注射成型的制造方法
【专利摘要】一种注射成型机，能够增大模开闭动作的加速度及减速度，并且能够减少模开闭动作的振动。注射成型机，包括：驱动源；驱动部，通过上述驱动源被驱动；被驱动部，通过上述驱动源，经由上述驱动部而被驱动；修正指令生成部，对所输入的指令值进行修正而生成修正指令；以及反馈控制部，根据上述修正指令、以及来自上述驱动部或上述被驱动部的反馈值，对上述驱动部提供控制输入。
【专利说明】注射成型机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种注射成型机。
【背景技术】
[0002]以往，公知有如下肘节杆式合模装置的控制方法:在受压板与合模板之间配设肘节杆机构，通过设置在上述受压板上的驱动部使上述肘节杆机构的十字头进行进退移动，从而进行模开闭及合模，其中，将使上述合模板低速移动之后减速或停止为止的负加速度控制为，小于高速移动之后减速或停止为止的负加速度(例如参照专利文献I)。
[0003]专利文献1:日本特开2004-155063号公报
[0004]然而，在注射成型机中，合模装置使支撑定模的固定压板与支撑动模的可动压板对置，并且将模开闭用致动器的驱动力直接或经由肘节杆机构等驱动力传递机构传递到可动压板，使可动压板进行进退移动来进行模开闭动作。模开闭动作是为了取出成型品而在每个成型周期必须进行的动作。因此，增大模开闭动作的加速度、减速度关系到成型周期的缩短。但是，由于可动压板及驱动力传递机构具有相当大的质量，因此急剧加速或减速的动作在合模装置中产生振动及噪音。振动一般情况下会导致装置的耐久性下降。此外，停止时(动模与定模接触时)产生的残余振动还导致模具的耐久性下降，或导致成型品质的下降。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种注射成型机，能够增大模开闭动作的加速度及减速度，并且能够减少模开闭动作的振动。
[0006]根据本发明的一个方案，提供一种注射成型机，包括:驱动源；驱动部，通过上述驱动源被驱动；被驱动部，通过上述驱动源，经由上述驱动部而被驱动；修正指令生成部，对所输入的指令值进行修正而生成修正指令；以及反馈控制部，根据上述修正指令、以及来自上述驱动部或上述被驱动部的反馈值，对上述驱动部提供控制输入。
[0007]发明效果
[0008]根据本发明，能够得到一种注射成型机，能够增大模开闭动作的加速度及减速度，并且能够减少模开闭动作的振动。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是表示一个实施方式的注射成型机10的闭模完成时的状态的图。
[0010]图2是表示一个实施方式的注射成型机10的开模完成时的状态的图。
[0011]图3是表示另一个实施方式的注射成型机1A的闭模完成时的状态的图。
[0012]图4是表示用于控制注射成型机10或1A的合模装置的动作等的控制器90的一例的图。
[0013]图5是表不与直动式的注射成型机10相关的动力学模型的一例的图。
[0014]图6是表示与肘节式的注射成型机1A相关的动力学模型的一例的图。
[0015]图7是表示通过控制器90实现的控制块200的一例的框图。
[0016]图8是将图7的框图简化的框图。
[0017]图9是将图8的框图简化的框图。
[0018]图10是比较例的框图。
[0019]符号说明
[0020]10U0A注射成型机
[0021]15 定模
[0022]16 动模
[0023]19模具装置
[0024]46电磁铁的磁芯
[0025]48 电磁铁的线圈
[0026]49 电磁铁
[0027]90控制器
[0028]112 固定压板
[0029]113 可动压板
[0030]130 模具装置
[0031]132 定模
[0032]133 动模
【具体实施方式】
[0033]以下，参照附图详细说明各实施例。在各图中，对相同或对应的结构标以相同或对应的符号并省略说明。此外，将进行闭模时的可动压板的移动方向设为前方，将进行开模时的可动压板的移动方向设为后方来进行说明。
[0034]图1是表示一个实施方式的注射成型机10的闭模完成时的状态的图。图2是表不一个实施方式的注射成型机10的开模完成时的状态的图。
[0035]在附图中，10是注射成型机，Fr是注射成型机10的框架，Gd是铺设在该框架Fr上的由2根导轨构成的引导件，11是固定压板。固定压板11可以设置在能够沿着在模开闭方向(图中为左右方向)上延伸的引导件Gd移动的位置调整基座Ba上。另外，固定压板11也可以载置在框架Fr上。
[0036]与固定压板11对置地配设有可动压板12。可动压板12固定在可动基座Bb上，可动基座Bb能够在引导件Gd上行走。由此，可动压板12能够相对于固定压板11在模开闭方向上移动。
[0037]与固定压板11隔着预定的间隔且与固定压板11平行地配设有后压板13。后压板13经由腿部13a固定在框架Fr上。
[0038]在固定压板11与后压板13之间架设有4根作为连结构件的连接杆14(在图中，只表示4根连接杆14中的2根)。固定压板11经由连接杆14固定于后压板13。沿着连接杆14进退自如地配设可动压板12。可动压板12的与连接杆14对应的部位形成用于供连接杆14贯通的未图示的引导孔。另外，也可以代替引导孔而形成缺口部。
[0039]在连接杆14的前端部(在图中为右端部)形成未图示的螺纹部，通过在该螺纹部上螺合并紧固螺母nl，连接杆14的前端部固定于固定压板11。连接杆14的后端部固定于后压板13。
[0040]在固定压板11上安装有定模15，在可动压板12上安装有动模16，伴随着可动压板12的进退，定模15和动模16接触分离，进行闭模、合模及开模。另外，伴随着进行合模，在定模15与动模16之间形成未图示的型腔空间，熔融树脂填充到型腔空间中。由定模15及动模16构成模具装置19。
[0041]吸附板22与可动压板12平行地配设。吸附板22经由安装板27固定于滑动基座Sb，滑动基座Sb能够在引导件Gd上行走。由此，吸附板22在比后压板13靠后方的位置进退自如。吸附板22可以由软磁性材料形成。另外，也可以没有安装板27，在这种情况下，吸附板22直接固定于滑动基座Sb。
[0042]杆39在后端部与吸附板22连结，在前端部与可动压板12连结而配设。因此，杆39在闭模时伴随着吸附板22前进而前进，从而使可动压板12前进，且在开模时伴随着吸附板22后退而后退，从而使可动压板12后退。因此，在后压板13的中央部分形成用于供杆39贯通的杆孔41。
[0043]线性马达28是用于使可动压板12进退的模开闭驱动部，例如被配设在和可动压板12连结的吸附板22与框架Fr之间。另外，线性马达28也可以配设在可动压板12与框架Fr之间。
[0044]线性马达28具备固定件29及可动件31。固定件29在框架Fr上与引导件Gd平行且与滑动基座Sb的移动范围对应地形成。可动件31在滑动基座Sb的下端与固定件29对置且横跨预定的范围地形成。
[0045]可动件31具备磁芯34及线圈35。磁芯34具备朝向固定件29突出的多个磁极齿33。多个磁极齿33在与模开闭方向平行的方向上以预定的齿距排列。线圈35卷绕在各磁极齿33上。
[0046]固定件29具备未图不的磁芯及设置在该磁芯上的未图不的多个永久磁铁。多个永久磁铁在与模开闭方向平行的方向上以预定的间距排列，可动件31侧的磁极被交替地磁化为N极和S极。
[0047]若向可动件31的线圈35供给预定的电流,贝U通过由在线圈35中流动的电流形成的磁场和由永久磁铁形成的磁场的相互作用，可动件31进退。伴随于此，吸附板22及可动压板12进退，进行闭模及开模。线性马达28根据对可动件31的位置进行检测的位置传感器53的检测结果被反馈控制，以使可动件31的位置成为目标值。在后文详细说明该反馈控制的方式。位置传感器53通过检测可动件31的位置，能够检测动模16与定模15之间的距离(模开闭位置)。
[0048]另外，在本实施方式中，在固定件29上配设永久磁铁，在可动件31上配设线圈35，但也可以在固定件上配设线圈，在可动件上配设永久磁铁。在这种情况下，线圈不会伴随着线性马达28被驱动而移动，因此能够容易进行用于向线圈供给电力的布线。
[0049]另外，作为模开闭驱动部，也可以代替线性马达28而使用旋转马达及将旋转马达的旋转运动转换为直线运动的滚珠丝杠机构、或者液压缸或空气压缸等流体压缸等。
[0050]电磁铁单元37在后压板13与吸附板22之间产生吸附力。该吸附力经由杆39传递到可动压板12，在可动压板12与固定压板11之间产生合模力。
[0051]电磁铁单元37由形成在后压板13侧的电磁铁49及形成在吸附板22侧的吸附部51构成。吸附部51形成在吸附板22的吸附面(前端面)的预定的部分，例如在吸附板22上形成于包围杆39且与电磁铁49对置的部分。此外，在后压板13的吸附面(后端面)的预定的部分，例如在杆39的周围，形成有收容电磁铁49的线圈48的槽45。比槽45靠内侧形成有磁芯46。在磁芯46的周围卷绕有线圈48。在后压板13的磁芯46以外的部分形成有磁轭47。
[0052]另外，在本实施方式中，与后压板13分开形成有电磁铁49，与吸附板22分开形成有吸附部51，但也可以将电磁铁形成为后压板13的一部分，将吸附部形成为吸附板22的一部分。此外，电磁铁和吸附部的配置也可以相反。例如，也可以在吸附板22侧设置电磁铁49，在后压板13侧设置吸附部51。此外，电磁铁49的线圈48的数量也可以是多个。
[0053]在电磁铁单元37中，若向线圈48供给电流，则电磁铁49被驱动，对吸附部51进行吸附，能够产生合模力。
[0054]图3是表示另一个实施方式的注射成型机1A的闭模完成时的状态的图。如图3所示，注射成型机1A具备框架111、固定在框架111上的固定压板112、以及与固定压板112隔着间隔配设的后压板115。固定压板112和后压板115通过多根(例如4根)连接杆116连结。连接杆116的轴向为前后方向。为了容许合模时的连接杆116的伸展，后压板115相对于框架111能够进退地被载置。
[0055]注射成型机1A还具备配设在固定压板112与后压板115之间的可动压板113。可动压板113固定在左右一对滑块114上，滑块114沿着铺设在框架111上的引导件117在前后方向上移动自如。由此，可动压板113相对于固定压板112自如地接近分离。可动压板113在与连接杆116对应的位置具有缺口。
[0056]另外，本实施方式的可动压板113在与各连接杆116对应的位置具有缺口，但也可以代替缺口而具有贯通孔。
[0057]在可动压板113的与固定压板112对置的面上安装有动模133，在固定压板112的与可动压板113对置的面上安装有定模132。由定模132和动模133构成模具装置130。若可动压板113前进，则动模133与定模132接触，进行闭模。此外，若可动压板113后退，则动模133与定模132分离，进行开模。
[0058]注射成型机1A还具备配设在可动压板113与后压板115之间的肘节机构120、以及使肘节机构120工作的合模用马达126。合模用马达126具备将旋转运动转换为直线运动的运动转换部即滚珠丝杠机构，通过使驱动轴125进退，使肘节机构120工作。
[0059]肘节机构120例如具有在与模开闭方向平行的方向上进退自如的十字头124、摆动自如地安装在十字头124上的第2肘节杆123、摆动自如地安装在后压板115上的第I肘节杆121、以及摆动自如地安装在可动压板113上的肘节臂122。第I肘节杆121与第2肘节杆123、以及第I肘节杆121与肘节臂122分别销结合。该肘节机构120是所谓的内卷5节点双肘节机构，是上下对称的结构。
[0060]由固定压板112、可动压板113、后压板115、肘节机构120及合模用马达126等构成合模装置。
[0061]接着，说明注射成型机1A的动作。在开模完成的状态下，向正方向驱动合模用马达126，使作为驱动构件的十字头124前进，从而使肘节机构120工作。此时，作为被驱动构件的可动压板113前进，如图3所示动模133与定模132接触，完成闭模。
[0062]接着，若进一步向正方向驱动合模用马达126，则肘节机构120产生合模用马达126的推进力乘以肘节倍率而得到的合模力。在合模状态的定模132与动模133之间形成未图示的型腔空间。注射装置向型腔空间填充熔融树脂，所填充的熔融树脂固化而成为成型品。
[0063]接着，若向反方向驱动合模用马达126，使十字头124后退，从而使肘节机构120工作，则可动压板113后退，进行开模。之后，顶出装置150从动模133排出成型品。另外，顶出装置150可以是任意的结构，例如可以是使用滚珠丝杠机构的结构。
[0064]另外，本实施方式的合模装置使用肘节机构120产生合模力，但也可以不使用肘节机构120，而是将由合模用马达126产生的推进力直接作为合模力而传递给可动压板113。此外，也可以将由合模用缸产生的推进力直接作为合模力而传递给可动压板113。
[0065]图4是表示用于对注射成型机10或1A的合模装置的动作等进行控制的控制器90的一例的图。以下，作为一例，主要说明适用在直动式的注射成型机10中的情况，但对于肘节式的注射成型机1A也可以是同样的。
[0066]控制器90由CPU91、R0M92、RAM93、硬盘等存储部94、输入接口、输出接口、计时器及计数器等构成。控制器90通过由CPU91执行R0M92或存储部94等中所存储的程序，来实现各种功能。
[0067]在控制器90上连接位置传感器53。位置传感器53检测可动件31的位置。另外，位置传感器53也可以检测与可动件31—体地移动的构件(例如滑动基座Sb)的位置。另夕卜，在适用于注射成型机1A的情况下，位置传感器53可以检测注射成型机1A的十字头124的位置。
[0068]图5是表不与直动式的注射成型机10相关的动力学模型的一例的图。图6是表示与肘节式的注射成型机1A相关的动力学模型的一例的图。
[0069]一般情况下，合模装置具有多个共振特性，但在此考虑将最具支配性的特性即I次共振特性采用于动力学模型中的2惯性模型(Inertia model)。若用框图来表示2惯性模型，则如图5所示。以下关于直动式的情况来说明实施例，但在肘节式的情况下，若设计出考虑了根据驱动部位置而变化的减速比G(yi)的图6所示的动力学模型和基于此的抑制振动控制系统，则也能够获得同样的效果。
[0070]在图5中，驱动部对应于由线性马达28直接驱动的滑动基座Sb，被驱动部对应于吸附板22和可动压板12。因此，例如驱动部惯性M1对应于由线性马达28直接驱动的滑动基座Sb的质量。此外，驱动部和被驱动部的结合刚性Kt对应于吸附板22和可动压板12的机械刚性。此外，被驱动部M2对应于吸附板22和可动压板12的质量。此外，Bt是驱动部和被驱动部的摩擦系数。其中，也可以将线性马达28的可动件31包含在驱动部中。在这种情况下，可动件31的惯性也被考虑进去，模型的精度提高。此外，在图5中，记号的含义如下所示。
[0071]s:拉普拉斯算子
[0072]Y1:驱动部位置
[0073]V1:驱动部速度
[0074]y2:被驱动部位置
[0075]V2:被驱动部速度
[0076]yT:驱动部与被驱动部的相对位移
[0077]ντ:驱动部与被驱动部的相对速度
[0078]fT:驱动部与被驱动部的相互作用
[0079]fin:驱动力(控制输入)
[0080]同样，驱动部对应于十字头124 (包括滚珠丝杠机构)，被驱动部对应于可动压板113。其中，也可以将合模用马达126(伺服马达)的转子包含在驱动部中。在这种情况下，转子的惯性也被考虑进去，模型的精度提高。在图6中，记号的含义如下所示。
[0081]y12:以驱动部为基准的换算后的被驱动部位置y12=y2/G(yi)
[0082]V12:以驱动部为基准的换算后的被驱动部速度v12=v2/G(yi)
[0083]yT:驱动部与被驱动部的相对位移(yi_y12)
[0084]ντ:驱动部与被驱动部的相对速度(V1-V12)
[0085]fT:驱动部与被驱动部的相互作用
[0086]fin:驱动力(控制输入)
[0087]G(Y1):肘节机构的减速比(Y1的函数)
[0088]求出驱动部与被驱动部的摩擦系数Bt时存在很多困难的情况，因此作为以下所示的传递函数中的共振及反共振的减衰系数Ca、ζι.，根据实际的合模装置的响应波形进行确定。
[0089]根据图5所示的动力学模型(框线图的表现)将输入输出关系通过传递函数来表现时，如式(I)、⑵所示。
[0090][数1]
【权利要求】
1.一种注射成型机，包括: 驱动源； 驱动部，通过上述驱动源被驱动； 被驱动部，通过上述驱动源，经由上述驱动部而被驱动； 修正指令生成部，对所输入的指令值进行修正而生成修正指令；以及反馈控制部，根据上述修正指令、以及来自上述驱动部或上述被驱动部的反馈值，对上述驱动部提供控制输入。
2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中， 上述修正指令包括对上述指令值进行修正而得到的位置指令。
3.根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中， 上述修正指令包括对上述指令值进行修正而得到的扭矩指令。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的注射成型机，其中， 包括对所输入的指令值进行滤波的滤波部， 上述修正指令生成部对来自上述滤波部的上述指令值进行修正而生成修正指令。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的注射成型机，其中， 上述修正指令是根据动力学模型而生成的。
6.根据权利要求5所述的注射成型机，其中， 上述动力学模型包括考虑到上述驱动部的惯性及上述被驱动部的惯性的2惯性模型。
【文档编号】B29C45/76GK104070650SQ201410001262
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】小木曾太郎 申请人:住友重机械工业株式会社