專利名稱：射出成形機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種射出成形機(jī)，尤其涉及具有通過設(shè)置在加熱汽缸的加 熱器加熱并熔融作為成形材料的樹脂且進(jìn)行射出的射出裝置的射出成形 機(jī)。
背景技術(shù)：
一般的射出成形機(jī)的射出裝置大多使用螺桿式射出裝置。螺桿式射出 裝置從加熱汽缸的一端供應(yīng)樹脂，在加熱汽缸中加熱樹脂和根據(jù)螺桿旋轉(zhuǎn) 時(shí)的剪切而熔融樹脂。熔融的樹脂在加熱汽缸中被計(jì)量，并通過加熱汽缸 前端的噴嘴射出。加熱汽缸前端的噴嘴端需要維持樹脂的熔融溫度。但樹脂的供應(yīng)端為 了防止樹脂軟化、熔融而需要冷卻樹脂。因此，在樹脂的供應(yīng)端設(shè)置冷卻 器，用于冷卻加熱汽缸噴嘴的相反側(cè)端部。如此，加熱汽缸的噴嘴端維持 樹脂熔融溫度以上的高溫，而樹脂供應(yīng)端維持低溫以防止樹脂軟化、熔融。通常，位于加熱汽缸的冷卻器與噴嘴之間的區(qū)域沿長度方向被劃分為 多個(gè)區(qū)，各個(gè)區(qū)分別設(shè)有加熱器。通過控制各個(gè)區(qū)的加熱器的加熱過程， 樹脂在加熱汽缸內(nèi)移動的同時(shí)被適當(dāng)?shù)丶訜岷腿廴凇＜?，進(jìn)行溫度控制使溫度從噴嘴端的高溫逐步變?yōu)楣?yīng)端的低溫(例如，參照特開平9-262886 號公報(bào))。噴嘴端的加熱汽缸前端的溫度由樹脂材料的種類決定， 一般設(shè)定為樹 脂材料制造商指定的溫度，例如設(shè)定為270'C左右的高溫。而樹脂供應(yīng)端的 冷卻器溫度被設(shè)定為低溫，例如7(TC左右。因此，沿著加熱汽缸長度方向 的軸形成從接近70'C的低溫上升到27(TC左右的高溫的溫度梯度。雖然噴嘴端區(qū)域溫度被設(shè)定為指定溫度(例如，27(TC)，冷卻器溫度被 設(shè)定為冷卻溫度(例如，70°C)，但其中間區(qū)域的溫度由成形機(jī)的操作者任意 設(shè)定。因此，所述溫度梯度依賴于操作者基于經(jīng)驗(yàn)任意設(shè)定的各個(gè)區(qū)域的
設(shè)定溫度。假設(shè)通過射出成形機(jī)對非常小的成形品進(jìn)行成形。對一定大小的成形 品進(jìn)行成形時(shí)，供應(yīng)到加熱汽缸的樹脂在加熱汽缸中需要移動一段時(shí)間(下 面稱為滯留時(shí)間)。樹脂在移動的過程中被加熱汽缸加熱，而且受到螺桿的 剪切力而瑢融。即，供應(yīng)到加熱汽缸的樹脂只在上述滯留時(shí)間內(nèi)停留于加 熱汽缸中，并被加熱汽缸加熱。上述滯留時(shí)間依賴于成形品體積(即，射出 時(shí)的螺桿行程)和成形循環(huán)時(shí)間。如果成形品體積大，則在一個(gè)成形循環(huán)中射出的樹脂量會增加，樹脂 在加熱汽缸內(nèi)的移動速度會加快。因此，樹脂在加熱汽缸中的滯留時(shí)間會 變短。如果熱供應(yīng)量不足，會出現(xiàn)計(jì)量時(shí)間不均或螺桿外周發(fā)生粘著的問 題。此時(shí)，若要由加熱汽缸充分加熱樹脂，需要將過了冷卻器之后的位置 附近的區(qū)溫度設(shè)定值設(shè)高，由此以高溫立刻加熱所供應(yīng)的樹脂。加熱汽缸 中的溫度分布被設(shè)定為在冷卻器出口位置急劇上升而接近加熱汽缸前端的 區(qū)溫度設(shè)定值，并維持加熱汽缸前端的區(qū)溫度設(shè)定值。此時(shí)，從加熱汽缸 前端部至冷卻汽缸附近的后端部形成溫度大致相同的平坦的溫度分布圖。如果一個(gè)成形循環(huán)的時(shí)間變短，則在單位時(shí)間內(nèi)射出的樹脂量會增加， 樹脂在加熱汽缸內(nèi)的移動速度會加快。因此，樹脂在加熱汽缸中的滯留時(shí) 間會變短。此時(shí)與成形品體積大的情況相同，需要將過了冷卻器之后的位 置附近的區(qū)域溫度設(shè)定值設(shè)高，由此以高溫立刻加熱所供應(yīng)的樹脂。艮P， 加熱汽缸中的溫度分布被設(shè)定為在冷卻器出口位置急劇上升而接近加熱汽 缸前端的區(qū)溫度設(shè)定值，并維持加熱汽缸前端的區(qū)溫度設(shè)定值。此時(shí)，也 形成接近平坦的溫度分布圖。以下，參考成形品體積非常小或者成形循環(huán)時(shí)間長的情況。此時(shí)，與 上述情況相反樹脂射出量會減少，而樹脂停留在加熱汽缸內(nèi)的滯留時(shí)間會 變長。隨之，樹脂通過加熱汽缸加熱的時(shí)間會變長。因此，無需立刻用高 溫加熱所供應(yīng)的樹脂，最好將溫度分布圖設(shè)定為從冷卻器出口位置逐漸上 升而接近加熱汽缸前端的區(qū)溫度設(shè)定值，上升到加熱汽缸前端的區(qū)溫度設(shè) 定值之后立刻射出樹脂。其原因在于，如果熔融樹脂長時(shí)間維持高溫，可 能會因?yàn)闊岫偈箻渲冑|(zhì)。例如，當(dāng)高溫的熔融樹脂長時(shí)間停留在加熱汽缸中時(shí)，可能會發(fā)生所
謂的樹脂燒焦、樹脂分解的問題。如果成形品是光學(xué)零部件，則長時(shí)間加 熱可能導(dǎo)致樹脂變質(zhì)、成形品透明度受損以及作為光學(xué)零部件的功能受損 的問題。而且，當(dāng)成形品的體積非常小或者成形循環(huán)較長時(shí)，如果溫度分 布圖接近平坦?fàn)顟B(tài)，還可能發(fā)生計(jì)量不均的問題。因此，針對非常小的成 形品或需要的成形循環(huán)時(shí)間較長的成形品，需要將加熱汽缸的溫度分布圖 設(shè)定為在螺桿進(jìn)退的軸方向具有傾斜度(與一般的情況不同)。但是，缺乏經(jīng)驗(yàn)的操作者大多情況下沒有認(rèn)識到上述問題，在沒有意 識到溫度分布圖的情況下設(shè)定溫度，其結(jié)果會弓I發(fā)上述問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可以基于成形品或成形循環(huán)時(shí)間適當(dāng)?shù)卣{(diào) 節(jié)加熱汽缸溫度分布圖的射出成形機(jī)。為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的射出成形機(jī)具有射出裝置，射出裝 置包含被供應(yīng)成形材料的汽缸、在所述汽缸中被驅(qū)動而對所述成形材料進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量部件，所述射出成形機(jī)包含:多個(gè)加熱器，該多個(gè)加熱器沿所 述汽缸的軸向排列設(shè)置，并分別將所述汽缸各個(gè)部分加熱至預(yù)定的設(shè)定溫 度；控制器，分別控制所述多個(gè)加熱器的所述設(shè)定溫度;在所述多個(gè)加熱器 的所述設(shè)定溫度中，當(dāng)對應(yīng)于完成計(jì)量時(shí)在螺桿前方積存熔融樹脂的位置 的設(shè)定溫度被設(shè)定時(shí)，所述控制器基于成形條件進(jìn)行計(jì)算而求出所述加熱 器以外的所述設(shè)定溫度。根據(jù)本發(fā)明的射出成形機(jī)，所述汽缸最好包含噴嘴部，該噴嘴部位 于射出所述樹脂的一側(cè)；冷卻汽缸部，該冷卻汽缸部位于供應(yīng)所述樹脂的 一側(cè)；汽缸主體部，延展設(shè)置于所述噴嘴部與所述冷卻汽缸部之間;所述預(yù) 定的設(shè)定溫度中的一個(gè)設(shè)定溫度是最接近所述汽缸主體部的所述噴嘴部的 所述加熱器的設(shè)定溫度，所述預(yù)定的設(shè)定溫度中的一個(gè)設(shè)定溫度以外的所 述設(shè)定溫度是從第二個(gè)接近所述噴嘴部的加熱器至最接近所述冷卻汽缸部 的加熱器的設(shè)定溫度。上述發(fā)明中，所述成形條件最好包含與成形循環(huán)時(shí)間、所述計(jì)量部件 的計(jì)量行程、所述樹脂的種類中的至少一個(gè)有關(guān)的信息。并且，根據(jù)本發(fā) 明的射出成形機(jī)，包含用于冷卻汽缸一端的冷卻部，所述控制器可以自動
設(shè)定所述冷卻部的設(shè)定溫度。并且，所述控制器可以基于所述設(shè)定溫度的 所述預(yù)定的設(shè)定溫度中的一個(gè)設(shè)定溫度來修正通過所述計(jì)算求出的設(shè)定溫 度。 .根據(jù)上述發(fā)明，可以基于成形品的大小或成形循環(huán)時(shí)間適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)用 于加熱樹脂等成形材料的汽缸的溫度分布圖。據(jù)此，可以調(diào)節(jié)汽缸中的成 形材料的加熱程度，可以防止成形材料因加熱引起的變質(zhì)，而且可以防止 粘著。并且，可以使在螺桿前方熔融的樹脂保持一定溫度。


圖1為設(shè)有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的射出裝置的電動射出成形機(jī)的整 體結(jié)構(gòu)圖。圖2為圖1中的加熱汽缸的剖面圖。 圖3為表示加熱汽缸溫度分布的圖。 主要符號說明IO為射出裝置，ll為加熱汽缸，IIA為噴嘴部，IIB為加熱汽缸主體 部，IIC為冷卻汽缸部，12為料斗，13為螺桿，13a為螺紋(flight)， 20為 合模裝置，40為汽缸溫度控制器，41-1、 41-2、 41-3、 41-4、 41-5為加熱器。
具體實(shí)施方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在以下各個(gè)實(shí)施方式 中說明通信介質(zhì)為電力線的情況，但通信介質(zhì)也可以是無線，還可以是電 力線以外的有線。下面參照圖1說明應(yīng)用本發(fā)明的射出成形機(jī)之一例的電動射出成形 機(jī)。圖1為設(shè)有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的射出裝置的電動射出成形機(jī)的整 體結(jié)構(gòu)圖。首先，簡單說明電動射出成形機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。圖1中示出的電動射出 成形機(jī)1包含射出裝置10和合模裝置20。射出裝置10具有加熱汽缸11，加熱汽缸11上設(shè)有料斗12。加熱汽缸 ll中設(shè)置螺桿B，該螺桿13可自由進(jìn)退且自由旋轉(zhuǎn)。螺桿13后端由支撐 部件14旋轉(zhuǎn)自如地支撐。在支撐部件14上作為驅(qū)動部而安裝伺服電機(jī)等計(jì)量電機(jī)15。計(jì)量電機(jī)15的旋轉(zhuǎn)通過安裝在輸出軸上的同步帶傳遞到作為 被驅(qū)動部的螺桿13上。射出裝置10具有平行于螺桿13的絲杠軸17。絲杠軸17的后端通過 同步帶連接于射出電機(jī)19的輸出軸。因此，可以通過射出電機(jī)19轉(zhuǎn)動絲 杠軸17。絲杠軸17的前端結(jié)合于固定在支撐部件14的螺母。當(dāng)驅(qū)動射出 電機(jī)19并通過同步帶轉(zhuǎn)動絲杠軸17時(shí)，支撐部件14可向前后進(jìn)退，隨之 可以向前后移動作為被驅(qū)動部的螺桿13。合模裝置20具有安裝可動模具21A的可動模板22和安裝固定模具 21B的固定模板24。通過可動模具21A與固定模具21B形成模具裝置23。 可動模板22與固定模板24通過連桿25連接?？蓜幽０?2可以沿著連桿 25滑動。并且，合模裝置20具有一端連接于可動模板22，另一端連接于 肘節(jié)支架26的肘節(jié)機(jī)構(gòu)27。肘節(jié)支架(toggle support)26的中央部可旋轉(zhuǎn)自 如地支撐滾珠絲杠軸29。滾珠絲杠軸29連接于設(shè)在肘節(jié)結(jié)構(gòu)27的滑塊 (cross head)30上的螺母31。并且，滾珠絲杠軸29的后端設(shè)置滑輪32，伺 服電機(jī)等合模電機(jī)28的輸出軸33與滑輪32之間設(shè)有同步帶34。在合模裝置20中，當(dāng)驅(qū)動作為驅(qū)動部的合模電機(jī)28時(shí)，合模電機(jī)28 的旋轉(zhuǎn)通過同步帶34傳遞到滾珠絲杠軸29。并且，通過滾珠絲杠軸29及 螺母31從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，并啟動肘節(jié)機(jī)構(gòu)27。可動模板22根 據(jù)肘節(jié)機(jī)構(gòu)27的作用沿著連桿25移動，由此可以進(jìn)行閉模、合模及開模。 合模電機(jī)28的輸出軸33后端連接位置檢測器35。位置檢測器35通過檢測 合模電機(jī)28的旋轉(zhuǎn)數(shù)或旋轉(zhuǎn)量，檢測隨著滾珠絲杠軸29的旋轉(zhuǎn)而移動的 滑塊30或通過肘節(jié)機(jī)構(gòu)27連接于滑塊30的可動模板22的位置。本實(shí)施例的射出成形機(jī)在上述結(jié)構(gòu)增設(shè)了汽缸溫度控制器40。汽缸溫 度控制器40通過控制后述的多個(gè)加熱器41-1、 41-2、 41-3、 41-4(參見圖2)的溫度自動設(shè)定加熱汽缸11的溫度分布圖。其次，參照圖2詳細(xì)說明加熱汽缸11。圖2是加熱汽缸11的剖面圖。 加熱汽缸11包含前端的噴嘴部11A、加熱汽缸主體部11B、安裝在加熱汽 缸主體部UB后端部的樹脂供應(yīng)端的冷卻汽缸部IIC。貫通加熱汽缸主體部11B后端部和冷卻汽缸部11C形成材料供應(yīng)孔 lla，被供應(yīng)到料斗12的樹脂通過材料供應(yīng)孔lla供應(yīng)到加熱汽缸主體部
11B的內(nèi)部。加熱汽缸主體部11的內(nèi)部設(shè)置可旋轉(zhuǎn)并往返移動的螺桿13， 所供應(yīng)的樹脂充滿加熱汽缸主體部11B的內(nèi)壁與形成于螺桿13的螺紋13a 之間的空間。樹脂作為被供應(yīng)到加熱汽缸主體部11B的成形材料，通過隨 螺桿13旋轉(zhuǎn)而移動的螺紋13a移動到加熱汽缸主體部11B的前方，即移動 到圖2中的左側(cè)。加熱汽缸主體部11B設(shè)有多個(gè)加熱器41-1、 41-2、 41-3、 41-4，用于 將加熱汽缸11加熱到預(yù)定溫度。在加熱汽缸主體部11B中通過螺桿13移 動到前方的樹脂通過加熱器41-l 41-4的熱量而加熱。并且，樹脂根據(jù)螺 桿13的旋轉(zhuǎn)而移動的同時(shí)受到剪切力的作用而發(fā)熱，并隨著移動到加熱汽 缸11的前方變成熔融狀態(tài)。樹脂在加熱汽缸主體部11B的前端完全變?yōu)槿?融狀態(tài)。螺桿13隨著熔融樹脂被積存在螺桿13前方，向后方移動(后退)。 當(dāng)螺桿13后退預(yù)定距離時(shí)，即當(dāng)螺桿13前方積存預(yù)定量的樹脂時(shí)，螺桿 13停止旋轉(zhuǎn)。并且，在螺桿13停止旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，通過向前方移動螺桿 13使熔融樹脂從前端噴嘴11A向模具射出。在加熱汽缸主體部11B中，需要將加熱汽缸主體部11B的溫度維持在 預(yù)定溫度，以防止樹脂在通過料斗12供應(yīng)的部分被熔融或被軟化。比如， 其預(yù)定溫度為7CTC左右。由于加熱汽缸主體部11B通過加熱器41-1 41-4 加熱，因此由料斗12供應(yīng)樹脂的部分反而需要通過冷卻來維持如70'C以下 的溫度。因此，在加熱汽缸主體部11B的后端設(shè)置冷卻汽缸部IIC，料斗 12通過冷卻汽缸部11C設(shè)置在加熱汽缸主體部IIB。冷卻汽缸部11C中形 成用于流動制冷劑或冷卻水的通道，在此通過流通制冷劑或冷卻水來冷卻 加熱汽缸主體部11B的后端，從而維持如7(TC以下的溫度。在加熱汽缸主體部11B中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)及后退的螺桿13螺紋(flight) 13a， 從后方(樹脂供應(yīng)端)至前方(噴嘴端)沿軸向區(qū)分為供應(yīng)部P1、壓縮部P2、 計(jì)量部P3。供應(yīng)部P1還稱為送料區(qū)，是供應(yīng)樹脂的部分。壓縮部P2還稱 為壓縮(compresskm)區(qū)，是對供應(yīng)的樹脂進(jìn)行壓縮并熔融的部分。計(jì)量部 P3還稱為計(jì)量(metering)區(qū)，是按每一定量對熔融的樹脂進(jìn)行計(jì)量的部分。隨著螺桿13的旋轉(zhuǎn)從設(shè)有冷卻汽缸部11C的后端移動到加熱汽缸主 體部11B前端方向的樹脂，在供應(yīng)部Pl由加熱汽缸主體部11B的熱量被 加熱，在壓縮部P2由加熱汽缸主體部11B的熱量和通過剪切產(chǎn)生的熱量而
被軟化、熔融，在計(jì)量部P3以完全熔融的狀態(tài)由噴嘴部IIA射出。另外，加熱汽缸主體部11B被分為四個(gè)區(qū)，在對應(yīng)各個(gè)區(qū)的加熱汽缸 主體部11B的外周設(shè)置加熱器41-1 41-4。將設(shè)有加熱器41-1的區(qū)設(shè)為Zl, 將設(shè)有加熱器41-2的區(qū)設(shè)為Z2，將設(shè)有加熱器41-3的區(qū)設(shè)為Z3，將設(shè)有 加熱器41_4的區(qū)設(shè)為Z4。各個(gè)加熱器41-1 41-4連接于汽缸溫度控制器 40，并由汽缸溫度控制器40供應(yīng)電流來發(fā)熱，可以按每個(gè)區(qū)加熱汽缸主體 部IIB。汽缸溫度控制器40可以通過調(diào)節(jié)供應(yīng)到各個(gè)加熱器41-1 41-4的 電流來適當(dāng)?shù)馗淖兒驮O(shè)定加熱汽缸的溫度分布，即溫度分布圖。在此，所 劃分的區(qū)數(shù)，即分別設(shè)置的加熱器數(shù)量并不限定為如圖所示的四個(gè)。如果 區(qū)的數(shù)量多，可以更細(xì)致地設(shè)定溫度，可以更詳細(xì)地設(shè)定溫度分布圖。設(shè)在加熱汽缸主體部11B前端的噴嘴部11A也設(shè)有加熱器41-5，該加 熱器41-5用于加熱噴嘴部11A以維持射出的樹脂溫度。加熱器41-5也由 汽缸溫度控制器40供應(yīng)電流，可以獨(dú)立地對噴嘴部11A進(jìn)行溫度控制。被供應(yīng)到設(shè)在加熱汽缸主體部11B后端部的冷卻汽缸部11C的冷卻水 量也由汽缸溫度控制器40控制，由此可以控制加熱汽缸主體部IIB后端部 的溫度。在此，參照圖3說明加熱汽缸11的溫度分布圖。圖3為表示加熱汽缸 ll溫度分布的曲線圖。如上所述，加熱汽缸11被分為Z0 Z5區(qū)，ZO區(qū)設(shè)有冷卻汽缸部IIC。 在Z1區(qū)設(shè)置加熱器41-1， Z2區(qū)設(shè)置加熱器41-2， Z3區(qū)設(shè)置加熱器41-3， Z4區(qū)設(shè)置加熱器41-4。最接近加熱汽缸主體部11B噴嘴部11A的Z4區(qū)溫度是根據(jù)樹脂種類 或成形品形狀或外觀預(yù)先設(shè)定的溫度，比如可以設(shè)定為樹脂材料制造經(jīng)營 者所推薦的溫度。在此，可以將Z4區(qū)溫度設(shè)定為27(TC。該設(shè)定溫度270 。C由操作者向射出成形機(jī)(汽缸溫度控制器40)輸入設(shè)定溫度進(jìn)行設(shè)定。另 外，設(shè)有冷卻汽缸部11C的加熱汽缸主體部11B后端部的Z5區(qū)溫度設(shè)定 為樹脂不會被軟化、熔融的溫度，比如設(shè)定為7(TC。該冷卻汽缸部11C的 設(shè)定溫度也由操作者輸入。如上所述，作為噴嘴端的Z4區(qū)和供應(yīng)端溫度由操作者設(shè)定。以往， 其中間的Z3、 Z2、 Zl區(qū)的溫度也由操作者設(shè)定，以此設(shè)定加熱汽缸ll的
溫度分布圖。因此，溫度分布圖依賴于操作者的溫度設(shè)定，當(dāng)操作者碰到 第一次使用的樹脂或第一次接觸的成形條件時(shí)，有可能設(shè)定不適當(dāng)?shù)臏囟确植紙D。尤其，對應(yīng)于積存熔融樹脂的計(jì)量工序完成時(shí)的螺桿前方的Z4區(qū) 樹脂溫度，在供應(yīng)部P1、壓縮部P2受到由剪切引起的樹脂發(fā)熱或由加熱 器41-l 41-3供應(yīng)的熱影響。另外，如果Z4區(qū)的樹脂溫度不穩(wěn)定，被填 充到模具中的螺桿13前方的熔融樹脂溫度變得不穩(wěn)定，進(jìn)而因射出壓力變 動等原因使成形不穩(wěn)定。因此，為了穩(wěn)定Z4區(qū)的樹脂溫度，需要根據(jù)成形 條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定Z1 Z3區(qū)的溫度。于是，本實(shí)施例中基于l)成形循環(huán)時(shí)間、2)螺桿的計(jì)量行程、3)樹脂 信息等條件，由汽缸溫度控制器40自動設(shè)定Z3、 Z2、 Zl區(qū)的溫度。l)基于成形循環(huán)時(shí)間的溫度設(shè)定當(dāng)操作者根據(jù)成形品的大小(厚度、重量)或模具溫度、經(jīng)驗(yàn)值輸入估 計(jì)成形循環(huán)時(shí)間時(shí)，成形機(jī)(汽缸溫度控制器40)自動對Z3、 Z2、 Zl區(qū)的溫 度進(jìn)行如下計(jì)算。下面用Z1 Z4表示Z1 Z4區(qū)的設(shè)定溫度。a) 循環(huán)小于10秒Z3-Z4， Z2=Z4-5， Zl=Z4-20b) 10秒 小于30秒Z3=Z4-5， Z2=Z4-10， Zl=Z4-30c) 30秒 小于60秒Z3:Z4-5， Z2=Z4-15， Zl=Z4-40d) 60秒 小于180秒Z3-Z4-10， Z2=Z4-20， Zl=Z4-50e) 180秒以上Z3-Z4-10， Z2=Z4-25， Zl=Z4-60當(dāng)將Z4區(qū)的設(shè)定溫度Z4設(shè)定為27(TC時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算求出的各區(qū)的設(shè)定溫度如下所示。循環(huán)時(shí)間 Z4(。C) Z3(。C)Z2(。C) Z1(。C)a) 270 270 265 250b) 270 265 260 240c) 270 265 255 230d) 270 260 250 220e) 270 260 245 210圖3是根據(jù)上述的a) e)對各個(gè)區(qū)進(jìn)行溫度設(shè)定時(shí)的加熱汽缸11的溫 度分布圖?？梢缘弥尚窝h(huán)時(shí)間越長，Z4至Z1之間的溫度分布圖的 梯度越大。即，如果成形循環(huán)時(shí)間長，對應(yīng)的樹脂長時(shí)間停留在加熱汽缸11中進(jìn)行加熱，這可能使樹脂過度加熱。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，雖然加熱汽缸主體部11B的噴嘴部IIA端溫度依然設(shè)定為所期望的270°C，但隨 著成形循環(huán)時(shí)間變長，將越遠(yuǎn)離噴嘴部IIA的區(qū)溫度設(shè)定為越低。據(jù)此， 縮短了熔融樹脂被加熱到熔融溫度以上的時(shí)間，即使成形循環(huán)時(shí)間長，也 不會發(fā)生樹脂被燒焦的問題。由于溫度分布圖由汽缸溫度控制器40自動設(shè) 定，因此操作者無需進(jìn)行考慮成形循環(huán)時(shí)間確定和輸入各區(qū)設(shè)定溫度的繁 瑣操作，而且可以防止發(fā)生設(shè)定錯(cuò)誤而引起的不良情況。2) 基于螺桿計(jì)量行程的溫度設(shè)定還可以在成形循環(huán)時(shí)間上附加計(jì)量行程作為指標(biāo)。計(jì)量行程是將 成形品的大小(厚度、重量等)反映在溫度分布圖的指標(biāo)。例如，將計(jì) 量行程L除以螺桿直徑(J)D的值作為指標(biāo)。當(dāng)螺桿13直徑4>D為25mm， 計(jì)量行程L為37.5mm時(shí)，L/D=37.5+ 25=1.5。該L/D可以如下所述作為 指標(biāo)。i ) L/D小于0.5:由l)的溫度設(shè)定下降2個(gè)等級ii) 0.5 小于1:由l)的溫度設(shè)定下降1個(gè)等級iii) 1 小于2.5:與l)的溫度設(shè)定相同iv) L/D=2.5以上由l)的溫度設(shè)定上升1個(gè)等級在此，"由l)的溫度設(shè)定下降2個(gè)等級"是指，將根據(jù)上述的l)基于 循環(huán)指標(biāo)的溫度設(shè)定得到的溫度分布圖例如從a)設(shè)定為c)。 S口，雖然成形 循環(huán)時(shí)間長，但是計(jì)量行程大時(shí)，由于每一循環(huán)射出的樹脂量多，樹脂停 留在加熱汽缸主體部11B的時(shí)間會變短。因此，當(dāng)計(jì)量行程大時(shí)，使整個(gè) 加熱汽缸主體部IIB處于高溫而設(shè)定溫度梯度小的溫度分布圖，從而在整 個(gè)加熱汽缸主體部11B加熱樹脂。3) 基于樹脂信息的溫度設(shè)定用于射出成形的樹脂大多為熱可塑性樹脂，分為結(jié)晶性樹脂和非結(jié)晶 性樹脂。通常，結(jié)晶性樹脂與非結(jié)晶性樹脂相比，熔融所需的熱量更多。 因此，結(jié)晶性樹脂比非結(jié)晶性樹脂需要更長的高溫加熱時(shí)間，最好設(shè)定為 長時(shí)間保持高溫狀態(tài)而溫度梯度小的溫度分布圖。因此，本實(shí)施例中射出成形機(jī)保存有關(guān)樹脂信息的表格，當(dāng)輸入樹脂 信息時(shí)，判斷該樹脂為結(jié)晶性樹脂還是非結(jié)晶性樹脂，并將判斷結(jié)果反映 到由汽缸溫度控制器40的溫度設(shè)定。也可以不通過表格進(jìn)行判斷，而由操作者直接向成形機(jī)輸入結(jié)晶性樹脂還是非結(jié)晶性樹脂。
舉例說明將樹脂信息反映到溫度設(shè)定的例子，當(dāng)使用的樹脂為結(jié)晶性 樹脂時(shí)，從通過l)的設(shè)定方法求出的溫度設(shè)定上升一個(gè)等級來使用(例如，如果是b)，則設(shè)定為a));如果是非結(jié)晶性樹脂，則使用通過l)的設(shè)定方法 求出的溫度設(shè)定。此時(shí)，如果通過l)的設(shè)定方法求出的溫度設(shè)定為a)，則 照原樣采用a)的溫度設(shè)定。
作為成形機(jī)所保存的樹脂信息，可以根據(jù)每一種樹脂在每一個(gè)區(qū)確定 最高溫度。例如，當(dāng)需要極度降低樹脂粘性時(shí)，可以將Z4區(qū)的溫度設(shè)定為 一般不會設(shè)定的高溫。此時(shí)，如果通過上述l)的設(shè)定方法進(jìn)行計(jì)算，則Z1 區(qū)的設(shè)定溫度也變得非常高，樹脂可能在樹脂供應(yīng)部就被軟化、熔融。
例如，當(dāng)成形品為光盤時(shí)，使用聚碳酸酯(polycarbonate)作為成形材料， 并將熔融樹脂的溫度(即Z4的溫度)設(shè)定為接近38(TC，將成形循環(huán)時(shí)間設(shè) 定為IO秒以下。此時(shí)，如果根據(jù)上述l)的設(shè)定方法來計(jì)算，Zl區(qū)的溫度 被設(shè)定為36(TC。當(dāng)Z1區(qū)的設(shè)定溫度為360'C時(shí)，聚碳酸酯樹脂在樹脂供 應(yīng)部就被熔融。
為了避免發(fā)生這種情況，可以在各個(gè)Z1 Z3區(qū)的設(shè)定溫度上設(shè)置上 限值，以防止自動進(jìn)行不必要的高溫度設(shè)定。如上所述，本實(shí)施例基于成形循環(huán)時(shí)間、計(jì)量行程、樹脂信息中的至 少一個(gè)的信息，通過計(jì)算來設(shè)定Z3、 Z2、 Zl區(qū)的設(shè)定溫度。針對冷卻汽 缸部11C的設(shè)定溫度，雖然本實(shí)施例由操作者進(jìn)行設(shè)定，但冷卻汽缸部11C 的設(shè)定溫度也可以自動地由射出成形機(jī)(例如，汽缸溫度控制器40)進(jìn)行設(shè) 定。作為設(shè)定的例子，可以基于接近冷卻汽缸部nc的Z1區(qū)的設(shè)定溫度來 確定冷卻汽缸部11C的設(shè)定溫度。
Zl的溫度小于200。C:40。C200 250°C: 50°C250 270°C: 60°C270 290°C: 70°C2卯 31(TC: 80°CZ1溫度為310。C以上90。C
冷卻汽缸部11C的設(shè)定溫度并非限定于上述方法，可以由任意方法求 出。可以根據(jù)表示某種關(guān)系的計(jì)算式求出，也可以保存根據(jù)某種關(guān)系作出的表格，并根據(jù)表格直接求出設(shè)定溫度。冷卻汽缸部11C的zo區(qū)的溫度設(shè) 定可以通過調(diào)節(jié)供應(yīng)到冷卻汽缸11C的冷卻水的水量來進(jìn)行控制。根據(jù)計(jì)算的設(shè)定溫度進(jìn)行實(shí)際的成形工作時(shí)，有時(shí)Z4區(qū)的實(shí)際溫度 值會高于設(shè)定溫度。這可能會在樹脂因剪切發(fā)生的發(fā)熱量大時(shí)發(fā)生。此時(shí)， 可以基于Z4區(qū)的設(shè)定溫度與實(shí)際溫度之間的差，修正Z3、 Z2區(qū)的設(shè)定溫 度。例如，當(dāng)Z4區(qū)的設(shè)定溫度為27(TC，而實(shí)際溫度為275'C時(shí)，通過降 低Z3區(qū)的設(shè)定溫度來降低Z4區(qū)的實(shí)際溫度，其結(jié)果可以減少并消除Z4 區(qū)的設(shè)定溫度與實(shí)際溫度之間的差。可以例舉塑料透鏡的成形作為使用本發(fā)明的射出成形機(jī)可獲得有益效 果的例子。最近，照相機(jī)變得非常小型化，并用非常小的塑料透鏡作為照 相機(jī)的透鏡。塑料透鏡的材料有環(huán)烯烴共聚(cycloolefm copolymer, COC)、聚碳酸 酯樹脂(polycarbonate)、丙烯(acryl)樹脂等。塑料透鏡是光學(xué)零部件，要具 有高透明性，但是這種樹脂如果長時(shí)間維持高溫，可能變質(zhì)而損壞透明性。 由于塑料透鏡厚度非常薄且外形小，因此一個(gè)塑料透鏡的體積非常小。并 且，塑料透鏡的成形循環(huán)時(shí)間為40秒 60秒左右，其成形循環(huán)時(shí)間并不短。當(dāng)一直生產(chǎn)比塑料透鏡大的成形品的成形機(jī)操作者對如此小的塑料透 鏡進(jìn)行成形時(shí)，操作者認(rèn)識不到塑料透鏡成形的特殊性，而會按以往的設(shè) 定方法進(jìn)行溫度設(shè)定，結(jié)果設(shè)定出樹脂在加熱汽缸中長時(shí)間停留并加熱的 溫度分布圖。此時(shí)，不僅使樹脂變質(zhì)而降低塑料透鏡的質(zhì)量，而且樹脂會 在加熱汽缸中燒焦，因此不得不分解加熱汽缸進(jìn)行清理或替換。但是，如果使用本發(fā)明的射出成形機(jī)，可以考慮成形品的大小、成形 循環(huán)時(shí)間、樹脂種類的因素，由射出成形機(jī)自動確定溫度分布圖進(jìn)行設(shè)定， 因此即使操作者不夠熟練，也總能設(shè)定適當(dāng)?shù)臏囟确植紙D，可以防止設(shè)定 錯(cuò)誤的溫度分布圖而引發(fā)問題。雖然上述實(shí)施例對接近加熱汽缸主體部11B噴嘴部11A的Z4區(qū)至接 近冷卻汽缸部11C的Zl區(qū)的溫度設(shè)定進(jìn)行了說明，但是噴嘴部11A的Z5 區(qū)的溫度設(shè)定也同樣可以根據(jù)溫度分布圖自動地由成形機(jī)設(shè)定。此外，也
可以不根據(jù)溫度分布圖進(jìn)行調(diào)整，可以設(shè)定為與Z4區(qū)相同的溫度。此外， 也可以由操作者觀察噴嘴前端是否有射出等成形狀況，個(gè)別輸入設(shè)定溫度。用于加熱Z1 Z5區(qū)的加熱器41-l 41-5，可以使用在可撓性帶(band) 中埋設(shè)線圈并通過線圈電阻加熱的帶式加熱器，也可以使用感應(yīng)加熱裝置。本發(fā)明并不限定于上述具體列出的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情 況下可以具有各種變形例、改良例。本申請以2006年3月13日申請的日本專利申請2006-068106號作為 主張優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)，本申請引用該申請的全部內(nèi)容。本發(fā)明可以應(yīng)用于具有用于加熱并熔融樹脂而進(jìn)行射出的射出裝置的 射出成形機(jī)。
權(quán)利要求
1. 一種射出成形機(jī)，具有射出裝置，射出裝置包含被供應(yīng)成形材料的汽缸、在所述汽缸中被驅(qū)動而對所述成形材料進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量部件，其特征在于，所述射出成形機(jī)包含多個(gè)加熱器，該多個(gè)加熱器沿所述汽缸的軸向排列設(shè)置，并分別將所述汽缸各個(gè)部分加熱至預(yù)定的設(shè)定溫度；控制器，分別控制所述多個(gè)加熱器的所述設(shè)定溫度；在所述多個(gè)加熱器的所述設(shè)定溫度中，當(dāng)對應(yīng)于完成計(jì)量時(shí)在螺桿前方積存熔融樹脂的位置的設(shè)定溫度被設(shè)定時(shí)，所述控制器基于成形條件進(jìn)行計(jì)算而求出所述加熱器以外的所述設(shè)定溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的射出成形機(jī)，其特征在于，所述汽缸包含噴 嘴部，該噴嘴部位于射出所述樹脂的一側(cè)；冷卻汽缸部，該冷卻汽缸部位 于供應(yīng)所述樹脂的一側(cè)；汽缸主體部，延展設(shè)置于所述噴嘴部與所述冷卻 汽缸部之間；所述預(yù)定的設(shè)定溫度中的一個(gè)設(shè)定溫度是最接近汽缸主體部的所述噴 嘴部的所述加熱器的設(shè)定溫度，所述預(yù)定的設(shè)定溫度中的一個(gè)設(shè)定溫度以 外的所述設(shè)定溫度是從第二個(gè)接近所述噴嘴部的加熱器至最接近所述冷卻 汽缸部的加熱器的設(shè)定溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射出成形機(jī)，其特征在于，所述成形條 件包含與成形循環(huán)時(shí)間、所述計(jì)量部件的計(jì)量行程、所述樹脂的種類中的 至少一個(gè)有關(guān)的信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的射出成形機(jī)，其特征在于，包含用于冷 卻所述汽缸一端的冷卻部，所述控制器自動設(shè)定所述冷卻部的設(shè)定溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的射出成形機(jī)，其特征在于， 所述控制器基于所述設(shè)定溫度的所述預(yù)定的設(shè)定溫度中的一個(gè)設(shè)定溫度來 修正通過所述計(jì)算求出的設(shè)定溫度。
全文摘要
本發(fā)明所提供的射出成形機(jī)具有射出裝置，該射出裝置包含被供應(yīng)成形材料的加熱汽缸(11)、在加熱汽缸(11)中被驅(qū)動而對成形材料進(jìn)行計(jì)量的螺桿(13)。多個(gè)加熱器(41-1～41-4)沿加熱汽缸(11)的軸向排列設(shè)置，并分別將加熱汽缸(11)的每個(gè)部分加熱至預(yù)定的設(shè)定溫度。汽缸溫度控制器(40)分別控制加熱器(41-1～41-4)的設(shè)定溫度。在加熱器(41-1～41-4)的設(shè)定溫度中，如果已設(shè)定預(yù)定的一個(gè)設(shè)定溫度，則汽缸溫度控制器(40)基于成形條件進(jìn)行計(jì)算而求出剩下的設(shè)定溫度。
文檔編號B29C45/72GK101394984SQ20078000795
公開日2009年3月25日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者赤松雅治 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社