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CN104228015A - 具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置 - Google Patents

具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置 Download PDF

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CN104228015A
CN104228015A CN201410249900.XA CN201410249900A CN104228015A CN 104228015 A CN104228015 A CN 104228015A CN 201410249900 A CN201410249900 A CN 201410249900A CN 104228015 A CN104228015 A CN 104228015A
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Abstract

本发明提供具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置。当顶出位置是后退完成位置时，进行顶出板位置检测部的起点校正。进行控制使顶出板位置成为压缩待机位置，执行合模，开始注塑，当在预定压力以上时，则进行控制使顶出板位置成为压缩位置。经过预定时间后，进行控制使腔内部压力成为压缩压力。

Description

具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置。
背景技术
在重视光学透镜等成型品的表面精度的成型中，已知一种技术，即通过在成型时移动腔的压缩核心来压缩腔内的树脂，从而提高成型品的表面精度。例如，在日本特开平1-110118号公报中公开了以下一种技术，即在设置有活动压板的装置外壳部分安装压缩用伺服电动机和由该压缩用伺服电动机驱动的滚珠丝杠，在向金属模具侧可突出地安装在活动压板上的压缩用针和所述滚珠丝杠机构之间安装压缩用针推压机构，通过将活动金属模具的增压块压入金属模具的腔内来压缩金属模具内的树脂。关于这样的压缩成型，例如在日本特开平4-334425号公报等中作为压缩腔内的树脂的工序的控制方法公开了一种在压缩时将成型腔的内部压力反馈控制成一定值的技术。此外，日本特开平4-316820号公报中公开了一种通过控制驱动顶出杆的伺服电动机的位置即角度来进行腔的压缩的技术。
在最近的光学透镜产品中，倾向于不仅重视成型品的表面精度还重视厚度方向的尺寸精度。在日本特开平4-334425号公报中公开的技术中，在压缩时将腔内部压力反馈控制成一定值时，虽然表面精度良好但可能出现厚度方向的尺寸精度散乱的现象。此外，在日本特开平4-316820号公报中公开的技术中，由于在压缩的驱动源即伺服电动机与腔的压缩核心之间存在滚珠丝杠或顶出板等驱动传达部件，因此由于热膨胀等原因驱动力传达部件的尺寸会变化，于是伺服电动机的位置即角度和腔的压缩核心的位置有可能会不一致。
发明内容
在此，鉴于上述的问题点本发明提供一种能够使成型品的表面精度和尺寸精度双方良好的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置。
根据本发明，具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其通过驱动顶出轴使金属模具的顶出板移动来压缩腔内的树脂，该具有腔压缩功能的的注塑成型机的控制装置的特征在于，具有：驱动所述顶出轴的驱动部；检测所述顶出轴的位置的顶出位置检测部；检测所述金属模具的顶出板的位置的顶出板位置检测部；以及在压缩工序中使所述顶出板移动来压缩控制金属模具的腔内的树脂的压缩控制部，所述压缩控制部根据通过所述顶出板位置检测部检测到的值进行控制使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩位置。
在压缩工序中进行控制使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩待机位置后，向金属模具填充树脂的同时，所述压缩控制部能够进行控制使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩位置。所述注塑成型机的控制装置具有腔内部压力检测部，所述压缩控制部进行控制使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩位置后，且经过预定时间后，所述压缩控制部能够根据通过所述腔内部压力检测部检测到的值进行控制使腔内部压力与预先设定的压缩压力一致。
所述压缩控制部进行控制使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩位置后，且经过预定时间后，所述压缩控制部能够进行控制使所述顶出轴的位置与预先设定的位置一致。
所述注塑成型机的控制装置具有顶出板位置起点校正部，其校正顶出板位置的起点使所述顶出轴定位于基准位置的状态下所述顶出板位置检测部的输出值成为预定值。并且，所述基准位置能够作为预先设定的产品取出工序的顶出后退完成位置。或者所述基准位置能够作为使顶出轴向前进方向或后退方向驱动后顶出板碰上金属模具部件状态的顶出位置。
本发明的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其通过驱动顶出轴使金属模具的顶出板移动来压缩腔内的树脂，该具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置的特征在于，具有：驱动所述顶出轴的驱动部；检测所述顶出轴的位置的顶出位置检测部；在压缩工序中使所述顶出板移动来压缩控制金属模具的腔内的树脂的压缩控制部，具备基准位置检测部，其向前进方向或后退方向驱动顶出轴后，检测所述顶出板与金属模具部件碰上的状态的所述顶出轴的位置作为基准位置，所述压缩控制部使所述顶出轴从所述基准位置相对地仅移动预定量来压缩控制金属模具腔内的树脂。
根据本发明具备以上的结构，能够提供一种使成型品的表面精度和尺寸精度双方良好的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置。
附图说明
图1是说明具有腔压缩功能的注塑成型机的主要部分的图。
图2A、图2B是说明顶出板位置与传感器检测值之间的关系的图。
图3是说明控制流程的图。
图4是说明控制流程的图。
图5是说明控制流程的图。
图6是说明控制流程的图。
图7是说明控制流程的图。
具体实施方式
图1表示具有腔(cavity)压缩功能的注塑成型机的主要部分。未图示的公知的注塑成型机具有在工作台上使注塑机构部与合模机构部相对置地配置的结构。合模机构部由固定压板、活动压板、后压板等构成，活动压板通过活动压板驱动机构针对固定压板进行进退。
在固定压板和活动压板之间安装固定金属模具2和活动金属模具6。将固定金属模具2安装在固定压板上，将活动金属模具6安装在活动压板上。
在固定金属模具2上设有注口(sprue)3，其将从未图示的注塑料筒注塑的熔融树脂导入到腔4。将检测腔4内的压力的未图示的压力传感器安装在固定金属模具2上，可以将检测到的压力信号输出给控制装置20。活动金属模具6具备顶出板(ejector plate)5，通过顶出杆(ejector rod)7使顶出板5向前后方向驱动来进行成型品的制品取出和腔的压缩。在固定金属模具2和顶出板5之间形成注入树脂的腔4。通过安装在活动压板上的顶出驱动机构使顶出杆7向前后方向驱动。
顶出驱动机构由顶出用伺服电动机11、安装有顶出杆7的脱模杵(knockoutbar)9、与脱模杵9螺合的滚珠丝杠8、将顶出用伺服电动机11的旋转传达给滚珠丝杠8的传动带(pulley belt)10构成。将顶出用伺服电动机11、滚珠丝杠8固定在活动压板上。
顶出用伺服电动机11内置检测该顶出用伺服电动机11的位置/速度的位置/速度检测器12，将通过位置/速度检测器12检测到的顶出用伺服电动机11的位置/速度数据反馈给控制装置20。
顶出用伺服电动机的位置/速度检测器可以是内置在伺服电动机内的位置/速度检测器，也可以是另设在滚珠丝杠上的位置/速度检测器，还可以是另设在安装有顶出杆的脱模杵上的位置/速度检测器。此外，将用于检测相对活动金属模具6的位置的顶出位置传感器13通过固定单元固定在顶出板5上。顶出位置传感器13例如是激光距离检测装置，将反射来自激光距离检测装置的激光的反射部件14安装在固定金属模具2上。通过顶出位置传感器13检测到的顶出板位置数据输出给控制装置20。
控制装置20使用从位置/速度检测器12反馈的位置/速度数据和顶出板位置数据，经由伺服放大器21驱动控制顶出用伺服电动机11。然后，将顶出用伺服电动机11的旋转通过传动带10传达给滚珠丝杠8，从而使滚珠丝杠8旋转。脱模杵9根据滚珠丝杠8的旋转方向向图纸左右方向移动。通过安装在脱模杵9上的顶出板5相对于固定金属模具2进行进退，从而调整腔4的压力。另外，控制装置20控制注塑成型机的整体，执行成型周期。
图2A、图2B表示顶出板位置与传感器检测值的关系。图2A表示顶出板5相对活动金属模具6的位置为0的情况。此时，通过顶出位置传感器13检测到的传感器检测值为X0，即是顶出位置传感器13和反射部件14之间的距离。通过使用这些，能够校正顶出板5相对活动金属模具6的起点位置。图2B表示顶出板5相对活动金属模具6的位置为X0-X的情况。此时，通过顶出位置传感器13检测到的检测值为X。向腔4内注塑熔融树脂，形成成型品15。
通过所述的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置20能够进行下述的各个控制。
在第一实施方式中，具有驱动顶出轴的驱动部、检测顶出轴的位置的顶出位置检测部、检测金属模具的顶出板的位置的顶出板位置检测部以及在压缩工序中使顶出移动来压缩金属模具的腔内的树脂的压缩控制部，所述压缩控制部进行控制使所述检测到的顶出板位置成为预先设定的压缩位置。
根据第一实施方式，在压缩工序中使顶出移动来压缩金属模具的腔内的树脂，因此成型品的表面精度良好。此外，在金属模具的顶出板上设有位置检测部，检测与腔的压缩核心位置对应的顶出板的位置，进行控制使顶出板位置成为预先设定的压缩位置。因此，即使压缩的驱动源与腔的压缩核心之间的驱动力传达部件的尺寸发生变化，也能够精确地定位腔的压缩核心的位置，因此成型品的尺寸精度良好。
在第二实施方式中，所述压缩控制部进行控制使在压缩工序中所述检测到的顶出板的位置成为预先设定的压缩待机位置后，向金属模具填充树脂的同时，进行控制使所述检测到的顶出板位置成为预先设定的压缩位置。
根据第二实施方式，在压缩工序中进行控制以便在向金属模具填充树脂前使顶出板位置成为预先设定的压缩待机位置，向金属模具填充树脂的同时，进行控制使顶出板位置成为预先设定的压缩位置。因此，从压缩动作开始到结束为止的期间能够精确地定位腔的压缩核心的位置，因此成型品的尺寸精度良好。
作为判断向金属模具填充树脂的条件，例如可以是注塑压力达到预定压力的情况，也可以是注塑螺杆前进到预定位置的情况，还可以是从开始注塑工序或保压工序后经过了预定时间的情况。此外，也可以是具备腔内部压力检测部，腔内部压力达到预定压力的情况。
在第三实施方式中，具有腔内部压力检测部，所述压力检测部进行控制使所述检测到的顶出板位置成为预先设定的压缩位置后，且经过预定的时间后，进行控制使所述检测到的腔内部压力与预先设定的压缩压力一致。
根据第三实施方式，到向金属模具填充树脂为止进行控制使顶出板位置成为预先设定的压缩位置，来进行重视成型品的尺寸精度良好的控制。然后，向金属模具填充树脂后，通过进行控制使腔内部压力与预先设定的压缩压力一致，从而进行重视成型品的表面精度良好的控制。
腔内部压力检测部可以在腔内部具备压力传感器，也可以根据驱动顶出轴的驱动部的驱动力或驱动部接收到的力来检测腔内部压力。此外，代替进行控制使腔内部压力与预先设定的压缩压力一致，而进行控制使顶出位置与预先设定的位置一致。
在第四实施方式中，在实施方式1至3中还具有顶出板位置起点校正部，其将顶出板位置的起点进行校正使得将所述顶出位置定位于基准位置的状态的所述顶出板位置检测部的输出值成为预定值。
根据第四实施方式，通过具有顶出板位置起点校正部，即使顶出板位置检测部的输出值根据漂移等进行变动，在每个预定时间或每个预定周期进行起点校正，因此能够高精度地检测到顶出板位置。
当进行顶出板位置的起点校正时，将顶出板碰上其他金属模具部件的状态作为基准来进行起点校正。例如，当金属模具的顶出部具备弹簧的情况下，在顶出轴位于后退完成位置的状态顶出板为通过弹簧被推压在金属模具部件上的状态。因此，可以将顶出后退完成位置作为基准位置来进行顶出板位置的起点校正。此外，当机械地结合顶出杆与金属模具的顶出板的情况下，也可以将顶出轴的驱动力限制为预定值的状态下使顶出轴向前进方向或后退方向驱动，将驱动力和碰上的反作用力相等且顶出轴停止时刻的顶出轴位置作为基准位置来进行顶出板位置的起点校正。
在第五实施方式中，具有驱动顶出轴的驱动部、检测顶出轴位置的顶出位置检测部以及在压缩工序中使顶出移动来压缩金属模具的腔内的树脂的压缩控制部，具备基准位置检测部，其使顶出轴向前进方向或后退方向驱动后，检测顶出板与金属模具部件碰上的状态的顶出位置作为基准位置，所述压缩控制部使顶出轴从所述基准位置相对地仅移动预定量来压缩金属模具腔内的树脂。
根据第五实施方式，不需要用于检测金属模具的顶出板的位置的特殊单元，也能够高精度地定位腔的压缩核心的位置，从而能够实现成型品的尺寸精度良好。
图3表示一实施方式的控制流程。
[步骤SA01]判断顶出位置是否在后退完成位置，当在后退完成位置时(是)转移到步骤SA03，当不在后退完成位置时(否)转移到步骤SA02。
[步骤SA02]使顶出后退。
[步骤SA03]执行合模。
[步骤SA04]开始注塑。
[步骤SA05]判断注塑压力是否在预定压力以上，当判断为在预定压力以上时(是)转移到步骤SA06，当不到预定压力时(否)等待达到预定压力以上。
[步骤SA06]进行控制使顶出板位置成为压缩位置。
[步骤SA07]执行保压、计量以及减压的各工序。
[步骤SA08]执行开模和制品取出，结束周期。
图4表示一实施方式的控制流程。
[步骤SB01]判断顶出位置是否在后退完成位置，当在后退完成位置时(是)转移到步骤SB03，当不在后退完成位置时(否)转移到步骤SB02。
[步骤SB02]使顶出后退。
[步骤SB03]进行控制使顶出板位置成为压缩待机位置。
[步骤SB04]执行合模。
[步骤SB05]开始注塑。
[步骤SB06]判断注塑压力是否在预定压力以上，当在预定压力以上时(是)转移到步骤SB07，当不到预定压力时(否)等待达到预定压力以上。
[步骤SB07]进行控制使顶出板位置成为压缩位置。
[步骤SB08]执行保压、计量以及减压的各工序。
[步骤SB09]执行开模和制品取出，结束周期。
图5表示一实施方式的控制流程。
[步骤SC01]判断顶出位置是否在后退完成位置，当在后退完成位置时(是)转移到步骤SC03，当不在后退完成位置时(否)转移到步骤SC02。
[步骤SC02]使顶出后退。
[步骤SC03]进行控制使顶出板位置成为压缩待机位置。
[步骤SC04]执行合模。
[步骤SC05]开始注塑。
[步骤SC06]判断注塑压力是否在预定压力以上，当在预定压力以上时(是)转移到步骤SC07，当不到预定压力时(否)等待达到预定压力以上。
[步骤SC07]进行控制使顶出板位置成为压缩位置。
[步骤SC08]判断是否经过了预定时间，当经过了预定时间时(是)转移到步骤SC09，当没有经过预定时间时(否)等待直到经过预定时间。
[步骤SC09]进行控制使腔内部压力成为压缩压力。
[步骤SC10]执行保压、计量以及减压的各工序。
[步骤SC11]执行开模和制品取出，结束周期。
在步骤SC09中，经过预定时间后，根据检测腔内部的压力的传感器的检测压力值进行控制使腔内部的压力成为预先设定的压缩压力。在步骤SC09中，进行控制使顶出轴的位置与预先设定的位置一致。
图6表示一实施方式的控制流程。
[步骤SD01]判断顶出位置是否在后退完成位置，当在后退完成位置时(是)转移到步骤SD03，当不在后退完成位置时(否)转移到步骤SD02。
[步骤SD02]使顶出后退。
[步骤SD03]进行顶出板位置检测部的起点校正。
[步骤SD04]进行控制使顶出板位置成为压缩待机位置。
[步骤SD05]执行合模。
[步骤SD06]开始注塑。
[步骤SD07]判断注塑压力是否在预定压力以上，当判断为在预定压力以上时(是)转移到步骤SD08，当不到预定压力时(否)等待达到预定压力以上。
[步骤SD08]进行控制使顶出板位置成为压缩位置。
[步骤SD09]判断是否经过了预定时间，当经过了预定时间时(是)转移到步骤SD10，当没有经过预定时间时(否)等待经过预定时间。
[步骤SD10]进行控制使腔内部压力成为压缩压力。
[步骤SD11]执行保压、计量以及减压的各工序。
[步骤SD12]执行开模和制品取出，结束周期。
图7表示一实施方式的控制流程。
[步骤SE01]将顶出驱动力限制为预定值后向后退方向驱动。
[步骤SE02]判断顶出位置是否停止，当停止时(是)转移到步骤SE04，当没有停止时(否)转移到步骤SE03。
[步骤SE03]使顶出后退。
[步骤SE04]检测当前的顶出位置作为基准位置。
[步骤SE05]执行合模。
[步骤SE06]开始注塑。
[步骤SE07]判断注塑压力是否在预定压力以上，当判断为在预定压力以上时(是)转移到步骤SE08，当不到预定压力时(否)等待达到预定压力以上。
[步骤SE08]使顶出位置从基准位置相对地仅移动预定量。
[步骤SE09]判断是否经过了预定时间，当经过了预定时间时(是)转移到步骤SE10，当没有经过预定时间时(否)等待经过预定时间。
[步骤SE10]进行控制使腔内部压力成为压缩压力。
[步骤SE11]执行保压、计量以及减压的各工序。
[步骤SE12]执行开模和制品取出，结束周期。
以下，补充说明顶出轴的驱动部、顶出板位置检测部以及顶出板位置起点校正部。
<顶出轴驱动部>
作为顶出轴驱动部，可以通过伺服电动机驱动顶出轴，也可以通过油压驱动顶出轴。
<顶出板位置检测部>
在检测顶出板位置时，可以在金属模具的顶出板上具备距离检测器来检测顶出板与其他金属模具部件之间的面间隔，也可以检测顶出板与冲模的金属模具安装面之间的间隔。
<顶出板位置起点校正部>
当顶出板位置传感器部具有通过来自外部的输入信号将输出值自动归零的功能时，顶出板位置起点校正部可以向顶出板位置传感器部输出自动归零信号。此外，将起点校正顶出板位置的输出值时刻的输出值作为起点输出值X0进行存储，顶出板位置检测部检测从起点输出值X0减去顶出板位置传感器部的输出值X而得到的值并将其作为顶出板位置。

Claims (8)

1.一种具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其通过驱动顶出轴使金属模具的顶出板移动来压缩腔内的树脂，该压缩腔内的树脂的注塑成型机的控制装置的特征在于，具有：
驱动所述顶出轴的驱动部；
检测所述顶出轴的位置的顶出位置检测部；
检测所述金属模具的顶出板的位置的顶出板位置检测部；以及
在压缩工序中使所述顶出板移动来压缩控制金属模具的腔内的树脂的压缩控制部，其中
所述压缩控制部根据通过所述顶出板位置检测部检测到的值进行使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩位置的控制。
2.根据权利要求1所述的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其特征在于，
所述压缩控制部在压缩工序中进行使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩待机位置的控制后，伴随着向金属模具填充树脂，进行使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩位置的控制。
3.根据权利要求1或2所述的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其特征在于，
具有腔内部压力检测部，
所述压缩控制部在进行使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩位置的控制后，且经过预定时间后，根据通过所述腔内部压力检测部检测到的值进行使腔内部压力与预先设定的压缩压力一致的控制。
4.根据权利要求1或2所述的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其特征在于，
所述压缩控制部在进行使所述顶出板的位置成为预先设定的压缩位置的控制后，且经过预定时间后，进行使所述顶出轴的位置与预先设定的位置一致的控制。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其特征在于，
具有顶出板位置起点校正部，其校正顶出板位置的起点，使得将所述顶出轴定位于基准位置的状态下的所述顶出板位置检测部的输出值成为预定值。
6.根据权利要求5所述的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其特征在于，
所述基准位置是预先设定的产品取出工序的顶出后退完成位置。
7.根据权利要求5所述的具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其特征在于，
所述基准位置是向前进方向或后退方向驱动顶出轴后顶出板碰上金属模具部件的状态的顶出位置。
8.一种具有腔压缩功能的注塑成型机的控制装置，其通过驱动顶出轴使金属模具的顶出板移动来压缩腔内的树脂，该压缩腔内的树脂的注塑成型机的控制装置的特征在于，具有：
驱动所述顶出轴的驱动部；
检测所述顶出轴的位置的顶出位置检测部；以及
在压缩工序中使所述顶出板移动来压缩控制金属模具的腔内的树脂的压缩控制部，还具备
基准位置检测部，其检测在向前进方向或后退方向驱动所述顶出轴后所述顶出板与金属模具部件碰上的状态的所述顶出轴的位置，作为基准位置，
所述压缩控制部使所述顶出轴从所述基准位置相对地仅移动预定量来压缩控制金属模具腔内的树脂。
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