本申請主張基于2016年2月5日于日本申請的日本專利申請第2016-021009號的優(yōu)先權(quán)。其申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。

本發(fā)明涉及一種注射成型機。

背景技術(shù)：

專利文獻(xiàn)1中所記載的注射成型機具有：缸體，供給有樹脂；螺桿，從缸體前端向模具注入樹脂；及測壓元件，檢測樹脂的壓力。在固定缸體的缸體固定板中，在相對于缸體對稱的位置固定有多個滾珠螺母。各滾珠螺母中擰入有滾珠絲杠，各滾珠絲杠的軸承被保持于注射螺桿壓板。在任一個滾珠絲杠的軸承的外輪與注射螺桿壓板的孔的階梯部之間夾設(shè)有測壓元件。樹脂的內(nèi)壓經(jīng)由螺桿、注射螺桿壓板等而傳遞至測驗元件。

專利文獻(xiàn)1：日本實開平5-53923號公報

以往，除了樹脂的壓力以外，測壓元件的檢測值還包括機械的摩擦阻力等，且成型品的質(zhì)量不均較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其主要目的在于提供一種降低了成型品的質(zhì)量不均的注射成型機。

為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的一方式提供一種注射成型機，其具備：合模裝置，進(jìn)行模具裝置的閉模、合模、開模；注射裝置，向所述模具裝置的內(nèi)部注射成型材料；控制裝置，對所述合模裝置及所述注射裝置進(jìn)行控制；及應(yīng)變檢測器，檢測因填充于所述模具裝置的內(nèi)部的所述成型材料的壓力而引起的所述模具裝置的應(yīng)變，所述控制裝置根據(jù)所述應(yīng)變檢測器的檢測值而控制所述注射裝置。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種降低了成型品的質(zhì)量不均的注射成型機。

附圖說明

圖1為表示基于一實施方式的注射成型機開模結(jié)束時的狀態(tài)的圖。

圖2為表示基于一實施方式的注射成型機合模時的狀態(tài)的圖。

圖中：10-合模裝置，12-固定壓板，13-可動壓板，15-輔助壓板，18-連桿應(yīng)變檢測器，20-肘節(jié)機構(gòu)，21-合模馬達(dá)，21a-編碼器，30-模具裝置，32-定模，33-動模，34-模腔空間，35-彈性變形部，36-模具應(yīng)變檢測器，40-注射裝置，41-缸體，42-噴嘴，43-螺桿，45-計量馬達(dá)，45a-編碼器，46-注射馬達(dá)，46a-編碼器，47-壓力檢測器，90-控制裝置。

具體實施方式

以下，參考附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明，在各附圖中，對于相同或相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)賦予相同或相對應(yīng)的符號并省略其說明。

圖1為表示基于一實施方式的注射成型機開模結(jié)束時的狀態(tài)的圖。圖2為表示基于一實施方式的注射成型機合模時的狀態(tài)的圖。

如圖1及圖2所示，注射成型機例如具有框架fr、合模裝置10、注射裝置40、控制裝置90、輸入裝置95及輸出裝置96。

首先，對合模裝置10進(jìn)行說明。合模裝置10的說明中，將閉模時的可動壓板13的移動方向(圖1及圖2中的右方向)作為前方，將開模時的可動壓板13的移動方向(圖1及圖2中的左方向)作為后方進(jìn)行說明。

合模裝置10進(jìn)行模具裝置30的閉模、合模、開模。合模裝置10具有固定壓板12、可動壓板13、輔助壓板15、連桿16、肘節(jié)機構(gòu)20、合模馬達(dá)21及運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)25。

固定壓板12固定于框架fr。在固定壓板12中的與可動壓板13相對置的一面安裝定模32。

可動壓板13沿鋪設(shè)于框架fr上的導(dǎo)向件(例如導(dǎo)軌)17移動自如，且相對于固定壓板12進(jìn)退自如。在可動壓板13中的與固定壓板12相對置的一面安裝動模33。

使可動壓板13相對于固定壓板12進(jìn)退，由此進(jìn)行閉模、合模、開模。定模32和動模33構(gòu)成模具裝置30。

輔助壓板15與固定壓板12隔開間隔而連結(jié)，并沿開閉模方向移動自如地載置于框架fr上。另外，輔助壓板15還可以被設(shè)置成沿鋪設(shè)于框架fr上的導(dǎo)向件移動自如。輔助壓板15的導(dǎo)向件可以為與可動壓板13的導(dǎo)向件17共用的導(dǎo)向件。

另外，本實施方式中，固定壓板12固定于框架fr，輔助壓板15相對于框架fr沿開閉模方向移動自如，但也可以為如下，即輔助壓板15固定于框架fr，固定壓板12相對于框架fr沿開閉模方向移動自如。

連桿16隔開間隔連結(jié)固定壓板12與輔助壓板15。連桿16可以使用多根。各連桿16沿開閉模方向呈平行，并根據(jù)合模力而延伸。在至少一根連桿16中設(shè)置連桿應(yīng)變檢測器18。連桿應(yīng)變檢測器18通過檢測連桿16的應(yīng)變而檢測合模力，并將表示檢測結(jié)果的信號發(fā)送至控制裝置90。

另外，本實施方式中作為合模力檢測器而使用連桿應(yīng)變檢測器18，但合模力檢測器并不限定于應(yīng)變儀式，可以為壓電式、電容式、液壓式、電磁式等，且其安裝位置也不限定于連桿16。

肘節(jié)機構(gòu)20使可動壓板13相對于固定壓板12移動。肘節(jié)機構(gòu)20配設(shè)于可動壓板13與輔助壓板15之間。肘節(jié)機構(gòu)20由十字頭20a、一對連接件組等構(gòu)成。各連接件組具有通過銷等伸縮自如地連結(jié)的多個連接件20b、20c。一個連接件20b擺動自如地安裝于可動壓板13，另一連接件20c擺動自如地安裝于輔助壓板15。若使十字頭20a進(jìn)退，則多個連接件20b、20c伸縮，可動壓板13相對于輔助壓板15進(jìn)退。

合模馬達(dá)21安裝于輔助壓板15，并使肘節(jié)機構(gòu)20動作。合模馬達(dá)21使十字頭20a進(jìn)退，由此使連接件20b、連接件20c伸縮，并使可動壓板13進(jìn)退。

運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)25將合模馬達(dá)21的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動而傳遞至十字頭20a。運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)25例如由滾珠絲杠機構(gòu)等構(gòu)成。

合模裝置10的動作被控制裝置90控制?？刂蒲b置90控制閉模工序、合模工序、開模工序等。

閉模工序中，驅(qū)動合模馬達(dá)21而使十字頭20a以設(shè)定速度前進(jìn)，由此使可動壓板13前進(jìn)，并使動模33與定模32接觸。十字頭20a的位置和速度例如由合模馬達(dá)21的編碼器21a等檢測出。表示該檢測結(jié)果的信號被發(fā)送至控制裝置90。

合模工序中，進(jìn)一步驅(qū)動合模馬達(dá)21而使十字頭20a進(jìn)一步前進(jìn)至設(shè)定位置，由此產(chǎn)生合模力。合模時，在動模33與定模32之間形成模腔空間34，模腔空間34中被填充液狀成型材料。所填充的成型材料被硬化，從而得到成型品。模腔空間34的數(shù)量可以為多個，在這種情況下，可同時得到多個成型品。

開模工序中，驅(qū)動合模馬達(dá)21而使十字頭20a以設(shè)定速度后退，由此使可動壓板13后退，并使動模33遠(yuǎn)離定模32。

另外，本實施方式的合模裝置10具有合模馬達(dá)21來作為驅(qū)動源，但可以替代合模馬達(dá)21而具有液壓油缸。并且，合模裝置10可以具有使用于開閉模的直線馬達(dá)，且具有使用于合模的電磁鐵。

并且，本實施方式的合模裝置10是開閉模方向為水平方向的臥式，但也可以是開閉模方向為鉛垂方向的立式。

接著，對注射裝置40進(jìn)行說明。注射裝置40的說明中，與合模裝置10的說明不同，將填充時的螺桿43的移動方向(圖1及圖2中的左方向)作為前方，將計量時的螺桿43的移動方向(圖1及圖2中的右方向)作為后方進(jìn)行說明。

注射裝置40設(shè)置于相對于框架fr進(jìn)退自如的滑動基座sb，并相對于模具裝置30進(jìn)退自如。注射裝置40與模具裝置30觸碰，并向模具裝置30內(nèi)填充成型材料。

注射裝置40例如具有缸體41、噴嘴42、螺桿43、計量馬達(dá)45、注射馬達(dá)46、壓力檢測器47、加熱器48及溫度檢測器49。

缸體41對從供給口41a向內(nèi)部供給的成型材料進(jìn)行加熱。供給口41a形成于缸體41的后部。在缸體41的外周設(shè)有帶式加熱器等加熱器48和溫度檢測器49。

缸體41沿缸體41的軸向(圖1及圖2中的左右方向)被劃分為多個區(qū)域。在各區(qū)域設(shè)有加熱器48和溫度檢測器49?？刂蒲b置90按每個區(qū)域控制加熱器48，以使溫度檢測器49的實際測量溫度成為設(shè)定溫度。

噴嘴42設(shè)置于缸體41的前端部，并相對于模具裝置30而被按壓。在噴嘴42的外周設(shè)有加熱器48和溫度檢測器49?？刂蒲b置90控制加熱器48，以使噴嘴42的實際測量溫度成為設(shè)定溫度。

螺桿43在缸體41內(nèi)被配設(shè)成旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如。螺桿43與權(quán)利要求書中所記載的注射部件相對應(yīng)。另外，詳細(xì)內(nèi)容將后述，但注射裝置為螺桿預(yù)塑式的情況下，柱塞與權(quán)利要求書中所記載的注射部件相對應(yīng)。

計量馬達(dá)45使螺桿43旋轉(zhuǎn)，由此沿螺桿43的螺旋狀槽向前方輸送成型材料。成型材料被輸送至前方的同時通過來自缸體41的熱而逐漸被熔融。隨著液狀成型材料被輸送至螺桿43的前方而蓄積于缸體41的前部，使螺桿43后退。

注射馬達(dá)46使螺桿43進(jìn)退。注射馬達(dá)46使螺桿43前進(jìn)，由此從缸體41注射蓄積于螺桿43的前方的液狀成型材料并將其填充于模具裝置30內(nèi)。然后，注射馬達(dá)46向前方按壓螺桿43，從而向模具裝置30內(nèi)的成型材料施加壓力。能夠補充冷卻收縮而導(dǎo)致的不足量的成型材料。在注射馬達(dá)46與螺桿43之間設(shè)置將注射馬達(dá)46的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為螺桿43的直線運動的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)。該運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)例如由滾珠絲杠機構(gòu)構(gòu)成。注射馬達(dá)46與權(quán)利要求書中所記載的驅(qū)動源相對應(yīng)。另外，作為驅(qū)動源，可以使用液壓油缸等。

壓力檢測器47例如配設(shè)于注射馬達(dá)46與螺桿43之間，檢測螺桿43從成型材料承受的壓力、相對于螺桿43的背壓等。螺桿43從成型材料承受的壓力相當(dāng)于螺桿43作用于成型材料的壓力。壓力檢測器47將表示該檢測結(jié)果的信號發(fā)送至控制裝置90。

注射裝置40的動作被控制裝置90控制?？刂蒲b置90控制填充工序、保壓工序、計量工序等。

填充工序中，驅(qū)動注射馬達(dá)46而使螺桿43以設(shè)定速度前進(jìn)，并將蓄積在螺桿43的前方的液狀成型材料填充于模具裝置30內(nèi)。螺桿43的位置和速度例如由注射馬達(dá)46的編碼器46a檢測出。表示該檢測結(jié)果的信號被發(fā)送至控制裝置90。若螺桿43的位置達(dá)到設(shè)定位置，則進(jìn)行從填充工序向保壓工序的切換(所謂，v/p切換)。螺桿43的設(shè)定速度可以根據(jù)螺桿43的位置和時間等而變更。

另外，也可以在填充工序中螺桿43的位置達(dá)到設(shè)定位置之后，使螺桿43暫時停止在該設(shè)定位置，之后進(jìn)行v/p切換。在剛要進(jìn)行v/p切換之前，可以替代螺桿43的停止而進(jìn)行螺桿43的微速前進(jìn)或微速后退。

保壓工序中，驅(qū)動注射馬達(dá)46而以設(shè)定壓力向前方按壓螺桿43，從而向模具裝置30內(nèi)的成型材料施加壓力。能夠補充冷卻收縮而導(dǎo)致的不足量的成型材料。成型材料的壓力例如由壓力檢測器47檢測出。將表示該檢測結(jié)果的信號發(fā)送至控制裝置90。

保壓工序中模具裝置30內(nèi)的成型材料逐漸被冷卻，保壓工序結(jié)束時模腔空間34的入口被已硬化的成型材料堵塞。將該狀態(tài)稱為閥板密封，防止來自模腔空間34的成型材料的逆流。保壓工序之后開始冷卻工序。冷卻工序中，進(jìn)行模腔空間34內(nèi)的成型材料的硬化。為了縮短成型周期，可以在冷卻工序中進(jìn)行計量工序。

計量工序中，驅(qū)動計量馬達(dá)45而使螺桿43以設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并沿螺桿43的螺旋狀槽向前方輸送成型材料。隨此，成型材料逐漸被熔融。隨著液狀成型材料被輸送至螺桿43的前方而蓄積于缸體41的前部，使螺桿43后退。螺桿43的轉(zhuǎn)速例如由計量馬達(dá)45的編碼器45a檢測出。表示該檢測結(jié)果的信號被發(fā)送至控制裝置90。

計量工序中，為了限制螺桿43急劇后退，可以驅(qū)動注射馬達(dá)46而向螺桿43施加設(shè)定背壓。相對于螺桿43的背壓例如由壓力檢測器47檢測出。表示該檢測結(jié)果的信號被發(fā)送至控制裝置90。若螺桿43后退至設(shè)定位置，且在螺桿43的前方蓄積規(guī)定量的成型材料，則計量工序結(jié)束。

另外，本實施方式的注射裝置40為同軸螺桿方式，也可以為螺桿預(yù)塑方式。螺桿預(yù)塑方式的注射裝置將在增塑缸內(nèi)被熔融的成型材料供給至注射缸體，并從注射缸體向模具裝置內(nèi)注射成型材料。在增塑缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地或旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如地配設(shè)有螺桿，且在注射缸體內(nèi)進(jìn)退自如地配設(shè)有柱塞。

如圖1和圖2所示，控制裝置90具有cpu(centralprocessingunit)91、存儲器等存儲介質(zhì)92、輸入接口93及輸出接口94?？刂蒲b置90使cpu91執(zhí)行存儲在存儲介質(zhì)92的程序，由此進(jìn)行各種控制。并且，控制裝置90通過輸入接口93接收來自外部的信號，并通過輸出接口94向外部傳送信號。

輸入裝置95接收用戶的輸入操作，并將對應(yīng)于用戶的輸入操作的操作信號發(fā)送至控制裝置90。作為輸入裝置95，例如使用觸摸面板。觸摸面板兼作后述的輸出裝置96。

輸出裝置96在控制裝置90的控制下，顯示對應(yīng)于輸入裝置95的輸入操作的操作畫面。準(zhǔn)備多個操作畫面，切換顯示或重疊顯示。

用戶觀看通過輸出裝置96顯示的操作畫面的同時操作輸入裝置95，由此進(jìn)行各種設(shè)定。設(shè)定被存儲在存儲介質(zhì)92，并根據(jù)需要被讀取。

控制裝置90根據(jù)通過模具應(yīng)變檢測器36檢測的應(yīng)變而控制注射裝置40。模具應(yīng)變檢測器36安裝于模具裝置30，并檢測因填充于模具裝置30的內(nèi)部的成型材料的壓力而產(chǎn)生的模具裝置30的應(yīng)變。

填充于模具裝置30的內(nèi)部的成型材料的壓力越大，則模具裝置30的應(yīng)變越大。因此，模具裝置30的應(yīng)變能夠用作填充于模具裝置30的內(nèi)部的成型材料的壓力的指標(biāo)。

成型材料在模具裝置30的內(nèi)部成型，因此與僅根據(jù)通過壓力檢測器47檢測的壓力控制注射裝置40的情況相比，根據(jù)通過模具應(yīng)變檢測器36檢測的應(yīng)變控制注射裝置40，能夠降低成型品的質(zhì)量不均。并且，能夠從模具裝置30的外側(cè)檢測模具裝置30的應(yīng)變，因此能夠在模具裝置30的外側(cè)設(shè)置模具應(yīng)變檢測器36。從而，模具應(yīng)變檢測器36不與所熔融的成型材料直接接觸，因此能夠抑制模具應(yīng)變檢測器36的劣化。

模具應(yīng)變檢測器36可以安裝于模具裝置30的彈性變形部35，且可以檢測彈性變形部35的應(yīng)變。如圖1及圖2所示，彈性變形部35例如設(shè)置于動模33，并形成模腔空間34的壁面。若成型材料到達(dá)模腔空間34，則因成型材料的壓力而彈性變形部35彈性變形。彈性變形部35可以形成于動模33與定模32的邊界，以便容易進(jìn)行彈性變形。

另外，本實施方式的彈性變形部35設(shè)置在動模33，但也可以設(shè)置于定模32，還可以分別設(shè)置于動模33和定模32這兩者。

然而，若因填充于模具裝置30的內(nèi)部的成型材料的壓力而在模具裝置30中產(chǎn)生應(yīng)變，則模具裝置30的厚度發(fā)生變化，因此在連桿16中也產(chǎn)生應(yīng)變。該應(yīng)變能夠通過連桿應(yīng)變檢測器18檢測。連桿應(yīng)變檢測器18能夠兼具合模力檢測器的作用和模具應(yīng)變檢測器36的作用。

于是，控制裝置90在控制注射裝置40時，可以替代模具應(yīng)變檢測器36而使用連桿應(yīng)變檢測器18。并且，控制裝置90在控制注射裝置40時，可以使用模具應(yīng)變檢測器36和連桿應(yīng)變檢測器18這兩者。模具應(yīng)變檢測器36、連桿應(yīng)變檢測器18與權(quán)利要求書中所記載的應(yīng)變檢測器相對應(yīng)。以下，將模具應(yīng)變檢測器36、連桿應(yīng)變檢測器18概括簡稱為應(yīng)變檢測器。應(yīng)變檢測器檢測因填充于模具裝置30的內(nèi)部的成型材料的壓力而產(chǎn)生的模具裝置30的應(yīng)變或因該應(yīng)變引起的周邊部件的應(yīng)變即可。應(yīng)變檢測器的安裝位置、應(yīng)變檢測器的數(shù)量等并無特別限定。

在控制從螺桿43作用于成型材料的壓力的保壓工序中，控制裝置90可以根據(jù)通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變而驅(qū)動注射馬達(dá)46。

例如，還可以在保壓工序中，替代通過壓力檢測器47檢測的壓力，控制裝置90可以根據(jù)通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變而驅(qū)動注射馬達(dá)46。例如，在保壓工序中，控制裝置90驅(qū)動注射馬達(dá)46，以使通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變成為應(yīng)變的設(shè)定值。應(yīng)變的設(shè)定值例如通過測試成型等而求出，讀取并利用預(yù)先存儲在存儲介質(zhì)92中的數(shù)據(jù)。關(guān)于測試成型，保壓工序中，驅(qū)動注射馬達(dá)46，以使通過壓力檢測器47檢測的壓力成為壓力的設(shè)定值。在通過測試成型而得到優(yōu)良的成型品時的保壓工序中通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變被用作應(yīng)變的設(shè)定值。

并且，在保壓工序中，控制裝置90還可以根據(jù)通過壓力檢測器47檢測的壓力和通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變這兩者驅(qū)動注射馬達(dá)46。例如，在保壓工序中，控制裝置90根據(jù)通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變與應(yīng)變的設(shè)定值的差分校正通過壓力檢測器47檢測的壓力與壓力的設(shè)定值的差分，并驅(qū)動注射馬達(dá)46，以使校正后的差分成為零。在此，控制裝置90為了校正通過壓力檢測器47檢測的壓力與壓力的設(shè)定值的差分，可以校正通過壓力檢測器47檢測的壓力，也可以校正壓力的設(shè)定值。

在控制螺桿43的速度的填充工序中，控制裝置90還可以監(jiān)視通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變。

例如，在填充工序中，當(dāng)通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變超過設(shè)定值時，控制裝置90可以輸出警報。

并且，在填充工序中，當(dāng)通過應(yīng)變檢測器檢測的應(yīng)變超過設(shè)定值時，控制裝置90可以校正螺桿43的速度的設(shè)定值，以使應(yīng)變不會超過設(shè)定值。該校正可以在應(yīng)變超過設(shè)定值的填充工序中進(jìn)行，也可以在應(yīng)變超過設(shè)定值的填充工序結(jié)束后，且在下次填充工序開始之前進(jìn)行。另外，在應(yīng)變超過設(shè)定值的填充工序中進(jìn)行時，控制裝置90還可以校正螺桿43的速度的檢測值，以使應(yīng)變不會超過設(shè)定值。

以上，對注射成型機的實施方式等進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式等，在記載于權(quán)利要求書中的本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變形、改良。