CN103171105A - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注射成型机，其能够降低用于开模动作的电力消耗，并且能够使开模动作稳定化。本发明的注射成型机（10）具备：模开闭驱动部（例如直线马达）（28），驱动模开闭动作；合模驱动部（例如电磁铁）（49），驱动合模动作；及控制部（60），控制模开闭驱动部（28）的动作及合模驱动部（49）的动作。控制部（60）包括合模力监控部（64），该合模力监控部在解除合模力时监控合模力是否在预定值以下，当通过该合模力监控部（64）检测出合模力在预定值以下时，通过模开闭驱动部（28）进行开模动作。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2011年12月26日申请的日本专利申请第2011-284098号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种注射成型机。

背景技术

注射成型机通过将熔融的树脂填充于模具装置的型腔空间并使其固化来对成型品进行成型。模具装置由定模及动模构成，合模时在定模与动模之间形成型腔空间。模具装置的闭模、合模及开模通过合模装置进行。作为合模装置提出了包括驱动模开闭动作的模开闭驱动部（例如直线马达）与驱动合模动作的合模驱动部（例如电磁铁）的合模装置（例如参考专利文献1）。

专利文献1：国际公开第05/090052号小册子

开模前解除合模力时，合模力由于合模驱动部的响应延迟的影响而不会立刻下降至0（零）。因此，在合模力较大的状态下，控制部有时发出开模指令。若在合模力较大的状态下发出开模指令，则用于开模动作的电力消耗变高，或开模动作变得不稳定。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够降低用于开模动作的电力消耗，并且能够使开模动作稳定化的注射成型机。

为了解决上述课题，基于本发明的一形态的注射成型机的特征在于，其具备：

模开闭驱动部，驱动模开闭动作；

合模驱动部，驱动合模动作；及

控制部，控制所述模开闭驱动部的动作及所述合模驱动部的动作，

所述控制部包括合模力监控部，该合模力监控部在解除合模力时监控合模力是否在预定值以下，当通过该合模力监控部检测出合模力在预定值以下时，通过所述模开闭驱动部进行开模动作。

发明效果：

根据本发明，可提供一种能够降低用于开模动作的电力消耗，并且能够使开模动作稳定化的注射成型机。

附图说明

图1是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机闭模时及合模时的状态的图。

图2是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机开模时的状态的图。

图3是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机的控制系统的图。

图4是表示向电磁铁的线圈供给的电流随时间的变化及基于电磁铁的合模力随时间的变化的图。

图5是表示向电磁铁的线圈供给的电流随时间的变化及基于电磁铁的合模力随时间的变化的图。

图中：10-注射成型机，15-定模，16-动模，28-直线马达（模开闭驱动部），31-直线马达的动子，35-直线马达的线圈，48-电磁铁的线圈，49-电磁铁（合模驱动部），51-吸附部，55-应变传感器，60-控制部，61-模开闭处理部，62-合模处理部，64-合模力监控部，66-合模力判定部。

具体实施方式

以下，参考附图对用于实施本发明的方式进行说明，在各附图中对相同或对应的结构附加相同或对应的符号并省略说明。另外，将进行闭模时的可动压板的移动方向设为前方，将进行开模时的可动压板的移动方向设为后方来进行说明。

图1是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机闭模时及合模时的状态的图。图1中，实线表示闭模时的状态，双点划线表示合模时的状态。图2是表示基于本发明的一实施方式的注射成型机开模时的状态的图。

图中，10为注射成型机，Fr为注射成型机10的框架，Gd为由铺设于该框架Fr上的2根导轨构成的引导件，11为固定压板。固定压板11可设置于能够沿着在模开闭方向（图中为左右方向）上延伸的引导件Gd移动的位置调整基座Ba上。另外，固定压板11可载置于框架Fr上。

与固定压板11对置而配设可动压板12。可动压板12固定于可动基座Bb上，可动基座Bb能够在引导件Gd上行驶。由此，可动压板12能够相对于固定压板11在模开闭方向上移动。

与固定压板11隔着预定间隔且与固定压板11平行地配设后压板13。后压板13经由脚部13a固定于框架Fr上。

4根作为连结部件的连接杆14（图中仅示出4根连接杆14中的2根）架设于固定压板11与后压板13之间。固定压板11经由连接杆14固定于后压板13上。沿着连接杆14进退自如地配设可动压板12。用于使连接杆14贯穿的未图示的导孔形成于可动压板12的与连接杆14对应的部位。另外，也可以形成缺口部来代替导孔。

在连接杆14的前端部（图中为右端部）形成未图示的螺纹部，将螺母n1螺合紧固于该螺纹部，由此连接杆14的前端部固定于固定压板11上。连接杆14的后端部固定于后压板13上。

在固定压板11上安装定模15，在可动压板12上安装动模16，定模15与动模16随着可动压板12的进退而接触分离，进行闭模、合模及开模。另外，随着进行合模，在定模15与动模16之间形成未图示的型腔空间，熔融的树脂填充于型腔空间。由定模15及动模16构成模具装置19。

与可动压板12平行地配设吸附板22。吸附板22经由安装板27固定于滑动基座Sb上，滑动基座Sb能够在引导件Gd上行驶。由此，吸附板22在比后压板13更靠后方进退自如。吸附板22可由磁性材料形成。另外，安装板27也可以没有，这时，吸附板22直接固定于滑动基座Sb上。

杆39配设为在后端部与吸附板22连结而在前端部与可动压板12连结。由此，杆39在闭模时随着吸附板22的前进而前进并使可动压板12前进，在开模时随着吸附板22的后退而后退并使可动压板12后退。为此，在后压板13的中央部分形成用于使杆39贯穿的导孔41。

直线马达28为用于使可动压板12进退的模开闭驱动部，例如配设于连结于可动压板12的吸附板22与框架Fr之间。另外，直线马达28也可以配设于可动压板12与框架Fr之间。

直线马达28具备定子29及动子31。定子29形成为在框架Fr上与引导件Gd平行且与滑动基座Sb的移动范围对应。动子31形成为在滑动基座Sb的下端与定子29对置且遍及预定范围。

动子31具备磁芯34及线圈35。并且，磁芯34具备朝向定子29突出并以预定间距形成的多个磁极齿33，线圈35卷装于各磁极齿33上。另外，磁极齿33形成为在相对于可动压板12的移动方向垂直的方向上相互平行。并且，定子29具备未图示的磁芯及在该磁芯上延伸而形成的未图示的永久磁铁。该永久磁铁通过使N极及S极的各磁极交替受磁来形成。配置检测动子31的位置的位置传感器53。

若通过向直线马达28的线圈35供给预定电流来驱动直线马达28，则动子31进退。随此，吸附板22及可动压板12进退，从而能够进行闭模及开模。直线马达28根据位置传感器53的检测结果进行反馈控制，以使动子31的位置成为设定值。

另外，在本实施方式中，将永久磁铁配设于定子29上，将线圈35配设于动子31上，但也能够将线圈配设于定子上，将永久磁铁配设于动子上。此时，线圈不会随着直线马达28的驱动而移动，因此能够轻松地进行用于向线圈供给电力的配线。

另外，作为模开闭驱动部，可以使用旋转马达及将旋转马达的旋转运动转换为直线运动的滚珠丝杠机构或者液压缸或空气压缸等流体压缸等来代替直线马达28。

电磁铁单元37在后压板13与吸附板22之间产生吸附力。该吸附力经由杆39传递至可动压板12，并在可动压板12与固定压板11之间产生合模力。

另外，由固定压板11、可动压板12、后压板13、吸附板22、直线马达28、电磁铁单元37及杆39等构成合模装置。

电磁铁单元37包括形成于后压板13侧的作为合模驱动部的电磁铁49及形成于吸附板22侧的吸附部51。吸附部51形成于吸附板22的吸附面（前端面）的预定部分，例如吸附板22中包围杆39且与电磁铁49对置的部分。并且，在后压板13的吸附面（后端面）的预定部分，例如杆39的周围形成容纳电磁铁49的线圈48的槽45。在比槽45更靠内侧形成磁芯46。绕磁芯46卷装线圈48。在后压板13的磁芯46之外的部分形成磁轭47。

另外，本实施方式中，与后压板13分开形成电磁铁49，并与吸附板22分开形成吸附部51，但也可将电磁铁作为后压板13的一部分形成，并将吸附部作为吸附板22的一部分形成。并且，也可相反配置电磁铁与吸附部。例如，可在吸附板22侧设置电磁铁49，在后压板13侧设置吸附部51。并且，电磁铁49的线圈48的个数可为多个。

电磁铁单元37中，若向线圈48供给电流，则电磁铁49被驱动而对吸附部51进行吸附，从而能够产生合模力。

图3是表示本发明的一实施方式的注射成型机的控制系统的图。控制部60例如具备CPU及存储器等，通过CPU对记录于存储器的控制程序进行处理，由此控制直线马达28及电磁铁49的动作。

控制部60具备控制直线马达28的动作的模开闭处理部61与控制电磁铁49的动作的合模处理部62。

模开闭处理部61向直线马达用电流供给部71输出表示供给于直线马达28的线圈35的电流的信号。直线马达用电流供给部71例如由包含多个功率模块的逆变器等构成。直线马达用电流供给部71向直线马达28的线圈35供给与从模开闭处理部61供给的信号相应的电流。直线马达用电流供给部71上连接有直流电源80。直流电源80由将交流电源90的交流电流转换成直流电流的二极管等的整流器82及使从整流器82输出的直流电流平滑化的电容器84等构成。

合模处理部62向电磁铁用电流供给部72输出表示供给于电磁铁49的线圈48的电流的信号。基于后述的合模力传感器（例如应变传感器55）的检测值，对供给于电磁铁49的线圈48的电流进行反馈控制，以使合模力成为目标值。电磁铁用电流供给部72例如由包含多个功率模块的逆变器等构成。电磁铁用电流供给部72向电磁铁49的线圈48供给与从合模处理部62供给的信号相应的电流。电磁铁用电流供给部72具有改变流向电磁铁49的线圈48的直流电流的方向及强度（大小）的功能。电磁铁用电流供给部72上连接有直流电源80。

控制部60还具备合模力监控部64，该合模力监控部64在解除合模力时监控合模力是否在预定值以下。例如，合模力监控部64根据用于检测合模力的合模力传感器的检测值，监控合模力是否在预定值以下。例如使用检测与合模力相应地伸长的连接杆14的应变（伸长量）的应变传感器55来作为合模力传感器。由于合模力越下降连接杆14的应变越小，因此基于连接杆14的应变是否在预定值以下来判断合模力是否在预定值以下。作为合模力传感器，可以使用检测施加于杆39上的荷载的测力传感器等荷载传感器及检测电磁铁49的磁场的磁传感器来代替应变传感器55，合模力传感器的种类可以是多种多样的。例如，应变传感器不仅能够适用于连接杆14，还能够适用于杆39。这是因为杆39的应变（收缩量）与合模力成比例。并且，合模力监控部64可以根据距预定部件闭模时的位置的位置差（距离差），监控合模力是否在预定值以下。由于合模力越下降位置差越小，因此根据位置差是否在预定值以下来判断合模力是否在预定值以下。预定部件可为位置与连接杆14的伸长量相应地偏离的部件。作为该部件，可举出固定压板11、可动压板12、吸附板22及直线马达28的动子31等。例如动子31的位置差能够通过位置传感器53进行检测。为了提高可靠性，合模力监控部64可根据合模力传感器的检测值及位置差这两者来监控合模力是否在预定值以下。

接着，对上述结构的注射成型机10的动作进行说明。注射成型机10的各种动作在控制部60的控制下进行。

控制部60通过模开闭处理部61控制闭模工序。模开闭处理部61在图2的状态（开模状态）下向直线马达28的线圈35供给电流，使可动压板12前进。如图1所示，动模16与定模15相抵接。此时，在后压板13与吸附板22之间，即在电磁铁49与吸附部51之间形成间隙δ0。另外，与合模力相比，闭模所需的力十分小。

接着，控制部60通过合模处理部62控制合模工序。合模处理部62向电磁铁49的线圈48供给直流电流，将吸附部51吸附于电磁铁49。该吸附力经由杆39传递至可动压板12，在可动压板12与固定压板11之间产生合模力。由于连接杆14与合模力成比例地弹性伸长，因此如图1中以双点划线所示，固定压板11、可动压板12、吸附板22及直线马达28的动子31略微前进。合模时形成于后压板13与吸附板22之间的间隙δ1小于闭模时的间隙δ0。

熔融的树脂填充于合模状态的模具装置19的型腔空间。若树脂冷却并固化，则合模处理部62调整向电磁铁49的线圈48供给的电流，并解除合模力。由于连接杆14随着合模力的解除而弹性恢复，因此动模16、吸附板22及直线马达28的动子31略微后退。

接着，控制部60通过模开闭处理部61控制开模工序。模开闭处理部61向直线马达28的线圈35供给电流，使可动压板12后退。如图2所示，动模16后退而进行开模。

然而，在合模工序中解除合模力时，合模力由于电磁铁49的响应延迟的影响而不会立刻下降至0（零）。电磁铁49的响应延迟由于电磁铁49（例如磁芯46等）中残留的磁力的影响而产生。

因此，模开闭处理部61禁止开模动作直至通过合模力监控部64检测出合模力在预定值以下，若通过合模力监控部64检测出合模力在预定值以下，则向直线马达28供给电流来进行开模动作。由此，在合模力较低的状态下进行开模动作，因此能够降低用于开模动作的电力消耗，并且能够使开模动作稳定化。

接着，根据图4对基于合模处理部62的合模力的解除处理进行说明。以下的处理在将预定的合模力施加于模具装置19后且在开模前进行。

图4（a）表示向电磁铁的线圈供给的电流随时间的变化，图4（b）表示基于电磁铁的合模力随时间的变化。图4中，虚线表示在时刻t₀将电流值设定为0的情况，实线表示在时刻t₀将电流方向反转的情况，单点划线表示在时刻t₁维持电流值的情况。在任一情况下，合模处理部62向电磁铁49的线圈48供给恒定的直流电流I₀直至时刻t₀，由此产生预定合模力P₀（图4中只虚线图示时刻t₀之前的数据）。

在解除预定合模力P₀时，如图4（a）中以虚线所示，合模处理部62可以在时刻t₀截断向电磁铁49的线圈48供给电流。时刻t₀以后，由于在电磁铁49的线圈48内无电流流动，因此如图4（b）中以虚线所示，合模力由于电磁铁49的响应延迟的影响而逐渐下降。电磁铁49的响应延迟由于电磁铁49的磁芯46等中残留的磁力的影响而产生。

并且，在解除预定合模力P₀时，如图4（a）中以实线所示，合模处理部62可以在时刻t₀使直流电流的方向反转，并使与产生预定合模力P₀的方向相反的方向的直流电流I₁流向电磁铁49的线圈48。形成抵消电磁铁49中残留的磁场的方向的磁场，如图4（b）中以实线所示促进合模力下降，因此，能够缩短至开模为止的等待时间。

反方向的直流电流I₁的强度（大小）越大，至开模为止的等待时间越短。该等待时间越短，则生产效率越高，另一方面，合模力的下降速度越快，施加于模具装置19等的负荷的变动越急剧。因此，反方向的直流电流I₁的强度要考虑生产效率和施加于模具装置19等的负荷的变动这两方面，通过试验等来预先决定。并且，反方向的直流电流I₁的强度也可以根据产生预定合模力P₀时的直流电流I₀的强度来决定。

但是，若使反方向的直流电流I₁流动的时间变长，则电磁铁49与吸附部51会再吸附，因此，如图4（b）中以单点划线所示，合模力再次增加。另外，可以推断合模力恢复为零之前再次增加是因为电磁铁49中残留的磁场不均，且磁场消失的定时随着位置的不同而不同。

因此，为了抑制合模力再增加，在解除合模力时，可以通过控制部60所具备的合模力判定部66来判定合模力是否在预定范围内（Pmin～Pmax）。该判定基于作为合模力传感器的应变传感器55的检测值及/或位置传感器53的检测值（位置差）来进行，可以按每一预定时间重复进行。

当合模力判定部66判定合模力在预定范围内时，合模处理部62可以中止向电磁铁49的线圈48的电流供给。中止向电磁铁49的线圈48供给电流的定时可以在合模力再增加的途中，但优选在合模力下降的途中。由于在中止向电磁铁49的线圈48供给电流后线圈48内无电流流动，因此合模力以与电磁铁49的响应延迟相应的速度下降。

接着，根据图5对基于合模处理部62的合模力解除处理的变形例进行说明。以下的处理在将预定的合模力施加于模具装置19后且开模前进行。

图5（a）表示向电磁铁的线圈供给的电流随时间的变化，图5（b）表示基于电磁铁的合模力随时间的变化。

图5所示的变形例中，在解除预定合模力P₀时，使流向电磁铁49的线圈48的直流电流的强度从时刻t₀开始逐渐减少，在时刻t₁₁成为零后，改变直流电流的方向使直流电流的强度逐渐增加。如此，使与产生预定合模力P₀的方向相反的方向的直流电流I₁₁流向电磁铁49的线圈48后，在开模前，使流向电磁铁49的线圈48的直流电流的方向反转1次以上。每当反转时，可以较小地设定直流电流强度的最大值（I₁₁＞I₁₂＞I₁₃＞I₁₄＞I₁₅）。反转定时（t₁₂＜t₁₃＜t₁₄＜t₁₅）可以为电磁铁49与吸附部51的再吸附即将开始之前，即，合模力即将开始增加之前。

如此，通过使流向电磁铁49的线圈48的直流电流的方向反转，能够降低电磁铁49中残留的磁场不均的影响，并能够进一步促进合模力下降，而且能够进一步提高生产效率。

并且，当电流供给时间较长且合模力再次增加时，能够通过使流向电磁铁49的线圈48的直流电流的方向反转来使合模力再度下降。因此，图案设定的自由度较高，控制较轻松。

以上，对本发明的一实施方式等进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式等，在不脱离本发明的范围内，能够对上述实施方式等加以各种变形或替换。

例如，图4中以实线表示的例子中，在时刻t₀使流向电磁铁49的线圈48的直流电流的方向反转，但也可以在时刻t₀暂时停止向电磁铁49的电流供给，在预定时间过后，将反方向的直流电流I₁供给于电磁铁49的线圈48。

Claims (3)

1.一种注射成型机，其特征在于，该注射成型机具备：

模开闭驱动部，驱动模开闭动作；

合模驱动部，驱动合模动作；及

控制部，控制所述模开闭驱动部的动作及所述合模驱动部的动作，

所述控制部包括合模力监控部，该合模力监控部在解除合模力时监控合模力是否在预定值以下，当通过该合模力监控部检测出合模力在预定值以下时，通过所述模开闭驱动部进行开模动作。

2.如权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述合模力监控部根据合模力传感器的检测值监控所述合模力是否在预定值以下。

3.如权利要求1或2所述的注射成型机，其中，

所述合模力监控部根据距预定部件闭模时的位置的位置差，监控所述合模力是否在预定值以下。

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