本發(fā)明涉及預測模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命的方法，該模具夾緊滾珠絲杠機構驅動注射成型機的肘節(jié)式模具夾緊裝置，該注射成型機設置有該模具夾緊裝置，并且本發(fā)明涉及肘節(jié)式模具夾緊裝置，在該肘節(jié)式模具夾緊裝置中執(zhí)行預測壽命的方法。

背景技術：

如在相關技術中所熟知的，注射成型機被構造成包括注射樹脂的注射裝置以及夾緊模具的模具夾緊裝置。存在各種類型的模具夾緊裝置，并且熟知的模具夾緊裝置是肘節(jié)式模具夾緊裝置，肘節(jié)式模具夾緊裝置設置有包括肘節(jié)機構的模具夾緊機構。肘節(jié)式模具夾緊裝置被構造成包括：固定壓板，固定的側模具被附接至所述固定壓板；模具夾緊殼體；可移動壓板，所述可移動壓板被可滑動地設置在固定壓板和模具夾緊殼體之間，并且可移動模具被固定至所述可移動壓板；多個系桿，固定壓板通過所述多個系桿連接到模具夾緊殼體；和肘節(jié)機構。肘節(jié)機構將模具夾緊殼體和可移動壓板連接在一起，并且如果肘節(jié)機構被驅動，則可移動壓板移動，并且模具被打開和關閉。存在各種類型的肘節(jié)機構，并且相對廣泛使用的一種類型的肘節(jié)機構被構造成包括一對短連桿；一對長連桿；一對交叉連桿；和十字接頭。一對短連桿中的每一個短連桿的第一端部被可樞轉地附接到模具夾緊殼體。一對長連桿中的每一個長連桿的第一端部被可樞轉地附接到可移動壓板。短連桿的第二端部被分別可轉動地連接到長連桿的第二端部。十字接頭通過一對交叉連桿連接到該一對短連桿。如果通過預定驅動機構在軸向方向上驅動十字接頭，則該一對短連桿和該一對長連桿被收縮和展開，肘節(jié)機構被驅動并且模具被打開和關閉。

在通過馬達驅動每一個裝置的馬達驅動注射成型機中，十字接頭被馬達和滾珠絲杠機構驅動。滾珠絲杠機構被構造成包括：滾珠絲杠；滾珠螺母，所述滾珠螺母旋擰滾珠絲杠上；和多個滾珠，所述多個滾珠在滾珠絲杠和滾珠螺母之間滾動。滾珠絲杠機構好在于：滾珠絲杠機構通過多個滾珠減小了滾珠絲杠和滾珠螺母之間的摩擦，并且能夠有效地將旋轉力轉換成軸向力。相比之下，如果滾珠絲杠機構用于其中載荷施加在其上的環(huán)境中，則諸如滾珠的表面剝落的劣化進行。在模具夾緊期間，大載荷被施加到驅動十字接頭的滾珠絲杠機構上，并且因此，可能迅速地進行劣化，并且可能有必要在數(shù)年內(nèi)更換滾珠絲杠機構。需要停止注射成型機的操作預定時間長度并且更換滾珠絲杠機構。在不期望的時刻發(fā)生的滾珠絲杠機構的故障可能造成不可避免的停產(chǎn)長時間段，并且給生產(chǎn)計劃帶來麻煩。如果能夠合適地預測滾珠絲杠機構的壽命，則能夠安排滾珠絲杠機構的更換，并且防止生產(chǎn)計劃受到影響。滾珠絲杠機構的制造者提供了以下的表達式來預測滾珠絲杠機構的壽命。

[表達式1]

其中L：額定疲勞壽命(rev)，

L_t：壽命時間(h)，

C_a：基本動額定載荷(N)，

F_a：軸向載荷(N)，

f_w：載荷因數(shù)，以及

n：旋轉速率(min^-1)。

基本動額定載荷C_a表示當多個滾珠絲杠機構在其上施加軸向載荷的情況下在相同的條件下旋轉時，允許90％的滾珠絲杠機構在不造成與劣化相關聯(lián)的金屬剝落等的情況下旋轉一百萬圈的軸向載荷。載荷因數(shù)f_w是根據(jù)滾珠絲杠機構在旋轉期間是否接收到?jīng)_擊而增加的因數(shù)。如果不存在沖擊，則采用載荷因數(shù)f_w為1。由于模具夾緊滾珠絲杠機構上的沖擊小，所以認為載荷因數(shù)f_w為1.2是合適的。額定疲勞壽命L是滾珠絲杠機構的壽命，其被表示為在作為預定軸向載荷的軸向載荷F_a被施加到滾珠絲杠機構上的狀態(tài)下驅動滾珠絲杠機構的情況中的轉數(shù)。表達式1-1給定了額定疲勞壽命。通過表達式1-2給定壽命時間L_t，其中滾珠絲杠機構的壽命由額定疲勞壽命L和旋轉速率n以時間為單位表示。在表達式1-1中，軸向載荷F_a的值恒定；然而，通常，載荷變化是正常的，并且施加在模具夾緊滾珠絲杠機構上的載荷也變化。滾珠絲杠機構的制造者提供了下面的表達式以計算滾珠絲杠機構在軸向載荷變化的情況中的壽命。

[表達式2]

其中F_m：平均軸向載荷(N)，

n_m：平均旋轉速率(min^-1)，

F₁、F₂……F_n：第一次、第二次……第n次的軸向載荷(N)，

n₁、n₂……n_n：第一次、第二次……第n次的旋轉速率(min^-1)，以及

t₁、t₂……t_n：第一次、第二次……第n次的驅動時間(min)。

表達式2-1用于計算作為軸向載荷的平均數(shù)的平均軸向載荷F_m，以便計算變化的軸向載荷所施加到的滾珠絲杠機構的壽命。當滾珠絲杠機構被驅動n次時，F(xiàn)₁、F₂……F_n分別表示第一次、第二次……第n次施加到滾珠絲杠機構上的軸向載荷，并且n₁、n₂……n_n分別表示該次的旋轉速率，并且t₁、t₂……t_n分別表示該次的驅動時間。從這些變量中計算平均軸向載荷F_m。事實上，能夠因此以下列方式從表達式1-1導出表達式2-1。如果將表達式1-1顛倒，則左側變?yōu)?/L，并且能夠被稱為滾珠絲杠機構每旋轉一圈所暴露的損傷。如果這些損傷積累達旋轉L圈，則能夠確定已經(jīng)達到滾珠絲杠機構的壽命。相比之下，表達式1-1的右側的倒數(shù)與軸向載荷F_a的立方成正比。即，能夠斷定滾珠絲杠機構每旋轉一圈所接收的損傷與軸向載荷F_a的立方成正比。如果軸向載荷F₁、F₂……F_n變化，則滾珠絲杠機構所接收到的積累的損傷的值與F₁³·n₁·t₁+F₂³·n₂·t₂+…+F_n³·n_n·t_n成正比。即，積累的損傷的值與通過將F₁、F₂……F_n的三次冪與該時間的轉數(shù)相乘并且將結果值相加在一起而獲得的表達式成正比。隨后，通過將這個表達式除以作為總轉數(shù)的n₁·t₁+n₂·t₂+…+n_n·t_n而獲得的結果表達式與滾珠絲杠機構每旋轉一圈所接收到的損傷的平均數(shù)有關。表達式2-1通過求所獲得的結果的三分之一次冪而獲得。因此，能夠獲得平均軸向載荷F_m。如果將以此方式使用表達式2-1計算的平均軸向載荷F_m代入表達式1-1的軸向載荷F_a中，則能夠獲得如表達式2-3所表示的額定疲勞壽命L。能夠獲得作為滾珠絲杠機構的平均旋轉速率的平均旋轉速率n_m的計算表達式，如表達式2-2所示。能夠如表達式2-4所表示地從所獲得的額定疲勞壽命L和平均旋轉速率n_m獲得壽命時間L_t。因此，如果能夠檢測每一個時刻的軸向載荷并且能夠獲得在該時刻的模具夾緊滾珠絲杠機構中的旋轉速率和驅動時間，則能夠計算平均軸向載荷F_m并且能夠計算壽命。

引用列表

專利文獻

[專利文獻1]JP-A-2000-238106

在專利文獻1中提出了預測滾珠絲杠機構的壽命的另一種方法。根據(jù)專利文獻1中公開的方法，通過檢測當滾珠絲杠機構被驅動時滾珠絲杠的移動速率以及被供應到馬達的電流，并且將檢測到的值乘以預定轉矩系數(shù)來計算該時刻被施加到滾珠絲杠機構的能量。如果施加到滾珠絲杠機構的能量被積累，則能夠獲得施加到滾珠軸承機構的總能量。如果總能量超過預先設定的壽命能量，則確定已經(jīng)達到壽命。

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

如上所述，重要的是預測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命。能夠使用表達式2-1至2-4來預測滾珠絲杠機構的壽命。還能夠使用專利文獻1中公開的方法預測壽命。這些方法具有問題。首先，在使用表達式2-1至2-4預測壽命的情況中，存在計算困難的問題。施加在模具夾緊滾珠絲杠機構上的軸向載荷的變化復雜，并且?guī)缀醪豢赡軠蚀_地檢測在每一個時刻的軸向載荷以及滾珠絲杠的旋轉速率和驅動時間中的全部。即使這些變量能夠被準確地檢測到，在使用表達式2-1等成功地執(zhí)行計算的情況中，計算量的增加巨大，并且注射成型機的控制器不能夠執(zhí)行該計算。即，基本不可能使用表達式2-1至2-4計算壽命。根據(jù)專利文獻1中公開的方法，因為從通過僅檢測當滾珠絲杠被驅動時滾珠絲杠的移動速率和被供應到馬達的電流而獲得的總積累能量來預測壽命能量，并且通過使用檢測結果進行計算，所以注射成型機的控制器能夠可靠地計算壽命。同時，不確定是否能夠準確地預測壽命。根據(jù)滾珠絲杠機構的制造者提供的如上所述的表達式1-1，軸向載荷F_a對額定疲勞壽命L的貢獻被給定為軸向載荷F_a的三次冪的倒數(shù)。即，如果軸向載荷F_a小，則軸向載荷F_a幾乎不影響壽命，并且相比之下，如果軸向載荷F_a大，則軸向載荷F_a急劇地影響壽命。相比之下，根據(jù)專利文獻1中公開的方法，由于檢測到的電流與馬達的轉矩成正比，所以電流被認為是與軸向載荷F_a基本成正比的物理量，并且在能量的計算中，不計算電流的三次冪。即，專利文獻1中公開的方法與表達式1-1的不同之處在于估計軸向載荷F_a對壽命的貢獻小。為此原因，不保證模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命的預測能夠必要的準確。

本發(fā)明的目標在于提供預測滾珠絲杠機構的壽命的方法，其中肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命被相對準確地預測，預測壽命所需的計算量小，并且因此，注射成型機的控制器能夠簡單地預測壽命。

問題的解決方案

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明的權利要求1被構造為預測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命的方法，模具夾緊滾珠絲杠機構用于驅動肘節(jié)式模具夾緊裝置的肘節(jié)機構，其中模具夾緊滾珠絲杠機構的可用時間被給定為作為單變量的模具夾緊力的單變量函數(shù)，并且使用該單變量函數(shù)預測模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命，可用時間是模具夾緊滾珠絲杠機構能夠在不劣化的情況下操作的時間長度。

根據(jù)權利要求2所述的本發(fā)明被構造為根據(jù)權利要求1所述的預測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命的方法，其中單變量函數(shù)是指數(shù)函數(shù)。

根據(jù)權利要求3所述的本發(fā)明被構造為根據(jù)權利要求1所述的預測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命的方法，其中單變量函數(shù)是多項式表達式。

根據(jù)權利要求4所述的本發(fā)明被構造為根據(jù)權利要求3所述的預測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命的方法，其中多項式表達式是二次方程式。

根據(jù)權利要求5所述的本發(fā)明被構造為肘節(jié)式模具夾緊裝置，其中使用根據(jù)權利要求1至4所述的預測壽命的方法來預測模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命。

發(fā)明的有益效果

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在驅動肘節(jié)式模具夾緊裝置的肘節(jié)機構的模具夾緊滾珠絲杠中，模具夾緊滾珠絲杠機構的可用時間(作為模具夾緊滾珠絲杠機構能夠在不劣化的情況下操作的時間長度)被給定為作為單變量的模具夾緊力的單變量函數(shù)，并且使用該單變量函數(shù)預測模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命。即，由于可用時間被給定為僅一個變量的函數(shù)，所以預測壽命所需要的計算量小。因此注射成型機的控制器能夠簡單地預測壽命?？捎脮r間被給定為作為單變量的模具夾緊力的單變量函數(shù)的原因在于，可用時間的計算能夠通過分析肘節(jié)式模具夾緊裝置的特性并且設定預定條件來實現(xiàn)，并且可用時間的計算與基于表達式2-1至2-4預測滾珠絲杠機構的壽命基本相同，這將在后文描述。即，能夠說模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命的預測足夠準確。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，單變量函數(shù)是指數(shù)函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，單變量函數(shù)是多項式表達式。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，多項式表達式是二次方程式。由于可用時間被給定為相對簡單的單變量函數(shù)，所以能夠獲得減少預測壽命所需要的計算量的效果。

附圖說明

圖1是示出設置有本發(fā)明的實施例中的肘節(jié)式模具夾緊裝置的注射成型機的前視圖。

圖2是曲線圖，曲線圖中的每一個示出施加在本發(fā)明的實施例中的肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構上的軸向載荷，其中圖2(A)是示出當產(chǎn)生模具夾緊力時施加在模具夾緊滾珠絲杠機構上的軸向載荷的曲線圖，并且圖2(B)是示出在成型周期的每一個步驟中施加在模具夾緊滾珠絲杠機構上的軸向載荷的曲線圖。

圖3是示出本發(fā)明的實施例中的肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命預測的曲線圖。

具體實施方式

實施例中的預測模具夾緊滾珠絲杠機構的壽命的方法能夠被應用到設置有肘節(jié)式模具夾緊裝置的典型的馬達驅動注射成型機。首先，將描述實施例中的注射成型機1。注射成型機1被構造成包括設置在床4上的肘節(jié)式模具夾緊裝置2，以及相似地可滑動地設置在床4上的注射裝置3。如相關技術中所熟知的，注射裝置3被構造成包括：加熱筒6；絲杠(未示出)，所述絲杠被如此設置，使得所述絲杠能夠在加熱筒6內(nèi)在旋轉方向和軸向方向上被驅動；注射噴嘴7，所述注射噴嘴7被設置在加熱筒6的末端；等等。

肘節(jié)式模具夾緊裝置2還是相關技術中熟知的模具夾緊裝置，并且肘節(jié)式模具夾緊裝置2被構造成包括：固定壓板9，固定側模具K1被附接至所述固定壓板9；可移動壓板10，可移動模具K2被附接至所述可移動壓板10；模具夾緊殼體12；四個系桿13，固定壓板9通過所述四個系桿13連接到模具夾緊殼體12；和肘節(jié)機構14，所述肘節(jié)機構14被設置在模具夾緊殼體12和可移動壓板10之間。肘節(jié)機構14也是相關技術中熟知的肘節(jié)機構，并且所述肘節(jié)機構14被構造成包括：一對短連桿16，所述一對短連桿16具有被可樞轉地附接到模具夾緊殼體12的相應的第一端部；一對長連桿17，所述一對長連桿17具有被可樞轉地附接到短連桿16的相應的第一端部，并且具有被可樞轉地附接到可移動壓板10的相應的另一端部；十字接頭18，所述十字接頭18驅動肘節(jié)機構14；和交叉連桿20，十字接頭18通過所述交叉連桿20連接到短連桿16。

本實施例中的驅動十字接頭18的驅動機構被構造成包括：模具夾緊馬達22；模具夾緊滾珠絲杠機構24；以及一對帶輪25、26和皮帶27，一對帶輪25、26和皮帶27將模具夾緊馬達22的旋轉力傳遞到模具夾緊滾珠絲杠機構24。模具夾緊滾珠絲杠機構24被構造成包括：滾珠絲杠29；滾珠螺母30，所述滾珠螺母30旋擰到滾珠絲杠29上；和多個滾珠(未示出)，所述多個滾珠在滾珠螺母30內(nèi)滾動。在本實施例中，滾珠螺母30被設置在十字接頭18中。

由于這種構造，如果驅動模具夾緊馬達22被驅動以通過模具夾緊滾珠絲杠機構24驅動十字接頭18，則肘節(jié)機構14被收縮和展開，并且可移動壓板10如此滑動，使得肘節(jié)式模具夾緊裝置2使模具打開和關閉。

在使用前述理論表達式(即表達式2-1至2-4)預測本實施例中的模具夾緊滾珠絲杠機構24的壽命時，發(fā)明人通過研究肘節(jié)式模具夾緊裝置2的特性以及設定預定條件成功地簡化了該理論表達式。首先，發(fā)明人將描述研究的肘節(jié)式模具夾緊裝置2的特性，并且隨后將描述導出簡化的理論表達式的技巧。

如果肘節(jié)式模具夾緊裝置2以預定軸向力驅動十字接頭18，則能夠獲得預定倍率的模具夾緊力KS以夾緊模具K1和K2。能夠從肘節(jié)機構14的結構理論地獲得該倍率。倍率不是一個恒定值，而是根據(jù)肘節(jié)機構14的收縮和展開狀態(tài)而變化。軸向驅動力根據(jù)期望獲得的模具夾緊力KS而變化，并且這兩者之間的關系在圖2(A)中示出。由于驅動十字接頭18的軸向力等于施加在模具夾緊滾珠絲杠機構上的軸向載荷F，如果獲得各種模具夾緊力KS，則施加在模具夾緊滾珠絲杠機構上的軸向載荷F如圖2(A)中的曲線圖所示。在曲線圖上示出模具夾緊步驟中的軸向載荷變化以及模具夾緊步驟中的最大軸向載荷F_max。能夠由肘節(jié)式模具夾緊裝置2產(chǎn)生的模具夾緊力KS的范圍被模具夾緊裝置2的機型確定。如圖2(A)中的曲線圖所示，肘節(jié)式模具夾緊裝置的預定機型能夠產(chǎn)生范圍為KS₁kN至KS₂kN的模具夾緊力KS，并且在此情況中，施加在模具夾緊滾珠絲杠機構上的最大軸向載荷F_max在F_max1kN至F_max2kN的范圍中。

發(fā)明人調(diào)查了在成型周期的每一個步驟中施加在模具夾緊滾珠絲杠機構上的軸向載荷F_x的變化的典型模式。從驅動模具夾緊馬達22的轉矩計算軸向載荷F_x，即，從供應到模具夾緊馬達22的電流計算軸向載荷F_x。如圖2(B)中的曲線圖35所示獲得每一個步驟中的軸向載荷F_x的變化的模式。在曲線圖中，模具關閉(A)表示從模具K1和K2處于模具打開狀態(tài)中時至模具K1和K2彼此接觸時的模具關閉步驟；模具夾緊(B)表示從模具K1和K2彼此接觸時至產(chǎn)生模具夾緊力時的模具夾緊步驟；保持(Z)表示材料被注射到夾緊的模具K1和K2中的注射步驟以及施加壓力的保持步驟；模具松開(C)表示模具松開步驟，其中夾緊的模具K1和K2轉變成模具K1和K2彼此接觸但是不產(chǎn)生模具夾緊力的狀態(tài)；并且模具打開(D)表示模具打開步驟，其中模具K1和K2被打開并且進入模具打開狀態(tài)。斷定最大軸向載荷F_max在所有步驟中的模具夾緊步驟中產(chǎn)生。如果考慮通過將每一個步驟的軸向載荷F_x的變化平均而獲得平均軸向載荷，則最大軸向載荷F_max如圖2(B)中的階梯狀曲線圖36所示。將在后面描述通過平均來獲得每一個步驟的平均軸向載荷的具體方法。如果給定每一個步驟的平均軸向載荷，則能夠計算計算模具夾緊滾珠絲杠機構24的壽命所需要的平均軸向載荷F_m。由于其中模具夾緊滾珠絲杠機構24的停止狀態(tài)被維持的保持步驟不影響模具夾緊滾珠絲杠機構24的壽命，所以能夠通過計算僅模具關閉步驟、模具夾緊步驟、模具松開步驟和模具打開步驟的平均軸向載荷來獲得作為成型周期的平均軸向載荷的平均軸向載荷F_m。如果使用表達式2-2計算平均軸向載荷F_m，則平均軸向載荷F_m被表達式3-1表示。

[表達式3]

其中F_m：平均軸向載荷(N)，

n_m：平均旋轉速率(min^-1)，

F_A、F_B、F_C、F_D：模具關閉、模具夾緊、模具松開、模具打開的軸向載荷(N)，

n_A、n_B、n_C、n_D：模具關閉、模具夾緊、模具松開、模具打開的旋轉速率(min^-1)，以及

t_A、t_B、t_C、t_D：模具關閉、模具夾緊、模具松開、模具打開的驅動時間(min)。

F_A、F_B、F_C和F_D分別表示模具關閉步驟、模具夾緊步驟、模具松開步驟和模具打開步驟的平均軸向載荷。n_A、n_B、n_C和n_D分別表示模具關閉步驟、模具夾緊步驟、模具松開步驟和模具打開步驟中的模具夾緊滾珠絲杠機構24的旋轉速率。t_A、t_B、t_C和t_D分別表示模具關閉步驟、模具夾緊步驟、模具松開步驟和模具打開步驟中的模具夾緊滾珠絲杠機構24的驅動時間。相似地，能夠使用表達式2-2獲得成型周期中的模具夾緊滾珠絲杠機構24的平均旋轉速率，即，平均旋轉速率n_m。

隨后，將描述獲得該步驟的相應的平均軸向載荷F_A、F_B、F_C和F_D的方法。通過將在該步驟中測量的軸向載荷F_x(即，圖2(B)中的曲線圖35所示的軸向載荷F_x)平均來分別獲得平均軸向載荷F_A、F_B、F_C和F_D，并且以以下方式獲得平均軸向載荷F_A、F_B、F_C和F_D。首先，每一個步驟被分為等寬度的多個時間空檔。例如，模具關閉步驟被等分為10個時間空檔。隨后，從曲線圖35中讀取每一個被劃分的時間空檔中的軸向載荷F_x，并且使用表達式2-1獲得該步驟的相應的平均軸向載荷F_A、F_B、F_C和F_D。由于時間空檔具有相同的寬度，所以所有驅動時間t₁、t₂……t_n具有相同的值。如果模具夾緊滾珠絲杠機構24的旋轉速率在它的所有步驟上是恒定的，則能夠計算相同值的旋轉速率n₁、n₂……n_n。能夠以此方式獲得步驟的相應的平均軸向載荷F_A、F_B、F_C和F_D。發(fā)明人操作肘節(jié)式模具夾緊裝置的預定機型達一個成型周期，測量軸向載荷的變化并且基于所測量的變化來計算步驟的平均軸向載荷F_A、F_B、F_C和F_D。結果，如圖2(B)的曲線圖36所示，模具關閉步驟、模具夾緊步驟、模具松開步驟和模具打開步驟的平均軸向載荷F_A、F_B、F_C和F_D分別是最大軸向載荷F_max的0.3倍、0.75倍、0.45倍和0.3倍。能夠通過將結果代入表達式3-1而獲得表達式4-1。

[表達式4]

其中F_max：最大軸向載荷(N)。

其中L：額定疲勞壽命(rev)，

L_t：壽命時間(h)，

C_a：基本動額定載荷(N)，

F_m：平均軸向載荷(N)，

n_m：平均旋轉速率(min^-1)，以及

f_w：載荷因數(shù)。

如果模具K1和K2的類型改變，則肘節(jié)式模具夾緊裝置2的模具打開步驟或模具打開步驟的模具打開和關閉沖程可能改變。在典型的成型周期中，模具打開步驟或模具打開步驟的模具打開和關閉沖程被設定為基本為機型中允許的最大模具打開和關閉沖程的一半。即，肘節(jié)式模具夾緊裝置2被操作使得：不論模具K1和K2的類型，模具打開步驟或模具打開步驟的模具打開和關閉沖程變?yōu)楹愣?。本發(fā)明的壽命的預測基于模具打開步驟或模具打開步驟的模具打開和關閉沖程為最大模具打開和關閉沖程的一半。如果模具打開和關閉沖程被確定，則因為模具夾緊滾珠絲杠機構24以恒定的旋轉速率n_A和n_D在模具關閉步驟和模具打開步驟中操作，所以因此能夠計算在模具打開步驟和模具關閉步驟中模具夾緊滾珠絲杠機構24的驅動時間t_A和t_D。根據(jù)該機型，模具夾緊步驟和模具松開步驟中的模具夾緊滾珠絲杠機構24的旋轉速率n_B和n_C以及驅動時間t_B和t_C的值能夠基本恒定。n_A至n_D以及t_A至t_D的數(shù)值被代入表達式4-1中。因此，能夠獲得成型周期的平均軸向載荷F_m，作為是唯一變量的最大軸向載荷F_max的函數(shù)。

通過將各種值代入以此方式獲得的最大軸向載荷F_max的函數(shù)中并執(zhí)行計算來獲得平均軸向載荷F_m的具體數(shù)值。這個能夠由最大軸向載荷F_max采用的代入值由肘節(jié)式模具夾緊裝置2的機型確定。即，在本實施例的肘節(jié)式模具夾緊裝置2中，能夠采用由圖2(A)中的曲線圖所示的范圍，即能夠采用F_max1kN至F_max2kN的范圍內(nèi)的值。通過選擇在此范圍內(nèi)的合適數(shù)目的點例如七個點，獲得每一個點處的最大軸向載荷F_max，并且將所獲得的最大軸向載荷F_max代入所獲得的函數(shù)中來計算平均軸向載荷F_m。使用表達式4-2和4-3從每一個計算的平均軸向載荷F_m來計算壽命時間L_t。在此計算中，使用1.2的載荷因數(shù)f_w。以此方式，能夠獲得多組最大軸向載荷F_max和壽命時間L_t，例如，七組最大軸向載荷F_max和壽命時間L_t。從曲線圖圖2(A)中讀取與每一組的最大軸向載荷F_max對應的模具夾緊力KS，并且所讀取的模具夾緊力KS與壽命時間L_t組合。以此方式，能夠獲得多組模具夾緊力KS和壽命時間L_t，即，七組模具夾緊力KS和壽命時間L_t。這些組以曲線圖的形式繪出，其中模具夾緊力KS在水平軸線上并且壽命時間L_t在豎直軸線上。如果獲得七組模具夾緊力KS和壽命時間L_t，則在圖3中所示的曲線圖上描繪出七個點。如以下表達式所表示的，壽命時間L_t由具有作為單變量的模具夾緊力KS的單變量函數(shù)f()表示。

L_t＝f(KS) 表達式5-1

能夠使用各種類型的單變量函數(shù)f()，并且只要描繪的多個點全部能夠被各種類型的函數(shù)近似滿足，就可以使用該類型的函數(shù)。這種單變量函數(shù)f()的優(yōu)選示例可以是將在下面描述的指數(shù)函數(shù)。

L_t＝α·KS^β 表達式5-2

其中α和β是常數(shù)。

可以使用最小二乘法來確定常數(shù)α和B，使得表達式接近在曲線圖上描繪的多個點。

L_t＝a_n·KSⁿ+a_n-1·KS^n-1+…a₁·KS¹+a₀·KS⁰ 表達式5-3

其中a_n、a_n-1……是常數(shù)。

還可以使用最小二乘法來確定多項式表達式中的a_n、a_n-1……，使得表達式接近在曲線圖上描繪的多個點。

如上所述，本發(fā)明能夠通過研究肘節(jié)式模具夾緊裝置2的特性以及設定預定條件來簡化理論表達式2-1至2-4，并且因此可以獲得表達式5-2或5-3。表達式5-2將壽命時間L_t，即，模具夾緊滾珠絲杠機構24的可用時間表示為作為單變量的模具夾緊力KS的指數(shù)函數(shù)。表達式5-3是表示壽命時間L_t，即模具夾緊滾珠絲杠機構24的可用時間的多項式表達式。表達式5-2或5-3被存儲在注射成型機1的控制器中?？刂破髂軌蚴褂脝巫兞亢瘮?shù)從夾緊力KS計算模具夾緊滾珠絲杠機構24的可用時間。即，能夠預測模具夾緊滾珠絲杠機構24的壽命。

如果表達式5-3表示的多項式表達式是由如下的表達式5-4表示的二次方程式，則多項式表達式在現(xiàn)實中被滿意地使用。

L_t＝a₂·KS²+a₁·KS+a₀ 表達式5-4

表達式5-4表示的二次方程式近似于圖3中示出的曲線。

如上所述，能夠通過肘節(jié)式模具夾緊裝置2產(chǎn)生的模具夾緊力KS的范圍根據(jù)模具夾緊裝置2的機型而不同。即，圖2(A)的曲線圖根據(jù)肘節(jié)式模具夾緊裝置2的機型而不同。表達式4-1中的n_A至n_D和t_A至t_D也根據(jù)機型而不同。如果使用前述方法計算模具夾緊滾珠絲杠機構的可用時間，則無論模具夾緊滾珠絲杠機構2的機型，都能夠將可用時間表示為作為單變量的模具夾緊力KS的單變量函數(shù)f()。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠使用作為單變量的模具夾緊力KS的單變量函數(shù)f()預測壽命時間L_t，并且因此，能夠預測模具夾緊滾珠絲杠機構24的壽命?？深A測的壽命可以是可執(zhí)行成型周期的數(shù)目。這樣的原因如下：由于執(zhí)行一個成型周期所需要的時間長度基本恒定，所以能夠預測壽命時間L_t意味著能夠預測可執(zhí)行成型周期的數(shù)目。

在前面的描述中，根據(jù)本發(fā)明，使用作為單變量的模具夾緊力KS的單變量函數(shù)f()預測壽命時間L_t，即，在前面的描述中，變量的數(shù)目為1?？梢酝ㄟ^經(jīng)由增加與諸如環(huán)境溫度的其它因數(shù)相關聯(lián)的校正項而將高準確預測性賦予函數(shù)來預測壽命時間L_t。包含校正項的函數(shù)不僅包含模具夾緊力KS中的一個作為變量，還包含環(huán)境溫度作為變量。假設校正項的校正幅度相當小，并且因此，實際上，在考慮校正項的情況和使用作為單變量的模具夾緊力KS的單變量函數(shù)f()預測壽命時間L_t的情況之間，壽命時間L_t的長度沒有大的差異。

附圖標記列表

1：注射成型機

2：肘節(jié)式模具夾緊裝置

9：固定壓板

10：可移動壓板

12：模具夾緊殼體

13：系桿

14：肘節(jié)機構

18：十字接頭

22：模具夾緊馬達

24：模具夾緊滾珠絲杠機構