚珠丝杠轴11。
所述滚珠丝杠轴11旋转自如地设置在伺服支架10上。
所述滚珠丝杠轴11与滚珠螺母12旋合。所述滚珠螺母12利用螺栓结合在推力箱13上。
所述注射螺杆4的后端部通过未图示的S轴和轴承旋转自如地结合在所述推力箱13上。
所述S轴旋转自如地结合在所述推力箱13上。所述S轴安装同步带轮14。
17是计量用伺服电动机，该计量用伺服电动机在旋转轴上安装有带轮16。
在所述同步带轮14和所述带轮16之间张设有同步皮带15。
所述同步带轮14、同步皮带15和带轮16构成传动机构。
所述计量用伺服电动机17用于计量通过使所述注射螺杆4向前方前进而射出的熔融树脂的量。
所述计量用伺服电动机17将其旋转通过所述传动机构传递给所述S轴，从而使所述注射螺杆4旋转。
所述注射螺杆4前进的位置由要射出的合成树脂材料的量来确定。
在所述筒体3的前方配置有：由一方侧金属模具181和另一方侧金属模具182构成的金属模具18、以及进行该金属模具18的开闭及合模的装置19。
在从所述注射喷嘴5射出熔融树脂时，所述注射喷嘴5被推压到所述金属模具18的一方侧金属模具181上设置的喷嘴口18a。在该状态下，通过所述注射螺杆4的前端部4a向前方进行前进动作，而将在所述筒体3内生成的熔融树脂从所述注射喷嘴5射出。射出的熔融树脂充填到金属模具18的模腔20内。
所述装置19设置有用于支撑金属模具18的一方侧金属模具181的固定盘21。并且，相对所述固定盘21移动自如地设置有通过连接杆22支撑所述金属模具18的另一方侧金属模具182的可动盘23。
所述装置19将所述可动盘23通过肘节式合模机构24安装在肘节机构支撑盘25上。
所述肘节机构支撑盘25上安装有用于驱动所述肘节式合模机构24的合模用伺服电动机26。27是模厚调整机构，该模厚调整机构27用于调整所述肘节式合模机构24进行合模时的模厚。
如此构成的电动式注射成形机首先驱动合模用伺服电动机26。由此，金属模具18开始闭模。另外，筒体3的注射喷嘴5被向金属模具18的喷嘴口18a推压。
其次，计量用伺服电动机17计量通过其旋转使注射螺杆4前进而射出的熔融树脂的量。然后，注射用伺服电动机6为了射出熔融树脂而使注射螺杆4旋转。
筒体3从注射喷嘴5射出熔融树脂，将熔融树脂充填在金属模具18的模腔20内。
如图2所示，所述电动式注射成形机本体1的控制装置包括：控制各部分的主控制部31、顺序处理部32、伺服指令部33。
所述主控制部31具有CPU、ROM、RAM，用于进行注射成形机本体1的管理、监视。
所述顺序处理部32具有CPU、ROM、RAM，用于控制注射成形机本体1的动作顺序。
所述伺服指令部33具有CPU、ROM、RAM，用于控制所述注射用伺服电动机6及计量用伺服电动机17。
所述主控制部31、顺序处理部32、伺服指令部33通过共用总线34互相电气性连接。
所述伺服指令部33控制构成驱动部的伺服放大器35而驱动所述注射用伺服电动机6。所述注射用伺服电动机6的旋转和电流值由检测部36进行检测。
所述伺服指令部33从所述检测部36接收信号而对所述注射螺杆4的移动位置、旋转速度和电动机的电流值进行检测。并且，所述伺服指令部33根据检测出的移动位置、旋转速度和电动机的电流值进行反馈控制，对所述注射用伺服电动机6进行控制。
另外，所述伺服指令部33控制构成驱动部的伺服放大器37而驱动计量用伺服电动机17。所述计量用伺服电动机17的旋转和电流值由检测部38进行检测。
所述伺服指令部33从所述检测部38接收信号而对所述注射螺杆4的移动位置、旋转速度和电动机的电流值进行检测。并且，所述伺服指令部33根据检测出的移动位置、旋转速度和电动机的电流值进行反馈控制，对所述计量用伺服电动机17进行控制。
所述顺序处理部32通过I/O总线39与I/O 40等电气性连接。
所述主控制部31、顺序处理部32及伺服指令部33构成对应各控制要素设有专用的微处理器的控制模块。
所述主控制部31具有通信接口部，该通信接口部通过以太网(注册商标)等LAN 42与作为人机界面装置的HMI部41连接。
所述HMI部41具有CPU、ROM、RAM、通用OS(操作***)。
所述HMI部41例如由个人计算机构成，与在液晶显示器的画面上配置有触摸板的带触摸板显示部43连接，控制该显示部的显示。
所述主控制部31通过线缆45与设置有多个机械式操作开关的操作面板部44连接。
所述主控制部31通过线缆46与所述带触摸板显示部43的触摸板连接。
所述主控制部31通过线缆48与温度控制部47连接。所述温度控制部47对配置在筒体3外周部的多个加热器的加热温度进行控制。
所述带触摸板显示部43由所述HMI部41进行显示控制，且其触摸板部由所述主控制部31进行控制。
所述带触摸板显示部43通过用手指触摸显示在显示画面上的按键所对应位置的触摸板，从而向主控制部31输出按键信号。
在这种构成中，主控制部31控制温度控制部47。温度控制部47控制多个加热器的加热温度。由此，从送料斗2投入到筒体3内的合成树脂材料熔融。
并且，在从筒体3的注射喷嘴5射出熔融树脂并充填在金属模具模腔20内时，控制顺序处理部32及伺服指令部33。
首先，伺服指令部33控制伺服放大器37，从而驱动计量用伺服电动机17。计量用伺服电动机17使注射螺杆4旋转前进，确定从筒体3射出的熔融树脂量。
其次，驱动该注射用伺服电动机6，使注射螺杆4旋转而进一步前进。利用注射螺杆4的前端部4a将熔融树脂向注射喷嘴5推出。由此，从注射喷嘴5向金属模具18的喷嘴口18a射出的熔融树脂充填在金属模具模腔20内。
充填结束后，进行金属模具18开闭及合模的装置19开始动作，使金属模具18离开筒体3。并且，装置19使金属模具18的一方侧181和另一方侧182开放。这样，将成形后的产品从金属模具18中取出。
以上所述是采用电动式注射成形机时的动作。也可取代电动式注射成形机而使用油压式注射成形机。
在采用油压式注射成形机时，使用释流(relief flow)控制用的油压驱动器。因此，不需要设置注射用伺服电动机6和计量用伺服电动机17。
油压式注射成形机本体的控制装置不使用伺服指令部33及与其连接的伺服放大器35、37、注射用伺服电动机6、计量用伺服电动机17等。
因此，如图3所示，所述控制装置将伺服指令部33及与其连接的伺服放大器35、37、注射用伺服电动机6、计量用伺服电动机17等从电路中去除，取而代之，在共用总线34上连接油压I/O 51。所述油压I/O 51与油压驱动器52及油压驱动器53连接。
所述油压驱动器52为了射出熔融树脂而使注射螺杆4进退动作。所述油压驱动器53为了计量射出的熔融树脂量而使注射螺杆进退动作。
这样，在注射成形机从电动式注射成形机变更为油压式注射成形机时，因为从由注射用伺服电动机6驱动的注射螺杆4变更为通过油压驱动的注射螺杆，故致动器是完全不同的构成。
即，在电动式注射成形机和油压式注射成形机时筒体3的构成不同。因此，需要注射成形机自身进行整体更换。
但是，控制装置的主控制部31、顺序处理部32、伺服指令部33分别具有专用的CPU，成为对应各控制要素进行模块化的控制模块。因此，控制装置可分别更换主控制部31、顺序处理部32、伺服指令部33。
这样，在注射成形机从电动式注射成形机变更为油压式注射成形机时，将伺服指令部33等从电路中去除，取而代之，在共用总线34上连接油压I/O 51。并且，在该油压I/O 51上连接油压驱动器52、53。再者，若电动式注射成形机和油压式注射成形机中所使用的顺序处理部32不同的话，则顺序处理部32也更换为油压式的。
这样，即使在从电动式注射成形机变更为油压式注射成形机时，控制装置也只需以控制模块单位进行更换，不需要替换整体。
另外，也可将注射成形机从电动式注射成形机变更为电动和油压组合而成的混合式注射成形机。
在采用混合式注射成形机时，如图4所示，控制装置在图2的控制装置中在共用总线34上连接油压I/O 51。所述油压I/O 51与油压驱动器52、53连接。另外，将顺序处理部32更换为混合式的。这样，不需要替换控制装置整体。
另外，顺序处理部32预先安装有与电动式、油压式、混合式这3种方式对应的顺序控制程序，构成为可选择任意一种顺序控制程序进行使用。
采用这种构成的话，则顺序处理部32不需进行更换，通过选择所使用的顺序控制程序即可容易地应对。
这样，无论注射成形机变更为电动式、油压式、混合式中的哪一种，都不需要更换控制装置整体，仅需变更控制模块的组合即可简单地应对。由此，控制装置的通用性、经济性较佳。
另外，该控制装置也可根据需要，通过分别更换主控制部31和顺序控制部32来容易地提高处理能力。

Claims (7)

1.一种注射成形机的控制装置，该注射成形机对将合成树脂材料加热熔融后得到的熔融树脂进行计量，并向金属模具射出进行成形，
其特征在于，包括：
自由更换的多个控制模块(31、32、33)，利用共用总线(34)互相连接，对应注射成形机的各控制要素设置有专用的微处理器；
人机界面装置(41)，与所述各控制模块中的一个连接，安装有通用操作***，对显示部(43)进行控制；以及
伺服放大器(35)和检测部(36)，与所述各控制模块中的一个连接，由所连接的控制模块进行控制，对注射成形机的致动器(4)进行驱动控制，
所述多个控制模块通过组合而在所述注射成形机的筒体(3)内进行加热熔融合成树脂材料的控制，且进行计量加热熔融后的熔融树脂的控制，还进行将该计量后的熔融树脂从所述筒体(3)的注射喷嘴(5)射出的控制。
2.如权利要求1所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，控制模块中的一个是控制各部分的主控制部(31)，该主控制部(31)与人机界面装置(41)相连接。
3.如权利要求1所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，控制模块中的一个是控制注射成形机的动作顺序的顺序处理部(32)。
4.如权利要求1所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，控制模块中的一个是与伺服放大器(35)和检测部(36)连接的伺服指令部(33)，所述伺服放大器(35)和检测部(36)对为了计量熔融树脂而驱动注射螺杆(4)的计量用伺服电动机(17)及为了从注射喷嘴射出熔融树脂而驱动所述注射螺杆(4)的注射用伺服电动机(6)的旋转进行控制。
5.如权利要求1所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，控制模块中的一个是与油压驱动器(52、53)连接的油压I/O(51)，所述油压I/O(51)对为了计量熔融树脂而驱动注射螺杆(4)的油压驱动器(53)及为了从注射喷嘴射出熔融树脂而驱动所述注射螺杆(4)的油压驱动器(52)进行控制。
6.如权利要求1所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，由人机界面装置(41)控制的显示部是在液晶显示器的画面上配置有触摸板的带触摸板显示部(43)。
7.如权利要求2所述的注射成形机的控制装置，其特征在于，主控制部(31)使用温度控制部(47)对加热熔融合成树脂材料的筒体(3)的温度进行控制。
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