專利名稱：合模裝置以及合模控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合模裝置以及合?？刂品椒?。
背景技術(shù)：
以往，在注射成形機(jī)中，將樹脂從注射裝置的注射噴嘴注射而填充到固定模具與 可動模具之間的型腔空間中，并使其固化，由此得到成形品。并且，為了使可動模具相對于 上述固定模具移動而進(jìn)行閉模、合模及開模，配設(shè)有合模裝置。 在該合模裝置中，存在通過對液壓缸供給油而驅(qū)動的液壓式的合模裝置、以及由 電動機(jī)驅(qū)動的電動式的合模裝置，但該電動式的合模裝置的控制性較高、不會污染周邊、且 能量效率較高，所以被較多地使用。在該情況下，通過驅(qū)動電動機(jī)使?jié)L珠絲杠旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生推 力，并通過肘式機(jī)構(gòu)將該推力放大，產(chǎn)生較大的合模力。 然而，在上述構(gòu)成的電動式的合模裝置中，由于使用肘式機(jī)構(gòu)，所以在該肘式機(jī)構(gòu) 的特性上，難以變更合模力，響應(yīng)性及穩(wěn)定性較差，在成形中不能控制合模力。因此，提供了 能夠?qū)⒂蓾L珠絲杠產(chǎn)生的推力直接用作為合模力的合模裝置。在該情況下，由于電動機(jī)的 轉(zhuǎn)矩與合模力成正比例，所以能夠在成形中控制合模力。 但是，在上述現(xiàn)有的合模裝置中，不僅滾珠絲杠的耐負(fù)荷性較低、不能產(chǎn)生較大的 合模力，而且由于在電動機(jī)中發(fā)生的轉(zhuǎn)矩波動而合模力會變動。此外，為了產(chǎn)生合模力，需 要對電動機(jī)常時供給電流，電動機(jī)的耗電量以及發(fā)熱量變多，所以需要使電動機(jī)的額定輸 出相應(yīng)量地變大，合模裝置的成本變高。 因此，考慮到在開閉模動作中使用線性馬達(dá)、在合模動作中利用電磁鐵的吸附力 的合模裝置(例如專利文獻(xiàn)1)。在該合模裝置中，為了將合模工序中的合模力保持為一定， 對合模力進(jìn)行反饋控制。以往，進(jìn)行該反饋控制的控制部，例如以下那樣構(gòu)成。
圖1是表示現(xiàn)有的控制部的構(gòu)成例的圖。在圖1中，100表示合模裝置。160表示 對合模裝置100的合模力進(jìn)行控制的控制部?？刂撇?60具有加法器161、積分器162以 及放大器163等。對于加法器161，從未圖示的上位控制器輸入表示合模力指令(作為目 標(biāo)的合模力(目標(biāo)合模力))的大小的指令，并且從合模裝置100的合模力檢測器155輸入 合模力檢測值。加法器161基于合模力指令值和合模力檢測值計算出相對于目標(biāo)合模力的 誤差(合模力誤差)，并輸出給積分器162。積分器162通過對合模力誤差進(jìn)行積分，計算 出修正合模力誤差的電流值，并將表示該電流值的電流指令輸出給放大器163。放大器163 將電流指令所表示的電流值的電流供給到電磁鐵49。以后，合模力檢測值被依次輸入到加 法器161，進(jìn)行反饋控制。 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平10-244567號公報 但是，僅通過進(jìn)行一般的反饋控制，鑒于電磁鐵的特性，難以將合模力控制為優(yōu)選 的狀態(tài)。 圖2是用來說明通過現(xiàn)有的反饋控制得到的合模力的圖。在圖2中，橫軸表示時 間的經(jīng)過，縱軸表示合模力檢測值。曲線L0是對應(yīng)于時間的經(jīng)過來表示通過上述反饋控制得到的合模力的曲線。 在開始合模以后，曲線L0的斜率非常平緩。這起因于電磁鐵的上升響應(yīng)性的不 良。即，其原因為，電磁鐵即使被供給了某個電流值的電流，當(dāng)間隙之間的距離較大時電磁 力也較小，所以不能瞬間作用與其電流值相對應(yīng)的力。因此，合模力檢測值到達(dá)目標(biāo)合模力 為止需要一定程度的時間。 這樣，在單純的反饋控制中，存在不能迅速地得到目標(biāo)合模力的問題。當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo) 合模力為止的時間變長時，成形循環(huán)也相應(yīng)量地變長，生產(chǎn)率下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種能夠適當(dāng)?shù)乜刂剖褂秒姶?鐵而作用的合模力的合模裝置及合?？刂品椒?。 因此，為了解決上述問題，本發(fā)明是一種合模裝置，通過電磁鐵而作用合模力，其
特征在于，具有第一電流指令生成部，生成對應(yīng)于目標(biāo)合模力的向上述電磁鐵的電流指
令；合模力檢測部，檢測上述電磁鐵的上述合模力；以及第二電流指令生成部，基于由上述
合模力檢測部檢測到的合模力檢測值，生成修正上述電流指令的修正指令。 此外，本發(fā)明的特征在于，具有修正電流指令計算部，該修正電流指令計算部基于
由上述第一電流指令生成部生成的上述電流指令和由上述第二電流生成指令部生成的上
述修正指令，計算向上述電磁鐵供給的修正電流指令。 此外，本發(fā)明的特征在于，上述第一電流指令生成部，生成具有產(chǎn)生上述合模力的 上升電流指令和維持所產(chǎn)生的合模力的維持電流指令的電流指令。 此外，本發(fā)明的特征在于，上述第二電流指令生成部，根據(jù)基于上述維持電流指令 所維持的合模力與由上述合模力檢測部檢測到的合模力檢測值之間的誤差，生成上述修正 指令。 此外，本發(fā)明的特征在于，上述第一 電流指令生成部，在開始合模時生成表示比對 應(yīng)于上述目標(biāo)合模力的電流大的電流值的電流指令。 此外，本發(fā)明的特征在于，上述第二電流指令生成部，基于上述目標(biāo)合模力與上述 合模力檢測值之間的誤差，生成上述修正指令。 此外，本發(fā)明的特征在于，具有基于上述合模力檢測值來切換上述第二電流生成 部的動作及停止的切換部。 此外，本發(fā)明的特征在于，上述切換部，在基于由第一電流指令生成部生成的電流 指令中的維持電流指令來控制的情況下，切換上述第二電流指令生成部的動作及停止。
此外，本發(fā)明的特征在于，上述切換部，在應(yīng)維持目標(biāo)合模力的期間，使上述第二 電流指令生成部動作。 此外，本發(fā)明的特征在于，上述切換部，在從開始合模后的規(guī)定的期間，使上述第 二電流指令部停止。 此外，本發(fā)明的特征在于，上述切換部，在從上述目標(biāo)合模力的變更開始時起的規(guī) 定的期間，使上述第二電流指令部停止。 此外，本發(fā)明的特征在于，上述切換部，在上述目標(biāo)合模力為O時，使上述第二電 流指令部停止。
5
發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠適當(dāng)?shù)乜刂剖褂秒姶盆F而作用的合模力的合模裝 置及合?？刂品椒ā?br>

圖1是表示現(xiàn)有的控制部的構(gòu)成例的圖。 圖2是用來說明通過現(xiàn)有的反饋控制得到的合模力的圖。 圖3是表示本發(fā)明實施方式的模具裝置及合模裝置閉模時的狀態(tài)的圖。 圖4是表示本發(fā)明實施方式的模具裝置及合模裝置開模時的狀態(tài)的圖。 圖5是表示第一實施方式的控制部的構(gòu)成例的圖。 圖6是用來說明由電流圖形生成器生成的電流圖形的圖。 圖7是用來說明基于第一實施方式的控制部的合模力的控制的圖。 圖8是表示第二實施方式的控制部的構(gòu)成例的圖。 圖9是用來說明基于第二實施方式的控制部的合模力的控制的圖。 圖10是表示使用了由馬達(dá)框封閉了磁場的產(chǎn)生區(qū)域的旋轉(zhuǎn)型馬達(dá)的本發(fā)明的變
形例的圖。 符號的說明 10合模裝置 11固定模板 12可動模板 12a可動模板凸緣部13后模板14連桿15固定模具16可動模具17注射裝置18注射噴嘴19模具裝置21導(dǎo)柱22吸附板23導(dǎo)孔24大徑部25小徑部28線性馬達(dá)29定子31可動件37電磁鐵單元39桿41->42孔
43螺紋44螺母45線圈配設(shè)部46鐵芯47磁軛48線圈49電磁鐵51吸附部55合模力檢測器71滾珠絲杠螺母72滾珠絲杠軸73馬達(dá)支架74開閉模馬達(dá)75位置檢測器601上位控制器
602電流圖形生成器
603積分器
604放大器
605 、606加法器
607切換監(jiān)視器
Brl軸承部件
Gd導(dǎo)軌
Fr框架
nl->n2螺母
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。另外，在本實施方式中，對 于合模裝置，將進(jìn)行閉模時的可動模板的移動方向設(shè)為前方，將進(jìn)行開模時的可動模板的 移動方向設(shè)為后方，對于注射裝置，將進(jìn)行注射時的螺桿的移動方向設(shè)為前方，將進(jìn)行計量 時的螺桿的移動方向設(shè)為后方，而進(jìn)行說明。 圖3是表示本發(fā)明實施方式的模具裝置及合模裝置閉模時的狀態(tài)的圖。圖4是表 示本發(fā)明實施方式的模具裝置及合模裝置開模時的狀態(tài)的圖。 在圖中，10是合模裝置；Fr是注射成形機(jī)的框架Gd是鋪設(shè)在該框架Fr上而構(gòu)成 軌道、對合模裝置IO進(jìn)行支持并且進(jìn)行引導(dǎo)的作為第1引導(dǎo)部件的兩個導(dǎo)軌(在圖中僅表 示兩個導(dǎo)軌Gd中的1個)；11是載放在該導(dǎo)軌Gd上、相對于上述框架Fr及導(dǎo)軌Gd固定 的、作為第1固定部件的固定模板；與該固定模板11隔開規(guī)定間隔且與固定模板11相對地 配設(shè)有作為第2固定部件的后模板13 ;在上述固定模板11與后模板13之間架設(shè)有4個作 為連結(jié)部件的連桿14 (在圖中僅表示4個連桿14中的兩個)。另外，上述后模板13載放在 上述導(dǎo)軌Gd上，以便能夠隨著連桿14伸縮而相對于導(dǎo)軌Gd稍微移動。
7
另外，在本實施方式中，固定模板11相對于框架Fr及導(dǎo)軌Gd固定，后模板13能 夠相對于導(dǎo)軌Gd稍微移動，但也可以使后模板13相對于框架Fr及導(dǎo)軌Gd固定，使固定模 板11能夠相對于導(dǎo)軌Gd稍微移動。 沿著上述連桿14而與固定模板11相對地、沿開閉模方向進(jìn)退自如地配設(shè)有作為 第1可動部件的可動模板12。為此，在上述可動模板12的與連桿14相對應(yīng)的位置上，形成 有用來使連桿14貫通的未圖示的導(dǎo)孔。 在上述連桿14的前端部形成有未圖示的第1螺紋部，上述連桿14通過使上述第1 螺紋部與螺母nl螺合而固定在固定模板11上。此外，在上述各連桿14后方的規(guī)定部分， 從后模板13的后端面朝向后方突出、且與連桿14一體地形成有外徑比連桿14小的作為第 2引導(dǎo)部件的導(dǎo)柱21。并且，在后模板13的后端面的附近形成有未圖示的第2螺紋部，上 述固定模板11和后模板13通過使上述第2螺紋部與螺母n2螺合而連結(jié)。在本實施方式 中，導(dǎo)柱21與連桿14 一體地形成，但也能夠?qū)?dǎo)柱21與連桿14分體地形成。
此外，分別在上述固定模板11上固定有作為第1模具的固定模具15、在上述可動 模板12上固定有作為第2模具的可動模具16，隨著上述可動模板12的進(jìn)退，使固定模具15 與可動模具16接觸分離，進(jìn)行閉模、合模及開模。另外，隨著進(jìn)行合模，在固定模具15與可 動模具16之間形成多個未圖示的型腔空間，從注射裝置17的注射噴嘴18注射的作為成形 材料的未圖示的樹脂被填充到上述各型腔空間中。此外，由固定模具15及可動模具16構(gòu) 成模具裝置19。 并且，與上述可動模板12平行地配設(shè)的作為第2可動部件的吸附板22，在后模板 13的后方沿著上述各導(dǎo)柱21進(jìn)退自如地配設(shè)，并由導(dǎo)柱21引導(dǎo)。另外，在上述吸附板22 上，在與各導(dǎo)柱21對應(yīng)的位置上，形成有用來使導(dǎo)柱21貫通的導(dǎo)孔23。該導(dǎo)孔23具備大 徑部24，在前端面上開口 ，收容滾珠螺母n2 ;和小徑部25，在吸附板22的后端面上開口 ，具 備相對于導(dǎo)柱21滑動的滑動面。在本實施方式中，吸附板22由導(dǎo)柱21引導(dǎo)，但吸附板22 不僅能夠由導(dǎo)柱21、還能夠由導(dǎo)軌Gd引導(dǎo)。 然而，為了使上述可動模板12進(jìn)退，在可動模板12與框架Fr之間配設(shè)有作為第 1驅(qū)動部的、且作為開閉模用的驅(qū)動部的線性馬達(dá)28。上述線性馬達(dá)28具備作為第1驅(qū)動 要素的定子29、以及作為第2驅(qū)動要素的可動件31，上述定子29與上述導(dǎo)軌Gd平行、且對 應(yīng)于可動模板12的移動范圍地形成在上述框架Fr上，上述可動件31與上述定子29相對 且遍及規(guī)定范圍地形成在可動模板12的下端。 上述可動件31具備鐵芯34及線圈35。并且，上述鐵芯34具備朝向定子29突出、 以規(guī)定間距形成的多個磁極齒33，上述線圈35巻裝在各磁極齒33上。另外，上述磁極齒 33在相對于可動模板12的移動方向為直角的方向上相互平行地形成。此外，上述定子29 具備未圖示的鐵芯、以及延伸形成在該鐵芯上的未圖示的永久磁鐵。該永久磁鐵是通過交 替地、且以與上述磁極齒33相同的間距使N極及S極的各磁極著磁而形成的。
因此，當(dāng)通過對上述線圈35供給規(guī)定的電流而驅(qū)動線性馬達(dá)28時，可動件31進(jìn) 退，隨之可動模板12進(jìn)退，而能夠進(jìn)行閉模及開模。 另外，在本實施方式中，在定子29上配設(shè)永久磁鐵、在可動件31上配設(shè)線圈35，但 也能夠在定子上配設(shè)線圈、在可動件上配設(shè)永久磁鐵。在此情況下，線圈不隨著驅(qū)動線性馬 達(dá)28而移動，所以能夠容易進(jìn)行用來對線圈供給電力的布線。
8
然而，當(dāng)上述可動模板12前進(jìn)而可動模具16與固定模具15抵接時，進(jìn)行閉模，接 著進(jìn)行合模。并且，為了進(jìn)行合模，在后模板13與吸附板22之間，配設(shè)有作為第2驅(qū)動部 的、且作為合模用的驅(qū)動部的電磁鐵單元37。并且，進(jìn)退自如地配設(shè)有作為合模力傳遞部件 的桿39，該桿39貫通后模板13及吸附板22而延伸、且將可動模板12與吸附板22連結(jié)。 該桿39在閉模時及開模時與可動模板12的進(jìn)退聯(lián)動而使吸附板22進(jìn)退，在合模時將由電 磁鐵單元37產(chǎn)生的合模力傳遞給可動模板12。 另外，由固定模板11、可動模板12、后模板13、吸附板22、線性馬達(dá)28、電磁鐵單元 37、桿39等構(gòu)成合模裝置10。 此外，在合模裝置10中，通過控制部60控制作為開閉模用驅(qū)動部的線性馬達(dá)28 的動作、和作為合模用驅(qū)動部的電磁鐵單元37的動作。對于控制部60的詳細(xì)情況在后面 敘述。 上述電磁鐵單元37包括在后模板13側(cè)形成的作為第1驅(qū)動部件的電磁鐵49、以 及在吸附板22側(cè)形成的作為第2驅(qū)動部件的吸附部51，該吸附部51形成在上述吸附部22 前端面的規(guī)定部分，在本實施方式中形成在吸附板22上包圍上述桿39且與電磁鐵49相對 的部分。此外，在后模板13后端面的規(guī)定部分、在本實施方式中在上述桿39稍微上方及下 方，相互平行地形成有具有矩形截面形狀的作為線圈配設(shè)部的兩個槽45，在各槽45之間形 成具有矩形形狀的線圈46，在其他部分形成磁軛47。并且，在上述鐵芯46上巻裝線圈48。
另外，上述鐵芯46及磁軛47通過鑄件的一體構(gòu)造而構(gòu)成，但也可以通過將由強(qiáng)磁 性體形成的薄板層疊來形成，并構(gòu)成電磁層疊鋼板。 在本實施方式中，與后模板13不同地形成電磁鐵49、與吸附板22不同地形成吸附 部51，但也可以將電磁鐵形成為后模板13的一部分、將吸附部形成為吸附板22的一部分。
因此，在電磁鐵單元37中，當(dāng)對上述線圈48供給電流(直流電流)時，電磁鐵49 被驅(qū)動，對吸附部51進(jìn)行吸附，能夠產(chǎn)生上述合模力。 并且，上述桿39被配設(shè)為，在后端部與吸附板22連結(jié)、在前端部與可動模板12連 結(jié)。因此，桿39在閉模時隨著可動模板12的前進(jìn)而前進(jìn)，而使吸附板22前進(jìn)，在開模時隨 著可動模板12的后退而后退，而使吸附板22后退。 為此，在上述后模板13的中央部分上形成用來使桿39貫通的孔41，在上述吸附板 22的中央部分上形成用來使桿39貫通的孔42，面向上述孔41前端部的開口而配設(shè)滑動自 如地支持桿39的套筒等的軸承部件Brl。此外，在上述桿39的后端部形成有螺紋43，使該 螺紋43與被相對于吸附板22旋轉(zhuǎn)自如地支持的作為模厚調(diào)整機(jī)構(gòu)的螺母44螺合。
在上述螺母44的外周面上形成有未圖示的大直徑的齒輪，在上述吸附板22上配 設(shè)有作為模厚調(diào)整用的驅(qū)動部的未圖示的模厚調(diào)整用馬達(dá)，使安裝在該模厚調(diào)整用馬達(dá)的 輸出軸上的小直徑的齒輪與形成在上述螺母44的外周面上的齒輪嚙合。
并且，當(dāng)對應(yīng)于模具裝置19的厚度而驅(qū)動模厚調(diào)整用馬達(dá)、使上述螺母44相對于 螺紋43旋轉(zhuǎn)規(guī)定量時，桿39相對于吸附板22的位置被調(diào)整，而吸附板22相對于固定模板 11及可動模板12的位置被調(diào)整，能夠使間隙S成為適當(dāng)?shù)闹怠卩，通過改變可動模板12 與吸附板22的相對位置，由此進(jìn)行模厚的調(diào)整。 另外，在本實施方式中，鐵芯46、磁軛47以及吸附板22的整體由電磁層疊鋼板構(gòu) 成，但也可以由電磁層疊鋼板構(gòu)成后模板13的鐵芯46周圍及吸附部51。在本實施方式中，在后模板13的后端面上形成電磁鐵49，并與該電磁鐵49相對地、在吸附板22的前端面上 進(jìn)退自如地配設(shè)吸附部51，但也可以在后模板13的后端面上配設(shè)吸附部，并與該吸附部相 對地、在吸附板22的前端面上進(jìn)退自如地配設(shè)電磁鐵。 接著，對控制部60的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。圖5是表示第一實施方式的控制部的構(gòu) 成例的圖。在第一實施方式中，將控制部60作為控制部60a進(jìn)行說明。控制部60a由上位 控制器601、電流圖形生成器602、積分器603、放大器604、加法器605及606等構(gòu)成。
上位控制器601具備CPU及存儲器等，通過CPU處理記錄在存儲器中的控制程序， 由此控制線性馬達(dá)28及電磁鐵49的動作。上位控制器601輸出表示合模力大小的指令 (合模力指令)和表示線性馬達(dá)28應(yīng)移動的位置的指令(位置指令)。另外，在本實施方 式中，為了方便而省略與線性馬達(dá)28的控制有關(guān)的詳細(xì)說明。因此，在圖中省略了用來進(jìn) 行線性馬達(dá)28的控制的構(gòu)成要素。 來自上位控制器601的合模力指令被輸入到電流圖形生成器602中。電流圖形生 成器602例如由伺服卡構(gòu)成，生成與合模力指令所表示的合模力相對應(yīng)的電流圖形。這里， 所謂電流圖形，是指表示對電磁鐵49(線圈48)供給的時間序列的電流值的信息。電流圖形 生成器602根據(jù)所生成的電流圖形，將表示向電磁鐵49供給的電流值的信號(電流指令)、 對應(yīng)于時間的經(jīng)過而依次輸出給加法器606。 來自上位控制器601的合模指令也被輸入到加法器605中。還對加法器605輸入 由設(shè)置于合模裝置10的合模力檢測器55檢測到的合模力檢測值(實際值)。加法器605 基于合模力指令所表示的合模力的值(合模力指令值)和合模力檢測值，計算實際值相對 于合模力指令的誤差(合模力誤差)。計算出的合模力誤差被輸入到積分器603中。另外， 合模力檢測器55也可以由檢測連桿14的伸長量的傳感器、或配設(shè)在桿39上的測力傳感器 等載荷檢測器、或者檢測電磁鐵49與吸附部51之間的磁通的傳感器構(gòu)成。
積分器603為了消除合模力誤差，而通過對合模力誤差進(jìn)行積分來計算對于電流 指令的修正值，并將表示該修正值的信號(修正指令)依次輸出給加法器606。
作為修正電流指令部的加法器606，通過從積分器603輸入的修正指令所表示的 電流值(修正指令值)，來對在從電流圖形生成器602輸入的電流指令中所表示的電流值 (電流指令值)進(jìn)行修正，并將表示修正后的電流值的信號(修正電流指令)依次輸出給放 大器604。放大器604例如由驅(qū)動卡構(gòu)成，將與從加法器606輸入的修正電流指令相對應(yīng)的
電流供給到電磁鐵49中。對應(yīng)于該電流的供給而電磁鐵49進(jìn)行驅(qū)動。 另外，在本實施方式中，由電流圖形生成器602構(gòu)成第一電流指令生成部610，由
加法器605及積分器603構(gòu)成第二電流指令生成部620。 接著，對上述構(gòu)成的合模裝置10的動作進(jìn)行說明。 控制部60進(jìn)行開閉模處理，在閉模時、在圖4的狀態(tài)下對線圈35供給電流。接著， 線性馬達(dá)28被驅(qū)動，可動模板12前進(jìn)，并如圖3所示，使可動模具16與固定模具15抵接。 此時，在后模板13與吸附板22之間、即在電磁鐵49與吸附部51之間，形成有最佳的間隙 S 。另外，閉模所需要的力與合模力相比較，十分小。 當(dāng)可動模板12到達(dá)規(guī)定的位置(可動模具16與固定模具15抵接的位置、或抵接 稍微之前的位置)時，開始合模工序。即，上位控制器61將表示預(yù)先設(shè)定的合模力的目標(biāo)
10值(目標(biāo)合模力)的合模力指令，輸出給電流圖形生成器602及加法器605。電流圖形生成 器602生成對應(yīng)于合模力指令的電流圖形，根據(jù)該電流圖形與時間的經(jīng)過相對應(yīng)地輸出電 流指令。這里，以基于電磁鐵49的合模力的上升響應(yīng)性提高的方式生成電流圖形。
圖6是用來說明由電流圖形生成器生成的電流圖形的圖。在圖6(A)中，電流圖形 Ll由虛線的折線表示。圖6(A)的縱軸表示電流值，橫軸表示時間的經(jīng)過。另一方面，在圖 6(B)中，由曲線L2表示在與電流圖形相對應(yīng)的電流值直接被供給到線圈48中的情況下得 到的合模力的變遷。圖6(B)的縱軸表示合模力，橫軸表示時間的經(jīng)過。另外，(A)的橫軸 與(B)的橫軸的時間的經(jīng)過一致。 如圖所示，電流圖形L1，在從開始合模時起的規(guī)定期間(tl t2)包含產(chǎn)生合模力 的上升電流指令，之后(t2以后)包含維持合模力的維持電流指令。在上升電流指令中，超 過對應(yīng)于目標(biāo)合模力的電流值的電流(額定電流)的電流、例如最大電流(控制部60a能 夠適當(dāng)供給的最大電流值的電流)被作為電流指令值。在維持電流指令中，額定電流被作 為電流指令值。如果基于該電流圖形，則在tl t2期間將較大地超過額定電流的電流供 給到線圈48中。結(jié)果，在圖6(B)的曲線L2中由符號a表示的部分(tl t2期間)的傾 斜變大。即，電磁鐵49的上升響應(yīng)性提高。這樣，電流圖形生成器601生成能夠提高電磁 鐵49的上升響應(yīng)性的電流圖形。 但是，通過電磁鐵49可得到的合模力，由于電磁鐵49的磁滯導(dǎo)致的影響、電磁鐵 49與吸附部51之間的間隙S的誤差、以及樹脂的變形導(dǎo)致的誤差等，相對于相同的電流值 并不一定總是能得到相同的大小。因此，即使供給了額定電流也不一定能夠得到目標(biāo)合模 力，如圖6(B)所示，在目標(biāo)合模力與實際值之間可能產(chǎn)生合模力誤差e。
因此，控制部60a為了防止合模力誤差e的產(chǎn)生，不是將基于電流圖形的電流直接 供給到線圈48中，而是通過進(jìn)行基于根據(jù)合模力檢測器55的檢測值的修正命令的控制，由 此修正向線圈48的供給電流。 即，加法器605基于合模力指令值和從合模力檢測器55依次輸入的合模力檢測值 計算合模力誤差，并輸出給積分器603。積分器603通過從開始合模時對合模力誤差進(jìn)行積 分，由此計算為了消除合模力誤差而對電磁鐵49供給的電流的修正值，并將表示該修正值 的修正指令輸出給加法器606。 加法器606通過從積分器603輸入的修正指令所表示的電流值，對在從電流圖形 生成器602輸入的電流指令中表示的電流值進(jìn)行修正，并將表示修正后的電流值的信號 (修正電流指令)輸出給放大器604。放大器604將與從加法器606輸入的修正電流指令 相對應(yīng)的電流供給到電磁鐵49的線圈48中。 通過對線圈48供給電流而使電磁鐵49驅(qū)動，吸附部51被電磁鐵49的吸附力吸 附。隨之，經(jīng)由吸附板22及桿39將合模力傳遞給可動模板12，進(jìn)行合模。
在合模中，通過控制部60a的基于電流圖形的控制、和基于根據(jù)合模力檢測器55 的檢測值的修正指令的控制，如以下這樣控制合模力。 圖7是用來說明第一實施方式的控制部的合模力的控制的圖。在圖7中，對于與 圖6相同的部分賦予相同的符號，并將其說明適當(dāng)省略。 在圖7 (A)中，曲線L3表示基于修正電流指令而從放大器604實際對線圈48供給 的電流的電流值(修正電流指令的電流值)的變遷。此外，在圖7(B)中，曲線L4表示將由
11曲線L3表示的電流供給到線圈48中的結(jié)果、所檢測到的合模力。 如曲線L3所示，控制部60a在從開始合模時起的規(guī)定期間(tl t3)，供給最大電 流。這是基于電流圖形L1的上升電流指令的控制的結(jié)果。通過在從開始合模時起的較長 期間供給最大電流，由此電磁鐵49的上升響應(yīng)性提高，合模力迅速增加(在曲線L4中由符 號a表示的部分)。 此外，在第一實施方式中，控制部60a的積分器603從開始合模時起開始合模力誤 差的積分。即，在第一實施方式中，從開始合模時起，開始基于修正指令的控制，該修正指令 根據(jù)基于上升電流指令的合模力的合模力檢測器55的檢測值。 然而，如曲線L3所示，控制部60a在比由電流圖形Ll指定的期間(tl t2)長的 期間(tl t3)供給最大電流。這是因為，在t2時刻，合模力未達(dá)到目標(biāo)合模力，而通過基 于根據(jù)合模力檢測器55的檢測值的修正指令的控制，由積分器603對相應(yīng)量的合模力誤差 進(jìn)行積分，通過來自積分器603的修正指令對基于電流圖形L1的電流指令進(jìn)行修正。因此， 在能得到目標(biāo)合模力的t3之前供給最大電流。 當(dāng)能得到目標(biāo)合模力時，控制部60a要按照電流圖形Ll的維持電流指令使供給電 流降低為額定電流。但是，由于電磁鐵49的響應(yīng)性不僅在上升時、在其反方向(下降時) 也不良好，所以在供給電流開始降低后(t3以后)，也如曲線L4中由符號b所示那樣，合模 力繼續(xù)增加。結(jié)果，對于產(chǎn)生的合模力誤差也進(jìn)行基于根據(jù)合模力檢測器55的檢測值的修 正指令的控制，積分器603對該合模力誤差進(jìn)行積分，并輸出修正指令。結(jié)果，在加法器606 中，通過修正指令對來自電流圖形生成器602的維持電流指令進(jìn)行修正，如在曲線L3中由 符號c所示那樣，將電流值比額定電流低的電流供給到線圈48中。合模力比供給電流的下 降延遲地開始下降，并接近目標(biāo)合模力。 然后，例如圖6(B)所示，在通過額定電流得不到目標(biāo)合模力的情況下，積分器603 通過對合模力誤差e進(jìn)行積分而輸出修正指令。通過該修正指令來修正維持電流指令，由 此如在曲線L3中由符號d所示，將比額定電流大的電流供給到線圈48中。結(jié)果，在圖中在 t4達(dá)到目標(biāo)合模力，并成為穩(wěn)定狀態(tài)。在成為穩(wěn)定狀態(tài)后，在合模保持中，也將由合模力檢 測器55檢測到的合模力檢測值依次輸入到加法器605中，通過基于根據(jù)合模力檢測器55 的檢測值的修正指令的控制，調(diào)整對線圈48供給的電流。結(jié)果，以穩(wěn)定的合模力進(jìn)行合模。
在此期間，在注射裝置17中熔融的樹脂從注射噴嘴18注射，填充到模具裝置19 的各型腔空間中。另外，作為上述載荷檢測器，可以使用配設(shè)在桿39上的測力傳感器、檢測 連桿14的伸長量的傳感器等。 并且，當(dāng)各型腔空間內(nèi)的樹脂被冷卻而固化時，控制部60a在開模時，在圖3的狀 態(tài)下，停止對上述線圈48供給電流。隨之，驅(qū)動線性馬達(dá)28，使可動模板12后退，并如圖4 所示，將可動模具16置于后退極限位置，進(jìn)行開模。 如上所述，根據(jù)具有第一實施方式的控制部60a的合模裝置，由電流圖形生成器 602生成考慮了電磁鐵的特性的電流圖形，并基于該電流圖形對于合模力進(jìn)行控制。因此， 能夠提高合模力的上升響應(yīng)性，并能夠縮短成形循環(huán)。此外，由于通過積分器603、加法器 605及加法器606等，對于合模力進(jìn)行基于根據(jù)合模力檢測器55的檢測值的修正指令的控 制，所以能夠適當(dāng)?shù)鼐S持目標(biāo)合模力。 接著，對第二實施方式進(jìn)行說明。在第一實施方式的控制部60a中，如圖7(B)所示，在t3 t4的期間中發(fā)生了合模力超過了目標(biāo)合模力的現(xiàn)象(即合模力的過沖)。從 模具的保護(hù)及防止不良成形的觀點來看，合模力的過沖是不優(yōu)選的。因此，在第二實施方式 中，對解決了該問題的例子進(jìn)行說明。 圖8是表示第二實施方式的控制部的構(gòu)成例的圖。在圖8中，對于與圖5相同的 部分賦予相同符號，并適當(dāng)省略其說明。在第二實施方式中，將控制部60作為控制部60b 進(jìn)行說明。 控制部60b除了控制部60a的構(gòu)成要素以外，還將切換監(jiān)視器607作為構(gòu)成要素。 切換監(jiān)視器607對積分器603的ON/OFF進(jìn)行切換。即，切換監(jiān)視器607基于從上位控制器 601輸入的合模力指令值和從合模力檢測器55輸入的合模力檢測值，使積分器603在適當(dāng) 的定時動作、在適當(dāng)?shù)亩〞r停止。積分器603動作，意味著基于根據(jù)合模力檢測器55的檢 測值的修正指令的控制動作。此外，積分器603停止，意味著基于根據(jù)合模力檢測器55的 檢測值的修正指令的控制停止。 以下，對具備切換監(jiān)視器607的積分器606的合模力的控制進(jìn)行說明。圖9是用 來說明第二實施方式的控制部的合模力的控制的圖。在圖9中，對于與圖7相同的部分賦 予相同符號，并適當(dāng)省略其說明。 在第二實施方式中，切換監(jiān)視器607在開始合模最初，通過對積分器603輸出停止 命令而使積分器603停止。因此，在圖中，在tl t5期間不進(jìn)行積分器603的合模力誤差 的積分，不進(jìn)行加法器606的基于來自電流圖形生成器602的上升電流指令的電流指令值 的修正。結(jié)果，如圖9(A)所示，在tl t5期間將電流圖形Ll所表示那樣的電流供給到線 圈48。另外，在圖9(A)中，在tl t5期間，曲線L3的軌跡與電流圖形Ll一致，但考慮到 表示電流圖形Ll的虛線的視覺辨識度，而未記載表示曲線L3的實線。
這里，在合模力開始穩(wěn)定之前停止積分器603的動作是因為，從開始合模時起進(jìn) 行合模力誤差的積分，被認(rèn)為是第一實施方式中的合模力過沖的原因之一。即，這是因為， 在圖7(B)中，為了對在tl t2期間所積分的合模力誤差進(jìn)行修正，延長了供給最大電流 的期間，結(jié)果在合模力達(dá)到目標(biāo)合模力時t3以后會過沖。因此，在第二實施方式中，在開始 合模后，在合模力不穩(wěn)定的期間(tl t5)，切換監(jiān)視器607使積分器603的動作停止。
當(dāng)基于維持電流指令而合模力開始穩(wěn)定時(t5)，切換監(jiān)視器607對積分器603輸 出動作命令。另外，切換監(jiān)視器607對從合模力檢測器55輸入的合模力檢測值的對應(yīng)于時 間的變位進(jìn)行監(jiān)視，由此檢測合模力的穩(wěn)定。例如，如果在規(guī)定時間內(nèi)合模力檢測值的變位 在規(guī)定值以內(nèi)，則切換監(jiān)視器607判斷為合模力穩(wěn)定。 積分器603根據(jù)動作命令而開始動作(即合模力誤差的積分)。在圖9(B)的例 子中，在開始積分時t5的基于維持電流指令的合模力檢測值低于目標(biāo)合模力。因此，積分 器603將用來修正該合模力誤差的修正指令輸出給加法器606。加法器606通過修正指令 值對基于來自電流圖形生成器602的維持電流指令的電流指令值進(jìn)行修正。結(jié)果，如曲線 L3所示，供給電流成為超過額定電流的值。隨著供給電流的增加，合模力也增加，在圖9(B) 中，在t6達(dá)到目標(biāo)合模力。另外，在第二實施方式中，由于在基于維持電流指令而合模力開 始穩(wěn)定之后開始合模力誤差的積分，所以對于電流指令值不進(jìn)行急劇的修正，而降低了合 模力過沖的可能性。因此，當(dāng)在t6達(dá)到目標(biāo)合模力時，直接成為穩(wěn)定狀態(tài)。在成為穩(wěn)定狀 態(tài)之后，在合模保持中(應(yīng)維持目標(biāo)合模力的期間)，切換監(jiān)視器607也使積分器603動作。因此，基于從合模力檢測器55輸入的合模力檢測值，通過基于根據(jù)合模力檢測器55的檢測 值的修正指令的控制，調(diào)整向線圈48供給的電流。結(jié)果，以穩(wěn)定的合模力進(jìn)行合模。
另外，雖然在圖中省略，但在合模工序中在從上位控制器輸入了用來使合模力降 低的合模力指令(即表示比當(dāng)前的合模力低的合模力的合模力指令)時，切換監(jiān)視器607 向積分器603輸出停止命令，使積分器603停止。因此，在該情況下，根據(jù)該合模力指令，將 按照由電流圖形生成器602生成的電流圖形的電流直接供給到線圈48中。結(jié)果，合模力開 始降低，并穩(wěn)定在合模力指令表示的合模力附近。這樣，不進(jìn)行合模力急劇降低的期間中的 合模力誤差的積分，由此防止合模力需要以上地降低。 此外，當(dāng)合模工序結(jié)束、來自上位控制器601的合模指令表示的合模力成為0時， 切換監(jiān)視器607使積分器603停止。由此，即使從電流圖形生成器602輸出的電流指令的 電流值是0，通過基于根據(jù)合模力檢測器55的檢測值的修正指令的控制，也能夠防止合模 力增加。即，這是因為，在保持積分器603動作了的狀態(tài)下，會由于將合模力誤差積分而從 積分器603輸出修正指令，該修正指令表示的電流值的電流被供給到線圈48中。然后，是 因為形成了以下的循環(huán)由于對線圈48供給電流，合模力誤差進(jìn)一步變大，為了修正該合 模力誤差而從積分器603輸出絕對值更大的修正指令，并通過該修正指令將絕對值更大的 電流值的電流供給到線圈48中。另外，由于力的大小與電流值的平方成正比例，所以即使 修正指令的電流值為負(fù)，也不會向使合模力降低的方向作用。 如上所述，根據(jù)第二實施方式的控制部60b，通過切換監(jiān)視器607將合模力不穩(wěn)定 的期間(上升時、下降時等)的基于根據(jù)合模力檢測器55的檢測值的修正指令的控制停 止。因此，能夠減小合模力過沖的可能性。結(jié)果，與第一實施方式相比能夠進(jìn)一步縮短到達(dá) 目標(biāo)合模力的時間，能夠縮短成形循環(huán)。 另外，在本實施方式中，作為合模力檢測部優(yōu)選使用檢測對模具施加的載荷的合 模力檢測器55，所以表示了使用合模力檢測器55的例子。但是，作為合模力檢測部，還可以 使用檢測電磁鐵的磁通密度的磁通密度檢測器，也可以使用計測后模板13與吸附板22之 間的間隙S的距離檢測器等。 然而，本實施方式的合模裝置的控制方法，也可以不是通過線性馬達(dá)28的驅(qū)動來 進(jìn)行開閉模動作的合模裝置。特別是在線性馬達(dá)28的情況下，由于磁鐵在框架表面露出，
所以可能附著粉塵等。因此，在圖io中表示本申請的變形例，即作為開閉模驅(qū)動部不使用
線性馬達(dá)28、而使用由馬達(dá)框封閉了磁場的產(chǎn)生區(qū)域的旋轉(zhuǎn)型馬達(dá)。 作為第2驅(qū)動部的電磁鐵單元的說明與圖l及圖2同樣，所以省略說明。作為第 l驅(qū)動部的、且作為開閉模用的驅(qū)動部(開閉模驅(qū)動部)的開閉模用馬達(dá)74，不可移動地安 裝在固定于框架的馬達(dá)支架73上。這里，開閉模馬達(dá)74使用由馬達(dá)框封閉了磁場的產(chǎn)生 區(qū)域的旋轉(zhuǎn)型馬達(dá)。從旋轉(zhuǎn)型馬達(dá)突出有未圖示的馬達(dá)軸，馬達(dá)軸與滾珠絲杠軸72連結(jié)。 滾珠絲杠軸72與滾珠絲杠螺母71螺合，由此構(gòu)成將由旋轉(zhuǎn)型馬達(dá)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為 直進(jìn)運動的運動方向變換裝置。并且，滾珠絲杠螺母71不可旋轉(zhuǎn)地配設(shè)在從可動模板12 的下部突出的可動模板凸緣部12a上。由此，通過開閉模馬達(dá)74的旋轉(zhuǎn)，可動模板12能夠 前后運動、進(jìn)行可動模具16的開閉模動作。 并且，在開閉模馬達(dá)74的后端安裝有位置檢測器75，讀入開閉模馬達(dá)74的旋轉(zhuǎn)角 度，能夠掌握可動模板12的位置。由此，開閉模處理部61控制開閉模馬達(dá)74。
在本構(gòu)成中，在通過電磁鐵產(chǎn)生向模具裝置19的合模力的過程中，更具體地是在 開始升壓之后，當(dāng)成為不可能發(fā)生模具的位置偏移時，開閉模處理部61可變地控制向開閉 模馬達(dá)74的電流供給。具體地，使電流的供給停止。由此，開閉模馬達(dá)74被位置控制導(dǎo)致 的對合模力的影響消失。 以上，詳述了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明不限定于該特定的實施方式，在專利請求 范圍所記載的本發(fā)明的主旨范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變形、變更。 本國際申請主張基于2007年8月28日提出的日本專利申請2007-221573號的優(yōu) 先權(quán)，在本國際申請中引用2007-221573號的全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種合模裝置，通過電磁鐵作用合模力，其特征在于，具有第一電流指令生成部，生成對應(yīng)于目標(biāo)合模力的、向上述電磁鐵的電流指令；合模力檢測部，檢測上述電磁鐵的上述合模力；以及第二電流指令生成部，基于由上述合模力檢測部檢測到的合模力檢測值，生成修正上述電流指令的修正指令。
2. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于，具有修正電流指令計算部，該修正電流指令計算部基于由上述第一 電流指令生成部生 成的上述電流指令和由上述第二電流生成指令部生成的上述修正指令，計算向上述電磁鐵 供給的修正電流指令。
3. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于，上述第一電流指令生成部，生成具有產(chǎn)生上述合模力的上升電流指令和維持所產(chǎn)生的 合模力的維持電流指令的電流指令。
4. 如權(quán)利要求3所述的合模裝置，其特征在于，上述第二電流指令生成部，根據(jù)基于上述維持電流指令維持的合模力與由上述合模力 檢測部檢測到的合模力檢測值之間的誤差，生成上述修正指令。
5. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于，上述第一 電流指令生成部，在開始合模時生成表示比對應(yīng)于上述目標(biāo)合模力的電流大 的電流值的電流指令。
6. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于，上述第二電流指令生成部，基于上述目標(biāo)合模力與上述合模力檢測值之間的誤差，生 成上述修正指令。
7. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于，具有基于上述合模力檢測值來切換上述第二電流生成部的動作及停止的切換部。
8. 如權(quán)利要求7所述的合模裝置，其特征在于，上述切換部，在基于由第一電流指令生成部生成的電流指令中的維持電流指令來控制 的情況下，切換上述第二電流指令生成部的動作及停止。
9. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于，上述切換部，在應(yīng)維持目標(biāo)合模力的期間，使上述第二電流指令生成部動作。
10. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于，上述切換部，在從開始合模后的規(guī)定的期間，使上述第二電流指令部停止。
11. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于，上述切換部，在從上述目標(biāo)合模力的變更開始時起的規(guī)定的期間，使上述第二電流指 令部停止。
12. 如權(quán)利要求l所述的合模裝置，其特征在于， 上述切換部，在上述目標(biāo)合模力為0時，使上述第二電流指令部停止。
13. —種合模控制方法，通過電磁鐵作用合模力，其特征在于， 生成對應(yīng)于目標(biāo)合模力的、向上述電磁鐵的電流指令； 檢測上述電磁鐵的上述合模力；以及基于上述合模力檢測值，生成修正上述電流指令的修正指令。
14.如權(quán)利要求13所述的合?？刂品椒?，其特征在于，基于上述電流指令和上述修正指令，計算向上述電磁鐵供給的修正電流指令。
全文摘要
一種合模裝置以及合模控制方法。該合模裝置為，通過電磁鐵作用合模力，其特征在于，具有第一電流指令生成部，生成對應(yīng)于目標(biāo)合模力的、向上述電磁鐵的電流指令；合模力檢測部，檢測上述電磁鐵的上述合模力；第二電流指令生成部，基于由上述合模力檢測部檢測到的合模力檢測值，生成修正上述電流指令的修正指令。通過以上，提供一種能夠適當(dāng)?shù)乜刂剖褂秒姶盆F而作用的合模力的合模裝置。
文檔編號B29C45/64GK101784380SQ20088010444
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者加藤敦, 山本泰三, 柴田達(dá)也, 森田洋 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社