注射成型机的制作方法

专利名称：注射成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种注射成型机，尤其涉及检测、显示和预测止回阀的磨损量 或闭合行程的注射成型机。
背景技术：
轴向螺杆式注射成型机在螺杆尖端具有止回阀装置以便当螺杆前进时防 止树脂的回流。
在测量期间融化的树脂积聚在加热桶里面的螺杆前面。注射和保压阶段开 始，螺杆前进，积聚的树脂被注入进模且填充在模里。在注射开始到止回阀闭 合树脂流通道的期间，树脂从止回阀的前面流回止回阀的后面。回流量影响着 填充该模的树脂量，因此影响模制产品的质量。
当注射成型机连续使用很长时间，止回阀由于螺杆旋转期间的树脂的侵蚀 和摩擦的作用开始磨损。结果回流量改变，影响了^^莫制产品的质量。
因此，用来检测止回阀的磨损量和树脂的回流量的各种方法是已知的。
例如，已知的方法是基于保压期间的螺杆推进的距离(JP62-3916A)或 螺杆推进的速度(JP01 - 281912A)来4企测回流量，且当检测的回流量超过预 定量时产生告警以^i方止残缺的^f莫制和^r测止回阀的磨损等。
此外，已知利用以下事实的方法，当树脂在螺杆净皮推进时发生回流时，等 效于回流树脂压力的力(即，注射压力)阻止了螺杆的行程。这个力被分成施加 在螺杆轴向的力(推动后退的力)和施加在螺杆旋转方向的力(使螺杆以螺杆 在测量期间的旋转方向的相反的方向旋转的力)。因此，树脂回流使螺杆旋转 的力等效于在螺杆上施加的注射压力，且当螺杆旋转力超过预定量，确定止回 阀存在以磨损、损坏等形式的故障。(见JP01 - 168421A)
在上述的背景技术中，检测止回阀磨损的方法包括检测树脂回流量等以及 当回流量等于或者超过预定量时发出告警。然而，止回阀磨损是逐渐发生的， 因此当告警发出时，注射成型机已经形成大量残缺的不希望的模制产品。因此， 希望能够掌握止回阀上的磨损程度并在告警发出之前，通过确定止回阀已经达
5到它的使用极限，采取必要的步骤来处理这种情况。

发明内容
本发明提供了一种注射成型机，其评估在;f莫制期间，止回阀的磨损量或者 闭合行程，进一步预测了其后的磨损量，且使得可以预测止回阀的使用极限。
才艮据本发明的一个方面，该注射成型机包括螺杆，其具有止回阀且安排 为在圆筒中可旋转和可轴向移动；检测装置，其用来检测螺杆在圓筒中螺杆前 进移动中的轴向位置；止回阀闭合位置确定装置，其确定当止回阀在螺杆的前 进移动中关闭时作为止回阀闭合位置的螺杆的轴向位置；和计算装置，其计算 从螺杆开始前进移动的位置到止回阀关闭的位置的作为止回阀闭合行程的螺 杆轴向移动的距离。
# 据本发明的另一个方面，该注射成型机包^^舌螺杆，其具有止回阀且安 排为在圓筒中可旋转和可轴向移动；检测装置，其用来检测螺杆在圆筒中螺杆 前进移动中的轴向位置；止回阀闭合位置确定装置，其确定当止回阀在螺杆的 前进移动中关闭时作为止回阀闭合位置的螺杆的轴向位置；以及显示装置，其 显示螺杆从开始前进移动的位置到止回阀关闭的位置的轴向移动距离。
根据本发明的再一个方面，该注射成型机包括螺杆，其具有止回阀且安 排为在圆筒中可旋转和可轴向移动；检测装置，其用来检测螺杆在圆筒中螺杆 前进移动中的轴向位置；止回阀闭合位置确定装置，其确定当止回阀在螺杆的 前进移动中关闭时作为止回阀闭合位置的螺杆的轴向位置；及显示止回阀闭合 位置的显示装置。
根据本发明的又一个方面，该注射成型机包括螺杆，其具有止回阀且安 排为在圆筒中可旋转和可轴向移动；检测装置，其用来检测螺杆在圆筒中螺杆 前进移动中的轴向位置；止回阀闭合位置确定装置，其确定当止回阀在螺杆的 前进移动中关闭时作为止回阀闭合位置的螺杆的轴向位置；闭合行程计算装 置，基于以下情况计算止回阀的闭合行程当所述止回阀是新安装在螺杆时的 止回阀的设定的闭合行程和螺杆轴向移动的距离，即从螺杆开始前进移动的 位置到止回阀新安装在螺杆时确定的止回阀关闭的位置之间的距离；以及所述 止回阀是在注射成型操作中使用之后所述止回阀从螺杆开始前进移动的位置 到确定的止回阀关闭的位置的所述螺杆的轴向移动的距离。该注射成型机可以进一 步包括磨损量计算装置，其基于最初的闭合行程和
当止回阀重新安装在螺杆时的设定的磨损量以及由计算装置计算的止回阀的
闭合行程至少计算止回阀、螺杆头和止回阀座中的 一个磨损量。
该止回阀闭合位置确定装置可以包括旋转力检测装置，其检测施加在螺杆
上的旋转力，并确定所述螺杆的轴向位置，在该位置，在所述螺杆的前进移动
中检测到的施加在所述螺杆上的旋转力达到作为止回阀闭合位置的峰值。
该注射成型机可以进一步包括磨损率计算装置和预测装置，磨损率计算装
置基于计算的磨损量的改变量或计算的闭合行程的改变量计算磨损率；预测装 置使用计算的磨损率预测磨损量何时将超过允许值。
在发生计算的磨损量的改变量或者计算的闭合行程的改变量的期间，磨损 率计算装置可以通过将计算的磨损量的改变量或计算的闭合行程的改变量除 以模制注射次数、注射成型机的操作时间测量时间和螺杆旋转数中的任意一个
来计算磨损率。
该注射成型机进一步包括用来存储每个模制条件的磨损率的存储装置。 由于能够预测止回阀磨损量和止回阀磨损量超过指示止回阀使用极限的 允许值的时间点，所以在产生大量残缺的模制之前，可以更换止回阀。


图l是显示传统的止回阀装置实例的示意图2a和2b是说明在螺杆前进期间止回阀位置和螺杆位置之间的关系的曲
线图3是显示根据本发明的一个实施例的注射成型机的主要部分的方框图。 图4是说明在本发明的第一个实施例中计算止回阀磨损量和预测止回阀 使用极限的过程的算法流程图5是图4显示的流程图的继续；
图6是显示在该实施例中的注射和保压阶段期间，在每个预定取样周期中 执行的检测止回阀闭合的过程的算法流程图7是说明在本发明的第一个实施例中存储止回阀磨损数据的存储装置 的示意图，该数据与制模条件相关联并且存储；
图8是说明在本发明的第二个实施例中，计算止回阀磨损量及预测止回阀使用极限的过程的算法流程图9是图8显示的流程图的继续；
图IO是说明在本发明的第三个实施例中，计算止回阀磨损量及预测止回 阀使用极限的过程的算法流程图ll是图IO显示的流程图的继续；和
图12是说明产量计划和止回阀磨损量预测的示意图。
具体实施例方式
才艮据本发明给出了评估止回阀的磨损量的原理描述。
图1是说明传统使用的止回阀装置实例的示意图。在螺杆1的尖端，在被 安装在螺杆1的尖端的螺杆头2和螺杆1的主体之间的缩小的直径部分上4C供 能够在螺杆1的轴向移动的止回阀3，而在该缩小的直径部分的螺杆1主体侧 面上提供止回阀座4，该止回阀座4与止回阀3接触且紧密附着以关闭树脂流 动通道。
在测量期间，螺杆1旋转，从螺杆1的后面提供的树脂颗粒由测量期间的 螺杆1的旋转产生的剪切热和在加热桶7 (未显示)的外面配置的加热器的热 量融化，螺杆1被嵌入在加热桶7里面。融化的树脂使得在止回阀3后面的树 脂的压力增加，产生推动止回阀3向前的力，且使止回阀向前移动。由于止回 岡3被向前推，至背后的凹槽6里的树脂通过止回阀3和缩小的直径部分之间 的树脂流动通道且流向止回阀3的前面，增加在螺杆头2的前面的加热桶7 里面的压力。当止回阀3前面的压力超过预定的压力(背压)，螺杆l被推回 并减小止回阀3前面的压力。由于螺杆l进一步旋转，止回阀3后面的压力变 的大于其前面的压力，而融化的树脂继续流向止回阀3的前面。当螺杵l退回 预定的量(到测量位置)，螺杆l的旋转停止，测量结束。
其次是注射阶段，其中，当螺杆l前进到用树脂填充模子时(在图1,从 右边向左边移动)，在螺杆头2前面形成的树脂压力增加，这使得止回阀3后 移且紧密附着止回阀座4，关闭树脂流动通道并防止融化的树脂在螺杆1后移 的方向上反向流动(回流)。
在从注射开始到止回阀3关闭树脂流通道的时间期间，出现树脂从止回阀 3的前面向后面的回流。由于止回阀3受到磨损，回流量也减少。回流的树脂用与树脂的压力(注射压力)相等的力推动螺杆1的行程5。这个力被分成施 加在螺杆1轴向的力(推动向后的力)和螺杆1旋转方向的力(使得螺杆1 以与测量期间螺杆1的旋转方向相反的方向旋转的力)，由此，将旋转力施加 到螺4干1。
另外， 一旦止回阀3紧密附着在止回阀座4且关闭树脂流通道，树脂的回 流实际上停止了。在注射期间，由于螺杆1向前，注射压力增加(树脂压力)， 因此，施加在螺杆1上的旋转力增加，直到止回阀3关闭，并且一旦止回阀3 关闭，旋转力减少，在止回阀3关闭的时间点，螺杆旋转力达到峰值。因此， 通过才企测这个峰值的定时，可以识别止回阀3闭合的定时。
在图1中，螺杆1移动和注射树脂的注射方向表示为X轴，沿着X轴的 接触止回阀座4的止回阀3的正面的位置给定为X=FR(t),而沿着X轴的接触 止回阀3的止回阀座4的正面的位置给定为X=FS(t)。止回阀3的行程给定为 S。
图2a和2b显示螺杆位置和止回阀位置之间的关系。如图表所示，当螺杆 1在X轴的方向被驱动且进行注射操作时止回阀3的位置给定为X-FR(t)，止 回阀座4的位置(螺杆的位置)给定为X=FS(t)。
螺杆开始前进(注射开始)的时刻是"0",当螺杆1开始前进(注射开始) 时止回阀座4的位置X (=FS(0))为"0"。
当螺杆1开始前进，止回阀3向螺杆头2侧移动，这样直到止回阀3关闭， 止回阀3移动的行程S0由下面的公式表达
S0=FR(0)-FS(0)
当螺杆l前进，止回阀座4的位置X-FS(t)增加，如图2a所示。然而，在 同时，由于螺杆前进，止回阀前面的树脂压力增加。当止回阀3前面的树脂压 力大于止回阀3后面的树脂压力时，止回阀3被向后压，这样对于螺杆l，止 回阀3以与螺杆1前进的方向相反的方向驱动。在t = O,止回阀3的位置X-FR(t) 在止回阀座4的位置X-FS(O)前面等于行程S0的量，且与螺杆1 一起前进， 进一步，如上所述的，相对于螺杆1向后推，这样止回阀3的相对位置X=FR(t) 和止回阀座4的位置X-FS(t)之间的距离逐渐减小，它们移动到一起，止回阀 3关闭。当时间是tl时，那么
FR(U) = FS(tl)
而如果这时螺杆从注射开始到止回阀关闭的行程距离是xo，那么
X0=FS(tl)-FS(0)
当止回阀3磨损了量AS且行程增加时，止回阀3的行程可以按下述公式 表达
F，R(t)=FR(t)+AS 需要大大地推进螺杆1直到止回阀闭合。
乂t人注射开始到止回阀3关闭的螺杆行程距离X0和止回阀3行程SO之间 的关系如下，其中a是系数
S0=aX0
当止回阀3磨损了量AS时，从注射开始到止回阀3关闭的止回阀3的行 程SI是
S1=S0+AS
此外，如果这时从注射开始到止回阀3关闭(止回阀座4的行程距离)的 螺杆的行程距离X1是
X1=X0+AX
那么
(S0/X0)=(Sl/Xl)=a
计算得到-.
△ S=Sl-S0=aXl-S0 ...(2)
或
△ S=Sl-S0=aXl- aX0=a(Xl-X0)=aAXl …(3)
通过公式(1 )，由从注射的开始到止回阀3的闭合的螺杆行程距离XO和 止回阀3的行程SO得到系数a。通过公式(2)，如果已知止回阀3的行程， 那么对于已知道这样行程的止回阀3,其后的磨损量AS从已知的行程SO、系 数a以及从注射的开始到止回阀3的闭合的螺杆行程距离XI中获得。
此外，由公式(3)，通过以系数a乘从注射的开始到止回阀的闭合的螺杆 行程距离XI中的增量AX1可获得止回阀3的磨损量AS。应该注意，在上述的例子中，虽然磨损量AS是从S0和S1中获得的，但 是可以不根据磨损量，而是根据止回阀3本身的行程(S1 )来做出替代的评估。
另外，如图2b所示，也存在这样的情况，可能认为从注射的开始到止回 阀3的闭合的螺杆行程距离与止回阀的行程是相等的。在这种情况下，从注射 的开始到止回阀3的闭合的螺杆的行程距离XI可以设定为止回阀3的行程 Sl。这种情况相当于上面描述的系数a-l的情形。
在前面的描述中，系数a通过保持从注射开始到止回阀3关闭的螺杆行程 距离X0和止回阀3行*程SO之间的比率不变来获得。可选择地，磨损量可以 通过保持从注射开始到止回阀3关闭的螺杆行程距离X0和止回阀3行程S0 之间的差额恒定来获得。特别地，磨损量可以按如下获得
50- X0=Sl-Xl=b …(4)
51- Xl+b …(5) △ S=Sl-S0=Xl-S0 + b …(6)
另外，磨损量可以利用系数a和差额b来求得
A S=S2-S0=aX2- SO + b …(7)
当利用公式(7)时，系数a和差额b可以利用止回阀3和获得螺杆行程
距离X2来获得，止回阀3在磨损之前和之后的行程(S0， Sl)以及从注射开
始到在磨损之前止回阀3关闭的螺杆行程距离XI是已知的。
如上面指出的，止回阀闭合位置检测器检测螺杆的旋转力，也可以检测在
螺杆的旋转力达到峰值的时间点的螺杆的位置作为止回阀3的闭合位置。为了 检测螺杆的旋转力，可以检测在旋转螺杆的电机驱动装置上的负荷，或者可选 地，可以在螺杆上配置偏斜的检测器和旋转的力施加在被检测的螺杆上。另夕卜， 止回阀3的闭合可以从与注射成型机有关的多种物理量中检测，例如在止回阀3 的闭合时随之产生的注射压力的波形方向上的改变的点。
图3是显示根据本发明的一个实施例的注射成型机的主要部分的方框图。 管嘴9附着在加热桶7的前面，螺杆1插入加热桶7中，供给储料器15 安装在桶7的后端，将树脂颗粒供给加热桶7里面。在螺杆1的尖端设置止回 阀装置，该止回阀装置包括止回阀3和止回阀座4。螺杆l由作为旋转驱动装 置的螺杆旋转伺服电机10通过由传送带、滑轮等组成的传送部件12旋转地驱动螺杆1,另外,作为在轴向驱动螺杆1的轴向驱动装置的注射伺服电机11
配置为通过传送单元13和球形螺丝钉/螺帽或将旋转移动转换成线性移动的其 它的转换部件14在轴向驱动螺杆1并执行注射和背压控制其。另外，位置/ 速度检测器16， 17分别安装在螺杆旋转伺服电机10和注射伺服电动机11上， 以检测这些电机的旋转位置/速度。位置/速度检测器16， 17配置为能够检测螺 杆1的旋转速度和螺杆1的位置(螺杆轴向位置)以及移动速度(注射速度)。 此外，还配置了压力4企测器18,例如负荷单元或者,人轴向融化的树脂中^r测 施加在螺杆1上的压力的类似的单元。
控制注射成型机的控制器20包括用作数字控制的微处理器CNC CPU 22、 可编程机控制器使用的微处理器PC CPU 21和用作伺服控制的微处理器的伺 服CPU 25，它们由总线36连接。
PC CPU 21连接着存储控制注射成型机的顺序操作的顺序程序及类似程 序的ROM 26和用来暂时存储计算的数据以及类似数据的RAM 27。 CNC CPU 22连接着存储全面控制注射成型机的自动操作程序及类似程序的ROM 28和 用来暂时存储计算的数据及类似的数据的RAM 29。
仅存储执行位置环，速度环和电流环处理的伺服控制的控制程序的ROM 31和用来暂时存储数据的RAM32连接到伺服CPU25。另外，驱动螺杆旋转 伺服电机10的伺服放大器34和驱动注射伺服电机11的伺服放大器35基于 CPU 25的指令连接到伺服CPU 25,注射伺服电机11在轴向驱动螺杆1并执 行注射，更进一步，位置/速度检测器16， 17分别安装在伺服检测电机10， 11 上，位置/速度检测器16, 17的输出反馈给伺服CPU25。伺服CPU25向轴(螺 杆旋转伺服电机10和注射伺服电机11 )发出由CNC CPU 22控制的移动指令， 并基于从位置/速度检测器16， 17反馈的位置和速度执行位置和速度的反馈控 制，以及执行电子电流反馈控制并通过伺服放大器34, 35驱动和控制伺服电 机IO, 11。另外，也配置了从位置/速度检测器17的位置反馈信号中获得螺杆 1的低位前进的当前位置寄存器，从该当前位置寄存器可以检测螺杆位置。
通过A/D转换器33转换成数字信号的树脂压力(施加在螺杆上的树脂压 力)被输入CPU 25,该A/D转换器33在压力传感器18上将检测信号转换成 数字信号。另外，在螺杆旋转伺服电机10的驱动控制处理中加入公知的干扰观察器，以便^r测由树脂的回流施加在螺杆1上使得螺杆1旋转的旋转力。
需要注意，还配置了用来驱动紧固部件、拆卸部件等等的伺服电机、伺服 放大器等。然而，由于他们和本申请的发明没有直接的关系，在图3中省略了。
具有由液晶显示器或者CRT显示器组成的显示装置的数据输入装置30通 过显示电路24连接到总线36。此外，由非易失性存储器组成的模制数据存储 器RAM 23也连接到总线36。与注射模制操作有关的各种模制条件和设置、 参数、宏变量等被存储在模制数据存储器RAM23中。
使用上述结构，该PCCPU21作为整体控制注射成型机的顺序操作，CNC CPU 22基于存储在ROM 28中的操作程序和存储在模制数据存储器RAM 23 中的模制条件向各个轴伺服电机分配移动命令，且伺服CPU 25基于分配给轴 (驱动轴祠服电基；即螺杆旋转伺服电极10和注射伺服电极11)的移动命 令和由位置/速度检测器16, 17检测的位置和速度的反馈信号，执行与常规地 执行的一样的伺服控制，例如位置环控制、速度环控制及电流环控制，即，执 行所谓的数字伺服处理。
上述结构与常规的电子注射成型机控制器没有不同，常规的控制器和本发 明之间的不同是本发明加入了获得止回阀的磨损量并预测止回阀的使用极限 的功能。
图4和图5是表示在本发明的第一个实施例中由CNC CPU 22执行的计算 止回阀磨损量和预测止回阀使用极限的过程的算法流程图。此外，图8和图9, 图IO和图ll分别表示在本发明的第二个实施例和第三个实施例中计算止回阀 磨损量及预测止回阀使用极限的过程的算法流程图。在第一个实施例中，磨损 量AS以及行程S使用公式(2)求得。在第二个实施例中，磨损量AS以及行 程S使用公式(4)求得。在第三个实施例中，磨损量AS以及行程S使用公 式(7)求得。
在第一个实施例到第三个实施例中执行的处理之间的唯一的不同是在第 一个实施例中，执行步骤a2， a4, a5, a12和a17。而在第二个实施例中，执 行步骤a2，， a4，， a5，， al2,和al7，，在第三个实施例中，执行步骤a2"， a4，，， a5", al2"和al7"。其余的过程相同。
首先，如图7所示，在模制数据存储器RAM23中设置表格作为存储器，存储模制产品的注射成型机的模制条件，对于该表中的每个模制条件i,设定 并存储允许的磨损量ASo (i)或行程允许值SD (i)(每个都指示止回阀的使 用极限)。另外，如随后描述的，对于表格中的每个模制条件i,设定和存储用 来获得止回阀3的磨损率R (i)与磨损量的系数a (i)在。
当止回阀3是新的，止回阀3的行程SO被测量并存储，同时，磨损量AS 设定为"0"。当先前使用的止回阀3安装在螺杆1并使用时，这时安装在螺杆 1上的止回阀3的行程通过止回阀3未使用时设定行程SO和在其使用之后出 现的磨损量AS来设定。应该注意到，在第三个实施例中，先前获得的止回阀 3的行程S0、磨损量AS和从注射开始到具有这种行程和磨损量的止回阀闭合 的螺杆行程距离XI以及当前的磨损量AS1被设定(步骤al )。
当不使用磨损量而是使用止回阀3行程本身评估时，设定安装的止回阀3 的行程S。
下一步，对于当前已选的模制条件i，确定系数a (i)和/或系数b (i)是 否被设定和存储(步骤a2 ),如果任一个系数都没有被存储，则执行注射模制 以便获得从注射开始到止回阀闭合的螺杆行程距离XI。
当计算从注射开始到止回阀闭合的螺杆行程距离作为止回阀的行程时，a (i) =1，过程进行到步骤a6。
在图6中表示获得从注射开始到止回阀闭合的螺杆行程距离XI的过程。 图6表示CNC CPU 22在注射和保压期间在每个预定取样周期执行的止回阀闭 合位置检测过程。在才莫制操作期间注射和保压阶4殳中，首先，在注射开始时， 在读入并存储螺杆位置XS之后，开始注射，并执行图6中表示的注射开始。 首先，获得在伺服CPU25处理中加入的干扰观测器获得的螺杆旋转力Q和存 储在当前位置存储寄存器中的螺杆位置X (步骤bl )，并确定获得的螺杆旋转 力Q是否大于存储在寄存器R(Q)中的螺杆旋转力(步骤2)。应该注意，寄存器 R(Q)在注射开始初始设定为"0"。最初，获得的螺杆旋转力Q是大于存储在 寄存器R(Q)中的螺杆旋转力，因此，螺杆旋转力Q被存储在寄存器R(Q),同 时被检测的螺杆位置存储在寄存器R(X)中(步骤b3)。此后，在每个取样周期 执行步骤bl到b3的过程。
在注射开始时，注射压力增加，因此，螺杆旋转力Q增加，直到止回阀3闭合。结果是，直到止回阀3闭合，过程从步骤b2转换到步骤b3,且寄存器 R(Q)， R(X)被连续重写。 一旦止回阀3闭合，螺杆旋转力Q下降，并在步骤 b2获得的螺杆旋转力Q变得小于存储在寄存器R(Q)的旋转力。因此，寄存器 R(Q)， R(X)不更新，取样周期过程这样结束。结果，在螺杆旋转力Q达到峰 值的时间点，也就是"i充，当止回阀3闭合的时刻，螺杆的位置X被保存和存 储在寄存器R(X)中。
当模制结束时，从注射开始到止回阀3闭合的螺杆旋转距离XI是从如上 所述的获得止回阀闭合时的螺杆位置X和在注射开始时的螺杆位置XS之间的 差(X1=XS-X)求得，而系数a和/或系数b是通过执行与公式(1 )相应的下 列公式(8)和公式(9)的计算求得
a(i)=(S0+AS)/Xl …(8)
b(i)=(S0+AS)-Xl …(9) 利用公式(7):
a(i)=(S0+A S)/(X2-X1) .. .(10)
b(i)= S0-(ASX2+ASX1)/(X2-X1) …(11) 当不使用磨损量而是使用止回阀3行程本身评估时，系数a和/或系数b 通过进行下述公式的计算获得
a(i)=S/Xl ".(12)
b(i)=S-Xl ….(13) 利用公式(7):
a(i)=(S-Sl)/(X2-Xl) …(14)
b(i)=(S 1X2-SX1 )/(X2國X 1) . (15 )
如图7所示的，这样获得的系数与模制条件i相关并存储(步骤a5 )。然 后，过程进行到步骤a6并开始下一个模制。
通过对比，如果在步骤a2中确定系数a (i)和/或系数b (i)被设定并存 储，则程序进行到步骤a16，计算并在显示/数据输入装置30的显示器屏幕上 显示直到达到行程允许值ASo (i)时磨损量允许量ASD (i)或剩余数，之后， 程序进行到步骤a6。系数a和/或系数b已在存储模制条件的表格中设定，如 图7所示的，意味着允许的磨损量ASo或行程允许值So(i)和磨损率R(i)已经设定和存储在其中，因此，从在步骤al中设定的这个数据和从磨损量AS或者行 程S中获得和显示剩余的可使用的量。在本实施例中，获得和显示剩余量如模 制注射次数Ms,操作时间Mo，测量时间MM和旋转总数MR中的任意一个是 足够的。
剩余注射次数Ms通过从磨损允许量ASo (i)(指示止回阀的使用极限的 允许量)减去磨损量AS并将剩余量除以注射为单位的磨损率Rs (i)来获得。 其它的可使用的标记量，操作时间Mo、测量时间Mm和螺杆1的旋转总数 MR同样通过从磨损允许量ASD (i)减去磨损量AS并将差值分别除以操作时 间为单位的磨损率Ro(i)、测量时间为单位的磨损率RM(i)和旋转数为单位的磨 损率RR(i)来获得。然后显示该结果，其中的任意一个是足够的。
当不使用磨损量而是使用止回阀3行程本身评估时，代替从磨损允许量 ASD (i)减去磨损量AS，从行程允许值So (i)中减去行程S:
Ms=(ASD(i)-AS)/Rs(i)
M0=(ASD(i)-AS)/Ro(i)
MM=(ASD(i)-AS)/RM(i)
MR=(ASD(i)-AS)/RR(i)
或
Ms=(SD(i)- S)/Rs(i)
M0=(SD(i)- S)/Ro(i)
MM=(SD(i)- S)/RM(i)
MR=(SD(i)- S)/RR(i) 在步骤a6，执行才莫制操作并更新计数器(步骤a7)。对于注射次数Ns, 计数器加上"1";对于操作时间No，计数器加上在步骤a6执行的在模制操作 期间测量的模制操作需要的循环时间；对于测量时间NM,计数器加上在模制 操作期间测量的测量时间；对于旋转数NR,计数器加上在模制操作期间测量 的螺杆l的旋转数(步骤a7)。
应该注意，操作时间数No是通过用定时器或类似的仪器来测量从在步骤 a6中的模制操作开始延伸到模制操作结束的模制循环时间期间来获得。类似
地，测量时间NM是通过用定时器或类似的仪器来测量在模制操作期间从测量时间开始到测量结束的时间期间来获得。另外，旋转总数NR是通过加上安装
在螺杆旋转的伺服电机10上的位置/速度检测器16的位置反馈信号或者加上 该位置/速度检测器16的单个旋转信号(对于每个旋转的脉冲输出信号)来获 得。
下一步，确定磨损率是否设定并存储在表格中，因此是已知的。如果磨损 率是未知的，那么过程进行到步骤a10。如果磨损率是已知的，那么分别从指 示在步骤a16获得的剩余可用的量的注射次数Ms、操:作时间M0、测量时间 MM和螺杆旋转总数MR中减去在步骤a7获得的注射次数Ns、操作时间数N0、 测量时间NM和旋转总数NR的值，并获得和显示该剩余量和允许值的剩余量， 之后，程序进行到步骤a10。
剩余注射次数-Ms-Ns
剩余操作时间- Mo-No
剩余测量时间=MM-NM
剩余旋转总数-MirNR 在步骤a10,确定是否已经达到模制产品的设定计划生产数。如果达到， 则过程进行到步骤a17。如果未达到，则过程进行到步骤all，并且确定注射 次数Ns是否已经达到或超过磨损量修正的先前设定的注射次数N。如果未达 到，则过程进行到步骤a6并执行模制操作。重复从步骤a6到步骤al 1的过程 直到注射次数Ns达到设定值N。
一旦注射次数Ns达到设定值N，进行对应于上面描述的公式(2)的公式 的计算以获得磨损量ASt(步骤a12),或者获得行程St。
△ St=a(i)Xl-S0
△ St=b(i)+Xl-S0 St=a(i)Xl St=b(i)+Xl
在磨损量先前更新时获得的磨损量从这样获得的磨损量中减去以得在这 种磨损量修正时间间隔期间的磨损量(模制操作执行N次的间间间隔)，该磨 损量除以这间隔期间的注射次数、时间、旋转数等以便获得对应注射次数、操 作时间、测量时间、旋转数的磨损率Rs(i)、 Ro(i)、 RM(i)和RR(i)(步骤al3)。当不使用磨损量而是使用止回阀3行程本身评估时，代替从磨损量减去在 磨损量先前更新时获得的磨损量，而是在磨损量先前更新时获得的行程从所获 得的行程中减去
Rs(i)=(ASt-AS)/Ns
;Ro(i)=(ASt-AS)/N0
RM(i)=(ASt-AS)/NM
RR(i)=(ASt-AS)/NR
或
Rs(i)=(St-S)/Ns Ro(i)=(St-S)/N0 RM(i)=(St-S)/NM RR(i)=(St-S)/NR
下一步，存储在步骤a12获得的磨损量ASt或者行程St作为磨损量AS或 行程S，直到执行这样的计算时。存储的磨损量AS或者行程S显示在显示/数 据输入装置30的显示屏幕上。在这种情况下，显示包括显示磨损量对磨损量 允许值ASD(i)的比率(AS/ASD(i))，磨损程度等。另外，当使用行程来评估时， 显示包括显示行程对行程允许值So(i)的比率(AS/ASD(i))、磨损程度等等(步 骤al4)。接着，在计数器中存储的注射次数Ns,操作时间数No，测量时间 NM及旋转总数NR设定为"0"(步骤al5),并且过程返回到步骤a16,之后， 执行如上所述的步骤。
然后，当模制产品数达到计划的生产数时，过程从步骤a10转换到步骤 a17,并且执行与上述的步骤al2到步骤al5相同的过程(步骤al7到a20)。 特别地，获得止回阀3当前的磨损量ASt(步骤a17)，更新磨损率(步骤a18), 存储和显示磨损量ASt (步骤al9),并且计数器复位(步骤a20)。此后，确定 下一步的生产计划是否已经输入(步骤a21 )，如果输入了，基于已输入的命 令的模制条件，过程返回到步骤a2，确定系数a和/或b是否是已知的，并执 行上述过程。如果没有输入下一个生产计划，过程结束。
如上所述，本实施例将对应模制条件的磨损率R(i)、磨损的允许值ASo(i) 和用来计算从注射开始到止回阀3关闭的螺杆行程距离的止回阀3的磨损量的系数a(i)和/或系数b(i)与模制条件一起存储。因此，即使执行具有多个树脂/ 模子的生产，如图12所示，可以预测在生产计划结束时的磨损量，也可以预 测磨损量被预测超过允许的值的时间。
另夕卜，通过在止回阀3的磨损量将超过允许值的接近值的时间之前准备替 换的部件，本发明使得残缺模制的发生减少并执行有效的生产。
此外，先从具有小的磨损允许值的模制条件进行计划生产，以便延长止回 阀的使用寿命，也有助于合理的生产计划。对于磨损允许值ASo(i)或者行程允 许值SD(i),首先可以输入合适的初始值，且这些值在执行模制和确定实际的 允许值的之后被更新。应该注意，当在相同的模制条件下使用不同的树脂时， 优选存储这种模制条件作为单独的模制条件。
另外，磨损量、直到磨损量的允许值达到之后的注射剩余数、对应允许值 的磨损程度等等可以在经过的预定的注射次数的每个注射作为数字显示或绘 制，表示为条形图或扇形图等。选择地，行程可以用来代替磨损量。
需要注意，虽然上述的实施例在注射和保压期间使用检测止回阀的闭合， 但是在测量完成之后注射开始之前，使用增加推进螺杆的步骤的模制技术来关 闭止回阀(例如，见JP52-151352A和JP53-39358A)，可以通过检测螺杆旋转 力达到峰值的时间点来应用本发明，该点作为止回阀在螺杆前进的步骤中闭合 的时间点，在注射的开始之前，但是在测量完成之后4丸行该止回阀的闭合。
另外，虽然前述的实施例以例子进行叙述，止回阀4亍程由于止回阀端面上 的磨损而增加，本发明也可应用到螺杆头的面或者接触止回阀的止回阀座的表 面磨损而止回阀的端面不磨损的情况。此外，虽然前述的实施例构建为使用干 扰观测器来检测螺杆旋转力，选择地，旋转力可以从旋转地驱动螺杆的电机的 驱动电流中检测，或者，如果液压电机被用来作为螺杆旋转驱动装置，旋转力 可以从液压力中检测。而且，偏斜的传感器可以安装在螺杆上以检测旋转力。
权利要求
1.一种注塑机，包括螺杆，具有止回阀并且安排为在圆筒中可旋转和可轴向移动；检测装置，用来检测圆筒中的所述螺杆前进移动中的所述螺杆的轴向位置；止回阀闭合位置确定装置，确定所述止回阀在所述螺杆的前进移动中关闭时的所述螺杆的轴向位置作为止回阀闭合位置；及计算装置，计算从所述螺杆开始前进移动的位置到止回阀关闭的位置的所述螺杆的轴向移动的距离作为止回阀闭合行程。
2. —种注塑才几，包括螺杆，具有止回阀并且安排为在圆筒中可旋转和可轴向移动；检测装置，用来4企测在圆筒中的所述螺杆前进移动中的所述螺杆的轴向位置；止回阀闭合位置确定装置，确定所述止回阀在所述螺杆的前进移动中关闭 时的所述螺杆的轴向位置作为止回阀闭合位置；及显示装置，显示从所述螺杆开始前进移动的位置到止回阀关闭的位置的所 述螺杆的轴向移动的距离。
3. —种注塑才几，包括螺杆，具有止回阀并且安排为在圆筒中可旋转和可轴向移动；检测装置，用来4企测在圆筒中的所述螺杆前进移动中的所述螺杆的轴向位置；止回阀闭合位置确定装置，确定所述止回阀在所述螺杆的前进移动中关闭时的所述螺杆的轴向位置作为止回阀闭合位置；和 显示装置，显示止回阀的闭合位置。
4. 一种注塑4几，包4舌螺杆，具有止回阀并且安排为在圆筒中可旋转和可轴向移动；检测装置，用来检测在圆筒中的所述螺杆前进移动中的所述螺杆的轴向位置；止回阀闭合位置确定装置，确定所述止回阀在所述螺杆的前进移动中关闭时的所述螺杆的轴向位置作为止回阀的闭合位置；及闭合行程计算装置，基于以下情况计算止回阀的闭合行程当所述止回阀 是新安装在所述螺杆上时的止回阀的设定的闭合行程和新安装在螺杆上的所 述止回阀从所述螺杆开始前进移动的位置到确定的止回阀关闭的位置的所述 螺杆的轴向移动的距离；以及所述止回阀是在注射成型操作中使用之后所述止 回阀从所述螺杆开始前进移动的位置到确定的止回阀闭合的位置的所述螺杆 的轴向移动的距离。
5. 根据权利要求1或4的注塑机，进一步包括磨损量计算装置，基于 最初的闭合行程和当所述止回阀是新安装在所述螺杆上时的设定的磨损量以 及由所述的计算装置计算的止回阀的闭合行程，至少计算所述止回阀、螺杆头 和止回阀座中的 一个磨损量。
6. 根据权利要求1到4中的任意一个权利要求的注塑机，其中所述止回阀 闭合位置确定装置包括旋转力检测装置，检测施加在所述螺杆上的旋转力， 并确定所述螺杆的轴向位置作为止回阀闭合位置，在该位置，在所述螺杆的前 进移动中检测到的施加在所述螺杆上的旋转力达到峰值。
7. 根据权利要求5的注塑机，其中所述止回阀闭合位置确定装置包括 旋转力检测装置，检测施加在所述螺杆上的旋转力，并确定所述螺杆的轴向位 置作为止回阀闭合位置，在该位置，在所述螺杆的前进移动中检测到的施加在 所述螺杆上的旋转力达到峰值。
8. 根据权利要求1到4的注塑机，进一步包括磨损率计算装置，基于计 算的磨损量的改变量或者计算的闭合行程的改变量计算磨损率；和预测装置， 利用计算的磨损率预测磨损量何时超过允许值。
9. 根据权利要求5的注塑机，进一步包括磨损率计算装置，基于计算的 磨损量的改变量或者计算的闭合行程的改变量计算磨损率；和预测装置，利用 计算的磨损率预测磨损量何时超过允许值。
10. 根据权利要求8的注塑机，其中在发生计算的磨损量的改变量或者计 算的闭合行程的改变量的期间内，所述磨损率计算装置通过将计算的磨损量的 改变量或计算的闭合行程的改变量除以模制注射次数、注射成型机的操作时间、测量时间和螺杆旋转数中的任意一个来计算磨损率。
11.根据权利要求9的注塑机，其中在发生计算的磨损量的改变量或者计算的闭合行程的改变量的期间内，所述磨损率计算装置通过将计算的磨损量的 改变量或计算的闭合行程的改变量除以模制注射次数，注射成型机的操作时 间，测量时间和螺杆旋转数中的任意一个来计算磨损率。
全文摘要
一种注射成型机评估止回阀磨损量，使得可以预测止回阀的使用极限。在注射开始时，止回阀在相对于螺杆位置被推进行程S0的位置(接触止回阀和关闭树脂流动通道的止回阀座的位置)。由于螺杆前进，当螺杆移动距离X0时，止回阀后退并关闭。当止回阀被磨损ΔS(S1＝S0+ΔS)时，在螺杆移动X1时止回阀关闭。由于止回阀行程和直到止回阀闭合时螺杆移动的距离成正比，S0/X0＝S1/X1＝a。因此，ΔS＝aX1-S0，磨损量ΔS可以通过检测止回阀闭合位置X1和使用这个位置X1与已知的行程S0来获得。从作用于螺杆上的旋转力的峰值检测该闭合位置。一旦获得磨损量，就可以从磨损的允许值来预测止回阀的使用极限。
文档编号B29C45/76GK101318371SQ200810109908
公开日2008年12月10日 申请日期2008年6月4日 优先权日2007年6月5日
发明者丸山淳平, 大森瑛, 白石亘, 高次聪 申请人:发那科株式会社