合模装置以及合模控制方法

专利名称：合模装置以及合模控制方法
技术领域：
本发明涉及合模装置以及合模控制方法。
背景技术：
以往，在注射成形机中，将树脂从注射装置的注射喷嘴注射而填充到固定模具与 可动模具之间的型腔空间中，并使其固化，由此得到成形品。并且，为了使可动模具相对于 上述固定模具移动而进行闭模、合模及开模，配设有合模装置。 在该合模装置中，存在通过对液压缸供给油而驱动的液压式的合模装置、以及由 电动机驱动的电动式的合模装置，但该电动式的合模装置的控制性较高、不会污染周边、且 能量效率较高，所以被较多地使用。在该情况下，通过驱动电动机使滚珠丝杠旋转而产生推 力，并通过肘式机构将该推力放大，产生较大的合模力。 然而，在上述构成的电动式的合模装置中，由于使用肘式机构，所以在该肘式机构 的特性上，难以变更合模力，响应性及稳定性较差，在成形中不能控制合模力。因此，提供了 能够将由滚珠丝杠产生的推力直接用作为合模力的合模装置。在该情况下，由于电动机的 转矩与合模力成正比例，所以能够在成形中控制合模力。 但是，在上述现有的合模装置中，不仅滚珠丝杠的耐负荷性较低、不能产生较大的 合模力，而且由于在电动机中发生的转矩波动而合模力会变动。此外，为了产生合模力，需 要对电动机常时供给电流，电动机的耗电量以及发热量变多，所以需要使电动机的额定输 出相应量地变大，合模装置的成本变高。 因此，考虑到在开闭模动作中使用线性马达、在合模动作中利用电磁铁的吸附力 的合模装置(例如专利文献1)。在该合模装置中，为了将合模工序中的合模力保持为一定， 对合模力进行反馈控制。以往，进行该反馈控制的控制部，例如以下那样构成。
图1是表示现有的控制部的构成例的图。在图1中，100表示合模装置。160表示 对合模装置100的合模力进行控制的控制部。控制部160具有加法器161、积分器162以 及放大器163等。对于加法器161，从未图示的上位控制器输入表示合模力指令(作为目 标的合模力(目标合模力))的大小的指令，并且从合模装置100的合模力检测器155输入 合模力检测值。加法器161基于合模力指令值和合模力检测值计算出相对于目标合模力的 误差(合模力误差)，并输出给积分器162。积分器162通过对合模力误差进行积分，计算 出修正合模力误差的电流值，并将表示该电流值的电流指令输出给放大器163。放大器163 将电流指令所表示的电流值的电流供给到电磁铁49。以后，合模力检测值被依次输入到加 法器161，进行反馈控制。 专利文献1 :日本特开平10-244567号公报 但是，仅通过进行一般的反馈控制，鉴于电磁铁的特性，难以将合模力控制为优选 的状态。 图2是用来说明通过现有的反馈控制得到的合模力的图。在图2中，横轴表示时 间的经过，纵轴表示合模力检测值。曲线L0是对应于时间的经过来表示通过上述反馈控制得到的合模力的曲线。 在开始合模以后，曲线L0的斜率非常平缓。这起因于电磁铁的上升响应性的不 良。即，其原因为，电磁铁即使被供给了某个电流值的电流，当间隙之间的距离较大时电磁 力也较小，所以不能瞬间作用与其电流值相对应的力。因此，合模力检测值到达目标合模力 为止需要一定程度的时间。 这样，在单纯的反馈控制中，存在不能迅速地得到目标合模力的问题。当到达目标 合模力为止的时间变长时，成形循环也相应量地变长，生产率下降。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种能够适当地控制使用电磁 铁而作用的合模力的合模装置及合模控制方法。 因此，为了解决上述问题，本发明是一种合模装置，通过电磁铁而作用合模力，其
特征在于，具有第一电流指令生成部，生成对应于目标合模力的向上述电磁铁的电流指
令；合模力检测部，检测上述电磁铁的上述合模力；以及第二电流指令生成部，基于由上述
合模力检测部检测到的合模力检测值，生成修正上述电流指令的修正指令。 此外，本发明的特征在于，具有修正电流指令计算部，该修正电流指令计算部基于
由上述第一电流指令生成部生成的上述电流指令和由上述第二电流生成指令部生成的上
述修正指令，计算向上述电磁铁供给的修正电流指令。 此外，本发明的特征在于，上述第一电流指令生成部，生成具有产生上述合模力的 上升电流指令和维持所产生的合模力的维持电流指令的电流指令。 此外，本发明的特征在于，上述第二电流指令生成部，根据基于上述维持电流指令 所维持的合模力与由上述合模力检测部检测到的合模力检测值之间的误差，生成上述修正 指令。 此外，本发明的特征在于，上述第一 电流指令生成部，在开始合模时生成表示比对 应于上述目标合模力的电流大的电流值的电流指令。 此外，本发明的特征在于，上述第二电流指令生成部，基于上述目标合模力与上述 合模力检测值之间的误差，生成上述修正指令。 此外，本发明的特征在于，具有基于上述合模力检测值来切换上述第二电流生成 部的动作及停止的切换部。 此外，本发明的特征在于，上述切换部，在基于由第一电流指令生成部生成的电流 指令中的维持电流指令来控制的情况下，切换上述第二电流指令生成部的动作及停止。
此外，本发明的特征在于，上述切换部，在应维持目标合模力的期间，使上述第二 电流指令生成部动作。 此外，本发明的特征在于，上述切换部，在从开始合模后的规定的期间，使上述第 二电流指令部停止。 此外，本发明的特征在于，上述切换部，在从上述目标合模力的变更开始时起的规 定的期间，使上述第二电流指令部停止。 此外，本发明的特征在于，上述切换部，在上述目标合模力为O时，使上述第二电 流指令部停止。
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发明的效果 根据本发明，能够提供一种能够适当地控制使用电磁铁而作用的合模力的合模装 置及合模控制方法。


图1是表示现有的控制部的构成例的图。 图2是用来说明通过现有的反馈控制得到的合模力的图。 图3是表示本发明实施方式的模具装置及合模装置闭模时的状态的图。 图4是表示本发明实施方式的模具装置及合模装置开模时的状态的图。 图5是表示第一实施方式的控制部的构成例的图。 图6是用来说明由电流图形生成器生成的电流图形的图。 图7是用来说明基于第一实施方式的控制部的合模力的控制的图。 图8是表示第二实施方式的控制部的构成例的图。 图9是用来说明基于第二实施方式的控制部的合模力的控制的图。 图10是表示使用了由马达框封闭了磁场的产生区域的旋转型马达的本发明的变
形例的图。 符号的说明 10合模装置 11固定模板 12可动模板 12a可动模板凸缘部13后模板14连杆15固定模具16可动模具17注射装置18注射喷嘴19模具装置21导柱22吸附板23导孔24大径部25小径部28线性马达29定子31可动件37电磁铁单元39杆41->42孔
43螺纹44螺母45线圈配设部46铁芯47磁轭48线圈49电磁铁51吸附部55合模力检测器71滚珠丝杠螺母72滚珠丝杠轴73马达支架74开闭模马达75位置检测器601上位控制器
602电流图形生成器
603积分器
604放大器
605 、606加法器
607切换监视器
Brl轴承部件
Gd导轨
Fr框架
nl->n2螺母
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。另外，在本实施方式中，对 于合模装置，将进行闭模时的可动模板的移动方向设为前方，将进行开模时的可动模板的 移动方向设为后方，对于注射装置，将进行注射时的螺杆的移动方向设为前方，将进行计量 时的螺杆的移动方向设为后方，而进行说明。 图3是表示本发明实施方式的模具装置及合模装置闭模时的状态的图。图4是表 示本发明实施方式的模具装置及合模装置开模时的状态的图。 在图中，10是合模装置；Fr是注射成形机的框架Gd是铺设在该框架Fr上而构成 轨道、对合模装置IO进行支持并且进行引导的作为第1引导部件的两个导轨(在图中仅表 示两个导轨Gd中的1个)；11是载放在该导轨Gd上、相对于上述框架Fr及导轨Gd固定 的、作为第1固定部件的固定模板；与该固定模板11隔开规定间隔且与固定模板11相对地 配设有作为第2固定部件的后模板13 ;在上述固定模板11与后模板13之间架设有4个作 为连结部件的连杆14 (在图中仅表示4个连杆14中的两个)。另外，上述后模板13载放在 上述导轨Gd上，以便能够随着连杆14伸縮而相对于导轨Gd稍微移动。
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另外，在本实施方式中，固定模板11相对于框架Fr及导轨Gd固定，后模板13能 够相对于导轨Gd稍微移动，但也可以使后模板13相对于框架Fr及导轨Gd固定，使固定模 板11能够相对于导轨Gd稍微移动。 沿着上述连杆14而与固定模板11相对地、沿开闭模方向进退自如地配设有作为 第1可动部件的可动模板12。为此，在上述可动模板12的与连杆14相对应的位置上，形成 有用来使连杆14贯通的未图示的导孔。 在上述连杆14的前端部形成有未图示的第1螺纹部，上述连杆14通过使上述第1 螺纹部与螺母nl螺合而固定在固定模板11上。此外，在上述各连杆14后方的规定部分， 从后模板13的后端面朝向后方突出、且与连杆14一体地形成有外径比连杆14小的作为第 2引导部件的导柱21。并且，在后模板13的后端面的附近形成有未图示的第2螺纹部，上 述固定模板11和后模板13通过使上述第2螺纹部与螺母n2螺合而连结。在本实施方式 中，导柱21与连杆14 一体地形成，但也能够将导柱21与连杆14分体地形成。
此外，分别在上述固定模板11上固定有作为第1模具的固定模具15、在上述可动 模板12上固定有作为第2模具的可动模具16，随着上述可动模板12的进退，使固定模具15 与可动模具16接触分离，进行闭模、合模及开模。另外，随着进行合模，在固定模具15与可 动模具16之间形成多个未图示的型腔空间，从注射装置17的注射喷嘴18注射的作为成形 材料的未图示的树脂被填充到上述各型腔空间中。此外，由固定模具15及可动模具16构 成模具装置19。 并且，与上述可动模板12平行地配设的作为第2可动部件的吸附板22，在后模板 13的后方沿着上述各导柱21进退自如地配设，并由导柱21引导。另外，在上述吸附板22 上，在与各导柱21对应的位置上，形成有用来使导柱21贯通的导孔23。该导孔23具备大 径部24，在前端面上开口 ，收容滚珠螺母n2 ;和小径部25，在吸附板22的后端面上开口 ，具 备相对于导柱21滑动的滑动面。在本实施方式中，吸附板22由导柱21引导，但吸附板22 不仅能够由导柱21、还能够由导轨Gd引导。 然而，为了使上述可动模板12进退，在可动模板12与框架Fr之间配设有作为第 1驱动部的、且作为开闭模用的驱动部的线性马达28。上述线性马达28具备作为第1驱动 要素的定子29、以及作为第2驱动要素的可动件31，上述定子29与上述导轨Gd平行、且对 应于可动模板12的移动范围地形成在上述框架Fr上，上述可动件31与上述定子29相对 且遍及规定范围地形成在可动模板12的下端。 上述可动件31具备铁芯34及线圈35。并且，上述铁芯34具备朝向定子29突出、 以规定间距形成的多个磁极齿33，上述线圈35巻装在各磁极齿33上。另外，上述磁极齿 33在相对于可动模板12的移动方向为直角的方向上相互平行地形成。此外，上述定子29 具备未图示的铁芯、以及延伸形成在该铁芯上的未图示的永久磁铁。该永久磁铁是通过交 替地、且以与上述磁极齿33相同的间距使N极及S极的各磁极着磁而形成的。
因此，当通过对上述线圈35供给规定的电流而驱动线性马达28时，可动件31进 退，随之可动模板12进退，而能够进行闭模及开模。 另外，在本实施方式中，在定子29上配设永久磁铁、在可动件31上配设线圈35，但 也能够在定子上配设线圈、在可动件上配设永久磁铁。在此情况下，线圈不随着驱动线性马 达28而移动，所以能够容易进行用来对线圈供给电力的布线。
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然而，当上述可动模板12前进而可动模具16与固定模具15抵接时，进行闭模，接 着进行合模。并且，为了进行合模，在后模板13与吸附板22之间，配设有作为第2驱动部 的、且作为合模用的驱动部的电磁铁单元37。并且，进退自如地配设有作为合模力传递部件 的杆39，该杆39贯通后模板13及吸附板22而延伸、且将可动模板12与吸附板22连结。 该杆39在闭模时及开模时与可动模板12的进退联动而使吸附板22进退，在合模时将由电 磁铁单元37产生的合模力传递给可动模板12。 另外，由固定模板11、可动模板12、后模板13、吸附板22、线性马达28、电磁铁单元 37、杆39等构成合模装置10。 此外，在合模装置10中，通过控制部60控制作为开闭模用驱动部的线性马达28 的动作、和作为合模用驱动部的电磁铁单元37的动作。对于控制部60的详细情况在后面 叙述。 上述电磁铁单元37包括在后模板13侧形成的作为第1驱动部件的电磁铁49、以 及在吸附板22侧形成的作为第2驱动部件的吸附部51，该吸附部51形成在上述吸附部22 前端面的规定部分，在本实施方式中形成在吸附板22上包围上述杆39且与电磁铁49相对 的部分。此外，在后模板13后端面的规定部分、在本实施方式中在上述杆39稍微上方及下 方，相互平行地形成有具有矩形截面形状的作为线圈配设部的两个槽45，在各槽45之间形 成具有矩形形状的线圈46，在其他部分形成磁轭47。并且，在上述铁芯46上巻装线圈48。
另外，上述铁芯46及磁轭47通过铸件的一体构造而构成，但也可以通过将由强磁 性体形成的薄板层叠来形成，并构成电磁层叠钢板。 在本实施方式中，与后模板13不同地形成电磁铁49、与吸附板22不同地形成吸附 部51，但也可以将电磁铁形成为后模板13的一部分、将吸附部形成为吸附板22的一部分。
因此，在电磁铁单元37中，当对上述线圈48供给电流(直流电流)时，电磁铁49 被驱动，对吸附部51进行吸附，能够产生上述合模力。 并且，上述杆39被配设为，在后端部与吸附板22连结、在前端部与可动模板12连 结。因此，杆39在闭模时随着可动模板12的前进而前进，而使吸附板22前进，在开模时随 着可动模板12的后退而后退，而使吸附板22后退。 为此，在上述后模板13的中央部分上形成用来使杆39贯通的孔41，在上述吸附板 22的中央部分上形成用来使杆39贯通的孔42，面向上述孔41前端部的开口而配设滑动自 如地支持杆39的套筒等的轴承部件Brl。此外，在上述杆39的后端部形成有螺纹43，使该 螺纹43与被相对于吸附板22旋转自如地支持的作为模厚调整机构的螺母44螺合。
在上述螺母44的外周面上形成有未图示的大直径的齿轮，在上述吸附板22上配 设有作为模厚调整用的驱动部的未图示的模厚调整用马达，使安装在该模厚调整用马达的 输出轴上的小直径的齿轮与形成在上述螺母44的外周面上的齿轮啮合。
并且，当对应于模具装置19的厚度而驱动模厚调整用马达、使上述螺母44相对于 螺纹43旋转规定量时，杆39相对于吸附板22的位置被调整，而吸附板22相对于固定模板 11及可动模板12的位置被调整，能够使间隙S成为适当的值。S卩，通过改变可动模板12 与吸附板22的相对位置，由此进行模厚的调整。 另外，在本实施方式中，铁芯46、磁轭47以及吸附板22的整体由电磁层叠钢板构 成，但也可以由电磁层叠钢板构成后模板13的铁芯46周围及吸附部51。在本实施方式中，在后模板13的后端面上形成电磁铁49，并与该电磁铁49相对地、在吸附板22的前端面上 进退自如地配设吸附部51，但也可以在后模板13的后端面上配设吸附部，并与该吸附部相 对地、在吸附板22的前端面上进退自如地配设电磁铁。 接着，对控制部60的详细情况进行说明。图5是表示第一实施方式的控制部的构 成例的图。在第一实施方式中，将控制部60作为控制部60a进行说明。控制部60a由上位 控制器601、电流图形生成器602、积分器603、放大器604、加法器605及606等构成。
上位控制器601具备CPU及存储器等，通过CPU处理记录在存储器中的控制程序， 由此控制线性马达28及电磁铁49的动作。上位控制器601输出表示合模力大小的指令 (合模力指令)和表示线性马达28应移动的位置的指令(位置指令)。另外，在本实施方 式中，为了方便而省略与线性马达28的控制有关的详细说明。因此，在图中省略了用来进 行线性马达28的控制的构成要素。 来自上位控制器601的合模力指令被输入到电流图形生成器602中。电流图形生 成器602例如由伺服卡构成，生成与合模力指令所表示的合模力相对应的电流图形。这里， 所谓电流图形，是指表示对电磁铁49(线圈48)供给的时间序列的电流值的信息。电流图形 生成器602根据所生成的电流图形，将表示向电磁铁49供给的电流值的信号(电流指令)、 对应于时间的经过而依次输出给加法器606。 来自上位控制器601的合模指令也被输入到加法器605中。还对加法器605输入 由设置于合模装置10的合模力检测器55检测到的合模力检测值(实际值)。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)和合模力检测值，计算实际值相对 于合模力指令的误差(合模力误差)。计算出的合模力误差被输入到积分器603中。另外， 合模力检测器55也可以由检测连杆14的伸长量的传感器、或配设在杆39上的测力传感器 等载荷检测器、或者检测电磁铁49与吸附部51之间的磁通的传感器构成。
积分器603为了消除合模力误差，而通过对合模力误差进行积分来计算对于电流 指令的修正值，并将表示该修正值的信号(修正指令)依次输出给加法器606。
作为修正电流指令部的加法器606，通过从积分器603输入的修正指令所表示的 电流值(修正指令值)，来对在从电流图形生成器602输入的电流指令中所表示的电流值 (电流指令值)进行修正，并将表示修正后的电流值的信号(修正电流指令)依次输出给放 大器604。放大器604例如由驱动卡构成，将与从加法器606输入的修正电流指令相对应的
电流供给到电磁铁49中。对应于该电流的供给而电磁铁49进行驱动。 另外，在本实施方式中，由电流图形生成器602构成第一电流指令生成部610，由
加法器605及积分器603构成第二电流指令生成部620。 接着，对上述构成的合模装置10的动作进行说明。 控制部60进行开闭模处理，在闭模时、在图4的状态下对线圈35供给电流。接着， 线性马达28被驱动，可动模板12前进，并如图3所示，使可动模具16与固定模具15抵接。 此时，在后模板13与吸附板22之间、即在电磁铁49与吸附部51之间，形成有最佳的间隙 S 。另外，闭模所需要的力与合模力相比较，十分小。 当可动模板12到达规定的位置(可动模具16与固定模具15抵接的位置、或抵接 稍微之前的位置)时，开始合模工序。即，上位控制器61将表示预先设定的合模力的目标
10值(目标合模力)的合模力指令，输出给电流图形生成器602及加法器605。电流图形生成 器602生成对应于合模力指令的电流图形，根据该电流图形与时间的经过相对应地输出电 流指令。这里，以基于电磁铁49的合模力的上升响应性提高的方式生成电流图形。
图6是用来说明由电流图形生成器生成的电流图形的图。在图6(A)中，电流图形 Ll由虚线的折线表示。图6(A)的纵轴表示电流值，横轴表示时间的经过。另一方面，在图 6(B)中，由曲线L2表示在与电流图形相对应的电流值直接被供给到线圈48中的情况下得 到的合模力的变迁。图6(B)的纵轴表示合模力，横轴表示时间的经过。另外，(A)的横轴 与(B)的横轴的时间的经过一致。 如图所示，电流图形L1，在从开始合模时起的规定期间(tl t2)包含产生合模力 的上升电流指令，之后(t2以后)包含维持合模力的维持电流指令。在上升电流指令中，超 过对应于目标合模力的电流值的电流(额定电流)的电流、例如最大电流(控制部60a能 够适当供给的最大电流值的电流)被作为电流指令值。在维持电流指令中，额定电流被作 为电流指令值。如果基于该电流图形，则在tl t2期间将较大地超过额定电流的电流供 给到线圈48中。结果，在图6(B)的曲线L2中由符号a表示的部分(tl t2期间)的倾 斜变大。即，电磁铁49的上升响应性提高。这样，电流图形生成器601生成能够提高电磁 铁49的上升响应性的电流图形。 但是，通过电磁铁49可得到的合模力，由于电磁铁49的磁滞导致的影响、电磁铁 49与吸附部51之间的间隙S的误差、以及树脂的变形导致的误差等，相对于相同的电流值 并不一定总是能得到相同的大小。因此，即使供给了额定电流也不一定能够得到目标合模 力，如图6(B)所示，在目标合模力与实际值之间可能产生合模力误差e。
因此，控制部60a为了防止合模力误差e的产生，不是将基于电流图形的电流直接 供给到线圈48中，而是通过进行基于根据合模力检测器55的检测值的修正命令的控制，由 此修正向线圈48的供给电流。 即，加法器605基于合模力指令值和从合模力检测器55依次输入的合模力检测值 计算合模力误差，并输出给积分器603。积分器603通过从开始合模时对合模力误差进行积 分，由此计算为了消除合模力误差而对电磁铁49供给的电流的修正值，并将表示该修正值 的修正指令输出给加法器606。 加法器606通过从积分器603输入的修正指令所表示的电流值，对在从电流图形 生成器602输入的电流指令中表示的电流值进行修正，并将表示修正后的电流值的信号 (修正电流指令)输出给放大器604。放大器604将与从加法器606输入的修正电流指令 相对应的电流供给到电磁铁49的线圈48中。 通过对线圈48供给电流而使电磁铁49驱动，吸附部51被电磁铁49的吸附力吸 附。随之，经由吸附板22及杆39将合模力传递给可动模板12，进行合模。
在合模中，通过控制部60a的基于电流图形的控制、和基于根据合模力检测器55 的检测值的修正指令的控制，如以下这样控制合模力。 图7是用来说明第一实施方式的控制部的合模力的控制的图。在图7中，对于与 图6相同的部分赋予相同的符号，并将其说明适当省略。 在图7 (A)中，曲线L3表示基于修正电流指令而从放大器604实际对线圈48供给 的电流的电流值(修正电流指令的电流值)的变迁。此外，在图7(B)中，曲线L4表示将由
11曲线L3表示的电流供给到线圈48中的结果、所检测到的合模力。 如曲线L3所示，控制部60a在从开始合模时起的规定期间(tl t3)，供给最大电 流。这是基于电流图形L1的上升电流指令的控制的结果。通过在从开始合模时起的较长 期间供给最大电流，由此电磁铁49的上升响应性提高，合模力迅速增加(在曲线L4中由符 号a表示的部分)。 此外，在第一实施方式中，控制部60a的积分器603从开始合模时起开始合模力误 差的积分。即，在第一实施方式中，从开始合模时起，开始基于修正指令的控制，该修正指令 根据基于上升电流指令的合模力的合模力检测器55的检测值。 然而，如曲线L3所示，控制部60a在比由电流图形Ll指定的期间(tl t2)长的 期间(tl t3)供给最大电流。这是因为，在t2时刻，合模力未达到目标合模力，而通过基 于根据合模力检测器55的检测值的修正指令的控制，由积分器603对相应量的合模力误差 进行积分，通过来自积分器603的修正指令对基于电流图形L1的电流指令进行修正。因此， 在能得到目标合模力的t3之前供给最大电流。 当能得到目标合模力时，控制部60a要按照电流图形Ll的维持电流指令使供给电 流降低为额定电流。但是，由于电磁铁49的响应性不仅在上升时、在其反方向(下降时) 也不良好，所以在供给电流开始降低后(t3以后)，也如曲线L4中由符号b所示那样，合模 力继续增加。结果，对于产生的合模力误差也进行基于根据合模力检测器55的检测值的修 正指令的控制，积分器603对该合模力误差进行积分，并输出修正指令。结果，在加法器606 中，通过修正指令对来自电流图形生成器602的维持电流指令进行修正，如在曲线L3中由 符号c所示那样，将电流值比额定电流低的电流供给到线圈48中。合模力比供给电流的下 降延迟地开始下降，并接近目标合模力。 然后，例如图6(B)所示，在通过额定电流得不到目标合模力的情况下，积分器603 通过对合模力误差e进行积分而输出修正指令。通过该修正指令来修正维持电流指令，由 此如在曲线L3中由符号d所示，将比额定电流大的电流供给到线圈48中。结果，在图中在 t4达到目标合模力，并成为稳定状态。在成为稳定状态后，在合模保持中，也将由合模力检 测器55检测到的合模力检测值依次输入到加法器605中，通过基于根据合模力检测器55 的检测值的修正指令的控制，调整对线圈48供给的电流。结果，以稳定的合模力进行合模。
在此期间，在注射装置17中熔融的树脂从注射喷嘴18注射，填充到模具装置19 的各型腔空间中。另外，作为上述载荷检测器，可以使用配设在杆39上的测力传感器、检测 连杆14的伸长量的传感器等。 并且，当各型腔空间内的树脂被冷却而固化时，控制部60a在开模时，在图3的状 态下，停止对上述线圈48供给电流。随之，驱动线性马达28，使可动模板12后退，并如图4 所示，将可动模具16置于后退极限位置，进行开模。 如上所述，根据具有第一实施方式的控制部60a的合模装置，由电流图形生成器 602生成考虑了电磁铁的特性的电流图形，并基于该电流图形对于合模力进行控制。因此， 能够提高合模力的上升响应性，并能够縮短成形循环。此外，由于通过积分器603、加法器 605及加法器606等，对于合模力进行基于根据合模力检测器55的检测值的修正指令的控 制，所以能够适当地维持目标合模力。 接着，对第二实施方式进行说明。在第一实施方式的控制部60a中，如图7(B)所示，在t3 t4的期间中发生了合模力超过了目标合模力的现象(即合模力的过冲)。从 模具的保护及防止不良成形的观点来看，合模力的过冲是不优选的。因此，在第二实施方式 中，对解决了该问题的例子进行说明。 图8是表示第二实施方式的控制部的构成例的图。在图8中，对于与图5相同的 部分赋予相同符号，并适当省略其说明。在第二实施方式中，将控制部60作为控制部60b 进行说明。 控制部60b除了控制部60a的构成要素以外，还将切换监视器607作为构成要素。 切换监视器607对积分器603的ON/OFF进行切换。即，切换监视器607基于从上位控制器 601输入的合模力指令值和从合模力检测器55输入的合模力检测值，使积分器603在适当 的定时动作、在适当的定时停止。积分器603动作，意味着基于根据合模力检测器55的检 测值的修正指令的控制动作。此外，积分器603停止，意味着基于根据合模力检测器55的 检测值的修正指令的控制停止。 以下，对具备切换监视器607的积分器606的合模力的控制进行说明。图9是用 来说明第二实施方式的控制部的合模力的控制的图。在图9中，对于与图7相同的部分赋 予相同符号，并适当省略其说明。 在第二实施方式中，切换监视器607在开始合模最初，通过对积分器603输出停止 命令而使积分器603停止。因此，在图中，在tl t5期间不进行积分器603的合模力误差 的积分，不进行加法器606的基于来自电流图形生成器602的上升电流指令的电流指令值 的修正。结果，如图9(A)所示，在tl t5期间将电流图形Ll所表示那样的电流供给到线 圈48。另外，在图9(A)中，在tl t5期间，曲线L3的轨迹与电流图形Ll一致，但考虑到 表示电流图形Ll的虚线的视觉辨识度，而未记载表示曲线L3的实线。
这里，在合模力开始稳定之前停止积分器603的动作是因为，从开始合模时起进 行合模力误差的积分，被认为是第一实施方式中的合模力过冲的原因之一。即，这是因为， 在图7(B)中，为了对在tl t2期间所积分的合模力误差进行修正，延长了供给最大电流 的期间，结果在合模力达到目标合模力时t3以后会过冲。因此，在第二实施方式中，在开始 合模后，在合模力不稳定的期间(tl t5)，切换监视器607使积分器603的动作停止。
当基于维持电流指令而合模力开始稳定时(t5)，切换监视器607对积分器603输 出动作命令。另外，切换监视器607对从合模力检测器55输入的合模力检测值的对应于时 间的变位进行监视，由此检测合模力的稳定。例如，如果在规定时间内合模力检测值的变位 在规定值以内，则切换监视器607判断为合模力稳定。 积分器603根据动作命令而开始动作(即合模力误差的积分)。在图9(B)的例 子中，在开始积分时t5的基于维持电流指令的合模力检测值低于目标合模力。因此，积分 器603将用来修正该合模力误差的修正指令输出给加法器606。加法器606通过修正指令 值对基于来自电流图形生成器602的维持电流指令的电流指令值进行修正。结果，如曲线 L3所示，供给电流成为超过额定电流的值。随着供给电流的增加，合模力也增加，在图9(B) 中，在t6达到目标合模力。另外，在第二实施方式中，由于在基于维持电流指令而合模力开 始稳定之后开始合模力误差的积分，所以对于电流指令值不进行急剧的修正，而降低了合 模力过冲的可能性。因此，当在t6达到目标合模力时，直接成为稳定状态。在成为稳定状 态之后，在合模保持中(应维持目标合模力的期间)，切换监视器607也使积分器603动作。因此，基于从合模力检测器55输入的合模力检测值，通过基于根据合模力检测器55的检测 值的修正指令的控制，调整向线圈48供给的电流。结果，以稳定的合模力进行合模。
另外，虽然在图中省略，但在合模工序中在从上位控制器输入了用来使合模力降 低的合模力指令(即表示比当前的合模力低的合模力的合模力指令)时，切换监视器607 向积分器603输出停止命令，使积分器603停止。因此，在该情况下，根据该合模力指令，将 按照由电流图形生成器602生成的电流图形的电流直接供给到线圈48中。结果，合模力开 始降低，并稳定在合模力指令表示的合模力附近。这样，不进行合模力急剧降低的期间中的 合模力误差的积分，由此防止合模力需要以上地降低。 此外，当合模工序结束、来自上位控制器601的合模指令表示的合模力成为0时， 切换监视器607使积分器603停止。由此，即使从电流图形生成器602输出的电流指令的 电流值是0，通过基于根据合模力检测器55的检测值的修正指令的控制，也能够防止合模 力增加。即，这是因为，在保持积分器603动作了的状态下，会由于将合模力误差积分而从 积分器603输出修正指令，该修正指令表示的电流值的电流被供给到线圈48中。然后，是 因为形成了以下的循环由于对线圈48供给电流，合模力误差进一步变大，为了修正该合 模力误差而从积分器603输出绝对值更大的修正指令，并通过该修正指令将绝对值更大的 电流值的电流供给到线圈48中。另外，由于力的大小与电流值的平方成正比例，所以即使 修正指令的电流值为负，也不会向使合模力降低的方向作用。 如上所述，根据第二实施方式的控制部60b，通过切换监视器607将合模力不稳定 的期间(上升时、下降时等)的基于根据合模力检测器55的检测值的修正指令的控制停 止。因此，能够减小合模力过冲的可能性。结果，与第一实施方式相比能够进一步縮短到达 目标合模力的时间，能够縮短成形循环。 另外，在本实施方式中，作为合模力检测部优选使用检测对模具施加的载荷的合 模力检测器55，所以表示了使用合模力检测器55的例子。但是，作为合模力检测部，还可以 使用检测电磁铁的磁通密度的磁通密度检测器，也可以使用计测后模板13与吸附板22之 间的间隙S的距离检测器等。 然而，本实施方式的合模装置的控制方法，也可以不是通过线性马达28的驱动来 进行开闭模动作的合模装置。特别是在线性马达28的情况下，由于磁铁在框架表面露出，
所以可能附着粉尘等。因此，在图io中表示本申请的变形例，即作为开闭模驱动部不使用
线性马达28、而使用由马达框封闭了磁场的产生区域的旋转型马达。 作为第2驱动部的电磁铁单元的说明与图l及图2同样，所以省略说明。作为第 l驱动部的、且作为开闭模用的驱动部(开闭模驱动部)的开闭模用马达74，不可移动地安 装在固定于框架的马达支架73上。这里，开闭模马达74使用由马达框封闭了磁场的产生 区域的旋转型马达。从旋转型马达突出有未图示的马达轴，马达轴与滚珠丝杠轴72连结。 滚珠丝杠轴72与滚珠丝杠螺母71螺合，由此构成将由旋转型马达产生的旋转运动转换为 直进运动的运动方向变换装置。并且，滚珠丝杠螺母71不可旋转地配设在从可动模板12 的下部突出的可动模板凸缘部12a上。由此，通过开闭模马达74的旋转，可动模板12能够 前后运动、进行可动模具16的开闭模动作。 并且，在开闭模马达74的后端安装有位置检测器75，读入开闭模马达74的旋转角 度，能够掌握可动模板12的位置。由此，开闭模处理部61控制开闭模马达74。
在本构成中，在通过电磁铁产生向模具装置19的合模力的过程中，更具体地是在 开始升压之后，当成为不可能发生模具的位置偏移时，开闭模处理部61可变地控制向开闭 模马达74的电流供给。具体地，使电流的供给停止。由此，开闭模马达74被位置控制导致 的对合模力的影响消失。 以上，详述了本发明的实施例，但本发明不限定于该特定的实施方式，在专利请求 范围所记载的本发明的主旨范围内能够进行各种变形、变更。 本国际申请主张基于2007年8月28日提出的日本专利申请2007-221573号的优 先权，在本国际申请中引用2007-221573号的全部内容。
权利要求
一种合模装置，通过电磁铁作用合模力，其特征在于，具有第一电流指令生成部，生成对应于目标合模力的、向上述电磁铁的电流指令；合模力检测部，检测上述电磁铁的上述合模力；以及第二电流指令生成部，基于由上述合模力检测部检测到的合模力检测值，生成修正上述电流指令的修正指令。
2. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于，具有修正电流指令计算部，该修正电流指令计算部基于由上述第一 电流指令生成部生 成的上述电流指令和由上述第二电流生成指令部生成的上述修正指令，计算向上述电磁铁 供给的修正电流指令。
3. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于，上述第一电流指令生成部，生成具有产生上述合模力的上升电流指令和维持所产生的 合模力的维持电流指令的电流指令。
4. 如权利要求3所述的合模装置，其特征在于，上述第二电流指令生成部，根据基于上述维持电流指令维持的合模力与由上述合模力 检测部检测到的合模力检测值之间的误差，生成上述修正指令。
5. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于，上述第一 电流指令生成部，在开始合模时生成表示比对应于上述目标合模力的电流大 的电流值的电流指令。
6. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于，上述第二电流指令生成部，基于上述目标合模力与上述合模力检测值之间的误差，生 成上述修正指令。
7. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于，具有基于上述合模力检测值来切换上述第二电流生成部的动作及停止的切换部。
8. 如权利要求7所述的合模装置，其特征在于，上述切换部，在基于由第一电流指令生成部生成的电流指令中的维持电流指令来控制 的情况下，切换上述第二电流指令生成部的动作及停止。
9. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于，上述切换部，在应维持目标合模力的期间，使上述第二电流指令生成部动作。
10. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于，上述切换部，在从开始合模后的规定的期间，使上述第二电流指令部停止。
11. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于，上述切换部，在从上述目标合模力的变更开始时起的规定的期间，使上述第二电流指 令部停止。
12. 如权利要求l所述的合模装置，其特征在于， 上述切换部，在上述目标合模力为0时，使上述第二电流指令部停止。
13. —种合模控制方法，通过电磁铁作用合模力，其特征在于， 生成对应于目标合模力的、向上述电磁铁的电流指令； 检测上述电磁铁的上述合模力；以及基于上述合模力检测值，生成修正上述电流指令的修正指令。
14.如权利要求13所述的合模控制方法，其特征在于，基于上述电流指令和上述修正指令，计算向上述电磁铁供给的修正电流指令。
全文摘要
一种合模装置以及合模控制方法。该合模装置为，通过电磁铁作用合模力，其特征在于，具有第一电流指令生成部，生成对应于目标合模力的、向上述电磁铁的电流指令；合模力检测部，检测上述电磁铁的上述合模力；第二电流指令生成部，基于由上述合模力检测部检测到的合模力检测值，生成修正上述电流指令的修正指令。通过以上，提供一种能够适当地控制使用电磁铁而作用的合模力的合模装置。
文档编号B29C45/64GK101784380SQ20088010444
公开日2010年7月21日 申请日期2008年8月26日 优先权日2007年8月28日
发明者加藤敦, 山本泰三, 柴田达也, 森田洋 申请人:住友重机械工业株式会社