專利名稱：注塑成型機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注塑成型機(jī)的控制裝置，特別是涉及一種進(jìn)行使肘式(toggle)合模裝置的合模力保持恒定的控制的控制裝置。
背景技術(shù)：
在注塑成型機(jī)中的肘式合模裝置，可動側(cè)模具接觸到固定側(cè)模具后，根據(jù)該可動側(cè)模具(安裝可動側(cè)模具的可動模板)的移動，通過使連接安裝了固定側(cè)模具的固定模板與安裝了肘式合模裝置的后模板的拉桿伸展，從而產(chǎn)生合模力。交換模具時，進(jìn)行調(diào)整后模板的位置的模厚調(diào)整，以使肘式合模裝置的十字頭到達(dá)了規(guī)定位置時得到設(shè)定合模力。之后，只要模具的厚度不發(fā)生變化，并使十頭移動至規(guī)定位置，能得到設(shè)定合模力。因此，根據(jù)該十字頭的位置，進(jìn)行控制使合模力達(dá)到目標(biāo)合模力。
在連續(xù)成形出成形品的自動運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，為了使成形品的厚度和排氣的狀態(tài)的穩(wěn)定，保持恒定的合模力是非常重要的。但是在自動運(yùn)轉(zhuǎn)過程中模具的溫度發(fā)生變化，隨著該模具溫度的變化模具的厚度產(chǎn)生變動，即使使十字頭位于當(dāng)初的規(guī)定位置也不能保持設(shè)定合模力。
為了解決這個問題，特開平5-200812號公報中公開了設(shè)置模具溫度傳感器，對照模具溫度進(jìn)行模厚調(diào)整從而修正合模力的方法。但是由于這種方法必須設(shè)置特別的模具溫度傳感器、變形傳感器等合模力檢測裝置，所以使得成本上升。
此外，在特開平10-119099號公報中還公開了在拉桿設(shè)置變形傳感器等合模力檢測裝置，在用該合模力檢測裝置檢測出的合模力和設(shè)定合模力一致時停止驅(qū)動肘式機(jī)構(gòu)的電動機(jī)的驅(qū)動，反饋控制合模力的方法。但是由于該方法必須設(shè)置特別的模具溫度傳感器和變形傳感器等合模力檢測裝置，所以使得成本上升。
此外，在特開2000-141012號公報中還公開了用由測力負(fù)載傳感器等構(gòu)成的合模力檢測傳感器來檢測合模力，在檢測到的合模力超過設(shè)定容許范圍時，移動合模驅(qū)動源的支撐板進(jìn)行裝模高度調(diào)整。但是存在進(jìn)行裝模高度調(diào)整會使成形周期變長的問題。
進(jìn)而，特開平7-32435號公報中公開了設(shè)置檢測合模機(jī)架的模具開閉方向的位置的位置傳感器，在調(diào)整模厚時，把從接觸模具到合模結(jié)束的合模機(jī)架的移動量作為基準(zhǔn)位置變化量來存儲，在實(shí)際成形時，求出合模機(jī)架的移動量與基準(zhǔn)位置變化量的偏差，根據(jù)該偏差移動合模機(jī)架。但是由于該方法是調(diào)整裝模高度，因此存在使成形周期變長的問題。
此外，特開平4-80269號公報中公開了在通過伺服電動機(jī)驅(qū)動肘式機(jī)構(gòu)并移動可動側(cè)模具進(jìn)行合模的合模機(jī)構(gòu)，在模具保護(hù)區(qū)間給伺服電動機(jī)加以轉(zhuǎn)矩極限，用低壓驅(qū)動，在模具保護(hù)區(qū)間結(jié)束時加以不會使拉桿伸展的模具閉鎖轉(zhuǎn)矩極限，驅(qū)動規(guī)定的時間，(模具處于接觸狀態(tài))經(jīng)過規(guī)定時間，從此時的十字頭的位置到產(chǎn)生設(shè)定合模力的十字頭的位置驅(qū)動伺服電動機(jī)。但是在該方法中，模具保護(hù)區(qū)間結(jié)束后，尤其是在一定時間必須用低轉(zhuǎn)矩使模具前進(jìn)并檢測模具接觸位置，存在使成形周期變長的問題。進(jìn)而，由于模具的熱膨脹，模具的厚度超過最初決定的模具保護(hù)區(qū)間結(jié)束位置，還存在不能檢測正確的模具接觸位置的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明中的具備肘式合模裝置的注塑成型機(jī)包括以下單元檢測模具接觸時的十字頭位置的模具接觸位置檢測單元、存儲用所述模具接觸位置檢測單元檢測出的十字頭位置的單元和、根據(jù)上一次的閉模中檢測并存儲的模具接觸的十字頭位置和被設(shè)定的合模力求出本次合模工序的十字頭的目標(biāo)位置的單元。并且，十字頭十字頭將十字頭定位于通過求出所述十字頭的目標(biāo)位置的單元求出來的目標(biāo)位置處。
具有所述肘式合模裝置的注塑成型機(jī)得到以下狀態(tài)。
求出所述十字頭的目標(biāo)位置的單元包括求出與根據(jù)拉桿的伸展量和合模力的關(guān)系設(shè)定的合模力對應(yīng)的拉桿伸展量的單元和、存儲十字頭位置和可動模板位置之間的關(guān)系的單元。并且，根據(jù)該被存儲的十字頭位置和可動模板位置之間的關(guān)系，求出與上一次的閉模中檢測并存儲的模具接觸的十字頭位置對應(yīng)的可動模板位置。然后，把與在所求得的可動模板位置加上拉桿的伸展量的可動模板位置對應(yīng)的十字頭位置作為目標(biāo)位置求出。
所述模具接觸位置檢測單元驅(qū)動合模用伺服電動機(jī)使十字頭前進(jìn)、把該合模用伺服電動機(jī)的負(fù)載超過規(guī)定量時的位置作為模具接觸位置檢測。
在所述所求得的十字頭的目標(biāo)位置超過規(guī)定范圍時進(jìn)行異常處理。
由于本發(fā)明的具備肘式合模裝置的注塑成型機(jī)具備以上的結(jié)構(gòu)，因此即使模具溫度發(fā)生了變化也可以使合模力保持在恒定的設(shè)定合模力，而且由于根據(jù)在前一成形周期的合模工序時求出的模具接觸位置來控制合模力，因此不需要特別的傳感器，并且成形周期時間也不會變長。


從參照附圖的以下實(shí)施例的說明中明確本發(fā)明所述的及其他目的以及特征。圖中圖1是本發(fā)明的具備肘式合模裝置的注塑成型機(jī)的一個實(shí)施方式的主要部分說明圖。
圖2是表示圖1的注塑成型機(jī)中的十字頭與可動模板的各個位置關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖3是圖1的控制裝置實(shí)施的連續(xù)成形動作處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的說明圖。在圖1中，符號1為肘式合模裝置，符號2為具備該肘式合模裝置1的注塑成型機(jī)的控制裝置。固定模板10和后模板11通過多個拉桿15相連。在固定模板10和后模板11之間配置了可動模板12，以使被該拉桿15引導(dǎo)。分別在固定模板10安裝了固定側(cè)模具13a，在可動模板12安裝了可動側(cè)模具13b，這些都可以裝卸。
此外，在后模板11和可動模板12之間配置了肘式機(jī)構(gòu)14，在后模板11設(shè)置了驅(qū)動該肘式機(jī)構(gòu)14的合模用伺服電動機(jī)18及滾珠絲杠19。
滾珠絲杠19被可自由地旋轉(zhuǎn)但不能向軸方向移動地安裝在后模板11上，在其后端(相對后模板與可動模板反向相對一側(cè))安裝了從動帶輪22。在設(shè)置在后模板11的合模用伺服電動機(jī)18的輸出軸上設(shè)置了驅(qū)動帶輪21。在驅(qū)動帶輪21和從動帶輪22之間裝同步帶23，滾珠絲杠19用合模用伺服電動機(jī)18旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。此外，滾珠絲杠的前端部與固定在肘式機(jī)構(gòu)14的十字頭20的螺母螺合，通過滾珠絲杠19的旋轉(zhuǎn)，螺母、十字頭20在圖中左右移動使肘式機(jī)構(gòu)14伸縮，使可動模板12沿著拉桿15前后移動(圖中左右方向)，進(jìn)行閉模、合模、開模動作。此外符號24為檢測合模用伺服電動機(jī)18的位置/速度的位置/速度檢測器。
在后模板11的后端面?zhèn)?相對后模板11與可動模板12反向相對一側(cè))可自由地旋轉(zhuǎn)但不能在軸方向移動地安裝了與在拉桿15形成的螺紋螺合的螺母和由齒輪構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件16。進(jìn)而，在后模板11安裝了模厚調(diào)整用電動機(jī)17，在該模厚調(diào)整用電動機(jī)17的輸出軸上設(shè)置的齒輪和在各拉桿15上設(shè)置的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件16的齒輪通過圖中未示的齒輪傳動機(jī)構(gòu)相連。
通過驅(qū)動模厚調(diào)整用電動機(jī)17，便旋轉(zhuǎn)構(gòu)件16旋轉(zhuǎn)并使后模板11沿著拉桿15前進(jìn)、后退，從而進(jìn)行調(diào)整使得根據(jù)模具的厚度得到設(shè)定合模力。
控制裝置2包括控制注塑成型機(jī)的處理器30和以下分別通過總線39與該處理器30相連的存儲系統(tǒng)程序的ROM37、存儲數(shù)據(jù)的暫時存儲和各種控制程序的RAM38、伺服接口33、輸入輸出電路35、以及顯示器/輸入單元32的接口31。驅(qū)動肘式合模機(jī)構(gòu)1的合模用伺服電動機(jī)18經(jīng)由伺服放大器34與伺服接口33相連。此外，注塑成型機(jī)的各種伺服電動機(jī)也同樣地與該控制裝置2相連，但由于與本發(fā)明沒有直接關(guān)系，因此在圖1中省略。
此外，在輸入輸出電路35連接了驅(qū)動模厚調(diào)整用電動機(jī)17的變換器36。與接口31相連的顯示器/輸入單元32由液晶顯示器和鍵盤等構(gòu)成。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，控制裝置2的處理器30，首先驅(qū)動模厚調(diào)整用電動機(jī)17使后模板11等前后移動并進(jìn)行合模力調(diào)整后開始連續(xù)成形。在合模工序中執(zhí)行合模動作的程序，把移動指令輸出到伺服接口33。伺服接口33根據(jù)該移動指令和來自安裝在合模用伺服電動機(jī)18的位置/速度檢測器24的位置及速度的反饋信號，進(jìn)行位置及速度循環(huán)的控制處理并驅(qū)動控制合模用伺服電動機(jī)18。通過合模用伺服電動機(jī)18的驅(qū)動，肘式機(jī)構(gòu)14的十字頭20移動，可動模板12移動，完成閉模、合模、開模動作。
隨著連續(xù)地進(jìn)行成形動作，模具的溫度發(fā)生變化。如果模具的溫度發(fā)生了變化，則模具的厚度也發(fā)生變化、模具接觸位置也發(fā)生變化。于是在本實(shí)施方式中，檢測模具接觸位置并作為下一次的合模工序的模具接觸位置，從該模具接觸位置求出得到設(shè)定合模力的十字頭位置并定位在該位置，由此即使模具溫度發(fā)生了變化也能得到較準(zhǔn)確的設(shè)定合模力。
在肘式合模裝置1，通過拉桿15伸展，利用其反作用力產(chǎn)生合模力，此拉桿15的伸展與產(chǎn)生合模力存在比例關(guān)系。此外，拉桿15的伸展與可動模板從可動側(cè)模具13b接觸固定側(cè)模具13a并閉模的接觸位置移動的移動量(可動側(cè)模具的移動量)相等。因此如果使可動模板12從模具接觸位置只往前移動(向固定模板側(cè)的移動)與設(shè)定合模力對應(yīng)的拉桿15的伸展量，則能得到設(shè)定合模力。
圖2為表示十字頭20的位置和可動模板位置的關(guān)系的坐標(biāo)圖。在圖2把可動模板移動的最前端的位置(肘式機(jī)構(gòu)14的肘桿伸展，在圖1中可動模板12在最右側(cè)的位置)作為可動模板12的原點(diǎn)「0」位置，此外，把此時的十字頭20的位置作為十字頭的原點(diǎn)「0」位置，結(jié)果，在合模工序中可動模板12從圖2中的上方移動至下方，十字頭20從右邊移動至左邊。此外由于十字頭位置與用設(shè)置在合模用伺服電動機(jī)18的位置/速度檢測器檢測到的位置存在比例關(guān)系，因此把用該位置/速度檢測器檢測到的位置作為十字頭20的位置。
例如，如圖2所示，設(shè)十字頭20的位置在Ct時檢測到模具接觸。通過如圖2所示的坐標(biāo)圖求出與該模具接觸位置Ct對應(yīng)的可動模板12的位置Pt。通過在該可動模板12的位置Pt加上與設(shè)定合模力對應(yīng)的拉桿15的伸展量L(此時，由于向坐標(biāo)系的負(fù)方向移動，因此加上負(fù)的移動量)，求出與設(shè)定合模力對應(yīng)的可動模板位置Pf。通過該坐標(biāo)圖求出與該可動模板位置Pf對應(yīng)的十字頭20的位置Cf，把該十字頭位置Cf作為得到設(shè)定合模力的目標(biāo)十字頭位置Cf，如果把合模用伺服電動機(jī)18定位在該目標(biāo)十字頭位置Cf，則能得到設(shè)定合模力。
如上所述，如果能檢測到模具接觸位置，則能通過圖2所示的坐標(biāo)圖求出得到設(shè)定合模力的十字頭20的位置。如圖2所示的十字頭位置與可動模板位置的關(guān)系通常采用以下各種方法求出根據(jù)肘桿的大小用數(shù)學(xué)式求解的方法、如特開昭62-71620號公報、特開2000-6211號公報中公開的、用近似式求解的方法，還有將如圖2所示的坐標(biāo)圖作為數(shù)據(jù)存儲，對于存儲的數(shù)據(jù)間的值插值來求出也是可以的。此外，因?yàn)楹夏Ａεc拉桿15的伸展存在比例關(guān)系，因此可以通過實(shí)驗(yàn)求出。
而且，本發(fā)明根據(jù)上一次的合模工序中檢測到的模具接觸位置的十字頭位置求出得到設(shè)定合模力的本次合模工序的十字頭位置，通過控制合模用伺服電動機(jī)18以使定位在該位置，不受模具溫度變化的影響得到正確的設(shè)定合模力。
圖3是在本實(shí)施方式的處理器30實(shí)施的連續(xù)成形動作的處理的流程圖，把得到設(shè)定合模力的動作的部分記載在其中心。
在輸入連續(xù)成形指令時，處理器30首先在存儲模具接觸位置Ct(十字頭的位置)的寄存器設(shè)模具接觸位置的初始值Ct0(步驟S1)，把表示模具接觸位置的檢測的標(biāo)志F設(shè)為「0」(步驟S2)。并且，根據(jù)設(shè)在寄存器的模具接觸位置Ct，如圖2所示通過近似式或圖2所示的坐標(biāo)圖的數(shù)據(jù)求出可動模板的位置。然后求出附加與設(shè)定合模力對應(yīng)的拉桿15的伸展量的可動模板的位置，通過如圖2所示的坐標(biāo)圖的數(shù)據(jù)或近似式求出與該可動模板位置對應(yīng)的十字頭位置Cf。把該十字頭位置Cf作為當(dāng)前的成形周期的合模工序的目標(biāo)十字頭位置Cf(步驟S3)。
其次，判斷該目標(biāo)十字頭Cf是否比被設(shè)定的十字頭位置的最小值Cmin大、比最大值Cmax小(步驟S4)，如果不在最小值Cmin和最大值Cmax之間，則判斷為異常進(jìn)行異常處理(步驟S14)，并且停止成形動作。
另一方面，在目標(biāo)十字頭位置Cf比十字頭位置的最小值Cmin大、比最大值Cmax時，通過伺服接口33把該目標(biāo)十字頭位置Cf之前的閉模開始指令輸出到伺服放大器34并驅(qū)動合模用伺服電動機(jī)18(步驟S5)。通過該合模用伺服電動機(jī)18的驅(qū)動，十字頭20及可動模板12往前移動(在圖1向右)。并且讀出用位置/速度檢測器24檢測到的十字頭位置Ca，判斷該十字頭位置Ca是否在目標(biāo)十字頭位置Cf以下(步驟S6)。此外把十字頭20推進(jìn)的最前端的位置(圖1中的最右端位置)作為原點(diǎn)「0」，因此由于十字頭20的前進(jìn)十字頭位置Ca從較大的值變到較小的值。
如果十字頭位置Ca達(dá)不到目標(biāo)十字頭位置Cf，則判斷十字頭位置Ca是否達(dá)到模具接觸位置檢測開始位置Cs(步驟S7)，如果達(dá)不到則反復(fù)執(zhí)行步驟S6和步驟S7的處理。此外也可以在到該模具接觸位置檢測開始位置Cs的之間設(shè)置模具保護(hù)區(qū)間，執(zhí)行模具保護(hù)處理，但該處理與本發(fā)明沒有直接關(guān)系，因此被省略。
在當(dāng)前的十字頭位置Ca超過模具接觸位置檢測開始位置Cs并變小時，則檢測與合模用伺服電動機(jī)18相關(guān)的負(fù)載La，與為了檢測模具接觸而被設(shè)定的判定負(fù)載Ls進(jìn)行比較的同時，判斷標(biāo)志F是否為「0」(步驟S8)。作為檢測與合模用伺服電動機(jī)18相關(guān)的負(fù)載La的方法，可以通過流過該合模用伺服電動機(jī)18的電流來檢測負(fù)載La，或者也可以把已經(jīng)公知的干擾估計觀測器裝入到該合模用伺服電動機(jī)18的控制電路用該檢測器檢測負(fù)載La。
如果當(dāng)前的負(fù)載La不比判定負(fù)載Ls大，則反復(fù)執(zhí)行步驟S6到步驟S8的處理。并且，在可動側(cè)模具13b接觸固定側(cè)模具13a、模具接觸時，合模用伺服電動機(jī)18相關(guān)的負(fù)載La增大，超過判定負(fù)載Ls、并且標(biāo)志F為「0」(最初在步驟S2設(shè)為「0」)時，進(jìn)入步驟S9，把此時的十字頭位置Ca作為模具接觸位置Ct存儲到寄存器，檢測模具接觸，設(shè)標(biāo)志F為「1」(步驟S9)，回到步驟S6。從設(shè)標(biāo)志F為「1」到當(dāng)前十字頭位置Ca在目標(biāo)十字頭位置Cf以下為止反復(fù)執(zhí)行步驟S6～步驟S8的處理。
并且，在當(dāng)前十字頭位置Ca在目標(biāo)十字頭位置Cf以下時，把合模用伺服電動機(jī)18定位在該位置，停止閉模動作，使模具保持在合模狀態(tài)(步驟S10)。在該狀態(tài)得到設(shè)定合模力。
此外，與現(xiàn)有技術(shù)一樣地執(zhí)行注塑、保壓、計量、冷卻等各工序(步驟S11)，進(jìn)行開模(步驟S12)，如果成形結(jié)束的指令未被輸入，則回到步驟S2，開始下一個成形周期。此時在步驟S3求出的與設(shè)定合模力對應(yīng)的十字頭位置Cf就是根據(jù)在步驟S9被設(shè)定的前一成形周期的合模工序時檢測到的模具接觸位置Ct求出的。
權(quán)利要求
1.一種具備肘式合模裝置的注塑成型機(jī)的控制裝置，其包括檢測模具接觸時的十字頭位置的模具接觸位置檢測單元；存儲用所述模具接觸位置檢測單元檢測到的十字頭位置的單元；和根據(jù)在上一次的閉模中檢測并存儲的模具接觸的十字頭位置和被設(shè)定的合模力求出本次合模工序的十字頭的目標(biāo)位置的單元，該注塑成型機(jī)的控制裝置將十字頭定位在由求所述十字頭的目標(biāo)位置的單元所求出的目標(biāo)位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑成型機(jī)的控制裝置，所述求十字頭的目標(biāo)位置的單元包括求與合模力對應(yīng)的拉桿的伸展量的單元，該合模力是根據(jù)拉桿的伸展量和合模力的關(guān)系設(shè)定的合模力；和存儲十字頭位置與可動模板位置的關(guān)系的單元，并且根據(jù)該被存儲的十字頭位置與可動模板的關(guān)系求出可動模板的位置，該可動模板的位置與上一次的閉模中檢測并存儲的模具接觸的十字頭位置對應(yīng)，把與在所求得的可動模板位置加上拉桿伸展量的可動模板位置對應(yīng)的十字頭位置作為目標(biāo)位置來求得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的注塑成型機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述模具接觸位置檢測單元驅(qū)動合模用伺服電動機(jī)并使十字頭前進(jìn)，把該合模用伺服電動機(jī)的負(fù)載超過規(guī)定量的時候的十字頭位置作為模具接觸位置來檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的注塑成型機(jī)的控制裝置，其特征在于，在所述求得的十字頭的目標(biāo)位置超過規(guī)定范圍時進(jìn)行異常處理。
全文摘要
根據(jù)在前一個成形周期的合模工序中求出的模具接觸位置(Ct)求出得到設(shè)定合模力的十字頭位置(Cf)，使十字頭移動至該位置(Cf)。在此期間，判斷驅(qū)動肘式機(jī)構(gòu)的合模用伺服電動機(jī)的負(fù)載(La)是否超過判定負(fù)載(Ls)，把超過判定負(fù)載(Ls)時的十字頭位置(Ca)作為模具接觸位置來存儲。在下一個成形周期，根據(jù)該存儲的模具接觸位置求出得到設(shè)定合模力的十字頭位置(Cf)。
文檔編號B29C45/66GK1689787SQ200510067818
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者內(nèi)山辰宏, 渡邊廣 申請人:發(fā)那科株式會社